Оценка степени антропогенной нагрузки на урбосистемы г. Саратова по данным экологического мониторинга снежного покрова

Быкова, Марина Алексеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Оценка степени антропогенной нагрузки на урбосистемы г. Саратова по данным экологического мониторинга снежного покрова
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Оценка степени антропогенной нагрузки на урбосистемы г. Саратова по данным экологического мониторинга снежного покрова"

На правах рукописи

БЫКОВА МАРИНА АЛЕКСЕЕВНА

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА УРБОСИСТЕМЫ Г. САРАТОВА ПО ДАННЫМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СНЕЖНОГО ПОКРОВА

03.02.08 - экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 О ДЕК 2012

Ульяновск 2012

005047711

Работа выполнена на кафедре экологии в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Научный руководитель: Абросимова Ольга Владимировна,

кандидат биологических наук, доцент

Официальные оппоненты: Романова Елена Михайловна,

доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой биологии, ветеринарной генетики паразитологии ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина»

Сергеева Ирина Вячеславовна,

доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой ботаники и экологии ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Ведущая организация: Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону

Защита состоится «27» декабря 2012 г. в 12.00 на заседании

диссертационного совета Д 212.278.07 при ФГБОУ ВПО «Ульяновский

государственный университет» по адресу: г. Ульяновск, ул. Набережная реки Свияги, д. 106, корпус 1, ауд. 703.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ульяновского государственного университета, с авторефератом - на сайте вуза www.uni.ulsu.nl и на сайте Высшей аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки Российской Федерации http://vak.ed.gov.ru

Отзывы на автореферат отправлять по адресу: 432017 г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, д. 42, Ульяновский государственный университет, управление научных исследований.

Автореферат разослан «_» ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

С.В. Пантелеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современные экологические проблемы во многом порождены стремительным процессом роста городов, вследствие которого природные территории изменяются в результате деятельности человека. Городские агломерации, разрастаясь, захватывают все большие территории. В крупных городах коренным образом изменяются структура и состав природных геосистем; создаются условия, небезопасные для здоровья человека (Макаров, 2001; Артамонова, 2007; Иванов и др., 2010, 2011).

Саратов относится к числу крупнейших городов Нижнего Поволжья. В нем сосредоточены крупные предприятия химии, нефтехимии, нефтепереработки, стройиндустрии, машиностроения, энергетики, имеющие федеральное значение. На территории города размещено более 500 промышленных площадок, находятся нефтяной промысел и подземное газохранилище, работают аккумуляторные заводы.

При изучении закономерностей распространения загрязняющих веществ в окружающей среде г. Саратова следует учитывать его сложную территориальную систему, развитие которой обусловлено как социально-экономическими, так и природными факторами.

Идеальным индикатором загрязнения воздушного бассейна города является снежный покров, накапливающий весь спектр атмосферных поллютантов. Загрязнение снежного покрова отражает время накопления загрязнения, начиная с момента появления устойчивого снежного покрова до даты его отбора (Ардаков, 2004; Валетдинов, 2006; Перельман, 2000).

Мониторинг снежного покрова на территории г. Саратова на содержание химических контаминантов проводится только в течение последних 15 лет (Молостовский, 1999; Макаров, 2001). В то же время для более полной и объективной экологической оценки степени антропогенной нагрузки представляется важным и актуальным сравнительный анализ содержания экотоксикантов и уровня токсичности, а также качественного и количественного состава микроорганизмов в снежном покрове с использованием базовых принципов геоинформатики.

Цель работы: оценка экологического состояния окружающей среды на основе микробиологического, химико-аналитического и экотоксикологического анализа снежного покрова урбосистем г. Саратова за период 2007-2012 гг.

Для достижения указанной цели были поставлены и решались следующие задачи:

1) определить качественное и количественное содержание микроорганизмов в снежном покрове модельных полигонов г. Саратова, провести сравнительный анализ видового состава микробных ассоциаций в снежном покрове разных функциональных зон;

2) изучить химико-аналитические характеристики снежного покрова модельных полигонов г. Саратова: pH, содержание хлорид-, нитрат-, сульфат-ионов, тяжелых металлов (железа, меди, никеля, свинца, кадмия, цинка и кобальта);

3) оценить токсичность проб снега, отобранных из разных функциональных зон урбосистем г. Саратова методами комплексного биотестирования на тест-объектах: Chlorella vulgaris Beijer, Daphnia magna Straus, Lemna minor L., Raphanus sativus L., Triticum durum (Desf.) Thell;

4) разработать тест-систему для анализа и мониторинга снежного покрова урбосистем с учетом наиболее информативных показателей;

5) построить карты-схемы распространения загрязнителей в снежном покрове модельных полигонов г. Саратова;

6) оценить степень антропогенной нагрузки и экологическое состояние урбосистем г. Саратова на основе данных снегомерной съемки.

