66759

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ г. ЧИТА (ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ КРАЙ)

Диссертация

Экология и защита окружающей среды

По качеству атмосферного воздуха г. Чита относится к числу наиболее загрязненных городов России. За период с 2005 по 2010 гг. уровень загрязнения воздушного бассейна оценивался, как «чрезвычайно высокий» и «очень высокий». Среднегодовые концентрации превышают ПДКсс по...

Русский

2014-08-26

6.2 MB

29 чел.

PAGE   \* MERGEFORMAT 102

Министерство науки и образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

На правах рукописи

Звягинцева Ольга Юрьевна

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ г. ЧИТА

(ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ КРАЙ)

03.02.08 – экология (биологические науки)

Диссертация

на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук,

                                                                                                    профессор З.П. Оглы

Улан-Удэ – 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ……………………………………………………………………………..3

Глава 1. Характеристика района, материалы и методы исследования………….7

1.1. Физико-географическая характеристика района исследования………7

1.2. Материалы и методы исследования…………………………………...15

1.3.  Значение метода биоиндикации в системе экологического мониторинга (обзор литературы)…………………………………………...23

Глава 2. Состояние атмосферного воздуха г. Чита………………………………35

2.1. Основные  источники и загрязнители атмосферного воздуха

в г. Чита………………………………………………………………………35

2.2. Оценка качества атмосферного воздуха методом ПФА……………...46

2.3. Влияние выбросов автотранспорта на величину ПФА………………57

2.4. Экологическое зонирование г. Чита по степени загрязненности  атмосферного воздуха………………………………………………………64

Глава 3. Влияние на здоровье населения основных загрязнителей атмосферного воздуха г. Чита…………………………………………………………………….67

Глава 4. Прогнозная оценка уровня заболеваемости населения г. Чита в зависимости от качественного состояния атмосферного воздуха

и мероприятия по улучшению экологической ситуации………………………..86

Заключение.................................................................................................................92

Литература..................................................................................................................94

Приложения..............................................................................................................109

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. По качеству атмосферного воздуха г. Чита относится к числу наиболее загрязненных городов России. За период с 2005 по 2010 гг. уровень загрязнения воздушного бассейна оценивался, как «чрезвычайно высокий» и «очень высокий». Среднегодовые концентрации превышают ПДКсс по бенз(а)пирену в 5,77 раз, по формальдегиду – в 4,33 раза (Государственный доклад, 2010).

По данным экспертов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) основные источники загрязнения воздушной среды в городах исходят от предприятий теплоэнергетики и автомобильного транспорта, которые дают до 23% всех заболеваний (Иванов и др., 2010). К тому же постоянно увеличивающаяся доля личного автотранспорта со значительным выбросом вредных веществ, практически не поддается контролю.

Для здоровья населения  отработанные газы автомобилей представляют наибольшую опасность, чем выбросы стационарных источников, т. к. они поступают в атмосферу непосредственно в зоне дыхания человека. Объем выбросов автотранспорта увеличивается не только на проезжей части улиц, но и во дворах, где двигатели транспорта работают в наиболее «неэкологичном» режиме (т.е. на холостом ходу, низких скоростях). В целом, концентрация загрязняющих веществ в воздухе на определенных участках города выше, чем на проезжей части улиц, значительно превышая средние значения по городу. На придомовых территориях находятся места отдыха, расположены детские площадки, при этом качество воздуха здесь не контролируется, что подтверждает необходимость совершенствования системы мониторинга.

В структуре общей заболеваемости населения г. Чита болезни органов дыхания традиционно занимают ведущие позиции (Социально-гигиенический мониторинг, 2006 – 2010). Поэтому, изучение влияния приоритетных загрязнителей воздушного бассейна города на здоровье человека, оценка вклада различных источников в процессы загрязнения атмосферного воздуха, совершенствование системы мониторинговой службы является актуальной задачей экологии.

Цель исследований – оценить влияние загрязнения воздушного бассейна на здоровье населения г. Чита с целью прогнозирования уровня заболеваемости от воздействия   приоритетных загрязнителей.

Задачи исследования:

1. Выявить наиболее значимые источники загрязнения, основные вещества-загрязнители воздушного бассейна г. Чита.

2. Провести исследования уровней общего и локального загрязнения атмосферного воздуха г. Чита методом биоиндикации и по их результатам осуществить зонирование территории с целью оценки влияния качества атмосферного воздуха на здоровье населения.

3. Для выявления причин локального загрязнения произвести расчет выбросов автотранспорта (как наиболее значимого источника) на участках дорожной сети г. Чита с различной интенсивностью движения.

4. Географические особенности расположения территории края – это  внутриконтинентальное  расположение, высокая   приподнятость над уровнем моря (от 900 м над уровнем моря в лесостепной зоне, более 2500 м – в гольцой зоне), удаленность от океанов. Все это определяет засушливость климата, с большой продолжительностью солнечного сияния (2618 час/год), резкой  сменой  синоптической ситуации, с возможными колебаниями  температуры воздуха в течение суток более чем на 20º С.

Проанализировать степень влияния основных загрязнителей атмосферного воздуха г. Чита на здоровье населения, в том числе на уровень онкозаболеваемости.

5. Дать прогнозную оценку динамики заболеваемости населения г. Чита и предложить мероприятия по снижению ущерба здоровью населения от воздействия аэротоксикантов.

Личный вклад автора состоит в постановке целей и задач исследований, выборе методов исследования, сборе и обработке полевых и экспериментальных материалов, а также анализе и обобщении полученных результатов. Исследования проводились в течение полевых сезонов 2005-2010 гг.

 Основные положения, выносимые на защиту:

  1.  Высокий уровень загрязнения воздушного бассейна г. Чита влияет на показатели заболеваемости населения г. Чита.
  2.   Использование метода ФА позволяет выявлять локальное загрязнение атмосферного воздуха и производить зонирование территорий с целью прогноза заболеваемости городского населения.
  3.  Ежегодное экологическое зонирование состояния атмосферного воздуха, выполненное по методу ФА, является основой для принятия природоохранных решений для улучшения здоровья населения города.

Научная новизна.

1. Впервые дан прогноз динамики заболеваемости населения города Чита болезнями органов дыхания, в том числе онкопатологией, оцененный показателем флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой Betula pendula Roth, которая отражает степень загрязнения атмосферы, в том числе загрязнителями-канцерогенами.

2. Получено уравнение, позволяющее рассчитать величину ИЗА5 по величине интегрального показателя флуктуирующей асимметрии для территорий, где нет стационарных постов, а также в случаях локального загрязнения с целью составления прогнозов заболеваемости населения.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что основные ее результаты были использованы:

- Забайкальским краевым экологическим центром при осуществлении основного вида деятельности – подготовке информации по источникам негативного влияния на окружающую среду, для внесения её в государственный реестр объектов;

- при чтении курсов лекций, проведении лабораторно-практических занятий и учебной практики для студентов специальностей 280102.65 «Безопасность технологических процессов и производств», 280103.65 «Защита в чрезвычайных ситуациях», других специальностей и направлений при изучении дисциплин «Общая экология», «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности».

Степень достоверности и апробация результатов. Научные результаты получены на основании аналитической работы с обширным научным и литературным материалом. Достоверность результатов подтверждается большим количеством материала, применением унифицированных методик и официально принятых методов статистической обработки экспериментальных данных.

Материалы и положения диссертации представлялись и обсуждались на VII Всероссийской и ХI Международной научно-практической конференции «Кулагинские чтения» (Чита, 2007, 2009, 2011), Х Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности»  (Пенза, 2010), Всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием «Экологосберегающие и ресурсосберегающие технологии и материалы» (Улан-Удэ, 2011), научно-практической конференции «Адаптивный подход в использовании земельных и водных ресурсов Азиатской России» (Чита, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 5 в изданиях рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций, списка литературы, содержит 22 таблицы, иллюстрирована  37   рисунками. Список использованной литературы включает 136 наименований, в том числе 7 на иностранных языках.

Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА, МАТЕРИАЛЫ

И  МЕТОДЫ  ИССЛЕДОВАНИЯ

  1.  Физико - географическая  характеристика района исследования

Забайкальский край занимает восточную часть Забайкалья, является юго-восточной частью Восточной Сибири.  Протяженность с севера на юг составляет около 1000 км, с запада на восток – более 850 км, с общей площадью территории края - 431,5 тыс. км² (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Географические особенности расположения территории края – это  внутриконтинентальное  расположение, высокая   приподнятость над уровнем моря (от 900 м над уровнем моря в лесостепной зоне, более 2500 м – в гольцой зоне), удаленность от океанов. Все это определяет засушливость климата, с большой продолжительностью солнечного сияния (2618 час/год), резкой  сменой  синоптической ситуации, с возможными колебаниями  температуры воздуха в течение суток более чем на 20º С. Сюда проникают воздушные массы атлантического, тихоокеанского и арктического происхождения, в  результате  влияния которых климат в целом характеризуется как резко-континентальный, на юге дополнительно аридный. Зима продолжительная, сухая, средние январские   температуры от (- 23º С) на юге, до (- 33º С) на севере и юго-востоке, абсолютный зарегистрированный минимум - (- 58º С). Лето короткое, но теплое, его продолжительность в среднем – 2,5 месяца. Наиболее высокие значения температуры воздуха регистрируются в июле, средние значения которых +18…+ 20º С, с максимумом (+ 40º С) (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Сибирский антициклон, господствующий большую часть года, сменяется азиатской депрессией в летний период. В сравнении с территориями аналогичных  широт (широтные координаты указывают на расположение Забайкальского края в умеренном поясе)  наблюдается  более низкая  годовая  температура  воздуха, с  повсеместно отрицательными   значениями от  (- 0,7º С) до (- 2,5º С). В г. Чита  её значение составляет (- 2,7º С) (Энциклопедия Забайкалья, 2000).  

Особенности рельефа сказываются в том, что наблюдаются резкие различия климатических характеристик между долинами и котловинами с одной стороны и горными хребтами – с другой, что влияет на характер атмосферной циркуляции. Хребты вызывают по отношению к долинам и котловинам выпадение большего количества осадков на наветренных склонах и создают дождевую тень на подветренных. Различия в количестве выпадающих  осадков  в  межгорных понижениях и на хребтах составляют  - 200…700 мм в год (Кулаков, 2000).

Интенсивность радиационного выхолаживания при отрицательных формах  рельефа  приводят к возникновению температурных инверсий зимой. В такие  периоды  степень загрязненности приземного слоя атмосферы значительно возрастает, так как не происходит  рассеивания веществ – загрязнителей вследствие низкой циркуляции воздушных масс.

Количество осадков зависит от  прохождения  циклонов, основная масса  которых (90…95  %) выпадает с апреля по октябрь, соответственно на холодный  период (ноябрь – март) приходится не более 5…10 %. Среднегодовое количество осадков составляет 343 мм. На июль и август приходится наибольшее количество осадков – 40…45 % (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Город  Чита – административный центр Забайкальского края – располагается в долинах рек Чита и Ингода и амфитеатром поднимается по отрогам хребта Черского. С юго-запада над городом господствует двугорбая безлесная Титовская сопка, на запад и северо-запад от города расстилается равнинная степная местность, представляющая собой днище Читино-Ингодинской котловины. Хребет Черского, с небольшими высотами порядка 900-1000 м, тянется с юго-запада на северо-восток, ограничивая город с юго-восточной стороны. С северо-востока, северо-запада и запада горизонт относительно открыт. Горные хребты удалены от города на юг и восток на расстояние 3 км, на север – 6 км. В этих направлениях в 15…20 км от города проходит Яблоновый хребет, восточные пологие склоны которого спускаются в равнинную степь, простирающуюся вдоль правого берега р. Чита (рисунок 1). Склоны гор покрыты смешанным лесом (лиственница, сосна, береза и осина) (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Рисунок 1 -  Рельеф города Чита

Почвы в районе города серые, лесные, супесчаные (Отчет НИР «Мониторинг  тест-полигонов  в  Ивано-Арахлейском  заказнике», фонды ЧИПР СО РАН, 2001).

В черте  города находится озеро Кенон. Сохранились в пределах территории городской черты участки естественных экосистем - приречные луга, островки степей и лесостепей, массив горной тайги, расположенный в районе автомагистрали Чита – Хабаровск.  В городской ландшафт входят дачные массивы, пашни, сенокосы и несколько озер на месте бывших шахт (в окрестности поселка Черновские Копи) (Котельников, 1995). 

В озеленении города используются древесно-кустарниковые породы, которые размещаются сплошными и рядовыми, групповыми и одиночными посадками. Массивные посадки создаются из долговечных пород (лиственница, ель, береза, тополь, сосна,  пихта) в виде чистых насаждений (из одной породы) или смешаных (из нескольких пород). Под полог основных пород вводят теневыносливые кустарники (акацию, спирею)(Пак и др., 1991).

Основной особенностью климата района является его резкая континентальность, проявляющаяся в очень низких зимних и довольно высоких летних температурах воздуха. Среднегодовая температура отрицательная и составляет минус 2,2о С, амплитуда среднемесячных температур равна 43,7о С. В холодный период года над краем располагается гребень сибирского антициклона, поэтому зима отличается низкими температурами, слабыми ветрами, большой сухостью воздуха и небольшим количеством осадков (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Основные метеорологические характеристики, оказывающие влияние на потенциал загрязнения атмосферного воздуха в г. Чита, по данным ГУ «Читинский ЦГСМ-Р», представлены в таблице 1.

Сибирский антициклон, господствующий большую часть года над городом, характеризуется продолжительными периодами  маловетреной и безветренной погодой и низкими температурами атмосферного воздуха. Преобладающий горно-котловинный рельеф местности приводит к формированию температурных инверсий, т.е. воздух внутри котловины оказывается холоднее, чем на выше расположенных склонах, что нарушает циркуляцию атмосферных масс и препятствует рассеиванию загрязнений. В такие периоды степень загрязненности приземного слоя атмосферы в черте города значительно возрастает (Энциклопедия Забайкалья, 2000).  

Начало зимы приходится на середину октября, продолжительность ее около пяти месяцев. Погода преобладает сухая и малооблачная, отличается устойчивостью. Изменение ее происходит без скачков, постепенно и только изредка сопровождается легкой облачностью, выпадением небольшого количества снега или усилением ветра.

Таблица 1 - Метеорологические характеристики, определяющие потенциал загрязнения атмосферного воздуха в г. Чита (данные ГУ «Читинский ЦГМС-Р»)

 

Метеорологические характеристики

Месяцы

Год

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Число дней с осадками

5

5

9

8

12

19

15

13

6

4

5

11

112

Скорость ветра, м/с

0,5

1,4

1,5

2,5

3,1

2,6

2,0

1,6

2,1

1,9

1,7

0,8

1,8

Повторяемость приземных инверсий температуры, %

95

88

68

37

19

15

21

37

58

68

83

97

57

Повторяемость застоев воздуха,%

81

55

39

27

13

7

11

23

38

42

45

77

38

Повторяемость ветров со скоростью 0-1м/с,%

89

62

59

44

33

35

47

58

52

55

58

82

56

Повторяемость при-поднятых инверсий температуры, %

0

0

5

5

13

20

26

13

10

5

8

3

9

Повторяемость туманов, %

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2,1

0

0,2

Мощность снежного покрова невелика – до 12 см.  При тихой малооблачной погоде в понижениях рельефа, где застаивается холодный воздух, возникают зимние туманы. Самый холодный месяц года – январь, его среднемноголетняя температура равна минус 25,6о С. С прекращением устойчивых морозов, средняя дата 14.04., начинается весенний период, продолжающийся до конца мая (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Весенний период короткий, отличается неустойчивой погодой. Несмотря на невысокие температуры, весна характеризуется засушливостью, связанной с прогреванием сухих арктических масс воздуха в условиях солнечной малооблачной погоды. Большая сухость воздуха при господстве ветреной погоды приводит к сильному иссушению почвы (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Продолжительность летнего периода -  около 2,5 месяцев. Лето, хотя и короткое, но теплое и даже жаркое. Дневные температуры бывают довольно низкими и в отдельные годы, даже в июле, возможны заморозки. Самым теплым месяцем является июль, его среднемноголетняя температура равна плюс 18,2о С, а средняя температура в 15 часов местного времени достигает в июле плюс 23,5о С. Осень продолжается с конца августа до середины октября (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Характеристика отдельных метеорологических элементов по сезонам года по данным наблюдений ФГБУ «Читинский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями»  (2007…2008, 2009…2010) приводится в таблице 2.

Распределение осадков в течение года  крайне неравномерно, зависит от прохождения циклонов, основная масса которых выпадает с апреля по октябрь (90 - 95 %), соответственно на холодный период (ноябрь-март) приходится не более 5 - 10 %, что значительно ослабляет процессы очищения атмосферы. В зимние месяцы концентрации приоритетных загрязнителей в воздушном бассейне города наиболее высоки (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

В основном они выпадают в летний период, на долю которого в среднем приходиться 95 % годовой суммы. Максимум осадков падает на июль - август. Среднегодовое количество осадков составляет 343 мм. В зимний период, в связи со слабой циклонической деятельностью, осадков выпадает мало. За период с декабря по февраль выпадает всего 8 мм осадков (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

В годовом ходе средней месячной относительной влажности воздуха прослеживается два максимума: в августе - 74 и декабре – 77 %. Весной, в апреле - мае, относительная влажность низкая и составляет 47…45 %. Средняя годовая влажность воздуха равна 65 %.


Таблица 2

Основные климатические характеристики по м/ст. г. Чита

Наименование характеристик

Январь

Февраль

Март

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Год

Температура воздуха

Ср.месячная и годовая температура воздуха, °С

-25,6

-20,6

-10,1

0,6

9,0

15,7

18,1

15,5

8,0

-1,2

-13,5

-22,7

-2,2

Абсолютный минимум температуры воздуха,

-50

-46

-44

-29

-14

-7

-2

-5

-17

-29

-42

-48

-50

Абсолютный максимум температуры воздуха,

-2

2

15

25

31

36

37

34

29

21

10

0

37

Даты наступления средних суточных температур выше и ниже 5°и 10°и число дней с температурой превышающей эти пределы

5°   5/V; 23/IX; 140;

10°  24/V; 7/IX; 105;

Даты первого и последнего заморозков

25/X средняя    26/III ранняя    3/VIII; 26/V поздняя           10/IX; 28/VIII

Продолжительность безморозного периода, дни

средняя 70            наибольшая 102                      наименьшая 33

Атмосферные осадки

Ср.месячная и годовая сумма осадков, мм

2

2

4

11

23

60

98

89

36

9

5

4

343

То же в годы обеспеченностью      10%

18

71

132

105

64

                                                            85%

10

36

82

56

26

                                                             95%

3

26

80

53

18

Запас воды в снежном покрове, см

Средний из наибольших за зиму  2,3

Наибольшая высота снежного покрова, см

Средняя из наибольших декадных высот  14

Число дней со снежным покровом

151

Даты появления снежного покрова

Средняя 16/X

Ранняя 7/IX

Поздняя 19/XI

Даты образования устойчивого снежного покрова

Средняя 8/ XI

Ранняя 10/X

Поздняя 10/XII

Дата разрушения устойчивого снежного покрова

Средняя 26/III

Ранняя 7/III

Поздняя 15/ IV

Даты схода снежного покрова

Средняя 21/IV

Ранняя 9/III

Поздняя 14/V

Испарение

Ср.месячное и годовое испарение с водной поверхности, мм

1

3

8

24

36

99

134

112

87

35

4

1

544

То же в годы обеспеченностью               5%

                                                                   15%

                                                                   25%

Ср.месячное и годовое испарение с поверхности суши, мм

1

3

8

24

32

35

59

52

35

13

4

1

267

Влажность

Ср.месячная и годовая упругость вод, пара

0,6

0,8

1,6

3,0

5,0

10,0

14,1

12,5

7,2

3,5

1,4

0,8

5,0

Ср.месячная и годовая отн.влажность воздуха

76

72

60

47

45

57

69

74

67

62

72

77

65

Ср.месячный и годовой недостаток насыщения,

0,2

0,4

1,2

3,4

6,7

8,4

6,8

5,1

3,4

2,1

0,6

0,2

32

Ветер

Ср.месячная и годовая скорость ветра, м/с

0,9

1,1

1,7

2,8

3,1

1,9

1,4

1,4

1,6

1,7

1,4

0,9

1,7

Преобладающее направление ветра, румб

З;     СЗ;

Максимальная скорость ветра, м3

По наиболее сильному направлению  28     СЗ

Глубина промерзания грунтов, см

Средняя 2,5

Наибольшая 4,5

Наименьшая 0,5


В среднем в г. Чита насчитывается 21 день с туманом, треть из которых приходится на зиму (7дней). С июня по сентябрь туманы наблюдаются в среднем 12 дней. Низкие отрицательные значения температуры воздуха в холодный период года, а также небольшая мощность снежного покрова обусловливает глубокое промерзание почвы (Фонды ЧИПР СО РАН, 2001).

