CC BY
30
УДК 502.5 (203):581.5
Е.С. Денисова, E.S. Denisova, e-mail: [email protected] Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ГАЗОПОГЛОТИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ КЛЕНА ЯСЕНЕЛИСТНОГО В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
GETTER ABILITY TO BOX ELDER IN WESTERN SIBERIA
В статье оценивалась способность клена ясенелистного поглощать углеводороды, сернистые соединения и сажу вблизи предприятия ООО «Омсктехуглерод», а также после искусственной экспозиции. Полученные данные можно учитывать при озеленении санитарно-защитных зон Западной Сибири.
Article evaluates the ability of box elder absorb hydrocarbons, sulfur compounds and soot near Enterprise LLC «Omsktehuglerod» and after artificial exposure. The data obtained can be used in landscaping sanitary protection zones of Western Siberia.
Ключевые слова: газопоглотительная способность растений, биоиндикация, загрязнение атмосферного воздуха
Keywords: getter ability ofplants, bioindication, air pollution
Клен ясенелистный - Acer negundo L. широко используется для озеленения городов, промышленных площадок, санитарно-защитных зон Омской области. Он нетребователен к плодородию почвы, светолюбив, морозо- и засухоустойчив, быстрорастущ [2]. В условиях повышенного загрязнения атмосферы его насаждения должны служить надежным фильтром, эффективно очищающим воздух от газообразных и аэрозольных примесей. В связи с чем нами проведены исследования по газопоглотительной способности клена при искусственной экспозиции токсикантами, а также в естественных условиях произрастания вблизи лидирующего по выбросам в г. Омске предприятия ООО «Омсктехуглерод».
Полевые исследования проводились в течение вегетационного периода в посадках растений одного возраста, расположенных на различном удалении от предприятия технического углерода. Зоны сильной загазованности: № 1 - находится на территории источника загрязнения; № 2 - отстоит от источника на 1 км (санитарно-защитная зона ООО «Омсктехуглерод»). Зона № 3, средней загазованности, расположена соответственно на расстоянии 2 км от источника эмиссии. Все зоны размещены по вектору господствующих ветров (летом - северо-западный). Для контроля взяты одновозрастные растения, находящиеся вне зоны действия промышленных предприятий и произрастающие в районе населенного пункта Сыропят-ское в 24 км к юго-востоку от черты города Омска.
Количество пыли, задерживаемой кронами деревьев, выявлялось по разнице между количеством пыли под пологом древостоя и на открытом месте, по методу Ж. Детри [3]. Для этого под кронами исследуемых видов деревьев и на открытом месте с наветренной стороны устанавливались предварительно наполненные вазелином чашки Петри, диаметром 11 см. Замеры осевшей пыли проводились в сухую погоду при слабом и среднем ветре. Продолжительность отбора пробы составляла 72 часа; количество чашек Петри, устанавливаемых под одним деревом, - 10 штук. Суммарную оценку сажезадерживающей способности растения проводили на основании данных учета осевших твердых частиц на листьях деревьев и на земную поверхность под ними, за вычетом количества пыли, осевшей на открытых участках под действием силы тяжести (на чашке, находящейся на открытом участке).
Экспериментальные работы проводились с искусственным опрыскиванием листьев растений растворами серной кислоты, фумигацией углеводородами и нанесением сажи. Модельным экспериментам подвергалось по 5 растений каждого вида. Для проведения исследований выбирались ясные, безоблачные дни.
Опрыскивание листьев растений проводилось в июле и в августе. Использовались слабые растворы серной кислоты: 0,25 %, 0,5 % и 1,0 %. У клена половину листа до черешка обрабатывали кислотой, другую - опрыскивали водой, и она служила контролем. Во избежание попадания кислоты на контрольную часть листа, ее во время опрыскивания прикрывали бумагой. Через 24 и через 72 часа после обработки кислотой определяли содержание общей серы в листьях.
Фумигация растений парами ароматических углеводородов проводилась в июне-августе. Для экспозиции использовали герметичные полиэтиленовые камеры объемом 10 л, время экспозиции - 5 часов. В камеры вносились навески бензола, толуола, фенола в концен-
3 3
трациях 30, 60 и 120 мг/м , а также вносилось по 5, 10 и 30 мг/м всех этих токсикантов суммарно. При фумигации растений предельными углеводородами использовали поверочные газовые смеси с аттестованным содержанием метана 30, 60 и 120 мг/м . Конструкция камеры позволяла проводить исследования на ветках деревьев в естественных условиях, не отделяя их от материнского растения. Для эксперимента на дереве выбирались ветви с равным количеством листьев и в одинаковых условиях освещенности. Результаты сравнивались с контрольной ветвью, находящейся в камере без токсикантов. Сразу после 5-часовой экспозиции определяли общее содержание фенолов в листьях опытных растений.
В экспериментах с искусственным опудриванием листьев применялась сажа, выпускаемая ООО «Омсктехуглерод»; на 1 м2 листовой пластинки наносили 20, 40 и 60 г сажи. Через 24 и 72 часа определяли оставшуюся к моменту срезания сажу в процентах от нанесенной массы.