Научная новизна работы

Впервые проведено комплексное исследование экологического состояния урбосистем г. Саратова на основе микробиологического, химико-аналитического и экотоксикологического анализа снежного покрова модельных участков. Определены приоритетные загрязнители -тяжелые металлы (никель и кадмий) снежного покрова на территории г. Саратова. Установлен характер распределения ксенобиотиков в урбосистемах овражно-балочного типа ландшафта (на примере г. Саратова). Показано, что по суммарному показателю загрязнения лидируют площадки в центре города (Zc=140-154) за счет формирования «острова тепла» вследствие местных воздушных потоков, движущихся с окраинной части города в центр.

Выявлены закономерности изменения качественного и количественного состава микроорганизмов и их физиологических особенностей в зависимости от выделения из снежного покрова различных функциональных зон города. Установлено доминирование бактерий рода Bacillus и зафиксированы высокие значения содержания бактерий родов Staphylococcus и Enterococcus в верхнем 10-сантиметровом слое снега. Показано, что гетеротрофные бактерии находятся во всех слоях снежного покрова в виде ассоциаций пигментированных форм. Выявлено значительное увеличение содержания микромицетов по всей глубине снежного покрова урбосистем и преобладание форм с темным пигментом.

Обосновано использование комплекса тест-объектов для анализа токсичности снежного покрова урбосистем промышленных городов, включающего С. vulgaris Beijer, D. magna Straus, R. sativus L., T. durum (Desf.) Thell. Предложенный метод картирования снежного покрова урбанизированных территорий на основе комплексного экологического мониторинга может быть использован для диагностики состояния окружающей среды промышленных городов.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные вносят существенный вклад в разделы прикладной экологии, изучающие влияние антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью разработки экологически обоснованных норм воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу, и факториальной экологии для оценки влияния абиотических факторов на живые организмы в природных и лабораторных условиях с целью установления пределов толерантности и устойчивости организмов к внешним воздействиям.

Результаты исследования могут быть использованы: в научных целях при мониторинге экологического состояния окружающей среды и экологическом прогнозировании последствий деятельности человека на данной территории; при создании карт экологического состояния территорий; оценке риска воздействия человека на окружающую среду; в учебном процессе при преподавании дисциплин экологического профиля -экологического мониторинга, прикладной экологии, экотоксикологии, экологии микроорганизмов, рационального природопользования, охраны окружающей среды и др. - в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А. и других высших учебных заведениях при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Экология и рациональное природопользование», а также при организации и проведении научно-исследовательских работ студентов, написании курсовых и дипломных работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В снежном покрове территорий г. Саратова содержание микроорганизмов количественно превышает контрольные (фоновые) значения; преобладают ассоциации пигментированных форм гетеротрофных микроорганизмов и микромицетов.

2. В снежном покрове территорий г. Саратова увеличивается содержание сульфатов, хлоридов и нитратов особенно вблизи мощных транспортных магистралей. Интенсивность аккумуляции (превышение фоновых концентраций) тяжелых металлов в снежном покрове г. Саратова убывает в ряду: Ni>Cd> Pb>Zn=Cu=Fe>Co.

3. Снежный покров г. Саратова характеризуется высокой и средней степенью токсичности по отношению к тест-объектам: наиболее чувствительными к комплексному загрязнению снежного покрова оказались тест-объекты С. vulgaris и D. magna.

4. Метод картирования снежного покрова урбанизированных территорий на основе микробиологического, химико-аналитического и экотоксикологического анализа может быть использован как диагностический показатель экологического состояния городских территорий.

Работа выполнена на кафедре экологии Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. в

период с 2007 по 2012 гг. в рамках основных научных направлений ОНН 13 В «Разработка методов оценки и реабилитации загрязненных природных сред» (2005-2010 гг.) и 14 В «Экологические и биологические основы жизнедеятельности природных экосистем и человеческого общества» (2010-2012 гг.). Исследования поддержаны финансированием Федеральной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (государственные контракты СГТУ-7, СГТУ-67, 2012).