Ветровой режим зависит, в основном, от сезонов года. В зимние месяцы преобладает штилевая и маловетреная погода. В этот период повторяемость штилей составляет 29…98 %.

Весной (апрель, май) в связи с перестройкой барического поля  ветры значительно увеличиваются. Средне - месячная скорость в эти месяцы составляет 3,6 м/сек. Сильные ветры со скоростью 16…17 м/с  случаются редко, их повторяемость равна  0,01 % в год.

По данным ФГБУ «Читинский ЦГМС-Р»  на территории города  в течение года и в зимний период преобладают ветры юго-западного направления, при среднегодовой скорости ветра 1,8 м/с (рисунок 2).

Рисунок  2 - Роза ветров (метеостанция г. Чита)

В Забайкальском крае в городах и поселках городского типа проживает 63 % всего населения края. На долю г. Чита приходится около 39 % городского или около четверти всего населения края (Забайкалкрайстат, 2009).  Вместе с тем более половины промышленного потенциала края сосредоточено в г. Чита.

Вследствие этого на территории города производится более 60 % от общего объема отходов производства, выбросов в атмосферу и сбросов в водный бассейн. Воздушными переносами и через систему рек Амурского бассейна загрязняющие вещества из города переносятся на значительную часть Забайкальского края. Загрязнение окружающей среды является постоянно действующим фактором, увеличивающим риск генетических и иных патологических изменений здоровья населения.

Анализ работ по оценке влияния метеорологических факторов на процессы загрязнения атмосферного воздуха  показал, что невысокая скорость ветра (менее 5 м/с) и температурные инверсии значительно нарушают процессы рассеивания загрязнений. Процессы самоочищения атмосферы зависят также от количества и интенсивности осадков (Берлянд, 1985, 1997).  

Таким образом, горно - котловинный рельеф местности, температурные инверсии, низкая скорость ветра и безветрие зимой, незначительное количество осадков в холодный период года являются предпосылками для усиления негативного техногенного влияния на качество атмосферного воздуха в г. Чита.

1.2  Материалы и методы исследования

В работе использованы материалы ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Забайкальском крае», ГУП "Забайкалгеомониторинг", Государственные доклады «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Забайкальском крае», «О санитарно-эпидемиологической обстановке в городском округе «Город Чита», а также результаты лабораторных и экспедиционных исследований автора 2005-2010 г. Для количественной оценки состояния окружающей среды использованы: фондовые материалы Забайкальского межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями (ФГБУ «Читинский ЦГМС-Р), содержащие информацию об индексе загрязнения атмосферы г. Чита по 5 приоритетным загрязнителям (ИЗА5), данные метеорологических наблюдений климата за 2005-2010 гг., ежегодные доклады МПР.

Оценку качественного состояния воздушного бассейна города проводили с использованием метода биоиндикации, согласно  ««Методическим рекомендациям по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур)», утвержденным распоряжением  Министерства природных ресурсов РФ от 16.10.03 № 460-р, предназначенных для «проведения оценки качества среды, её благоприятности для человека» (Захаров, Чубинишвили и др., 2003).

В качестве объектов исследований рекомендуется использовать «фоновые виды», из числа древесных растений – березу повислую Betula  pendula Roth, а также другие виды берез, произрастающих на территории России (Флора Сибири, 1992; Губанов, 2003).

Систематическое положение: Берёза повислая (рисунок 3)(http: // lekmed.ru /)

Научная классификация:

                         Царство: Растения

                            Отдел: Покрытосеменные

                            Класс: Двудольные

                       Порядок: Букоцветные

                    Семейство: Берёзовые

                               Род: Берёза

                              Вид: Берёза повислая

Латинское название Betula pendula ROTH

                        Синоним Betula verrucosa EHRH.

Рисунок 3 -  Береза повислая

Морфологическое описание. Береза повислая – лиственное листопадное дерево, быстро растущее,  достигающее высоты 15 – 20 метров. Средняя продолжительность жизни составляет 120 – 150 лет. Распространено в составе смешанных лесов и в виде изолированных посадок по всей средней полосе России, в Сибири (Тюменская, Курганская, Омская, Томская, Новосибирская, Кемеровская, Алтай, Красноярский, Тува, Иркутская, Бурятия, Читинская, Якутия) (Флора Сибири, 1992).

Биоиндикационные наблюдения проводились на 82 площадках на территории г. Чита и 21 площадке на территории Ивано-Арахлейского государственного природного ландшафтного заказника. Всего за период исследований  2005 – 2010 гг. (в том числе совместные исследования с Турушевой Т.В.) было собрано и промерено более 30000 листовых пластинок березы повислой Betula pendula Roth.

Береза повислая отвечает всем требованиям биоиндикатора: является традиционным видом фитоценоза Восточного Забайкалья, характеризуется засухоустойчивостью, морозостойкостью, не требовательна к почве, предпочитает песчаные или суглинистые почвы, но обладает устойчивостью к обедненным и уплотненным почвам (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Ствол покрыт белой корой, на которой в зрелом возрасте появляются глубокие трещины, покрытые корой черноватого цвета. Цветение - в мае, до распускания листьев. Листья ромбической формы, с заостренной верхушкой, рост которых продолжается до июля.

Цветки зеленоватого цвета, собранные в соцветия – сережки. Плоды – односеменные орешки с перепончатыми крылышками.

Сроки сбора материала. В соответствии с методическими рекомендациями сбор материала  проводился в июле, после остановки роста листьев.

Объем выборки. Объем каждой выборки  составлял 100 листьев: с 10 взрослых деревьев, по 10 листьев, сравнительно равных по площади листовой пластинки.

Выбор деревьев. Для исследований, согласно рекомендациям, выбирались деревья, достигшие генеративного возраста, с определением принадлежности к исследуемому виду, с четко выраженными признаками березы повислой.

Сбор листьев с растения. Листья собирались с укороченных побегов, равномерно из нижней части кроны дерева, с максимального числа доступных веток, среднего для данного растения размера (рисунок 4, 5).

Рисунок 4 -  Место сбора листьев

Листья выбирались без повреждений, без признаков поражения вредителями.

Рисунок 5 - Место сбора листьев

Выполнение исследований. Промеры производили в соответствии с «Методическими рекомендациями…. 1999»  на внутренней (брюшной) стороне листа для левой и правой половины относительно центральной жилки по пяти параметрам:

1 - ширина левой и правой половинок листа:  посередине листовой пластинки, от границы центральной жилки до края листа;

2 – длина жилки второго порядка, второй от основания листа;

3 - расстояние между основаниями жилок первого и второго порядка;

4 - расстояние между концами этих же жилок;

5 - угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка (угол) (рисунок 6).

Рисунок 6 - Схема морфологических признаков листовой пластинки березы для проведения анализа флуктуирующей асимметрии

Обработка результатов. «Для мерных признаков величина асимметрии у растений рассчитывается как различие в промерах слева и справа, отнесенное к сумме промеров на двух сторонах. Интегральным показателем стабильности развития для комплекса мерных признаков является средняя величина относительного различия между сторонами на признак. Этот показатель рассчитывается как среднее арифметическое суммы относительной величины асимметрии по всем признакам у каждой особи, отнесенное к числу используемых признаков.

Для определения величины ПФА рассчитывают:

  1.   величину асимметрии для каждого признака: модуль разности между промерами слева (L) и справа (R) делят на сумму этих же промеров;
  2.   величину асимметрии для каждого листа (сумма величин по всем признакам делится на число признаков);
  3.  величину асимметрии в выборке (средняя арифметическая всех величин асимметрии, значение округляется до третьего знака после запятой)

Статистическую значимость различий между выборками по величине интегрального показателя стабильности развития (величина среднего относительного различия между сторонами на признак) определяют по t-критерию Стьюдента.

Для оценки степени отклонений в стабильности развития берёзы повислой использовалась пятибалльная оценка. Значения интегрального показателя асимметрии, соответствующие первому баллу считаются условной нормой и наблюдаются в выборках растений из благоприятных условий произрастания. Второй балл отмечается в выборках, когда растения испытывают слабое влияние неблагоприятных факторов. Третий и четвёртый баллы характерны в загрязненных районах. Пятый балл – критическое значение, такие значения показателя асимметрии наблюдаются в крайне неблагоприятных условиях, когда растения находятся в сильно угнетенном состоянии» (таблица 3).

В качестве контрольных точек отбор проб материала производился на территории Ивано-Арахлейского государственного природного ландшафтного заказника регионального значения в соответствии с «Методическими рекомендациями…» (Приложение: таблица 1, 2)

Таблица 3 - Оценка степени  нарушения стабильности  развития  растений

Балл

Качество среды

Величина показателя стабильности развития

1

Условно нормальное

< 0,040

2

Начальные (незначительные) отклонения от нормы

0,040 – 0,044

3

Средний уровень отклонений от нормы

0,045 – 0,049


4

Существенные (значительные) отклонения от нормы

0,050 – 0,054

5

Критическое состояние

> 0,054

Для расчета объемов загрязняющих веществ, поступающих в приземный слой атмосферы в составе выбросов автотранспорта и оценки влияния этих веществ на состояние березы повислой, была использована «Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов», утвержденная приказом Госкомэкологии России (1999).  

Определение интенсивности движения автотранспорта и расчет выбросов производился в местах сбора материала для метода биоиндикации.

При проведении исследований учитывалось, что состав отработавших газов зависит от вида топлива, объем выбросов различен при разных режимах работы двигателя.

Для расчетов использовались данные, полученные в результате 40 маршрутных наблюдений, с дифференцированием автотранспортных средств по категориям: легковые, грузовые с грузоподъемностью менее или более 3 тонн, автобусы, микроавтобусы,  раздельно карбюраторные, дизельные и работающие на сжиженном газе.

Предложенная методика позволяет рассчитать объемы поступления в атмосферу наиболее значимых загрязнителей, содержащихся в составе отработавших газов автотранспорта,  – оксида углерода,  диоксидов азота и серы, углеводородов, сажи, формальдегида и бенз(а)пирена.

Подсчет транспортных средств производился в дневное время суток, в разные дни недели, в течение 20 минут каждого часа, в часы «пик» летнего сезона года – для выявления максимальной нагрузки.  При интенсивности движения более 2 – 3 тыс. автомашин в час – по 20 минут раздельно по каждому направлению. Отдельно учитывалось количество транспортных средств на перекрестках (в соответствии с методикой).

В работе использовалось компьютерное программное обеспечение Microsoft Excel. Статистическая обработка полученных данных производилась с использованием непараметрических критериев Ньюмена-Кейлса, Фридмана, Краскела-Уоллиса, а также критерий Стьюдента, для множественных сравнений, двухфакторного дисперсионного анализа (Гланц, 1999;  Ивантер, Коросов, 2003).

1.3 Значение метода биоиндикации в системе экологического мониторинга (обзор литературы)

Урбанизация территорий, являясь естественным процессом, сопровождается обострением экологических проблем. Дальневосточные регионы с низкой плотностью населения остаются вне зоны действия комплексного экологического исследования и считаются более благополучными по сравнению с центральной частью России, а малым городам меньше всего уделяется внимания (Бородина, 2011). Сеть наблюдательных постов, выполняющих функцию экологического мониторинга, в настоящее время не позволяет в полной мере отслеживать состояние качества окружающей среды. В данной ситуации роль метода биоиндикации еще больше возрастает. Измерение реакции растений   позволяет с малыми затратами труда проводить достаточно точную биоиндикацию. Наземные органы растений испытывают непосредственное влияние техногенных источников загрязнения. Осаждение и накопление в тканях листьев, побегов токсичных веществ выше определенного уровня приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности: уменьшается площадь листьев, снижается плотность облиственности  крон деревьев вплоть до полной потери листьев или хвои. Такие реакции были установлены в посадках, расположенных вдоль транспортных магистралей (Николайчук, 2011).

Исследование ответных реакций древесных растений в городской среде и степени их выраженности используется при выборе видов растений для озеленения территории. Из исследуемых лиственных видов наибольшей устойчивостью к техногенному загрязнению, отличается клен остролистный. В ряду устойчивости за кленом остролистным следуют липа мелколистная, береза повислая и конский каштан обыкновенный (Николайчук, 2011).  

Использование живых организмов в системе экологического мониторинга позволяет оценить суммированное многокомпонентное и многосредовое воздействие на индикаторные виды, оценить биологические эффекты, формирующиеся под влиянием качества среды в организмах в месте наблюдения.

Виды - биоиндикаторы могут быть использованы в качестве критерия для оценки динамики изменений, происходящих в экосистеме под влиянием антропогенного воздействия. Использование растений в качестве биоиндикаторов является достаточно информативным методом в мониторинге, поскольку их жизнедеятельность в полной мере зависит от качества среды в месте обитания.

Явлениями флуктуирующей асимметрии охвачены практически все билатеральные структуры у самых разных видов живых организмов, и она может быть охарактеризована как одно из наиболее обычных и доступных для анализа проявлений случайной изменчивости развития (Стрельцов, 2003). 

В природе встречаются лишь приблизительно симметричные организмы, что обусловливается высоким гомеостазом и наблюдается лишь при определенных условиях среды, которые могут быть охарактеризованы как оптимальные (Гелашвили, 2004). Снижение гомеостаза происходит при отклонении от этих условий. Оценка гомеостаза развития возможна с различных позиций. Наиболее перспективным для широкого использования представляется морфологический подход. При этом величина флуктуирующей асимметрии различных признаков дает характеристику морфогенетического гомеостаза, или стабильности развития (Захаров, 1987, 1993).

Флуктуирующая асимметрия является следствием несовершенства онтогенетических процессов – неспособности организмов развиваться по точно определенным путям (Ludwig, 1932). По феноменологии флуктуирующая асимметрия представляет собой небольшие ненаправленные отклонения живых организмов от строгой билатеральной симметрии (Van Valen, 1962).

В настоящее время при практических исследованиях чаще всего используется классификация, которую одним из первых предложил  Ван Вален, где  обозначил три основных типа проявления асимметрии:

  1.  Направленная асимметрия, охватывающая круг явлений, когда в норме какая-то структура развита на одной определенной стороне больше, чем на другой.
  2.  Антисимметрия,  характеризуемая большим развитием структуры то на одной, то на другой стороне тела, что соответствует отрицательной связи между сторонами.
  3.  Флуктуирующая асимметрия, являющаяся результатом неспособности организмов развиваться по точно определенным путям, которая может быть определена по нормальному распределению относительно нуля различий между сторонами, взятых со знаком (Van Valen, 1962).

Флуктуирующая асимметрия – это один из общих показателей, характеризующий стабильность индивидуального развития, дающий оценку состояния природных популяций и зависящий от состояния среды. Показатель флуктуирующей асимметрии является практически единственной формой фенотипической изменчивости с известной причиной обусловленности (Ашихмина, 2005, 2006). Флуктуирующей асимметрией (ФА) чаще всего называются незначительные отклонения морфологических признаков от идеальной симметрии (Ludwig,1932; Van Valen, 1962).

Интегральными показателями качества среды общепринято считаются биоиндикационные. Биологическая оценка дает возможность комплексной (интегральной) характеристики качества среды, находящейся под воздействием всего многообразия физических, химических и других факторов (Захаров и др., 1993).

Систематическое долговременное наблюдение за состоянием живых организмов, детальный анализ полученных данных позволяет выделить связь между отдельными компонентами среды и величиной ответной реакции вида - биоиндикатора, т.е. выявлять приоритетные загрязнители, оказывающее наиболее выраженное и опасное воздействие на жизнедеятельность живых организмов.

Метод биоиндикации позволяет определить степень отклонения среды от нормы по нарушению стабильности развития индикаторных видов. Наиболее простым и доступным для широкого использования способом оценки стабильности развития является определение величины флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков. Она представляет собой отклонения от строгой билатеральной симметрии вследствие несовершенства онтогенетических процессов и проявляется в незначительных ненаправленных различиях между сторонами  (в пределах реакции организма). Величина ответной реакции живого организма показывает степень неблагоприятного воздействия среды в период его развития (Захаров, 2003).

В настоящее время в биомониторинге используются различные методы, одним из которых является оценка качества среды по величине флуктуирующей асимметрии билатеральных морфологических признаков, возникающей под воздействием экзогенных факторов (Захаров и др., 2003). Выявляемые этим методом  нарушения стабильности развития организмов, являются ненаследуемыми, отражают качество среды в целом или величину воздействия отдельных факторов в определенный период времени.

Биоиндикаторы  –  живые организмы, по наличию, состоянию и поведению которых можно судить о степени изменений окружающей среды, в том числе о присутствии загрязняющих веществ. Живые индикаторы суммируют все без исключения биологически важные данные о загрязнителях, указывают пути и места скопления в экосистемах различного рода токсикантов, а также позволяют судить о степени вредности тех или иных веществ для живых организмов и человека. Для биоиндикации используются низшие и высшие растения, микроорганизмы, различные виды животных (норка, выдра, грызуны и др.). Особенно чуткими индикаторами загрязнения воздуха служат лишайники и мхи (Вронский, 2008). 

Основные требования, которым должны отвечать виды-биоиндикаторы, различные реакции растений на негативные воздействия окружающей среды изложены в трудах  Е.Л. Константинова (2001), Ю.Ю. Улицкой (2004), Василевской и др. (2005); А.Н. Голицына (2007) и др.

По мнению Стрельцова А.Б.: «Выделяемые показатели отражают неспецифические ответы биологических систем на разнообразные виды антропогенного влияния. Это позволяет рассматривать их в качестве индикаторов интегрального действия многих синхронно действующих антропогенных факторов.  Традиционные методы, оценивающие химические и физические показатели, не дают комплексного представления о воздействии на биологическую систему, тогда как биоиндикационные показатели отражают реакцию организма на все многообразие действующих на него факторов, имея при этом биологический смысл» (Стрельцов, 2003).

Биологический мониторинг является составной частью экологического мониторинга,  как  метод  наблюдения,  оценки  и прогноза  любых изменений  в биоте,  вызванных  антропогенными  факторами (Израэль, 1984).

Биологический мониторинг, частью которого являются биоиндикация и биотестирование, относится к уровню фонового мониторинга. Основной целью на этом этапе является проведение долговременных  наблюдений  за уровнем содержания загрязняющих веществ во всех объектах окружающей среды, в районах, которые находятся на значительном расстоянии от источников вредных выбросов, выявление глобальных  тенденций  в изменениях, происходящих в биосфере на фоновом уровне, при антропогенном воздействии.

Среди всех биоиндикаторов растения наиболее удобны.  Классифицируются  индикаторные признаки растений как флористические, физиологические, морфологические и фитоценотические. Особенности внешнего и внутреннего строения, различного рода аномалии развития относятся к анатомо-физиологическим признакам (Виноградова, 1986).