Общее содержание фенолов в листьях определяли по методу Левенталя в модификации Курсанова, Колесниковой и Крюковой [4], содержание серы - хроматойодометрическим методом после сжигания навески [1]. Пылезадерживающую способность растений определяли смыванием пыли с 5 листьев, переносом на фильтр «синяя лента» и взвешиванием после высушивания с пересчетом на 1 м2 поверхности листьев.
Все измерения проводились в трехкратной повторности у каждого модельного растения. Статистическая обработка полученных данных проводилась по общепринятым вариационным методикам [4].
В полевых исследованиях количество серы в листьях растений достоверно увеличивалось в задымленном воздухе до 133% от контроля (рис. 1). Сила влияния загрязненного воздуха согласно дисперсионному анализу составляла 0,65 ( р < 0,01 - 0,001).
Содержание фенолов в загрязненных зонах увеличивается до 108 - 155% в сравнении с содержанием фенолов у растений контрольных зон. Разница между контрольными и опытными растениями достоверна при р < 0,001 уже в третьей зоне (рис. 1).
Под кронами деревьев в загрязненных зонах задерживалось в среднем в 20 раз больше пыли, чем на открытом пространстве. Количество пыли, оседаемое на открытых участках,
также значительно увеличивается с приближением к источнику воздействия. Так, в кон-^ 2 трольной зоне на открытом участке обнаружено 0,0055±0,0009 г пыли/м , на территории источника -
0,096±0,005 г/м2. Листья клена имеют сложную форму, характеризующуюся высоким значением отношения длины границы листа к его площади, что также способствует более длительному задержанию на них пыли.
Количество обнаруженной серы в листьях увеличивается после обработки серной кислотой концентрации 0,25% до 200% к контрольным листьям, опрыскиваемым дистиллированной водой, при концентрации 0,5 % - до 268 %, при концентрации 1% - до 412% (р <
0,001). Серы после обработки поглощалась больше в июле, чем в августе, что объясняется старением листьев, снижением физиологической активности растений в августе.
После экспозиции фенолами исследуемые растения накапливали в листьях в среднем 15% токсиканта, не обнаружено четкой зависимости между концентрацией углеводорода и количеством фенолов в листьях, в некоторых случаях больше токсина поглощается при низкой концентрации, чем при более высокой. Среди всех использованных для экспозиции углеводородов лучше всего растениями усваивается бензол, затем - сумма бензола, толуола и фенола, намного меньше других улавливается метан. Но тем не менее все углеводороды эффективно улавливаются растениями, разница контрольных и опытных листьев статистически достоверна (р < 0,0 - 0,001). Фенолпоглотительная способность растений падает к концу вегетационного периода, эта тенденция прослеживается достаточно четко, эффективнее всего углеводороды поглощаются в июне.
Визуальные наблюдения во время искусственного опудривания техническим углеродом показали довольно высокую его прилипаемость, через 24 часа после обработки верхние части листьев становятся чище, а сажа концентрируется у основания, на трубочке и на язычке листа. Листья растений после опудривания улавливали от 2 до 27% наносимого на них те-хуглерода. Причем с увеличением массы наносимой сажи этот процент снижался, что говорит об ограниченной способности растений задерживать сажу.
Таким образом, исследования выявили высокую эффективность клена ясенелистного в очистке атмосферного воздуха от выбросов нефтехимических предприятий, что позволяет рекомендовать его при озеленении санитарно-защитных зон Западной Сибири.
Накопление серы
контр. зона
р<0,001
р<°05р<о,р0|
р<0
р<0,01
зона 3 зона 2 зона 1
х
5 18
т с
сли 17
в
16
§ 15 н
£ 14 е
и13 к 13 а
* 12 р
е од11 с
10
Содержание фенолов (в мг/г
воздушного веса) р< 0,001
р< 0,01
контр. зона
р< 0,001 Л]
зона 3 зона 2 зона 1
1
0
_I - июнь I I - июль I I - август
Рис. 1. Накопление токсинов растениями, произрастающими на различном расстоянии
от ООО «Омсктехуглерод»
Библиографический список
1. Денисова, Е. С. Аккумуляция растениями серосодержащих примесей атмосферы в условиях Западной Сибири / Е. С. Денисова // Омский научный вестник. Сер. Ресурсы земли. Человек. - 2009. - № 1(84). - С. 15-18.
2. Денисова, Е. С. Химический состав древесных растений в техногенной среде нефтехимических предприятий Западной Сибири / Е. С. Денисова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. Сер. 10. - 2010. - С. 28-33.
3. Малахова, Е. С. Газоустойчивость и аккумуляционная способность растений в техногенной среде нефтехимических предприятий Западной Сибири (на примере ОАО «Техуг-лерод») : дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16: защищена 24.12.04 : утв. 06.05.05 / Малахова Е. С. - Омск, 2004. - 172 а
4. Федорова, А. И. Практикум по экологии и охране окружающей среды / А. И. Федорова, А. Н. Никольская. - М. : Наука, 2003. - 286 с.