2008); 4-й Всероссийской конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Социальные проблемы медицины и экологии человека» (Саратов, 2009); 14-й Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности» (Майкоп, 2009); XIII межрегиональном конкурсе научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов Приволжского федерального округа «Безопасность жизнедеятельности» (Уфа, 2009); Региональной научной конференции «Исследования молодых ученых в биологии и экологии» (Саратов, 2009); IX конференции молодых ученых «Научные основы сохранения биотического разнообразия» (Львов,

2009); Международных экологических студенческих конференциях «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2009,

2010); VIII Международной научно-практической конференции «Природно-ресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2010); 1-х Международных Беккеровских чтениях (Волгоград, 2010); Международной конференции «Антропогенная трансформация природной среды» (Пермь, 2010); II Всероссийской научной конференции «Научное творчество XXI века» (Красноярск, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Экология: синтез естественно-научного, технического и гуманитарного знания» (Саратов, 2010); Всероссийской научно-практической конференции молодежи «Экология родного края: проблемы и пути их решения» (Киров, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числе три статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад автора. Диссертант принимал непосредственное участие в разработке программы исследований, отборе образцов снега и их комплексном анализе. Полевые и экспериментальные исследования выполнялись автором лично или при непосредственном участии в составе научной группы. Обработка полученных данных, их интерпретация и оформление, а также разработка в итоге практических предложений

осуществлены автором самостоятельно. Доля личного участия в публикациях составляет от 50 до 75%.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 134 страницах. Состоит из введения, 6 глав, выводов, списка использованной литературы. Содержит 22 таблицы и 28 рисунков. Список литературы включает 159 наименований, из них 14 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы, приведены положения, выносимые на защиту, изложена структура диссертации.

Глава 1. Обзор литературы

Глава включает описание антропогенно-нарушенных экосистем как феномена и объекта современных экологических исследований, содержит характеристику антропогенного воздействия крупных промышленных городов на окружающую среду и здоровье человека. В главе приводится анализ публикаций, монографий, обзорных и оригинальных статей отечественных и зарубежных авторов, касающихся вопросов экологического мониторинга урбосистем. Обосновано использование снежного покрова как показателя загрязнения территории, также рассмотрены возможные эффекты усиления или ослабления тех или иных загрязнителей при воздействии на них определенных условий окружающей среды (природных факторов). Все это позволило подобрать адекватные методы и модели для оценки состояния урбосистем г. Саратова на основе микробиологического, химико-аналитического и экотоксико-логического анализа снежного покрова.

Глава 2. Эколого-географическая характеристика г. Саратова В главе дана общая ландшафтно-географическая характеристика территории г. Саратова, представлена особенность архитектурно-планировочной композиции функциональных зон города.

Город Саратов протянулся на 33 км вдоль правого берега реки Волги и занимает территорию общей площадью около 377 км2. В пределах г. Саратова выделены четыре ландшафтных района: Лысогорское плато, Приволжская котловина, Елшанско-Гусельская равнина и акватория Волгоградского водохранилища. Для каждого из этих районов характерна определенная специфика природных условий. Наибольший интерес представляет Приволжская котловина, так как здесь сформированы основные жилые промышленные зоны. Приволжская котловина изрезана овражно-балочной сетью и окружена с трёх сторон невысокими горами Приволжской возвышенности: Соколовая (165 м), Лысая (286 м), Лопатина (274 м), Алтынная (251 м), Увек (135 м).

Для климата г. Саратова характерна скачкообразная смена времени года. Сезоны года неравномерны по продолжительности, главными из которых являются летний и зимний, которые длятся 4,5-5 месяцев, и переходные - около месяца. Атмосферные осадки умеренные, в среднем в год выпадает 416 мм осадков, из них около 35% приходится на осадки холодного периода (ноябрь-март). Устойчивый снежный покров устанавливается в конце ноября и достигает 40-50 см.

Общая циркуляция атмосферы обусловливает преобладание в Саратове северо-западного, западного и южного ветров. Средняя годовая скорость ветра в городе равна 2,8 м/с. Штили чаще отмечаются в ночные часы. В течение всего года в городе преобладают слабые ветра — 1-5 м/с.

На формирование ветрового режима города большое влияние оказывают: рельеф города и его окрестностей, характер городской застройки, долина р. Волги и акватория Волгоградского водохранилища. Районы (Заводской, Октябрьский, Волжский), прилегающие к Волгоградскому водохранилищу, испытывают влияние долины реки Волги. Высота распространения бризового потока с воды составляет 100150 метров, а глубина проникновения на открытых участках 2 км, в условиях же городской застройки глубина их проникновения внутрь городских кварталов не превышает 0,5 км. Направление долины р. Волги влияет на ориентацию и скорость ветров: в Заводском районе скорость ветра несколько выше (на 0,5 м/с), чем в пределах других районов города и Лысогорского плато.