По мнению Мелеховой О.П.: «Растения, как продуценты экосистемы, в течение всей жизни привязанные к локальной территории  и подверженные влиянию двух сред - почвенной и воздушной, наиболее полно отражают весь комплекс стрессовых воздействий на экосистему. Чувствительные  фитоиндикаторы  указывают на присутствие загрязняющего вещества в воздухе или почве ранними морфологическими реакциями – изменением окраски листьев  (появление  хлорозов, желтая, бурая или бронзовая окраска), различной формы некрозами, преждевременным увяданием и опаданием листвы. У многих растений загрязняющие вещества вызывают изменения  размеров,  формы, количества органов, направления роста побегов или  изменения плодовитости» (Мелехова, 2007).

Оценка воздушной среды,  интегральная оценка качества среды обитания живых организмов, проводится по состоянию высших древесных  и травянистых растений. Листья у них формируются каждый год, что позволяет проводить ежегодный мониторинг (Пчелинцева, 2004; Солдатова, 2006). Береза повислая – относится к числу наиболее удобных растений для биоиндикации, т.к. имеет четко выраженную двустороннюю симметрию, что является главным требованием метода (Стрельцов, 2003). Данные  об использовании березы повислой (Betula pendula Roth) как биоиндикатора для оценки степени антропогеной нагрузки приводятся во многих работах, в том числе: Жарко (1995); Кряжевой (1996);  Мокрова, Гелашвили (2004); Захарова и др. (2001), Лисицкой (2003); Зориной (2007, 2008).  

В опубликованных  материалах приводятся сведения о  том, что береза повислая реагирует изменением показателя флуктуирующей асимметрии в ответ на загрязнение окружающей среды химическими веществами (Чистякова, 1997; Захаров, 2000), при радиоактивном загрязнении (Захаров и др.,1997; Шпынов, 1998), выявлена зависимость величины ПФА от воздействия неионизирующего излучения (Чистякова, 1997).

Реакция древесных растений в условиях урбанизированных территорий на загрязнения атмосферного воздуха в настоящее время  является предметом изучения и дискуссий, поскольку эти морфологические и физиологические изменения не носят специфического характера.   Выявлено, что на наиболее загрязненных участках города происходят изменения в ассимиляционном аппарате древесных растений.  Развитие деревьев начинается раньше на 1…1,5 недель, но при этом листья не успевают достичь размеров зрелого листового аппарата. В очагах локального воздействия выбросов автотранспорта у исследуемых растений нарушаются сроки осеннего листопада. Ускорение прохождения основных фенофаз у исследуемых древесных растений, произрастающих вблизи загрязненных перекрестков, привело к сокращению продолжительности вегетации: у березы повислой – на 5…6 дней, рябины сибирской – на 5…8 дней. В зоне сильного воздействия выхлопных газов автомобилей происходят нарушения роста и развития растений (уменьшается величина прироста побега, размер и площадь листа, увеличивается количество нарушений поверхности листовой пластинки) (Кагарманов и др., 1996; Видякина, 2011; Кизеев, 2011;  Касимова, 2010; Ибрагимова и др., 2011).

Подходы к статистическому анализу ФА билатеральных признаков обобщены в работах Д.Б. Гелашвили и др. (2001), В.М. Захарова (1987), В.М. Захарова с соавт. (1997), Кожары (1985) , Palmer, Strobek (1986, 1992, 2001).

Смысл значения флуктуирующей асимметрии заключается не в подборе различных показателей, а в характере распределения признаков слева и справа и величине корреляции между ними (Трубянов, 2010).

Несмотря на то, что метод биоиндикации при оценке качества окружающей среды является достаточно информативным и комплексным, он в настоящее время не находит широкого применения в системе экологического мониторинга. Вместе с тем, использование его в дополнение  к данным о фактической концентрации загрязнителей в среде и превышении санитарно-гигиенических нормативов (ПДК),  позволит более точно оценивать биологические эффекты и влияние токсических веществ на здоровье населения.

Роль древесных растений на урбанизированных территориях  необычайно важна: они обогащают атмосферу кислородом, формируют микроклимат, увлажняют воздух, снижают негативное воздействие ветра и шума, имеют эстетическое значение, и, самое важное, – выполняют роль биологического фильтра, очищая воздушный бассейн от пыли, сажи, множества веществ – загрязнителей, выбрасываемых предприятиями и транспортными средствами  (Сергейчик, 1984; Воскресенская, 2004).

 При этом загрязнители атмосферного воздуха нарушают биохимические и физиологические процессы самих растительных организмов: снижается биологическая продуктивность, происходит нарушение фенофаз, сокращается продолжительность жизни и вегетационный период, возможно преждевременное опадение листьев,  наблюдается нарушение роста и формирования растений, хлорозы и некрозы тканей листа (Кулагин, 1974; Николаевский, 1988; Антипов, 1979; Гетко, 1989; Горышина, 1979, 1995).

Ответные реакции растений на действие газообразных токсикантов на начальном этапе проявляется в виде усиления физиологических приспособительных реакций в виде снижения транспирации и фотосинтеза, ухудшения поглощающих функций корня и являются обратимыми. В дальнейшем происходит угнетение процессов метаболизма на уровне клетки, что приводит к нарушению углеводного, белкового и фосфорного обменов (Майснер, 1981).

Загрязнители, поступающие в атмосферу в составе выбросов, оказывают на растения как комплексное (суммирование эффектов или усиление токсического действия в смеси), так и индивидуальное  воздействие. Разные виды растений обладают избирательной чувствительностью к различным газам. Негативный эффект может оказываться и одним, преобладающим в среде, соединением (Кулагин, 1974; Илькун, 1978, 1982; Майснер, 1981; Николаевский, 1988).

С позиций системного анализа территорию промышленных городов необходимо рассматривать как особую природно - антропогенную  геосистему,  изучение которой требует разработки новых подходов и методов (Напрасникова, 2011).

В географическом анализе экологического состояния территорий ключевым вопросом становится комплексная оценка экологической напряженности, т.е. специфической ситуации конфликта, когда уровень антропогенного воздействия  превышает величину потенциала устойчивости природного комплекса. Устойчивость среды играет очень важную роль, так как отражает возможности ландшафта депонировать, транспортировать и трансформировать загрязнение (Глазовская, 1992, 2002).

Растения  способны реагировать даже на малые дозы токсических веществ, содержащихся в воздухе, которые у человека еще не вызывают признаков отравлений, что позволяет использовать их в качестве биоиндикаторов (Неверова, 2001; Князева, 2005; Сергейчик, 1984).

Нарушение стабильности развития растений, морфологические и физиологические нарушения, возникающие под влиянием экзогенных токсикантов в большей степени зависят от загрязнения атмосферного воздуха. При высоком уровне содержания токсиканта в почвах биологическое поглощение его растениями может быть не высоким (Неверова, 2004).

В первую очередь, отрицательное воздействие воздушного загрязнения сказывается на листьях растений (Горышина, 1979, 1995). Одно из морфологических проявлений негативного воздействия загрязнителей атмосферного воздуха является отклонение в билатеральной симметрии листовой пластинки древесных пород (Мелехова, 2007). В условиях высокой загазованности атмосферы на древесных растениях в большом количестве обнаруживаются недоразвитые, деформированные листья, очаговое омертвление тканей, некроз и преждевременное опадение (Битюкова и др., 2004; Хвастунов, 1999).

Береза повислая  Betula pendula Roth. встречается в разных климатических условиях, используется в целях озеленения городов, при формировании лесопарковых насаждений и лесополос. Она имеет на листьях более толстую кутикулу, которая представляет собой неклеточную плотную жироподобную пленку, полностью покрывающую эпидермис. Благодаря этой особенности она обладает повышенной устойчивостью к веществам, выбрасываемым в атмосферу промышленными предприятиями, таким как сернистый газ и другим. Поэтому береза повислая успешно выращивается в городах с неблагоприятной  экологической обстановкой (Кондратьев, Красноборов и др., 1992).

Накопленные данные о влиянии техногенной нагрузки на растительные сообщества, лабораторные исследования и полевые эксперименты были использованы для установления предельно допустимых среднесуточных и максимально-разовых концентраций вредных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, для основных лесообразующих хвойных (сосна) и лиственных (береза) пород. Превышение установленных концентраций приводит к нарушению у древесных растений метаболических процессов, снижению резистентности  по отношению к другим повреждающим факторам (Предельно допустимые концентрации…, 1995) (таблица 4).

Таблица 4 - Предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК-АЛ) в атмосферном воздухе для хвойных и лиственных пород

Загрязняющие вещества

Значения ПДК-АЛ, мг/м3

Хвойные породы

(сосна)

Лиственные породы

(береза)

макс. раз.

среднесут.

макс. раз.

среднесут.

Диоксид азота

0,055

0,02

0,07

0,03

Диоксид серы

0,35

0,03

0,45

0,04

Фтористый водород

0,006

0,0004

0,008

0,0006

Способность древесных растений противостоять негативному воздействию токсикантов определяет степень газоустойчивости вида (Тарабарин и др.. 1986).

Новым высокоинформативным методом, значительно расширяющим возможности экомониторинга является применение географических информационных систем – ГИС (Коновалова и др., 1997). Площадной анализ территории по уровню флуктуирующей асимметрии, позволяет выделить участки с нарушением стабильности развития живых организмов, а значит территории с ухудшением качества среды, что используется в экологическом районировании территории (Шпынов, 1998).

Анализ литературных материалов показывает, что метод биоиндикации,  основанный на выявлении и оценке величины ответной реакции живых организмов на действие техногенных факторов, оценке влияния условий урбанизированных территорий на процессы развития и жизнедеятельности организмов, является информативным и достоверно отражающим качественное состояние и динамику изменений факторов, характеризующих среду обитания.

Древесные растения в городской среде являются надежными биоиндикаторами.

Нарушение стабильности развития растений при воздействии токсикантов, оцениваемое по величине показателя флуктуирующей асимметрии листовой пластинки, является ненаследуемым, характеризует состояние среды в определенный период времени, поэтому может использоваться в системе экологического мониторинга.   

Глава 2.  СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА  г. ЧИТА

2.1.  Основные источники и загрязнители атмосферного воздуха

г. Чита

Территорию города образуют четыре административных района, степень воздействия на окружающую среду в которых зависит от их хозяйственного назначения.  Особенности техногенной нагрузки в г. Чита в том, что предприятия расположены по всему периметру городской черты, в ряде случаев без учета «розы ветров» (ТЭЦ-1, золошлакоотвал ТЭЦ-1, нефтебаза, городская свалка) (Доклад…, 2012).

 Функционирующие на территории города предприятия, оказывающие наиболее значимое влияние на качественное состояние воздушного бассейна, в основном относятся к добывающему и перерабатывающему направлению, а также к машиностроению и энергетическому комплексу (Государственный доклад, 2011).

В настоящее время наблюдение за качественным состоянием воздушного бассейна в г. Чита осуществляется ФГБУ «Читинский ЦГМС-Р» на 5 постах  Государственной службы мониторинга загрязнения атмосферы  в соответствии с требованиями РД 52.04.186-89 /38.

Содержание наиболее значимых загрязнителей контролируется в жилых районах города («городские фоновые»):  

№ 5 – переулок  Октябрьский, 9 (Железнодорожный район),  

№ 6- ул. Красной Звезды, 61 (Центральный район),     

в зоне влияния промышленных предприятий («промышленные»):

№ 4 – ул. Лазо, 28 (Ингодинский район),

вблизи автомагистралей («авто»):

№ 2 – ул. Чкалова, 148 (Центральный район),  

№3 – ул. Набережная, 66 (Железнодорожный район) (рисунок 7):

Рисунок  7 -  Пункты наблюдения за загрязнением воздуха: № 1 – ул. Шилова, 1; № 2 – ул. Чкалова, 120; № 3 – ул. Набережная, 66; №  4 – ул. Лазо, 30; № 5 - ул. Октябрьская, 9; № 6 – метеостанция (ул. Новобульварная)

За период проводимых нами исследований (2005 – 2010 гг.) уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Чита, согласно данным санитарно-гигиенического мониторинга, оценивался как «очень высокий» и «чрезвычайно высокий» (Доклад…, 2010) (таблица 5).

Таблица 5 - Оценка суммарного загрязнения атмосферного воздуха в г. Чита за период 2005 – 2010 гг.

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Г.Чита

Очень высокое

Чрезвычайно высокое

Очень высокое

Чрезвычайно высокое

Чрезвычайно высокое

Чрезвычайно высокое

Показателем степени загрязненности атмосферного воздуха является ИЗА5, величина которого в г. Чита зависит от среднегодовых концентраций бенз(а)пирена, формальдегида, диоксида азота, фенола и взвешенных веществ, содержание которых превышают величину ПДК с.с., в отдельные периоды концентрация этих веществ в воздухе многократно превышала значение ПДК м.р. (таблица 6).

Таблица 6 - Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест (ГН 2.1.6.1338-03)

Загрязняющее

вещество

Предельно допустимая концентрация, мг/м3

Максимально

разовая

Среднесуточная

Взвешенные вещества

0,5

0,15

Диоксид серы

0,5

0,05

Оксид углерода

5

3

Диоксид азота

0,085

0,04

Оксид азота

0,4

0,06

Сероуглерод

0,03

0,005

Фенол

0,25

0,0

Сажа

0,15

0,05

Формальдегид

0,035

0,003

Бенз(а)пирен

-

0,1 мкг/100м3

К числу приоритетных загрязнителей относятся вещества, представляющие опасность для здоровья человека, имеющие широкую распространенность в окружающей среде, воздействующие на большие популяции населения, характеризующиеся высокой стойкостью, способностью к биоаккумуляции, миграции в различных средах (Руководство…, 2004).

В число приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха в г. Чита, содержание которых контролировалось в течение 2005 - 2010 гг. входят: взвешенные вещества, оксиды углерода и азота, диоксиды серы и азота, сероводород, фенол, сажа, формальдегид и бенз(а)пирен. За период исследований  концентрации большинства загрязняющих веществ снижались, кроме формальдегида, бенз(а)пирена и сажи,  содержание которых возросло на  45 %, 18 % и 4 % соответственно (Доклад…, 2010) (таблица 7).

Таблица 7 - Изменения уровня загрязнения воздуха различными примесями

за 2006 - 2010 гг. в  г. Чита  

Загрязняющее

вещество

Характе-

ристика

Годы

Т, %

2006

2007

2008

2009

2010

1

2

3

4

5

6

7

8

Взвешенные

q ср мг/м3

0,367

0,320

0,288

0,289

0,237

-35

вещества (пыль)

СИ

45,4

5,4

15,4

7,6

5,2

НП %

28

27

21

30

21

Диоксид серы

q ср мг/м3

0,031

0,032

0,025

0,027

0,024

-23

СИ

0,6

1,4

1,6

0,7

0,8

НП %

0

0,1

0,1

0,0

0,0

Оксид углерода

q ср мг/м3

1,1

1,4

1,3

1,2

1,1

0

СИ

4,2

3,6

4,6

2,2

3,4

НП %

3

4

4

3

2

Диоксид азота

q ср мг/м3

0, 066

0, 073

0,053

0,050

0,041

-38

СИ

3,2

4,6

1,9

3,6

1,6

НП

10

6

0,8

2

0,5

Оксид азота

q ср мг/м3

0,045

0, 040

0,027

0,021

0,017

-62

СИ

0,8

0,6

0,8

0,3

0,4

НП  %

0

0

0

0

0

Сероводород

q ср мг/м3

0,0015

0,0015

0,0012

0,0017

0,0015

0

СИ

1,4

2,5

1,3

2,8

2,8

НП %

0,3

0,8

0,2

1,1

1,1

Фенол

q ср мг/м3

0,0031

0,0036

0,0031

0,0033

0,0026

-16

СИ

2,7

3,1

4,0

4,4

1,9

НП

3

4

5

4

2,5

Сажа

q ср мг/м3

0,025

0,028

0,024

0,024

0,026

+4

СИ

1,8

1,8

1,8

1,7

1,7

НП %

3

4

1,2

1,3

1,3

Формальдегид

q ср мг/м3

0,0101

0,0113

0,0124

0,0110

0,0119

+18

СИ

2,1

3,8

2,0

2,1

2,6

НП %

2

4

3

4

3

Бенз(а)пирен

q ср

нг/м3 (*10-6)    

3,8

3,6

4,9

5,8

5,5

+45

СИ

9,0

12,0

13,5

14,0

18,0

НП %

-

-

-

-

-

В целом по

ПЗА

3,4

3,3

3,6

3,4

3,1

городу

СИ

45,4

12,0

15,4

14,0

18,0

НП %

28

27

21

30

21

ИЗА

18,0

18,2

21,6

23,8

22,3

q ср – среднегодовая концентрация примеси в воздухе

Т  – тенденция изменения уровня загрязнения воздуха за пятилетний период, в  %;

ПЗА – потенциал загрязнения атмосферы;

НП – наибольшая повторяемость превышения максимально разовой ПДК любым веществом в городе, %;       

СИ – стандартный индекс – значение максимальной концентрации приведённое к ПДК;

ИЗА5 – комплексный индекс загрязнения атмосферы пятью приоритетными веществами.

Основными источниками, выбросы которых определяют высокий уровень загрязнения атмосферы в г. Чита, являются предприятия теплоэнергетического комплекса, котельные ЖКХ, печное отопление частного жилья, что обусловлено продолжительностью  отопительного периода в крае (сентябрь – май), а также автомобильный транспорт, объемы выбросов которого ежегодно возрастают (таблица 8, рисунок 8).

Объемы загрязнителей, поступающих в атмосферу от передвижных источников, контролировать достаточно сложно, поскольку ежегодно увеличивается количество автотранспортных средств, принадлежащих индивидуальным владельцам. Поэтому в «Докладах «О санитарно-эпидемиологической обстановке…» за 2008 – 2010 гг. соответствующие  данные не представлены (таблица 8).

Таблица 8 – Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

В Забайкальском крае (Государственный доклад…  2006 – 2011гг.)

Годы

Выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников в Забайкальском крае (без очистки), тыс. тонн

Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта в Забайкальском крае, тыс. тонн

2005

134,89

55,400

2006

131,84

70,300

2007

129,11

115,91

2008

139,7

Х

2009

146,3

Х

2010

138,2

Х

  Примечание: Х – нет данных

 

Рисунок 8 - Количество загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников в Забайкальском крае (тысяч тонн)

Важным этапом в системе экологического мониторинга является выявление и оценка роли  всех возможных источников загрязнения воздушного бассейна города.

Наиболее неблагополучная экологическая ситуация по качеству атмосферного воздуха по данным стационарных постов наблюдается в Железнодорожном районе города. Основными источниками, оказывающими влияние на окружающую среду, в этом административном районе являются:

- предприятия РЖД – филиал ОАО «РЖД», ТРЗ, локомотивное и вагонное депо и др.;

- объекты теплоэнергетического комплекса (более 20 котельных);

- автомобильный транспорт и предприятия транспортного комплекса – ОАО «810 Авиационный ремонтный завод», предприятия по хранению и реализации материалов лесопереработки, функционирование которых связано с использованием большегрузного транспорта и др.;

- деревообрабатывающие предприятия – мебельная фабрика «Луксор», предприятия «Ясное», «Ся-Ян»;

- предприятия стройиндустрии: ФГУП «Забайкалавтодор», ЗАО «Автомост - Чита», ОАО «Забайкалкомплекссервис», ООО «Восток – Энергомонтаж», ОАО «Электросвязь» и др.

Техногенная нагрузка в Ингодинском районе города обусловлена:

- предприятиями теплоэнергетического комплекса – ТЭЦ - 2 ОАО «ТГК - 14»; электросети ОАО «Читаэнерго», МКП «Тепловик»;  

- объектами РЖД – ТРЗ, вагонное и локомотивное депо, контейнерная площадка;

- деревообрабатывающими предприятиями – мебельная фабрика «Ант», ОАО «ЧМДК – Даурия»;

- Объектами МО – 88 ЦАРЗ, действующими котельными установками, транспортный полигон;

- транспортными предприятиями – ПМС – 54 и др.;

- предприятиями стройиндустрии – ОАО «Силикатный завод», ОАО «Читаспецстрой», асфальтобетонный завод и др.; ОАО «Завод ЖБИ»;

- предприятиями пищевой и перерабатывающей промышленности.

В Черновском районе города в общем объеме загрязнений окружающей среды учитываются объемы загрязнений, поступающих от следующих предприятий и объектов:

- теплоэнергетического комплекса – ТЭЦ - 1, гидрозолоотвал ТЭЦ – 1, котельные установки;

- транспортного комплекса – ОАО «Аэропорт – Чита»;

- машиностроительного комплекса – ОАО «Читинский станкозавод»;

- предприятий пищевой промышленности;

- предприятий по переработке леса;

- предприятий стройиндустрии -  завод по производству керамического кирпича ООО «Мир» и др.

В Центральном районе наиболее значимыми объектами, влияющими на экологическую ситуацию, являются:

- объекты транспортного комплекса – Чита-2 ОАО «РЖД», ОАО «Спецтранс», ЦРММ, многочисленные автостоянки, станции техобслуживания, гаражные кооперативы и др.;

- предприятия пищевой промышленности;

- машиностроения – ОАО «Читинский машзавод».

Приоритетными загрязнителями атмосферного воздуха, являются следующие показатели: бенз(а)пирен (51,5 % исследованных проб не соответствовали гигиеническим нормативам); формальдегид (31,5 %); взвешенные вещества (65,2 %); окислы азота (29,6 %); фенол (13,9  %); оксид углерода (10,5 %) (Государственный доклад, 2010).

Анализ данных, отслеживаемых стационарными постами, показывает, что распределение загрязняющих веществ по территории города происходит неравномерно. Зона максимума загрязнения охватывает всю западную и юго-западную части города (Железнодорожный и Ингодинский районы), где сосредоточены большинство промышленных предприятий.

Наибольшие концентрации оксида углерода и формальдегида регистрировались вблизи автотрасс (посты №№ 2, 3). Динамика содержания формальдегида по месяцам показывает, что более высокие концентрации регистрируются, наряду с осенне-весенним  периодом, в  июле, что возможно зависит от выбросов автотранспорта.

Бенз(а)пирен относится к веществам 1 класса опасности, является продуктом сжигания углеводородного топлива, содержится как в выбросах промышленных предприятий, так и в составе отработавших газов автомобилей. Даже в самые благополучные летние месяцы наблюдается двойное, тройное и более значительное превышение предельно допустимой концентрации бенз(а)пирена в воздушном бассейне города (Ежегодник…, 2008; Государственный доклад, 2008-2011).

Выбросы автотранспортных средств более опасны по сравнению с другими источниками загрязнения окружающей среды, поскольку поступают в воздушный бассейн непосредственно в зоне дыхания человека и жизнедеятельности растений. Значение этого источника загрязнения атмосферы ежегодно возрастает, что связано с резким увеличением количества автотранспортных средств в городе, в основном за счет автомобилей индивидуальных владельцев (Государственный доклад, 2009; Социально-гигиенический мониторинг, 2012).

По данным ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Забайкальском крае» в 2010 г. в г. Чита из числа исследованных проб атмосферного воздуха не соответствовали гигиеническим нормативам 17,1 % (в 2008 - 6,5 %; в 2009 - 7,1 %). При этом в зоне влияния автомагистралей в центре города количество таких проб составило 22,5 %, что в 2,4 раза больше, чем в зоне влияния промышленных предприятий (9,3  %). Эти данные свидетельствуют о том, что в общем объеме загрязнений воздушного бассейна города большой объем приходится на выбросы автотранспорта.

Динамика содержания основных загрязнителей атмосферного воздуха по месяцам в течение года представлена на рисунках 9, 10.

Общая доля загрязняющих веществ, выбрасываемых в городскую среду автотранспортом, в настоящее время составляет до 50 % и эта доля растет, т.к. количество автотранспорта увеличивается, а мероприятия по увеличению пропускной способности наших улиц, строительству каких-либо дорожных развязок не выполняются (Доклад…, 2010).

Рисунок  9 - Динамика средних концентраций загрязняющих веществ

в атмосферном воздухе г. Чита в течение года

     

Рисунок 10 - Динамика средних концентраций основных загрязнителей

атмосферного воздуха в г. Чита в течение года

           

Стационарными постами регистрируются суммарные концентрации загрязняющих веществ, поступающих в воздушный бассейн города от различных источников. При этом выбросы автомобильного транспорта на придомовых территориях, когда двигатели работают на низких оборотах, при движении на низких скоростях, на «холостом ходу» в режиме ожидания или прогрева могут создавать опасные концентрации токсичных веществ непосредственно в зоне дыхания человека. В то же время, здесь расположены места отдыха, детские игровые площадки. Оценить качество воздуха в таких ситуациях, основываясь на показания стационарных постов невозможно, поэтому необходимо совершенствование системы мониторинга, что позволило бы определять локальное опасное состояние среды влияющей на здоровье человека.

2.2.  Оценка качества атмосферного воздуха методом  ПФА

Высокие концентрации аэротоксикантов, качество атмосферного воздуха в целом очень значимо влияют на процессы формирования растений в период их роста. Одним из вариантов этого воздействия  является флуктуирующая асимметрия их билатеральных структур, которое оценивается величиной показателя флуктуирующей асимметрии. Определение величины ПФА листовой пластинки березы повислой было использовано в наших исследованиях для оценки качественного состояния атмосферного воздуха в г. Чита.

Приоритетные загрязнители, преобладающие в составе выбросов от различных источников, содержание которых контролируется в воздушном бассейне г. Чита, являются продуктами неполного сгорания углеводородного топлива: оксиды серы, азота, углерода, взвешенные вещества, сажа, углеводороды и др. От  влияния этих веществ прежде всего зависят физиологические и биохимические  процессы, морфологические изменения в  растительных организмах, которые наиболее значимо сказывается на состоянии листовой пластинки древесных растений. Рассмотрим влияние этих загрязняющих веществ  на состояние древесных растений.

Взвешенные вещества. Физическое действие пыли и сажи проявляется в образовании чехла, препятствующего нормальному тепло- и влагообмену листа с атмосферой. При высокой запыленности воздуха нарушается работа устьичного аппарата растений, ухудшается процесс транспирации, замедляется процесс фотосинтеза,  понижается уровень сахара в тканях, темпы накопления сухого вещества и роста растений (Артамонов, 1986).

Двуокись азота вызывает периферическое повреждение листьев, скручивание их вовнутрь, появление коричневой окраски на завершающем этапе развития листьев (Кулагин, 1974). Даже в очень слабых концентрациях этот токсикант может приводить к нарушению азотного обмена, нарушать процесс фотосинтеза в растениях (Артамонов, 1986).

Оксид углерода оказывает влияние на метаболические процессы древесных растений, нарушая проницаемость клеточных мембран, работу внутриклеточных ферментов (цитохромоксидазы), процессы дыхания (Артамонов, 1986).

Соединения серы, входящие в состав выбросов, также токсичны для растений. Сероводород приводит к потере тургора, ожогам, появлению желтых, темно-бурых пятен на листовых пластинках. Диоксид серы (SO2) нарушает работу устьичного аппарата, ферментных систем, влияет на процесс фотосинтеза, образует при взаимодействии с атмосферной влагой аэрозоль серной кислоты, которая в свою очередь также оказывает повреждающее действие. Нарушая физиологические процессы, загрязняющие атмосферный воздух вещества снижают устойчивость  древесных растений к воздействию болезнетворных микроорганизмов, паразитов, вредителей (Кулагин, 1974; Илькун, 1978; Сергейчик, 1984; Калверт и др., 1988).

Формальдегид. Экзогенное воздействие формальдегида на древесные растения проявляется нарушением белкового обмена, уменьшением содержания микро- и макроэлементов в листьях и хвое, уменьшением содержания хлорофилла, играющего важную роль в процессе фотосинтеза. Формальдегид является стресс - агентом для хвойных (сосна, ель, лиственница) и лиственных (дуб черешчатый, береза повислая) пород древесных растений. Их можно использовать как биоиндикаторы экзогенного формальдегида, что является первой ступенью диагностирования влияния атмосферного воздуха на человеческий организм (Бельчинская и др.. 2011).   

Бенз(а)пирен. В составе выбросов большое значение имеет группа полициклических ароматических углеводородов, среди которых индикаторное значение имеет бенз(а)пирен. Бенз(а)пирен сравнительно устойчив в окружающей среде, может мигрировать в разных объектах и средах, обладает эффектом биоаккумуляции (Батян и др., 2009).

Механизмы проникновения этого вещества в растения изучены недостаточно. По результатам исследований П.П. Дикуна, в подземные части растений токсикант попадает из почвы, в надземные части, в частности в семена и плоды, поступает из атмосферы (Дикун  др., 1972; Филов, 1990).

В растения бенз(а)пирен способен проникать через корневую систему из почвы, через устьица листовой пластинки (Половникова и др., 2008). И в том и другом случае, величина биоаккумуляции в растениях будет прямо пропорциональна загрязнению воздушного бассейна этим веществом, поскольку он является продуктом неполного сгорания углеводородного топлива, попадает в почву путем осаждения из атмосферы. Поэтому, необходимо контролировать содержание этого токсиканта не только в атмосферном воздухе, но и в почве. Механизмы проникновения этого вещества в растения изучены недостаточно. Известно, что бенз(а)пирен в молекулярно-дисперсном состоянии находится в атмосфере короткий промежуток времени, быстро осаждаясь, мало растворим в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях. В то же время, бенз(а)пирен образует комплекс с сажевыми частицами, оседающими на поверхности листовой пластинки, что увеличивает время воздействия токсиканта на растение. Особенности березы повислой (береза бородавчатая), в том, что кора, почки и листья березы содержат эфирное масло с приятным бальзамическим запахом (Куцик и др., 2001). «Бородавочки» в период формирования листа выделяют эфиры, что обусловливает клейкость листовой пластинки, что,  возможно, может способствовать поступлению бенз(а)пирена через устьица, растворяясь в эфирных маслах.

В г. Чита контролируется содержание этого вещества только в воздушном бассейне города.

В рамках геомониторинга в 2010 г.  были исследованы пробы почвы на бенз(а)пирен, взятые в разных районах города (всего 72 пробы) (Доклад…, 2012). Результаты исследований показали, что концентрация этого вещества достигает 6 ПДК. Превышение гигиенических нормативов в большинстве случаев отмечается в пробах почвы, отобранных на пришкольных участках, в больничных парках и районах нефтебазы, на территории ТРЗ. При этом, наиболее загрязнены почвы территорий детских учреждений и учреждений здравоохранения, расположенные вблизи автомагистралей с интенсивным движением автотранспорта. В отдаленных районах, в зонах санитарной охраны водозаборов концентрация бенз(а)пирена значительно ниже допустимых норм. Участки с наиболее высоким содержанием этого загрязнителя в большинстве случаев не совпадают с ореолами наибольшего техногенного загрязнения почвы другими видами загрязнений. Следовательно, необходимо проведение геохимического опробования и мониторинга состояния почв.

Для оценки состояния воздушного бассейна нами были определены точки отбора проб  –  места произрастания березы повислой в разных районах города: в зоне влияния предприятий, вблизи автомагистралей, в отдаленных районах.

В качестве контрольных были выбраны точки на территории Ивано-Арахлейского государственного природного заказника, где береза повислая входит в состав растительного сообщества и техногенное воздействие минимально (таблица 9).

Таблица 9 - Динамика показателя ФА на исследуемой и контрольной территории за 2006 – 2010 гг.

Месторасположение

Ивано-Арахлейский

                         заказник

г. Чита

Величина показателя ФА

Балл

Величина показателя ФА

Балл

2005*

0,0420,001

2

0,0460,001 (n=600)

3

2006*

0,0430,001 

2

0,0480,001 (n=4187)

3

2007*

0,0420,001 

2

0,0490,001 (n=4187)

3

2008*

0,0420,001 

2

0,0510,001 (n=4187)

4

2009

0,0420,001 

2

0,0543 +0,001 (n=1200)

5

2010

0,0430,001

2

0,0536 +0,001 (n=1200)

4

      * - совместные исследования (Звягинцев, Турушева, Звягинцева)

За период исследования по методу ФА величина интегрального показателя стабильности развития в разных точках отбора изменялась в среднем в пределах от 0,043 до 0,063 (Приложение: таблица 3, 4, 5).

Динамика показателя флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой в целом по г. Чита представлена на рисунке 11, имеет тенденцию к увеличению, что свидетельствует об ухудшении качества среды.

Рисунок 11 - Динамика ПФА листовой пластинки березы повислой

за период 2005 – 2010 гг.

Для оценки степени влияния приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха г. Чита на стабильность развития листовой пластинки березы повислой мы рассмотрели динамику содержания бенз(а)пирена, формальдегида, фенола, взвешенных веществ, диоксида азота в воздушном бассейне города (по данным стационарных постов наблюдения) (рисунок 12, 13, 14, 15, 16).

Результаты показали, что характер изменения рассматриваемых величин  (динамика ПФА и концентрации бенз(а)пирена в атмосферном воздухе) по годам – совпадают (рисунок 12). По остальным веществам – загрязнителям соответствия не обнаружено.

Наибольшее значение показателя флюктуирующей асимметрии листовой пластинки за период наших исследований был выявлен в 2009 г., что соответствует максимальной концентрации бенз(а)пирена в воздушном бассейне города Чита по данным стационарных постов наблюдения.

Рисунок 12 -  Содержание бенз(а)пирена в атмосферном воздухе г. Чита

за 2005-2010 гг. (данные стационарных постов)

Рисунок  13 - Динамика содержания диоксида азота в атмосферном

воздухе  г. Чита за 2005-2010 гг. (данные стационарных постов)

Рисунок  14 - Динамика содержания формальдегида в атмосферном

воздухе  г. Чита за 2005-2010 гг. (данные стационарных постов)

Рисунок 15 - Динамика содержания взвешенных веществ  в атмосферном

воздухе в г. Чита за 2005-2010 гг. (данные стационарных постов)

Рисунок  16 - Динамика содержания фенола в атмосферном воздухе

г. Чита за 2005-2010 гг.  (данные стационарных постов)

Чтобы оценить влияние качественного состояния воздушного бассейна на величину асимметрии листовой пластинки березы повислой, мы рассмотрели динамику ПФА от ИЗА5  и наиболее значимых загрязнителей атмосферного воздуха.

Сравнение средних значений ПФА березы повислой  с ИЗА5 и со средними уровнями основных загрязняющих веществ воздуха: взвешенными веществами, фенолом, формальдегидом, бенз(а)пиреном, диоксидом азота (по данным стационарных постов г. Чита ГУ «Читинский ЦГМС-Р») за 2005-2010 гг. в г. Чита выявило прямую корреляцию с ИЗА5  (коэффициент корреляции = 0,93) и бенз(а)пиреном (0,97) (рисунок 17, 18). По остальным показателям устойчивой корреляции не выявлено.

Рисунок  17 - Зависимость ПФА от ИЗА5 в г. Чита за 2005-2010 гг.

Рисунок  18 - Зависимость ПФА от бенз(а)пирена в г. Чита

за 2005-2010 гг.

При оценке влияния среднегодовой величины ИЗА5  на ПФА листовой пластинки березы повислой  в г. Чита за период 2006 – 2010 гг. была выявлена зависимость, которая описывается уравнением:  

у = 879,91х – 24,791

Используя данное уравнение, с помощью метода биоиндикации можно рассчитать величину ИЗА5 (показатель детерминации R2=0,9327), что можно использовать для территорий, где нет стационарных постов наблюдения (таблица 10).

Таблица 10 - Результаты расчета ИЗА5 по районам  по полученному уравнению

Год

Район города

Центральный

Ингодинский

Железнодорожный

Черновский

ПФА

ИЗА5

Балл

ПФА

ИЗА5

Балл

ПФА

ИЗА5

Балл

ПФА

ИЗА5

Балл

2006

0,048

17,44

3

0,046

15,68

3

0,050

19,20

4

0,048

17,44

3

2007

0,049

18,32

3

0,050

19,20

4

0,049

18,32

3

0,049

18,32

3

2008

0,051

20,08

4

0,052

20,96

4

0,050

19,20

4

0,049

18,32

3

2009

0,055

23,60

5

0,054

22,72

4

0,056

24,48

5

0,052

20,96

4

2010

0,054

22,72

4

0,053

21,84

4

0,055

23,60

5

0,049

18,32

3

Результаты исследований показали, что расчетные  средние значения ИЗА5 по районам города Чита имеют наибольшее значение в Железнодорожном и Центральном районах, что подтверждает наиболее высокую загрязненность воздуха.

Наиболее высокие показатели флуктуирующей асимметрии в точках отбора проб зарегистрированы в зоне влияния предприятий теплоэнергетического комплекса ТЭЦ-1, в Ингодинском и Железнодорожном районах, где сконцентрированы основные промышленные объекты.  Величина показателя варьировала от 0,050 до 0,063, что соответствует пятому баллу и свидетельствует о критическом состоянии качества среды (таблица 11).

Таблица 11 - Динамика ПФА по районам г. Чита (2006-2010 гг.)

Год исслед

Район города

Центральный

Ингодинский

Железнодорожный

Черновский

ПФА

Балл

ПФА

Балл

ПФА

Балл

ПФА

Балл

2006*

0,048+0,001

3

0,046+0,001

3

0,050+0,001

4

0,048+0,001

3

2007*

0,049+0,001

3

0,050+0,001

4

0,049+0,001

3

0,049+0,001

3

2008*

0,051+0,001

4

0,052+0,001

4

0,050+0,001

4

0,049+0,001

3

2009

0,055 +0,001

5

0,054+0,001

4

0,056+0,001

5

0,052+0,001

4

2010

0,054+0,001

4

0,053+0,001

4

0,055+0,001

5

0,049+0,001

3

 * - совместные исследования (Звягинцев, Турушева, Звягинцева, 2006 – 2008)

Кроме того, нарушения стабильности развития были отмечены у деревьев, произрастающих в районе улиц с большой транспортной нагрузкой (0,049 – 0,063): Бабушкина,  Новобульварная, Анохина,  Амурская,  Красноармейская, Ленинградская,  Красной Звезды, Лазо, Чкалова, Шилова, Рахова, Ярославского, Магистральная. Величина ПФА также соответствует 5 баллу (критическое состояние среды).

Участки территории, где величина ПФА свидетельствует о начальных, незначительных и среднем уровне отклонения  от нормы (2-3 балл) расположены в отдалении от центра города: ул. Гранитная, ул. Токмакова, в микрорайоне Северном, в районе дачных кооперативов, спортивной базы «Березка», спортивной базы «Высокогорье», ст. СибВО (Приложение: таблица 3).

Таким образом, наши экспериментальные исследования, анализ лабораторных материалов контролирующих природоохранных органов, обзор литературных источников показывает, что приоритетные загрязнители атмосферного воздуха в г. Чита, по которым рассчитывается ИЗА5, оказывают значительное влияние на жизнедеятельность древесных растений.

2.3 Влияние выбросов автотранспорта на величину ПФА

Автомобильный транспорт в загрязнении атмосферного воздуха имеет особое значение, поскольку парк автомобилей ежегодно увеличивается преимущественно за счет транспортных средств индивидуальных владельцев, что создает определенные трудности в расчетах общего объема загрязняющих веществ, поступающих в воздушный бассейн города от этого источника.

В г. Чита количество автотранспортных средств за период наблюдения 2005 - 2010 гг. увеличился в 1,8 раза, в том числе:

- в 2005 - 2006 гг. – на 5,4 %

- в 2006 - 2007гг. – на 8,54 %

- в 2007 - 2008 гг. - на 10,73 %

- в 2008 - 2009 гг. – на 15,93 %

- в  2009 - 2010 гг. -  на 5,4 %

По данным санитарно - гигиенического мониторинга, на долю автотранспорта в г. Чита приходится 48 % – 50 % от общего объема выбросов, поступающих в атмосферу. Однако ГУ «Читинский центр по метеорологии и мониторингу окружающей среды» отмечает, что при анализе выбросов антропогенного происхождения в атмосферу отсутствует количественная оценка выбросов автомобилей (Государственный доклад, 2008 – 2010 гг.).

Состав отработавших газов ДВС зависит от вида топлива, технического состояния автотранспортного средства, режимов работы двигателя (Кульчицкий, 2004) (таблица 12).

При остановке у светофоров выбросы вредных веществ увеличиваются в 1,5 – 2 раза  даже по сравнению с движением на первой скорости. При движении на скорости 20 км/ч объем выбросов в 4-5 раз больше, чем при скорости движения 60 км/ч (Гарин и др., 2003).

Таблица 12 - Содержание веществ в отработавших газах автомобилей,

% по объему

Компонент

Бензиновый двигатель

дизель

Азот

74 …77

74…78

Кислород

0,3…10,0

2…18

Водяной пар

3,0…5,5

0,5…9.0

Диоксид углерода

5…12

1…12

Оксид углерода

0,5…12.0

0,005…0,4

Оксиды азота

0,01…0,80

0,004…0,5

Углеводороды

0,2…3,0

0,009…0,3

Альдегиды

До 0,2

0,001…0,009

Сажа, г/м3

До 0,04

0,01…1,1

Бенз(а)пирен, мкг/м3

До 25

До 10

Оксиды серы

До 0,008

0,002…0,02

Оксиды свинца

До 0,02

отсутствуют

Вследствие этого автомобили могут создавать опасные концентрации токсичных веществ на перекрестках, местах концентрации автомобилей (стихийные автостоянки), на придомовых территориях, где находятся места отдыха, детские площадки. Такие локальные приземные опасные концентрации веществ - загрязнителей невозможно отслеживать стационарными постами наблюдения. При этом такие ситуации могут оказывать значительное влияние на здоровье населения, в том числе на  здоровье детей.

Сравнение относительной агрессивности (R1)  составляющих компонентов ОГ следующее (за единицу принята агрессивность оксида углерода) (Кульчицкий, 2004):

  CO : CnHn : SO2 : NOx :   C    :    RCHO : C20H12  =

=  1   :  3,16  : 16,5 : 41,1  : 41,1 :     41,5    : 1.260.000,0

Стационарными постами наблюдения определяются суммарные концентрации загрязнителей атмосферного воздуха, поступающих от различных источников. Оценить непосредственное воздействие и объемы приоритетных загрязнителей, поступающих в воздушный бассейн города с отработавшими газами автомобилей можно расчетным методом.

Интенсивность движения, а также количество выбросов от автотранспорта рассчитывали согласно «Методике определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов», утвержденной приказом Госкомэкологии России (1999).

Определение интенсивности транспортной нагрузки на различных участках автомагистрали и перекрестках производился раздельно, поскольку количество выбрасываемых загрязнителей на разных режимах работы двигателя различаются  (рисунок 19).

Интенсивность транспортной нагрузки в г. Чита варьировала в пределах от 5 (ул. Восточная) до 2812 (ул. Бабушкина) автотранспортных средств в час (рисунок 20) (пример расчета выбросов таблица 13).

Рисунок 19 - Схема перекрестка Богомякова – Новобульварная (пример)

Рисунок 20 - График интенсивности движения автотранспорт а для перекрестка Богомякова – Новобульварная (пример)

Таблица 13  -  Содержание загрязнителей в составе отработавших газов автотранспорта в  зоне регулируемого перекрестка (пример, совместные исследования)

Время

NO2

CH

SO2

Формальдегид

Бенз(а)пирен

9.00-10.00

2,669919

7,834528

0,460824

0,052238639

0,0000564

10.00-11.00

3,04905

8,999647

0,505802

0,059054441

0,0000621

11.00-12.00

2,734955

8,133809

0,463953

0,055183914

0,0000559

12.00-13.00

2,83968

8,969386

0,489777

0,05578913

0,0000613

13.00-14.00

3,083826

9,588861

0,519676

0,059702433

0,0000654

14.00-15.00

3,038514

8,704961

0,508269

0,057170668

0,0000634

15.00-16.00

3,262776

10,14306

0,541234

0,063959537

0,0000683

16.00-17.00

2,757928

7,785572

0,46874

0,052468367

0,0000572

17.00-18.00

3,213741

9,223989

0,523841

0,06310875

0,0000645

18.00-19.00

2,48875

9,738105

0,475665

0,049480314

0,0000632

29,13914

89,12192

4,95778

0,568156192

0,000617706

Исследования показали, что с увеличением интенсивности движения транспортных средств на автомагистралях, соответственно, с увеличением объемов выбросов автотранспорта, величина ПФА возрастает (рисунок 21).

Рисунок 21 - Сравнение средних показателей флуктуирующей асимметрии березы повислой (в баллах) и интенсивности движения автотранспорта

в г. Чита

Загрязнение воздуха отработанными газами автомобилей происходит неравномерно, наиболее высокие значения определяются в районе перекрестков: ул. Кастринская – Богомягкова, Бабушкина –  Ленинградская, Амурская – Бутина, Ленина – Богомягкова, Ленина – Баргузинская.

Статистическая обработка результатов исследований, сравнения средних показателей ФА березы повислой со средними уровнями загрязнения воздуха автотранспортом (г/мин) в г. Чита выявила высокий показатель детерминации R2 по формальдегиду, бенз(а)пирену, несколько ниже – по оксиду серы (0,7791) (рисунок 22, 23, 24). По другим загрязняющим веществам, содержание которых контролируется в атмосферном воздухе г. Чита, статистически значимой зависимости не обнаружено.

Рисунок 22 -  Сравнение средних показателей ФА березы повислой (Betula pendula Roth) со средними уровнями загрязнения (формальдегид) воздуха  автотранспортом (г/мин) в городе Чита

Рисунок 23 - Сравнение средних показателей ФА березы повислой (Betula pendula Roth) со средними уровнями загрязнения (бенз(а)пирен) воздуха  автотранспортом (г/мин) в городе Чита

Рисунок 24 - Сравнение средних показателей ФА березы повислой (Betula pendula Roth) со средними уровнями загрязнения (оксид серы) воздуха  автотранспортом (г/мин) в городе Чита

 Полученные в результате проведенных нами исследований данные, свидетельствуют об ухудшении качества атмосферного воздуха в г. Чита.  Выбросы автомобильного транспорта значительно нарушают жизнедеятельность организмов, находящихся в зоне наибольшей концентрации выбросов от этого источника. Это выражается усилением ответной реакции березы повислой – увеличением показателя флуктуирующей асимметрии листовой пластинки, что является признаком нарушения стабильности развития организма.  

Результаты исследований отражены на карте (рисунки 36, 37), составленной по результатам определения величины ПФА. Анализ карты в динамике позволяет отслеживать состояние экологической системы за определенный промежуток времени, прогнозировать ситуацию, планировать мероприятия применительно к конкретному источнику загрязнения атмосферного воздуха на урбанизированной территории.

На основании результатов  исследований, можно сделать выводы:

- величина ПФА листовой пластинки березы повислой зависит от интенсивности движения и объемов выбросов автотранспорта, что можно использовать для определения локального загрязнения приземного слоя атмосферы в системе экологического мониторинга;

- береза повислая реагирует повышением значений показателя ФА листовой пластинки на повышение концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в составе отработавших газов автомобилей, в большей степени бенз(а)пирена и формальдегида.

2.4. Экологическое зонирование г. Чита по степени загрязненности атмосферного воздуха

Важным  направлением в системе экологического мониторинга является зонирование территории в зависимости от качества среды или отдельных её компонентов. Это позволяет выявлять зоны экологического неблагополучия и, соответственно, повышенного риска для здоровья человека.

Использование метода биоиндикации в оценке качества атмосферного воздуха позволяет получить дополнительную информацию о влиянии аэрополютантов на живые организмы, выявлять наиболее значимые источники загрязнения и своевременно разрабатывать мероприятия по охране здоровья населения.

По результатам исследования проб воздуха, отбираемых на стационарных постах наблюдения, наиболее неблагополучная экологическая ситуация по качеству атмосферного воздуха в г. Чита приходится на западную и юго-западную части города, т.е. регистрируется в зоне влияния промышленных предприятий.

Анализ показателей загрязнения атмосферного воздуха по величине ПФА листовой пластинки березы повислой, полученных в результате проведенных нами исследований, с учетом интенсивности движения на различных участках транспортной сети города, показывает, что качественное состояние воздушного бассейна города также неоднородно.

Наиболее загрязненные участки приходятся на центральную, юго-восточную и северо-западную части территории города, где по показателю ФА качество атмосферного воздуха оценивается как «критическое» и отмечается наиболее высокая интенсивность движения автотранспорта. Высокая суммарная загрязненность атмосферного воздуха северо-западной части города может быть обусловлена влиянием ТЭЦ-1 и золоотвала.

По полученным материалам составлена экологическая карта-схема состояния атмосферного воздуха в г. Чита (рисунок  25).

- значения интенсивности движения автотранспорта

Рисунок 25 - Экологическое зонирование г. Чита по загрязненности  атмосферного воздуха в зависимости от интенсивности движения транспорта (2010 г.)

На участках наблюдения, удаленных от центральной части города, где интенсивность движения транспорта не высокая, влияние выбросов промышленных предприятий незначительно, качество атмосферного воздуха оценивается 2 баллом (допустимое), концентрации аэрополютантов не представляет опасности для здоровья человека.

Аналогичные исследования и анализ результатов отдельного района города, могут характеризовать состояние качества атмосферного воздуха более детально, позволят более эффективно применять необходимые меры по отношению к отдельным источникам загрязнения среды.

В условиях городской среды многоэтажные постройки также негативно влияют на процессы рассеивания загрязнений атмосферного воздуха. Концентрация автомобилей  на придомовых территориях, движение на низких скоростях на этих участках и работа в режиме «ожидания» или «прогрева» автомобиля, могут создавать опасные локальные концентрации загрязняющих веществ. Оценку качества воздуха на этих территориях также можно осуществлять с использованием ПФА, что не требует значительных дополнительных финансовых и технических средств, позволит рассчитать ИЗА5.

Составленные экологические карты-схемы и проведенное зонирование территории с помощью метода биоиндикации по величине ПФА листовой пластинки березы повислой могут быть использованы в системе экологического мониторинга для выявления суммарного и локального загрязнения приземного слоя воздуха, и позволит своевременно разрабатывать профилактические мероприятия, позволяющие ограничить негативное влияние воздушной среды на здоровье человека.

Глава 3.  ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА г. ЧИТА

Ежедневно человек подвергается воздействию многих факторов, которые, наряду с наследственностью, образом и качеством жизни, определяют уровень его здоровья. По мнению экспертов ВОЗ (1997), 23 % всех заболеваний и 25 % всех случаев рака обусловлены воздействием факторов окружающей среды. Учитывая, что техногенное воздействие на окружающую среду все больше возрастает, здоровье человека в еще большей степени будет зависеть от условий жизни.

При оценке риска здоровью человека приоритетными для данной территории загрязнителями среды важным этапом является «оценка зависимости доза – ответ», основными задачами которого является установление возможных «негативных эффектов», «критических органов или систем», «выявление наименьшей дозы, вызывающей развитие наблюдаемого эффекта…, интенсивности возрастания эффекта при увеличении дозы» (Руководство…, 2004).  

К «болезням риска», обусловленным загрязняющими веществами в атмосферном воздухе, относят болезни системы органов дыхания, кровообращения, новообразования, болезни крови и кроветворных органов, системные нарушения в виде нарушения развития, нарушения функции иммунной системы и др. (Доклад …, 2010).

Приоритетными загрязняющими веществами воздушного бассейна г. Чита являются: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, формальдегид, сажа и бенз(а)пирен (Государственный доклад …, 2010). Их влияние на здоровье человека выражается следующими эффектами:

Соединения серы в составе выбросов представлены в форме SO2 и SO3. Это газообразные вещества, обладающие резким запахом, оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, способны вызывать местные воспалительные процессы, в случаях тяжелых отравлений могут приводить к  развитию токсического отека легких, токсического бронхита.  При очень высоких концентрациях может наблюдаться асфиксия вследствие рефлекторного спазма голосовой щели. При длительном воздействии приводят к нарушению белкового обмена в организме, формированию хронического бронхита, эмфиземы и пневмосклероза, атрофического ринита (Кассирский и др., 1973; Чазов и др., 1989; Кульчицкий, 2004).

Диоксид азота – бурый газ с удушливым запахом, обладает ярко выраженным раздражающим действием на слизистые оболочки глаз (коньюнктивит),  дыхательных путей – являясь причиной развития острого ринита, фарингита, трахеита, бронхиолита. Следствием тяжелого острого отравления окислами азота является отек легких. При контакте с влажной поверхностью легких образуются азотная и азотистая кислоты, поражающие альвеолярную ткань, что может приводить к развитию токсической пневмонии, отеку легких, сложным рефлекторным расстройствам. Действуя на кровеносную систему, оксиды азота вызывают кислородную недостаточность, оказывают прямое воздействие на центральную нервную систему. Кроме того, может стать причиной дерматита, ожогов кожи (Кассирский и др., 1973; Чазов и др., 1989).

Взвешенные вещества. Примерно 50 % частиц антропогенного происхождения выбрасывается в воздух из-за неполного сгорания топлива на транспорте, промышленных предприятиях и тепловых электростанциях. По данным Всемирной организации здравоохранения, 70 % населения, живущего в городах развивающихся стран, дышит сильно загрязненным воздухом, содержащим множество аэрозолей (Калверт и др., 1988).

Влияние пылевых частиц на здоровье человека зависит от концентрации пыли во вдыхаемом воздухе, её дисперсности, физико-химических свойств, растворимости в воде, других биологических жидкостях. При гигиенической оценке запыленности воздуха учитывают следующие фракции: менее 2 мк, 2-4 мк, 4-6 мк, 6-8 мк, 8-10 мк и более 10 мк.   Чем меньше размер частиц, тем выше их способность проникать в дыхательные пути, достигать альвеол. Чем лучше пыль растворяется в слизи и других биологических жидкостях (крови, лимфе),  тем быстрее и в большем количестве вещество распространяется в организме, следовательно, формируется более выраженный токсический эффект. Малорастворимые и нерастворимые пыли оседают на слизистых оболочках дыхательных путей, оказывая местное раздражающее и воспалительное действие (Хухрина и др., 1968; ММЭ, 1996).

 Оксид углерода образуется при сжигании углеводородного топлива, поступление его в атмосферу городов происходит преимущественно  в составе отработавших газов автомобилей. Не имеет цвета и запаха, токсичен.

В организме человека, поступая в кровеносное русло, связывается с гемоглобином,  блокирует транспорт кислорода к органам и тканям. При остром отравлении нарушает функцию  центральной нервной системы, в тяжелых случаях может приводить к нарушению сознания, коме, судорогам. Смертельная концентрация карбоксигемоглобина в крови составляет 50 % от общего содержания гемоглобина (Чазов и др., 1989).

При хронических отравлениях может нарушать работу сердечно-сосудистой и нервной систем, вызывать патологии органа зрения в виде нарушения цветоощущения, изменения полей зрения, поражения сосудов глаза и зрительного нерва (Кассирский и др., 1973; Чазов и др., 1989).

Бенз(а)пирен – соединение из группы полициклических ароматических углеводородов, обладает канцерогенным, мутагенным, тератогенным действием, способностью к биоаккумуляции. Образуется в процессе горения биогенных горючих  материалов (уголь, торф, нефтепродукты, сланцы, древесина),  попадает в атмосферу со смолистыми веществами (дымовые газы, копоть, сажа и т.д.). На долю автомобильного транспорта приходится более 35 % углеводородов, выбрасываемых в атмосферу, наиболее опасным из которых является бенз(а)пирен.

Бенз(а)пирен хорошо адсорбируется и прочно удерживается в порах сажевых частиц. Из всей группы углеводородов, присутствующих в составе автомобильных и промышленных выбросов, обладает наибольшей стабильностью в окружающей среде и наиболее выраженной биологической, в частности канцерогенной, активностью. Бенз(а)пирен идентифицирован в табачном дыме (20 - 40 мг/сигарету), городском воздухе (0,05 – 74 нг/м3), выхлопах дизельных двигателей (2 – 170 мкг/кг экстракта), продуктах питания (ГН 1.1.725-98 «Перечень веществ…»; Кульчицкий, 2004; Батян и др., 2009).

В экспериментально - онкологических исследованиях бенз(а)пирен был испытан на девяти видах животных, включая обезьян, при разных путях воздействия: в/ж, накожном, ингаляционном, п/к, в/м, в/б, в/в, трансплацентарном. В этих опытах бенз(а)пирен показал как местное, так и отдаленное канцерогенное действие (IARS Monogr. Lyon, 1983).

Поступление бенз(а)пирена в организм человека может происходить ингаляционным и трансплацентарным путем, через желудочно-кишечный тракт, через кожу (Исидоров, 2001).

 Биологическое действие проявляется в виде воздействия на нуклеотиды молекул ДНК, нарушения связей между спиралями, что приводит к образованию новой спирали. Такие повреждения называют мутациями. Накопление мутаций в генах приводит к возникновению злокачественных новообразований (Шабад, 1970).

Формальдегид – один из наиболее опасных загрязнителей атмосферного воздуха, попадает в атмосферу с выбросами автотранспорта. Обладает резким запахом, вызывает сильные аллергические реакции, вызывает кашель, слезотечение, спазм бронхов, оказывает раздражающее, общетоксическое  действие, негативно влияет на центральную нервную систему, печень и почки, способен приводить к нарушениям генетического аппарата. При поступлении в организм ингаляционным путем может вызывать раздражение слизистых оболочек, приводить к развитию разлитого бронхита, пневмонии, ларингита, проявлению психомоторного возбуждения.  Включен в список канцерогенных веществ (Кассирский и др., 1973; Лазарева и др., 1977; Чазов и др., 1989; ГН 1.1.725-98 «Перечень веществ…», 1998).

Фенол.  Поступая в организм человека ингаляционным путем, приводит к развитию воспалительных процессов в органах дыхания, оказывает прижигающее, психотропное, нейротоксическое, нефротоксическое действие (Чазов и др., 1989; ММЭ, 1996).

Сажа – продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородного топлива, состоит из частиц с шероховатой или гладкой поверхностью, осаждаются на слизистых оболочках дыхательных путей. Обладает канцерогенным действием (БСЭ, 1978).

Сероводород. При поступлении ингаляционным путем в организм человека  сероводород вызывает раздражение и хронические воспалительные процессы в разных отделах дыхательной системы. При хроническом отравлении развивается анемия, диспепсические расстройства, функциональные нарушения центральной нервной системы (БРЭ, 1994).

Из числа контролируемых загрязнителей воздушного бассейна в г. Чита наиболее значимыми можно считать бенз(а)пирен, формальдегид, взвешенные вещества, оксиды азота, оксид углерода и фенол  концентрации которых значительно  превышают ПДК.

Ингаляционный путь поступления веществ в организм человека наиболее опасен, так как за короткий промежуток времени в малый круг кровообращения (минуя барьерные органы) поступает большое количество аэротоксикантов, негативное  влияние которых начинается с воздействия на слизистые оболочки дыхательных путей.

Динамика показателей заболеваемости населения в г. Чита за период с 2000 по 2010 гг. свидетельствует об ухудшении состояния здоровья населения (таблица 14) (Доклад…, 2010). Уровень показателя по обращаемости на 1000 населения за этот период увеличился на 42 %, в 2010 г. составил 1670,6 (в 2000 г. – 1176,4) (рисунок 26). Число обращений среди подростков возросло в 3,2 раза, среди детей – в 1,9 раза, среди взрослого населения – в 1,2 раза (Доклад…, 2010).

Таблица 14 - Динамика заболеваемости населения городского округа

«Город Чита» в 2000-2010 гг. по обращаемости (на 1000 человек) 

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Темп

+/ -

Т

все население

1176,4

1237,6

1367,5

1285,6

1280,2

1315,9

1390,6

1468,0

1458,4

1600,0

1670,6

42,0

3,06

дети

1680,1

1902,3

2599,4

2370,2

2302,1

2410,2

2490,6

2612,3

2517,2

2772,8

3111,3

85,2

4,14

подростки

988,2

1112,7

1472,2

1526,6

1648,9

1810,9

1933,1

2294,8

2353,3

2693,7

3199,1

рост в 3,2 раза

10,38

взрослые

1063,2

1089,9

1081,0

1032,0

1040,1

1056,1

1127,8

1181,0

1185,1

1289,0

1273,4

19,8

2,05

Рисунок 26 - Динамика общей заболеваемости по обращаемости

городского округа «Город Чита» в период 2000-2010 гг. 

Показатель впервые выявленной заболеваемости на 1000 населения имеет наибольшее значение  среди детского населения (таблица 15) (Доклад…, 2010). В 2010 г. в этой возрастной группе этот показатель  составил 2342,1, что в 1,7 раза выше, чем в 2000 г. Аналогичный показатель среди подростков в 2010 г. составил 1509,3, увеличившись по сравнению с 2000 г. в 2,6 раза (574,4).

Таблица 15 - Динамика впервые выявленной заболеваемости населения

городского округа «Город Чита» в 2000-2010 гг. (на 1000 человек) 

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Темп

+/ -

Т

Все население

642,5

678,9

757,7

666,2

627,0

653,5

687,2

683,3

383,9

812,8

847,1

31,8

0,71

Дети

1344,1

1528,2

1987,3

1762,9

1596,2

1789,2

1844,6

1851,8

1812,6

2078,3

2342,1

74,3

3,56

Подрост

ки

574,4

644,2

789,0

796,2

763,8

833,1

938,2

958,3

1031,5

1346,0

1509,3

рост в 2,6 раза

8,55

Взрослые

468,0

480,1

476,9

418,6

413,7

404,8

429,5

421,7

431,2

505,9

473,3

1,1

0,03

Динамика показателя впервые выявленной заболеваемости среди всего населения за анализируемый период характеризуется стабильной тенденцией (Т = 0,71), (рисунок 27) (Доклад…, 2010), но имеет тенденцию к росту среди детей (Т = 3,56) и подростков (Т = 8.56) (рисунок 28).

Рисунок 27 -  Динамика впервые выявленной заболеваемости населения городского округа «Город Чита» в 2000-2010 гг. (на 1000 человек) 

Рисунок 28 - Динамика впервые выявленной заболеваемости населения

на 1000 чел. по возрастным группам за 2000 – 2010 гг.

В структуре заболеваемости населения г. Чита (2000 – 2010 гг.), как по обращаемости, так и по впервые выявленным случаям заболеваний,  ведущие позиции традиционно занимают болезни органов дыхания.  Это свидетельствует о том, что среди различных причин заболеваний ингаляционный путь поступления патологических агентов имеет большое значение.

В 2010 г.  доля заболеваний органов дыхания по обращаемости  составила 23,63 %, что значительно больше, чем по другим группам заболеваний: болезни органов кровообращения – 11,38 %, 10,69 %  случаев - болезни глаза и его придаточного аппарата, 8,55 % - болезни органов пищеварения, 7,71 % - болезни мочеполовой системы, травмы, отравления и другие внешние причины – 7,38 % (рисунок 29).

Впервые выявленные случаи  бронхолегочных заболеваний в общей структуре заболеваемости за 2010 г.  составляют 40,64 %, занимают первое ранговое место; травмы, отравления и другие последствия воздействия внешних причин – 14,54 %; болезни мочеполовой системы – 5, 96 %; болезни глаза и его придаточного аппарата – 5,13 %; болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани – 3,82 %; болезни уха – 3,73 % (рисунок 30).

Рисунок 29 -  Структура заболеваемости

по обращаемости (все население)

Рисунок 30 - Структура впервые выявленной заболеваемости (все население)

Анализ заболеваемости в разных возрастных группах, как по обращаемости, так и по впервые выявленным случаям заболеваний, показывает, что максимальное число случаев заболеваний органов дыхания регистрируется среди детей (в 2010 г. составили 43 % от всех случаев по обращаемости и 56,09 % - от всех впервые выявленных случаев заболеваний в этой возрастной группе).

В структуре заболеваемости среди подростков также преобладают болезни органов дыхания: в 2010 г. составили 20,2 %  по обращаемости и 37,59 % от числа впервые выявленных случаев заболеваний.

Среди взрослого населения по обращаемости болезни органов дыхания находятся на третьем месте (12,5 %), после болезней системы кровообращения (18,51 %) и болезней глаза и его придаточного аппарата (12,59 %). В числе впервые выявленных случаев заболеваний патологии органов дыхания в этой возрастной группе составили 23,33 %, занимая в структуре второе место после травм, отравлений и других внешних причин (25,94 %).  

Влияние качества окружающей среды на здоровье населения оценивается также общим коэффициентом врожденных пороков развития среди детей (число родившихся детей с врожденными пороками развития на 1000 родившихся), многолетняя тенденция которого за анализируемый период показывает рост этого показателя в г. Чита  (Т = 8,64) (рисунок 31).

Рисунок 31 -  Динамика врожденных пороков развития у детей с диагнозом, установленным впервые в жизни за период 2003 – 2010 гг. 

Изучение воздействия на здоровье разных возрастных групп наиболее значимых загрязнителей атмосферного воздуха при поступлении ингаляционном путем, накопленные эпидемиологические данные, позволили выделить основные негативные эффекты и установить референтные концентрации для этих токсикантов (таблица 16).

Таблица 16 - Референтные концентрации для хронического ингаляционного воздействия (Руководство…, 2004)

CAS

Вещество

RFC,мг/м3 

Критические органы/системы

10102-44-0

Азот диоксид

0,04

органы дыхания, кровь (образование MetHb )

10102-43-9

Азот оксид

0,06

органы дыхания, кровь (образование MetHb )

Ароматические углеводороды С5-С8

0,4

ЦНС, печень, почки

Ароматические углеводороды С8-С16

0,2

печень, почки, органы дыхания (эпителий носовой полости)

50-32-8

Бенз(а)пирен

1,00Е-06

рак, риск 1Е-5, 1 нг/м3 иммун., развитие

Взвешенные вещества

0,075

органы дыхания, смерти.

Взвешенные частицы с размерами менее 10 мкм

0,05

органы дыхания, смерти., серд.-сос. система, развитие

Взвешенные частицы с размерами менее 2,5 мкм

0,015

органы дыхания, смерти.

Общие углеводороды (по С)

0,071

глаза, органы дыхания, печень, почки, ЦНС

Сажа

0,05

органы дыхания; системн., зубы

630-08-0

Углерод оксид

3

кровь, серд.-сос.сист., развитие, ЦНС

108-95-2

Фенол

0,006

серд.-сос. сист., почки, ЦНС, печень, органы дыхания

50-00-0

Формальдегид

0,003

органы дыхания, глаза, иммун., (сенсиб.)

Установление роли каждого отдельного вещества - загрязнителя, содержащегося в атмосферном воздухе, в нарушении здоровья человека, позволяет с помощью мониторинга и воздействия на источники управлять рисками.   Поэтому экологический мониторинг является важным этапом в системе мероприятий, обеспечивающих охрану здоровья населения.

В структуре впервые выявленной заболеваемости в городе Чита преобладают  болезни органов дыхания, на долю которых приходится до 40 % и более от всех случаев первичных заболеваний, что подтверждает значимость ингаляционного пути поступления патологических агентов в организм.

Индексы опасности развития неонкологических заболеваний, рассчитанные для девяти атмосферных загрязнителей на территории г. Чита свидетельствуют о том, что основной вклад в суммарный индекс опасности для всех возрастных периодов вносит бенз(а)пирен, взвешенные вещества, формальдегид и диоксид азота (таблица 17) (Соц.-гиг. мониторинг, 2012).

Таблица 17 - Оценка неканцерогенного риска для здоровья населения г. Чита

за 2004 – 2011 гг.

Вещество

Доза,

мг/кг

RfD,

мг/кг

HQ

Критические органы и системы

Взвешенные вещества

0 - 5 лет

0,09

0,075

1,2

Органы дыхания,

рост смертности

6 - 17 лет

0,21

0,075

2,8

18 лет и старше

0,05

0,075

0,66

Диоксид серы

0 - 5 лет

0,01

0,05

0,2

Органы дыхания,

рост смертности

6 - 17 лет

0,02

0,05

0,4

18 лет и старше

0,02

0,05

0,4

Оксид углерода

0 - 5 лет

0,37

3

0,12

Кровь, ССС,

нарушения развития, ЦНС

6 - 17 лет

0,47

3

0,16

18 лет и старше

0,29

3

0,09

Диоксид азота

0 - 5 лет

0,02

0,04

0,5

Органы дыхания,

кровь (образование МетHb)

6 - 17 лет

0,03

0,04

0,75

18 лет и старше

0,045

0,04

1,13

Фенол

0 - 5 лет

0,0009

0,006

0,15

ССС, почки, ЦНС,

печень, органы дыхания

6 - 17 лет

0,011

0,006

0,18

18 лет и старше

0,0011

0,006

0,18

Сажа

0 - 5 лет

0,01

0,05

0,2

Органы дыхания, зубы

6 - 17 лет

0,02

0,05

0.4

18 лет и старше

0,04

0,05

0,8

Бенз(а)пирен

0 - 5 лет

1,94

1

1,94

Рак, риск 1Е- 5, 1 нг/м3,

снижение иммунитета,

нарушения развития

6 - 17 лет

2,96

1

2,96

18 лет и старше

1,54

1

1,54

Коэффициент опасности (HQ) = воздействующая  концентрация / референтная концентрация

По данным социально-гигиенического мониторинга (2012) для г. Чита установлена прямая, сильная и статистически достоверная (р<0,05) корреляционная связь между:

- заболеваемостью болезнями органов дыхания по обращаемости среди подростков (r=0,82, р<0,05), а также впервые выявленной заболеваемостью болезнями органов дыхания среди взрослого населения (r=0,83 р<0,05), подростков (r=0,81, р<0,05) со среднегодовыми концентрациями бенз(а)пирена в атмосферном воздухе;

- заболеваемостью болезнями системы кровообращения по обращаемости среди детского населения со среднегодовыми концентрациями оксида азота в атмосферном воздухе (r=0,89 р<0,05).

Для оценки неканцерогенного риска для здоровья населения при одновременном ингаляционном поступлении загрязнителей атмосферного воздуха используется индекс опасности HI, который рассчитывается как сумма рисков от всех оцениваемых в смеси веществ.

Результаты расчетов индекса опасности для населения г. Читы за период 2004 – 2011 гг. доказывают, что во всех возрастных группах существует потенциальная опасность для развития заболеваний органов дыхания, наиболее подвержены воздействию смеси аэрополютантов группа населения в возрасте от 6 до 17 лет (таблица 18) (Соц.-гиг. мониторинг, 2012).

Таблица 18 - Значение индекса опасности (HI) неканцерогеного риска при ингаляционном поступлении аэрополютантов  за 2004 – 2012 гг.

0 – 5 лет

6 – 17 лет

18 лет и старше

HI для развития заболеваний  органов дыхания

2,25

4,53

3,17

HI для нарушения развития

1,94

3,12

1,63

В числе наиболее опасных токсикантов, попадающих в атмосферный воздух с выбросами предприятий и  автомобильного транспорта – это группа полициклических ароматических углеводородов, в том числе бенз(а)пирен, относящийся к 1 классу опасности, имеющий индикаторное значение для всех ПАУ ( таблица 19) (Руководство…, 2004).

Таблица 19 - Оценка неканцерогенного риска от содержания бенз(а)пирена

для здоровья населения г. Чита за 2004-2011 гг.

Возрастные группы

HQ

Доза, мг/кг

HI общий

HI органы дыхания

HI кровь

HI ССС

HI нарушения развития

HI иммунная система

HI ЦНС

HI рост смертности

0 - 5 лет

1.94

4.31

2,25

0,62

0,62

1,94

1,94

0.62

1,4

6 - 17 лет

2,96

7,65

4,53

0,75

0,34

3,12

2.96

0,34

3,2

18 лет и старше

1,54

4,8

3,17

0,09

0,27

1,63

1,54

0,27

1.06

В числе причин заболеваний системы органов дыхания - до 20 % обусловлены загрязнителями атмосферного воздуха. У жителей городов с высоким уровнем загрязнения атмосферы, среди населения, проживающего вблизи автомагистралей с интенсивным движением автотранспорта,  значительно нарушены показатели функции внешнего дыхания. Постоянное воздействие аэрополютантов отражается в росте показателей заболеваемости, в первую очередь хронических заболеваний дыхательной системы, и смертности, в том числе от онкопатологий (Иванов и др., 2010; Ревич, 2001).

Особенно значимо влияние аэрополютантов на здоровье детского населения. Поэтому анализ и прогноз состояния здоровья этих возрастных групп в зависимости от качества атмосферного воздуха является приоритетным направлением в области профилактической медицины (Онищенко, 2002).

В число основных загрязнителей воздушного бассейна г. Чита входят  бенз(а)пирен, формальдегид и сажа, концентрации которых в течение анализируемого периода возрастают, обладающие канцерогенными свойствами, поэтому способны оказывать влияние на показатель онкозаболеваемости.

По оценкам Агенства по охране окружающей среды США, воздействие бенз(а)пирена в концентрации 7 нг/м3 обусловливает появление 9 дополни-тельных случаев рака легкого на 1 млн жителей (Иванов и др., 2010).   

Бенз(а)пирен и формальдегид входят в число основных загрязнителей атмосферного воздуха в г. Чита, определяющих величину ИЗА5, относятся к группе канцерогенов. Анализ заболеваемости показывает, что показатель первичной онкозаболеваемости в г. Чита имеет высокую степень зависимости от величины ИЗА5.

Особенность онкопатологии заключается в том, что заболеваемость может проявляться в разные периоды, в том числе и отдаленные (от нескольких месяцев, до нескольких лет). Среднегодовые концентрации за анализируемый период превышали ПДК с.с. по бенз(а)пирену в 5,77 раз, по формальдегиду - в 4,33 раза.

В соответствии с Руководством (2004): «анализ информации о показателях опасности химических канцерогенов основан на установлении степени доказанности канцерогенности исследуемого вещества для человека; выявлении условий реального проявления канцерогенного эффекта; оценки соответствия этих условий специфическим особенностям выбранного сценария воздействия. На этапе идентификации опасности в качестве потенциальных химических канцерогенов рассматриваются вещества, относящиеся к группам 1, 2А, 2В по классификации МАИР…; А/В - вещества, канцерогенные или вероятно канцерогенные для человека (группы 1-2 по классификации Международного Агентства по изучению рака), С - возможные канцерогены для человека (вещества, канцерогенные для лабораторных животных)».

За период с 2002 по 2010 гг. уровень онкозаболеваемости в г. Чита увеличился на 21 % с 276,62 до 383,4 случаев на 100 тыс. населения          (Приложение: таблица 8). Динамика заболеваемости характеризуется стабильной тенденцией (Т=0,92).

Темп прироста за этот период составил 5,59 %. В структуре заболеваемости ведущими локализациями являются новообразования трахеи, бронхов, легкого (14,5 %), кожи с меланомой (12,1 %) и молочной железы (10,4 %) (рисунок 32) (Соц.-гиг. мониторинг, 2012).

Рисунок 32 - Структура первичной онкологической заболеваемости населения г. Чита за 2002-2010 гг. (средние значения)

Уровень расчетного канцерогенного риска оценивается по четырем диапазонам (таблица 20).

Таблица 20 - Оценка уровней канцерогенного риска (Руководство…, 2004)

Диапазон риска

Индивидуальный риск в течение всей жизни

Оценка риска

I диапазон риска

1 х 10-6 

(1 дополнительный случай заб или смерти на 1 млн жителей)

Пренебрежительно малый риск, повседневный, не требующий дополнительных мер

II диапазон риска

1 х 10-6 – 1 х 10 -4

Верхняя граница приемлемого риска, требует постоянного контроля

III диапазон риска

1 х 10-4 – 1 х 10 -3

Приемлем для профессиональных групп, но не приемлем для населения

IV диапазон риска

1 х 10-3

Не приемлем ни для проф. Групп, ни для населения. Требуются экстренные оздоровительные мероприятия

 

Оценка индивидуального канцерогенного риска здоровью населения от содержания данных веществ в воздушном бассейне города показала, что канцерогенный риск от ингаляционного воздействия бенз(а)пирена находится на чрезвычайно опасном  уровне (4300х10-3), сажей – на сигнальном уровне, что является неприемлемым для здоровья населения (1,0 х 10-3).

Суммарный индивидуальный канцерогенный риск в течение всей жизни для населения г. Читы составил 4300,1х10-3, что соответствует чрезвычайно высокому уровню и соответствует четвертому диапазону. Данный диапазон обозначается как De manifestis Risk, и при его достижении необходимо давать рекомендации для лиц, принимающих решения о проведении экстренных оздоровительных мероприятий по снижению риска.  Для населения г. Чита число дополнительных случаев злокачественных новообразований от воздействия бенз(а)пирена составляет 1504901,1 случаев за 70 лет (21498,6 случаев в год), от воздействия сажи – 34,99 (0,5 случаев в год) (ФГУЗ «Центр госсанэпиднадзора в Читинской области»). Более детальный анализ показывает, что в различных  районах города ситуация не одинакова (таблица 21).

Таблица 21 - Показатели онкозаболеваемости по районам г. Чита

Район города

Среднегод. уровень первичной

онкозаболеваемости

Темп

роста

Среднегод.

темп

прироста

Максимальный канцерогенный риск от загрязнения атмосф.воздуха

Риск дополнительных случаев рака с ингаляц. поступлением канцерогенов

(случ. в год)

Централь-

ный

302,0 %000

4.95 %

0,89 %

1,83*10-4

20,1

Ингодинс-

кий

280,6 %000

16,45 %

1,95 %

1.79*10-4

12.3

Железнодо

рожный

275,1 %000

15,14 %

1,12 %

2,34*10-4

10.9

Черновс-

кий

238,1 %000

35,2 %

2,12 %

0,50*10-4

3.5

Наиболее высокий уровень первичной онкозаболеваемости и наибольший популяционный риск дополнительных случаев новообразований, связанных с ингаляционным поступлением канцерогенов, наблюдается в Центральном районе города. А максимальный канцерогенный риск от загрязнения атмосферного воздуха выявлен в Железнодорожном районе, который по данным стационарных постов наблюдения характеризуется наибольшей степенью загрязнения атмосферного воздуха (рисунок 33, 34) (Соц.-гиг. мониторинг, 2012).

Рисунок 33 - Показатели первичной онкологической заболеваемости населения г. Чита по районам за период 2002-2010 гг. на 100 тысяч населения (средние значения) 

Рисунок 34  -  Структура первичной онкологической заболеваемости населения города Чита по районам за период 2002-2010 гг. (средние значения)

В структуре онкологической заболеваемости в Центральном, Железнодорожном и Черновском  районах преобладают опухоли трахеи, бронхов, легких. В Ингодинском районе новообразования этой локализации стоят на третьем месте, уступая опухолям молочной железы и кожи (рисунок 35). Темп прироста новообразований с локализацией в системе органов дыхания в этом районе характеризуется отрицательными значениями. При этом объяснить такую динамику улучшением показателей качества окружающей среды невозможно. Это подтверждают высокий максимальный канцерогенный риск от загрязнения атмосферного воздуха и популяционный риск возможных дополнительных случаев рака, связанных с ингаляционным поступлением канцерогенов (таблица 14). Возможно, это связано с демографическими изменениями  вследствие следующих причин:

- появление новых микрорайонов сопровождается ростом численности населения (за последние три года количество жителей в районе увеличилось более  чем на 10000 чел., в других районах за аналогичный период – от 2700 до 4800 чел.), что могло повлиять на величину показателя заболеваемости;

- изменилась возрастная структура населения (максимальные уровни опухолей бронхо-легочной системы регистрируются в возрасте старше 60 лет).

На основании приведенных данных можно сделать вывод, что высокий уровень загрязненности воздушного бассейна г. Чита негативно влияет на здоровье населения, обуславливая высокую заболеваемость. Наибольшее значение имеют бенз(а)пирен, формальдегид и сажа, превышение гигиенических нормативов содержания которых в атмосферном воздухе, поступление ингаляционным путем в организм человека, создают высокий риск для возникновения новообразований в системе органов дыхания.

Установление роли каждого отдельного вещества - загрязнителя, содержащегося в атмосферном воздухе, в нарушении здоровья человека, позволяет с помощью мониторинга и воздействия на источники управлять рисками.   Поэтому экологический мониторинг является важным этапом в системе мероприятий, обеспечивающих охрану здоровья населения.

Глава 4. ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА ДИНАМИКИ УРОВНЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ  НАСЕЛЕНИЯ г. ЧИТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ

 

Проблемы урбанизации и состояние экологических систем - важные современные вопросы, к которым обращаются многие исследователи, поскольку это наиболее значимые факторы среды обитания современного человека.

Анализ заболеваемости, результаты оценки рисков для  возникновения неканцерогенных и канцерогенных заболеваний, связанные с воздействием основных загрязнителей атмосферного воздуха, показывают, что качество атмосферного воздуха оказывает значительное влияние на здоровье населения г. Чита. Установлена зависимость показателей заболеваемости болезнями органов дыхания в разных возрастных группах от концентраций основных загрязнителей атмосферного воздуха.

Наиболее высокий риск для развития онкопатологии связан с ингаляционным воздействием бенз(а)пирена, сажи и формальдегида, концентрации которых в атмосферном воздухе г. Чита превышают допустимые уровни.

Бенз(а)пирен и формальдегид входят в число основных загрязнителей атмосферного воздуха в г. Чита, определяющих величину ИЗА5. Анализ заболеваемости показывает, что показатель первичной онкозаболеваемости в г. Чита имеет высокую степень зависимости от величины ИЗА5 (рисунок 35).

Нашими исследованиями установлено, что бенз(а)пирен, входящий в список приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха Читы, концентрация которого в зоне дыхания человека в большей степени зависит от выбросов автомобильного транспорта, также оказывает отрицательный эффект  на процесс формирования листовой пластинки березы повислой, величина асимметрии которой зависит от концентрации этого токсиканта в атмосферном воздухе.

Рисунок 35 - Зависимость показателя первичной онкологической заболеваемости от ИЗА5 в г. Чита

Сопоставляя уровни первичной онкозаболеваемости и величины ПФА листовой пластинки березы повислой с количеством автотранспортных средств по районам города, мы выявили, что с увеличением транспортной нагрузки эти показатели возрастают. Максимальные значения первичной онкозаболеваемости и величины ПФА регистрируются в Центральном районе, минимальные значения – в Черновском районе.

Сравнение величин предельно допустимых концентраций примесей вредных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, показывает, что растения значительно раньше реагируют на воздействие аэротоксикантов (таблица 22).

Таблица 22 - Предельно допустимые, максимальные разовые и средние концентрации вредных веществ для человека (ПДК) и древесных пород (ПДК-Л) в воздухе

Вредные вещества

Предельно допустимые концентрации, мг/м3

для человека

для древесных растений

максимально разовая

средне-суточная

максимально разовая

средне-суточная

Азота оксиды

0,085

0,04

0,04

0,02

Ангидрид сернистый

0,5

0,05

0,3

0,015

Взвешенные вещества

0,5

0,05

0,2

0,05

Оксид углерода

5,0

3,0

5,0

3,0

Сероводород

0,008

0,008

0,008

0,008

Соединения фтора газообразные (в пересчете на фтор)

0,02

0,005

0,02

0,003

Формальдегид

0,035

0,003

0,02

0,003

Таким образом, береза повислая  Betula pendula Roth., отвечающая всем требованиям вида-биоиндикатора, может использоваться при оценке качества атмосферного воздуха города, в первую очередь загрязнения бенз(а)пиреном и формальдегидом, и соответственно, при оценке степени риска для возникновения заболеваний системы органов дыхания, в том числе онкопатологий от воздействия этих токсикантов.

На основании наших исследований, систематизации многолетних данных величины ПФА листовой пластинки березы повислой, нами составлена карта, которая показывает динамику техногенного воздействия на вид-биоиндикатор (рисунок 36, 37).

Рисунок 36 - Карта загрязнения центра города Чита по методу флуктуирующей асимметрии листовой пластинки  березы повислой (собственные исследования, 2006 г.)

Рисунок 37 - Карта загрязнения центра города Чита по методу флуктуирующей асимметрии листовой пластинки  березы повислой (собственные исследования, 2010 г.)

На представленном фрагменте карты участка территории города Центрального и Ингодинского административных районов, составленной по величине ПФА в точках отбора проб, выделены участки, где качество приземного слоя атмосферного воздуха оценивается  от 2  до  5 баллов (рисунок 36).

Тот же участок территории города в 2010 г. (рисунок 37), свидетельствует о том, что качество атмосферного воздуха значительно ухудшилось. Уровень загрязненности возрастает в северо-восточном направлении.  На территории  Ингодинского района за период исследований уровень загрязненности атмосферного воздуха возрос с 3-4 до 5 балла, в настоящее время оценивается как «критический», что может привести к увеличению заболеваемости населения этого района.

Поскольку величина ПФА зависит от содержания в воздушном бассейне г. Чита бенз(а)пирена и формальдегида, концентрации которых  создают угрозу риска возникновения случаев заболеваний системы органов дыхания, в том числе онкопатологии, среди населения, по динамике ПФА можно прогнозировать возможность роста случаев этих заболеваний в Ингодинском районе г. Чита.

Использование метода биоиндикации по величине ПФА листовой пластинки березы повислой позволит повысить эффективность экологического мониторинга, даст возможность прогнозировать рост заболеваемости населения при ухудшении качества окружающей среды.

Учитывая, что выбросы автомобильного транспорта вносят значительный вклад в общее загрязнение атмосферного воздуха в г. Чита, с целью снижения негативного влияния на здоровье населения необходимо проведение следующих мероприятий:

- регулирование транспортных потоков в центральной части города;

- увеличение доли электротранспорта и автомобилей, работающих на газовом топливе, в общем объеме общественного транспорта;

- оборудование автомобильных стоянок, мест для парковки автомобилей вне дворовых территорий, вдали от мест отдыха и детских площадок;

- озеленение территории города, поскольку растения являются эффективными адсорбентами пыли, газопоглотителями, что ускоряет процессы очищения воздушного бассейна;

- использовать для озеленения березу повислую, которая является биоиндикатором и может использоваться для оценки качества атмосферного воздуха.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе в результате проведения экспериментальных и полевых исследований решена важная научно-практическая задача по определению влияния загрязнения воздушного бассейна на здоровье населения г. Чита и  прогнозирования уровня заболеваемости от воздействия   приоритетных загрязнителей. Основные научные и практические результаты заключаются в следующих выводах:

  1.  Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Чита оказывает негативное влияние на здоровье населения, обуславливая его повышенную заболеваемость. Высокие концентрации бенз(а)пирена и формальдегида создают  угрозу риска для развития заболеваний системы органов дыхания, в том числе  случаев онкопатологии.
  2.  Береза повислая  Betula pendula Roth.  реагирует повышением ПФА при увеличении содержания бенз(а)пирена и формальдегида в атмосферном воздухе, что может использоваться для прогнозирования динамики заболеваемости населения.
  3.  Существующая система мониторинга не дает полной оценки влияния загрязнения воздушного бассейна на здоровье населения г. Чита и не позволяет выявлять локальное загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха.
  4.  Береза повислая Betula pendula Roth. может использоваться как вид-биоиндикатор для оценки качества атмосферного воздуха, в том числе для территорий, где нет стационарных постов наблюдения и выявления локальных загрязнений. Полученное уравнение позволяет рассчитать величину ИЗА5 по величине показателя флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой.
  5.  Ежегодное экологическое зонирование территории по методу флуктуирующей асимметрии (ФА) с учетом интенсивности движения автомобильного транспорта позволит своевременно разрабатывать природоохранные мероприятия по охране атмосферного воздуха с целью снижения риска для здоровья населения.

Предложения:

  1.  Использовать метод биоиндикации по величине ПФА листовой пластинки березы повислой в системе экологического мониторинга для оценки качества атмосферного воздуха, в том числе для выявления локальных загрязнений с целью снижения негативного влияния загрязнителей атмосферного воздуха на здоровье населения.
  2.  Использовать экологические карты-схемы, составленных с учетом ПФА и интенсивности транспортной нагрузки, для разработки мероприятий по регулированию транспортных потоков, что  позволит уменьшить объем выбросов автотранспорта в наиболее экологически неблагополучных районах города.
  3.  Использовать для озеленения территории города березу повислую Betula pendula Roth., которая является эффективным биоиндикатором качества атмосферного воздуха, в том числе содержания основных загрязнителей, оказывающих значительное влияние на здоровье населения.

В дальнейших исследованиях планируется изучение возможности использования метода ПФА при оценке качества атмосферного воздуха  в условиях городской среды с использованием других видов древесных растений, с целью создания дополнительных точек для системы экологического мониторинга.

ЛИТЕРАТУРА

  1.  Антипов, В.Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам /В.Г. Антипов. – Минск: Наука и техника, 1979. – 216 с.
  2.  Артамонов, В.И. Растения и чистота природной среды  / В.И. Артамонов. - М.: Наука, 1986. – 157 с.
  3.  Ашихмина, Т.Я. Биоиндикация и биотестирование – методы познания экологического состояния окружающей среды / Т.Я. Ашихмина. – Киров, 2005.
  4.  Ашихмина, Т.Я. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие / Т.Я. Ашихмина.- 3-е изд., испр. и доп. - М.: Академический проект, 2006. – 416 с.
  5.  Батян, А.Н. Основы общей токсикологии: учебное пособие / А.Н. Батян, Г.Т. Фрумин, В.Н. Базылев. – СПб.: СпецЛит, 2009. – 352 с.
  6.  Бельчинская, Л.И. Изменение биохимических показателей древесных растений под воздействием формальдегида [Текст] / Л. И. Бельчинская, Н. А. Ходосова // Сборник материалов по охране окружающей среды, особо охраняемым природным территориям, объектам животного мира и среды их обитания (в 4-х томах). Т. 4. Экология. Охрана окружающей среды. Социально ответственное природопользование / МПР РФ. - М., 2011. – С. 4-7.
  7.  Берлянд, М.Е. К нормированию выбросов от наземных источников / М.Е. Берлянд, Е.Д. Генрихович, Р.И.  Оникул. - ГГО, 1997. – 387 с.
  8.  Берлянд, М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы / М.Е. Берлянд. – Л.: Гидрометеоиздат, 1985. – 272 с.
  9.   Усовершенствование системы комплексных наблюдений и контроля загрязнения природной среды (атмосферы) с учетом данных об источниках загрязнения, пространственно-временном распределении веществ и ведомственных сетей контроля, ГГО им. А.И. Воейкова: отчет о НИР/ Берлянд, М.Е., Безуглая, Э.Ю., Шайкова, Е.А., Елисеев, В.С., Полищук, А.И. - Ленинград, 1985, Т.2. – С. 68-69.
  10.   Бобринев, В.П. Озеленение населенных мест / В.П. Бобринев, М.А. Гринь, А.Г. Лясоцкий, Н.И. Скворцов. – Чита: Забайк. Книжн. Изд-во, 1991. – 28 с.
  11.   Бобринев, В.П. Древесные растения, рекомендуемые для озеленения города Читы / В.П. Бобринев, Л.Н. Пак. Научно-практический журнал «Вестник ИрГСХА». – Иркутск,  2011. – Вып. 44.
  12.   Бородина,  Н.А. Оценка загрязненности атмосферы малых городов / Н.А. Бородина. Экологические проблемы промышленных городов. Сб. науч. тр. Под ред. проф. Е.И. Тихомировой. – Саратов,  2011.
  13.   Битюкова, В.Р. Тенденции атмосферного загрязнения в городах России / В.Р. Битюкова, А.А. Попов . -  Экология и промышленность России, 2004. – С. 4-7.
  14.   Большая Российская Энциклопедия. – М., 1994.
  15.   Большая Советская энциклопедия. – М., 1978.
  16.   Василевская, Н.В. Тумарова Ю.М. Оценка стабильности развития популяций Pinus sylvestris L. в условиях аэротехногенного загрязнения (Мурманская область) // Труды Карельского научного центра РАН. Сер. Б. Биогеография Карелии.
  17.   Видякина, А.А. Влияние загрязнения воздуха на состояние древесных растений города Тюмени / А.А. Видякина, М.В. Семенова. –  ВЭЛЛ, 2011. – № 12.
  18.   Виноградова, Е.Н. Изменение пероксидазной активности при действии на растения техногенных загрязнителей / Виноградова Е.Н. // Экологические и физиолого-биохимические аспекты антропотолерантности растений. – 1986. – С.7-71.
  19.  Воскресенская, О.Л. Экология города Йошкар-Ола / О.Л. Воскресенская, Е.А. Алябышева и др. - Йошкар-Ола, 2004. – 200 с.
  20.   Восстановление экосистем, нарушенных нефтепродуктами: учеб. пособие. – Павлодар, 2006. – 195 с.
  21.  Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей / Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной. 7-е изд. – Л.: Химия, 1977. – 608 с.
  22.   Временные  нормативы  предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, оказывающих вредное воздействие на лесные насаждения в районе музея-усадьбы «Ясная поляна». – М.,1984.
  23.   Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе зон произрастании  лесообразующих  древесных  пород . – М., 1995.
  24.   Вронский,  В.А. Экология и окружающая среда: Серия «Учебный курс» / В.А.Вронский. – М.: ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2008. – 432 с.
  25.   Гарин, В.М. Экология для технических вузов /  В.М. Гарин, И.А. Кленова, В.И. Колесников; под общ.  ред. В.М. Гарина.  - Ростов н/Д: Феникс, 2003. – 384 с.
  26.   Гетко, Н.В. Растения в техногенной среде: Структура и функция ассимиляционного аппарата / Н.В. Гетко. – Минск: Наука и техника, 1989. – 208 с.
  27.   Гигиенические нормативы. ГН 1.1.725 – 98 «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека». Утверждены  постановлением Главного государственного санитарного врача  от 23 декабря 1998 г.        № 32.
  28.   Гигиенические нормативы. Г.Н. 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». М., «Нефтяник», 2003. – 57 с.
  29.   Гелашвили, Д.Б. Структурные и биоиндикационные аспекты флуктуирующей асимметрии билатерально - симметричных организмов / Д.Б. Гелашвили, Е.В. Чупрунов, Д.И. Иудин // Журнал общей биологии. – 2004. – Т. 65, № 5. – С. 433–441.
  30.   Глазовская, М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов  / М.А. Глазовская. -  Смоленск: Ойкумена,  2002. – 288 с.
  31.   Глазовская, М.А. Почвенно-химическое картографирование для оценки устойчивости среды  / М.А. Глазовская. - «Почвоведение» №6. - М.: Наука, 1992.
  32.   Гланц, С.  Медико – биологическая статистика. / С. Гланц. – М: Практика, 1999. – 459 с.
  33.   Глотов, Н.В. Биометрия / Н.В. Глотов, Л.А. Животовский,  Н.В. Хованов, Н.Н. Хромов – Борисов. - Л., 1982. – 264 с.
  34.   Голицын, А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды: учебник / А.Н. Голицын. - М.: издательство Оникс, 2007. – 336 с.
  35.   Горышина, Т.К. Экология растений  / Т.К. Горышина. -  М.: Высшая школа, 1979.
  36.   Горышина, Т.К. Растение в городе  / Т.К. Горышина. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1995. – 148 с.
  37.   Губанов, И.А. и др. Betula pendula Roth. (B. verrucosa Ehrh.) – Береза повислая, или бородавчатая // Иллюстрированный определитель растений Средней России. М.: Т-во науч. Изд. КМК, Ин-т технолог. иссл., 2003. – Т.2.
  38.   Дикун, П.П. Методические указания по определению канцерогенных полициклических ароматических углеводородов, в частности бенз(а)пирена в различных промышленных и природных продуктах  / П.П. Дикун и др. – М., 1972. – 23 с.
  39.   Доклад Министра природных ресурсов и экологии Забайкальского края за 2011 год и задачи на 2012 год». Газета министерства природных ресурсов и экологии Забайкальского края «Экологический вестник», №№11-12 (297-198). 2012.
  40.   Ежегодник «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории Читинской области в 2007 г.» - Чита.: ЦГМС-Р, 2008. – 68 с.
  41.   Жарко, Л.Е. Рост и развитие березы повислой в городских условиях / Л.Е. Жарко // Ботан. исслед. в Сибири, 1995. – № 4. – С. 27-28.
  42.   Жизнь растений. Т.5. Ч.1. Цветковые растения. – 1980.
  43.   Захаров, В.М. Асимметрия животных. / В.М. Захаров. - АН СССР, Ин-т биологии развития им. Н. К. Кольцова. -  М: Наука,1987. – 215 с.
  44.   Захаров, В.М., Жданова Н.П. Онтогенез и популяция: оценка стабильности развития в природных популяциях / В.М. Захаров, Н.П. Жданова. //  Онтогенез, 2001. -Т.32. -  №6. - С. 404-421.
  45.   Захаров, В.М. Биотест. Интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов / В.М. Захаров, Д.М. Кларк.  – М.: Московское отд. Международного фонда «Биотест», 1993.
  46.   Захаров, В.М. Критерии оценки стабильности развития в природных популяциях  / В.М. Захаров. –  ДАН СССР, 1981. - Т. 258. – №1. – С. 254-256.
  47.   Захаров, В.М. Асимметрия морфологических структур животных как показатель незначительных изменений состояния среды. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. / В.М. Захаров.  – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – Т. 4. – С. 59-66.
  48.   Захаров, В.М. Асимметрия морфологических структур животных как показатель незначительных изменений состояния среды. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем / В.М. Захаров. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – Т. 4. – С. 59-66.
  49.   Захаров, В.М. Гомеостаз развития как общая характеристика состояния организма: скоррелированность морфогенетических и физиологических показателей у березы повислой / В.М. Захаров, Е.К. Чистякова, Н.Г. Кряжева, // Доклады Академии Наук. – 1997. – Т. 357. – № 2. – С. 281-283.
  50.   Захаров В.М. Здоровье среды: методика и практика оценки в Москве / В.М. Захаров, А.Т. Чубинишвили, В.И. Баранов, В.И. Борисов, А.В. Валецкий, Н.Г. Кряжева, Е.К. Чистякова. – М.: Центр экологической политики России, 2001.
  51.   Захаров В.М. Здоровье среды: практика оценки / В.М. Захаров, А.Т. Чубинишвили, С.Г. Дмитриев, А.С. Баранов, В.И. Борисов, А.В. Валецкий, Е.Ю. Крысанов, Н.Г. Кряжева, А.В. Пронин, Е.К. Чистякова.  – М.: Центр экологической политики России, 2000.
  52.  Захаров, В.М.  Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых органихмов по уровню асимметрии морфологических структур). Утверждена Распоряжением Роскомэкологии  от 16.10.03. № 460 / В. М. Захаров, А.Т. Чубинишвили и др. – М., 2003.
  53.  Звягинцева, О.Ю. Оценка качества атмосферного воздуха по величине флуктуирующей асимметрии Betula pendula Roth / О.Ю. Звягинцева // Ученые записки Забайкальского государственного гуманитарно-педагогического университета им. Н.Г. Чернышевского. Сер. Естественные науки, 2012. – № 1. – С. 87-91.
  54.  Звягинцева, О.Ю. Оценка состояния воздушной среды г. Чита по величине флуктуирующей асимметрии Betula pendula / О.Ю. Звягинцева. - Наука и бизнес: пути развития. – М., 2012. Т. 08. – № 2. – С. 9-12.
  55.  Звягинцева, О.Ю. Оценка качества атмосферного воздуха по величине флуктуирующей асимметрии  березы повислой  (на примере урбанизированных и ООПТ Восточного Забайкалья) / О.Ю. Звягинцева. -  Вестник КрасГАУ,  2012. № 7. – С. 78-82.
  56.  Звягинцева, О.Ю. Использование метода биоиндикации в мониторинге городской среды и прогнозировании заболеваемости населения / О.Ю. Звягинцева, В.В. Звягинцев. – Перспективы науки –  Тамбов,  2013. – № 11(50). – С. 7-10.
  57.  Звягинцев, В.В.  Использование метода флуктуирующей асимметрии для оценки состояния окружающей среды в условиях Забайкалья / В.В. Звягинцев , Т.В. Турушева, О.Ю. Звягинцева, М.Ю. Горлова // М-лы VII Всероссийской науч.-практ. конф. – Чита,  2007. – С. 82-86.
  58.  Звягинцева, О.Ю. Мониторинг окружающей среды методом флуктуирующей асимметрии в условиях Восточного Забайкалья / О.Ю. Звягинцева, В.В. Звягинцев // Экология и безопасность жизнедеятельности: сб. статей Х Международной научно-практ. конф. /МНИЦ ПГСХА, - Пенза: РИОПГСХА, 2010. – 196 с.
  59.  Звягинцев, В.В.  Оценка состояния экосистем методом флюктуирующей асимметрии в условиях Восточного Забайкалья / В.В. Звягинцев, О.Ю. Звягинцева, А.С. Болдин // Экологосберегающие и ресурсосберегающие технологии и материалы: М-лы Всероссийской молодежной научно-прак. конф. с международным участием – Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2011. – 222 с.
  60.  Звягинцева, О.Ю. Береза повислая Betula pendula – как биоиндикатор для оценки качества атмосферного воздуха / О.Ю. Звягинцева, В.В. Звягинцев // Адаптивный подход в использовании земельных и водных ресурсов Азиатской России: материалы Всерос. научно-практ. конф. – Чита: ЧитГУ, 2011. – 135 с.
  61.   Звягинцев, В.В. Мониторинг водных объектов методом ФА в условиях Восточного Забайкалья / В.В. Звягинцев, Т.В. Турушева, О.Ю. Звягинцева // Водные ресурсы и водопользование: сб.науч. тр. – Вып. 4. –Чита: ЧитГУ, 2009. – 140 с.
  62.   Звягинцев, В.В. Оценка воздействия строительства многоквартирного дома на окружающую среду методом флуктуирующей асимметрии / В.В. Звягинцев, О.Ю. Звягинцева // Водные ресурсы и водопользование: сб. науч. тр. преподавателей и студентов кафедры водного хозяйства и инженерной экологии ЧитГУ / под ред. В.Н. Заслоновского и Л.Н. Зима – Чита: ЧитГУ, 2011. – Вып. 5.
  63.   Звягинцев, В.В. Использование биоиндикационного метода мониторинга окружающей среды при проведении учебных практик студентов направления «Природообустройство и водопользование» / В.В. Звягинцев, О.Ю. Звягинцева // Актуальные проблемы качества образования и пути их решения в контексте европейских и мировых тенденций. сборник материалов II межвузов. научно-метод. конф. (апрель 2011 г). – М.: МГУП, 2011. – С. 212-220.
  64.   Звягинцев, В.В.  Оценка качества земельных и водных ресурсов методом флуктуирующей асимметрии в условиях Восточного Забайкалья /  В.В. Звягинцев, О.Ю. Звягинцева // XI Международная научно-практическая конф. «Кулагинские чтения» – Чита: ЗабГУ, 2011. – Ч. 3. – 132-134 с.
  65.   Зорина, А.А. Асимметрия березы пушистой островов Кижского архипелага / А.А. Зорина.// Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. Секция «Биология». – Ломоносов, 2008.
  66.   Зорина, А.А.  Характеристика флуктуирующей асимметрии лист двух видов берез в Карелии / А.А.Зорина, А.В. Коросов // Экология. Экспериментальная генетика и физиология. Труды Карельского научного центра РАН. – Выпуск 11. – 2007. – С. 28-36.
  67.   Ибрагимова, Э.Э.  Флуктуирующая асимметрия листьев MORUS ALBA L. Как биоиндикатор аэротехногенного загрязнения урбоэкосистем /Э.Э. Ибрагимова, И.В. Бандак, А.С. Дрозд // Ученые записки Таврического национального университета  им. В.И. Вернадского. Серия «Биология. Химия». – № 6. – Том 24 (63). –  2011. – с. 129-135.
  68.   Ивантер, Э.В. Введение в количественную биологию / Э.В. Ивантер, А.В. Коросов. -  Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2003. – 304 с.
  69.   Израэль, Ю.А. Экология и контроль природной среды / Ю.А. Израэль. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – С. 560.
  70.   Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения / Г.М. Илькун. – Киев: Наукова думка, 1978. – 246 с.
  71.   Илькун, Г.М. Отфильтровывание воздуха от компонентов древесными растениями / Г.М. Илькун. – Таллин, 1982. – 138 с.
  72.   «Информация по геоэкологической обстановке на территории г. Читы и окрестностей». ГУП «Забайкалгеомониторинг». – 2011.
  73.   Исидоров, В.А. Экологическая химия / В.А. Исидоров. – СПб.: Химиздат, 2001. – 304 с.
  74.   Кагарманов, И.Р. Насаждения тополей в городе Уфе: Биологические особенности и перспективы использования / И.Р. Кагарманов, Р.В.  Уразгильдин // Геоэкол. В Урало-Касп. регионе: Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф., Уфа, сент., 1996. – Ч. 2. – Уфа, 1996. – С. 18-20.
  75.  Калверт, С. Защита атмосферы от промышленных загрязнений  /  С. Калверт, Г.М. Инглунд . -  М.: «Металлургия», 1988.
  76.  Касимова, К.А. Древесные растения как индикаторы загрязнения окружающей среды городов Махачкалы и каспийска / [Научный биологический блог], 2010.
  77.  Кизеев, А.Н. Изменения морфологических и физиолого-биохимических показателей хвои сосны обыкновенной в условиях аэротехногенного загрязнения / А.Н. Кизеев. // Молодой ученый,  2011. – № 3. – Т.1.
  78.  Князева, В.П. Экология. Основы реставрации / В.П. Князева. М.; 2005.
  79.   Кожара, А.В. Структура показателя флуктуирующей асимметрии и  его пригодность для популяционных исследований / А.В. Кожара // Биол. Науки, 1985. – № 6. – С. 100-103.
  80.   Кондратьев, М.Н. Онтогенез фотоассимиляционного аппарата Betula pendula Roth. в естественных фитоценозах / М.Н. Кондратьев, Е.В. Сторожева, Ю.С. Ларикова. – РГАУ-МСХА. – М.
  81.   Коновалова, Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС.:  учебное пособие / Н.В. Коновалов, Е.Г. Капралов. – 2-е изд.. М.: Библион, 1997. – 160 с.
  82.  Константинов, Е.Л. Особенности флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой как вида биоиндикатора: автореф. дис.  канд. биол. наук: 03.00.16 / Е.Л. Константинов. – Калуга, 2001. – 21 с.
  83.  Котельников, А.М. и др. Охрана окружающей среды в условиях устойчивого развития Читинской области / А.М. Котельников,  О.А. Вотах, А.М. Возмилов,  Ф.Ф. Быбин. //  Региональная экологическая и проблемы экологически неблагополучных территорий. – Новосибирск: Наука, 1995. – 248 с.
  84.  Кулагин, Ю.З. Древесные растения и промышленная среда / Ю.З. Кулагин. – М.: Наука, 1974. – 124 с.
  85.  Кулаков, В.С. Рельеф и рельефообразующие процессы / В.С. Кулаков // География Читинской области и Агинского бурятского автономного округа. – Чита: Поиск, 2000. – С. 54-72.
  86.  Кульчицкий, А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие / А.Р. Кульчицкий.  – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Академический Проект, 2004. – 400 с.
  87.  Куцик, Р.В. Береза бородавчатая (береза повислая) / Р.В. Куцик, Б.М. Зузук // Провизор. – 2001. – № 10. –  С. 34-41.
  88.  Кряжева, Н.Г. Анализ стабильности развития берёзы повислой в условиях химического загрязнения  / Н. Г. Кряжева, Е. К. Чистякова, В.М. Захаров // Экология – 1996. – № 6. – С. 441-444.
  89.  Лисицкая, С.Н. Эколого-биологические особенности березы повислой (Betula pendula Roth.) как компонента антропогенных лесонасаждений г. Самары: – автореф. дис. / С.Н. Лисицкая. – Самара, 2003.
  90.   Майснер, А.Д. Жизнь растений в неблагоприятных условиях / А.Д. Майснер. – Минск: Высш. школа, 1981. – 98 с.
  91.  Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия, 1991- 96 гг.
  92.  Мелехова, О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / О.П. Мелехова, Е.И. Егорова, Т.И. Евсеева. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 288 с.
  93.  Мокров, И.В. Биоиндикационное значение флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой (Betula pendula Roth.) в рекреационных зонах крупного промышленного центра и на особо охраняемой природной территории: автореф. дис. канд. биол. наук 03.00.16 / И.В. Мокров. – Н.Новгород, 2005. – 20 с.
  94.  Напрасникова, Е.В. Влияние Иркутско-Черемховской агломерации на экологическое состояние Юго-Западного побережья Байкала / Е.В. Напрасникова // Материалы всероссийской конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов». – Саратов, 2011.
  95.  Неверова, О. А. Биоэкологическая оценка загрязнения атмосферного воздуха по состоянию древесных растений / О.А. Неверова. – Новосибирск: Наука, 2001.– 119 с.
  96.  Неверова, О. А. Экологическая оценка состояния древесных растений и загрязнения окружающей среды промышленного города (на примере г. Кемерово): автореф. дисс. . д-ра биол. наук. – М., 2004. – 37 с.
  97.   Неотложные состояния и экстренная медицинская помощь: справочник / Под ред. Е.И. Чазова. – М.: Медицина, 1989. – 640 с.
  98.  Николаевский, В.С. Оценка газоустойчивости растений / В.С. Николаевский // Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (Методическое руководство). – Л., 1988. – С. 100-108.
  99.   Николайчук,   А.М. «Влияние городской среды на морфометрические параметры ассимиляционного аппарата лиственных древесных растений» / А.М. Николайчук, И.А. Шобанова // Экологические проблемы промышленных городов. Сб. науч. тр. Под ред. проф. Е.И. Тихомировой. – Саратов, 2011.
  100.   Новиков, Ю. В. Охрана окружающей среды: учебное пособие для учащихся техникумов / Ю. В. Новиков. – М. : Высш. шк., 1987. – 287 с.
  101.   Общая и медицинская экология : учебник / В.П. Иванов, О.В. Васильева, Н.В. Иванова; под общ. ред. В.П. Иванова. – Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 508 с.
  102.   Онищенко, Г.Г. Оценка риска влияния факторов окружающей среды на здоровье в системе социально-гигиенического мониторинга / Г.Г. Онищенко // Гигиена и санитария, 2002. – № 6. – С. 3-5.
  103.   О санитарно-эпидемиологической обстановке в Забайкальском крае в 2008 году: Государственный доклад. Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Забайкальскому краю, 2009. – 194 с.
  104.  О состоянии и охране окружающей среды в Забайкальском крае за 2008-2009 годы: Государственный доклад. –  Чита, 2010.
  105.  О санитарно-эпидемиологической обстановке в городском округе «Город Чита»: Доклад – Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Забайкальскому краю, 2010. – 112 с.
  106.  О санитарно-эпидемиологической обстановке в Забайкальском крае в 2010 году: Государственный доклад. – Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Забайкальскому краю, 2011. – 190 с.
  107.  Пак, Л.Н.  Мониторинг лесного фонда Забайкальского края, прогноз, предложения по охране и защите лесов / Л.Н. Пак, В.П. Бобринев  // Экологические проблемы промышленных городов. Сб. науч. тр. Под ред. проф. Е.И. Тихомировой. – Саратов, 2011.
  108.   Половникова, М.Г. Активность компонентов антиоксидантной защиты и полифенолоксидазы у газонных растений в онтогенезе в условиях городской среды / М.Г. Половникова, О.Л. Воскресенская // Физиология растений. – М.: Наука, 2008. – Т. 55. – № 5. – С. 777-785.
  109.   Пчелинцева, Н.М. Флуктуирующая асимметрия листьев цветочных растений в экомониторинге   / Н.М. Пчелинцева // Фитоиндикационная оценка качества городской среды по цветочным культурам : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16 : Саратов, 2004. – 207 c. 
  110.   Ревич, Б.А. Загрязнение окружающей средыи здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию: учебное пособие / Б.А. Ревич. – М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. – 264 с.
  111.   Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Руководство  Р 2.1.10.1920 - 04 от 5 марта 2004 г.
  112.   Сергейчик, С.А. Древесные растения и оптимизация промышленной среды / С.А. Сергейчик.  –  Минск: Наука и техника, 1984. – 168 с.
  113.   Солдатова, В.Ю. Флуктуирующая асимметрия березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz.) как критерий качества городской среды и территорий, подверженных антропогенному воздействию (на примере Якутии): Автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.16 / В.Ю. Солдатова. – Якутия, 2006. – 18 с.
  114.   «Социально-гигиенический мониторинг. Оценка влияния факторов среды обитания на здоровье населения Забайкальского края. Атмосферный воздух». Управление ФС по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Забайкальскому краю; ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Забайкальском крае». Информационный сборник, Чита, 2012.
  115.  Справочник терапевта / Под ред. академика АМН, проф. И.А. Кассирского. // М.: Медицина. –  Изд. 4, 1973. – 799 с.
  116.  Стрельцов, А.Б. Региональная система биологического мониторинга  / А.Б. Стрельцов. –  Калуга: Изд-во Калужского ЦНТИ, 2003. – 158 с.
  117.   Тарабарин,  В.П. Фитотоксичность органических и неорганических загрязнителей  /  В.П. Тарабарин, Е.Н. Кондратюк. – Киев: Наукова думка, 1986. – 215 с.
  118.   Трубянов, А.Б., Флуктуирующая асимметрия: вариация признака и корреляция левое-правое  / А.Б. Трубянов, Н.В. Глотов. –  ДАН. – Т. 431– № 2. – 2010.
  119.   Улицкая, Ю.Ю. Флуктуирующая асимметрия листьев Betula pendula Roth и Tilia cordata Mill в условиях промышленного города /Ю.Ю. Улицкая // Методы популяционной биологии: Сб. матер. VII Всеросс. популяционного семинара, Сыктывкар, Республика Коми, 16-21 февраля 2004. – Сыктывкар, 2004. – 4.1. – С. 215.
  120.   Филов, В.А. Вредные химические вещества. Углеводороды, галогенпроизводные углеводородов / В.А. Филов. – Химия, 1990.
  121.   Флора Сибири. Т.5. / Ред. Красноборов И.М., И.М. Малышев Л.И. Новосибирск. – Наука, 1992. – 312 с.
  122.  Флора Сибири. SalicaceaeAmaranthaceae / Сост. М.Н. Ломоносова, Н.М. Большаков, И.М. Красноборов и др. – В 14 т. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ие, 1992. – Т.5. – 312 с.
  123.  Хвастунов, А.И. Экологические проблемы малых и средних промышленных городов. Оценка антропогенного воздействия / А.И. Хвастунов. – Йошкар – Ола: МарГТУ, 1999.
  124.  Хухрина, Е.В. Пневмокониозы и их профилактика / Е.В. Хухрина, В.В. Ткачев. – М.: Медицина, 1968. – 105 с.
  125.  Чистякова, Е.К. Анализ стабильности развития в природных популяциях растений на примере березы повислой (Betula pendula Roth.): автореф. дис...канд. биол. наук: 03.00.15 / Е.К. Чистякова. – М.: Ин-т биол. развит, 1997. – 20 с.
  126.  Шабад, Л.М. Методы определения и изучения бластомогенности химических веществ / Л.М. Шабад. – М.: Медицина, 1970. – 240 с.
  127.  Шпынов, А.В. Сравнительный анализ некоторых биологических параметров и методов их обработки применительно к системе биомониторинга: Автореф. дис. … канд. биол. наук / КГПУ. – Калуга, 1998.
  128.  Энциклопедия Забайкалья: Читинская область: Т-1. / Под ред. Гениатулина Р.Ф. - Новосибирск: Наука, 2000. – 302 с.
  129.   Энциклопедия Забайкалья: Т – 2 – Новосибирск: Наука, 2002.
  130.  Hattwell J. L. Survey of Compounds Have Been Tested for Carcinogenic Activity. Bethesda, 1951. 583 p.
  131.   IARS Monogr. Lyon, 1983. Vol. 32. 453 p
  132.   Ludwig W. Das Rechts – Links Problem in Tierreich und beim Menschen. B., Springer, 1932. 496 s.
  133.  Palmer A.R., Strobeck C. Fluctuating asymmetry: measurement, analysis, patterns // Annual Review of Ecology and Systematics. 1986. №17. Р. 391 – 421.
  134.  Palmer A.R., Strobeck C. Fluctuating asymmetry as a measure of developmental stability: implications of non-normal distributions and power of statistical tests // Acta Zool. Fennica. 1992. № 191. Р. 57 - 72.
  135.  Palmer A.R., Strobeck C. Fluctuating Asymmetry Analyses Revisited. / Dep. of Biological Sciences Univ. of Alberta Edmonton. – Alberta, 2001 (in lit.).
  136.   Van Valen L. A Study of Fluctuating  // Evoiution. - 1962, Iss 1 6. - P.
  137.   http: // lekmed.ru /

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение: Таблица 1 - Измерение морфологических признаков листа березы

(оз. Арахлей 2010 г. 2 выборка)

Номер признака

1

2

3

4

5

л

п

л

п

л

п

л

п

л

п

1

23

24

34

35

4

4

10

10

50

52

2

20

21

30

31

4

4

11

9

50

45

3

20

20

29

30

5

4

8

7

44

42

4

23

22

34

34

5

5

9

9

41

40

5

20

19

28

26

4

5

8

7

46

44

6

22

23

33

35

7

6

4

4

31

32

7

20

21

31

32

6

6

4

8

45

43

8

21

20

31

30

5

5

8

9

40

40

9

21

23

32

32

5

4

9

9

50

45

10

20

19

28

20

5

5

9

9

44

44

11

15

16

26

23

2

2

9

8

45

45

12

19

19

28

27

3

2

8

8

52

50

13

15

16

25

23

3

2

8

8

42

48

14

21

18

34

31

2

2

9

10

43

45

15

17

17

28

25

2

2

7

5

45

45

16

15

15

24

25

3

2

7

8

45

47

17

15

16

25

24

3

3

8

7

51

50

18

14

19

22

21

4

3

6

8

50

51

19

17

18

29

29

4

3

10

10

50

50

20

14

15

24

23

2

2

6

6

44

49

21

19

22

35

37

6

4

10

12

40

48

22

22

21

36

36

6

5

10

14

35

40

23

21

21

37

36

4

4

10

10

43

43

24

19

20

34

32

6

6

9

12

36

40

25

19

20

36

36

7

6

10

10

40

41

26

23

22

38

35

7

6