Почвенный покров территории г. Саратова отличается значительным разнообразием и пестротой и представлен реликтами природных и городских почв. На территории города произрастает более 100 видов деревьев и 87 - кустарников. Однако, несмотря на довольно широкий видовой состав, основную массу деревьев и кустарников составляют породы, имеющие низкую эстетическую ценность, но устойчивые к тяжелым климатическим условиям города, загрязнению окружающей среды и отсутствию ухода за зелеными насаждениями.

Саратов является крупным промышленным городом и оказывает существенное воздействие на состояние окружающей среды. Основными источниками загрязнения атмосферы являются химическое производство, производство нефтепродуктов, электроэнергии. Также существенный вклад в загрязнение города вносит все увеличивающийся поток автотранспорта.

Архитектурно-планировочная композиция города представляет собой конгломерат разных функциональных зон, перемежающихся друг с другом. Застройка склоновых территорий и прибрежной полосы перпендикулярно стоковым и бризовым ветрам, плотная застройка центральной части и естественных коридоров проветривания, отсутствие широких проспектов в сочетании с низким природным потенциалом

самоочищения усиливают и без того высокий потенциал накопления примесей. Значительная площадь города способствует формированию «острова тепла» и стимулирует формирование местных воздушных потоков, движущихся с окраинной части города в центр, формируя более сложный рисунок загрязнения атмосферы города (Макаров, 2001).

Анализ территорий позволяет обосновать выбор в качестве полигона исследования Заводской район, так как здесь сформирована мощная производственная зона. Большой интерес представляет центральная, наиболее застроенная часть города, так как имеет своеобразные архитектурно-планировочные композиции и эколого-географические характеристики.

Глава 3. Объект и методы исследования

Объектом исследования являлись пробы снежного покрова, отобранные на территории г. Саратова в феврале-марте 2007-2011 гг. в Заводском, Волжском и Фрунзенском районах со строгой картографической привязкой к местности (см. рис. 1). Были выбраны территории с разной степенью антропогенной нагрузки (территории вблизи промышленных предприятий, вдоль железных дорог, автомагистралей, социальных объектов, парках города и т.д.). В качестве фоновой территории выбрана условно чистая лесопарковая зона в районе летнего оздоровительного лагеря «Ударник».

Для микробиологического анализа пробы снега собирали по общепринятой методике в стерильную посуду. Посевы осуществляли в день отбора образцов по 0,1 мл талой воды поверхностным способом на твердые питательные среды. Для выделения и количественного учета гетеротрофных микроорганизмов использовали ГРМ-агар, а для выделения микромицетов - среду Сабуро. Учет численности микроорганизмов производили на 3-7-е сутки и выражали в колониеобразующих единицах (КОЕ) в 1 мл талой воды (Нетрусов, 2005).

Отбор проб для химико-аналитического исследования и биотестирования осуществляли методом конверта при помощи весового снегомера ВС-43. В талой снеговой воде определяли содержание тяжелых металлов (Си, Ре, Хп, N1, Сс1, РЬ, Со) методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.214-06. Исследование выполняли на атомно-абсорбционном спектрофотометре марки \IVPX-120. Для оценки накопления тяжелых металлов и уровня их содержания использовали геохимические показатели Кс (коэффициент концентрации) и (показатель суммарного загрязнения, который характеризует превышение уровня элементов в твердом осадке снега, отобранного в черте города над фоновой территорией) в соответствии с МУ 2.1.7.730-99.

Рис. 1. Места отбора проб снега на территории г. Саратова

Макрокомпонентный состав (содержание хлорид-, сульфат- и нитрат-ионов) талой снеговой воды определяли в соответствии со стандартными методиками (ПНД Ф 14.1:2.159-2000, ПНД Ф 14.1:2:4.4-95, ПНД Ф 14.1:2:4.111-97). Водородный показатель определяли при помощи рН-метра марки рН-150МП.

Биотестирование снеговых проб осуществляли по стандартным методикам с помощью тест-объектов, принадлежащих к разным систематическим группам: Chlorella vulgaris Beijer (ФР.1.39.2004.Ol 143), Daphnia magna Straus (ПНД Ф 14.1:2:4.12-06 (ПНД Ф T 16.1:2:3:3.9-06)), Lemna minor L. (Цаценко, Малюга, 2003), Raphamis sativus L. сорт Красный с белым кончиком, Triticum durum (Desf.) Thell. сорт Фаворит (ГОСТ 12038-84; ГОСТ Р ИСО 22030-2009). Для получения сопоставимых результатов по итогам тестирования рассчитывали индекс токсичности оцениваемого фактора (ИТФ) (Кабиров, 1997).

Обработку полученных данных проводили по общепринятым методикам с использованием t-критерия Стьюдента (Зайцев, 1991). Также использовали приложение Excel, Word из пакета Microsoft Office 2007, Statistica 6.0. Построение карт осуществляли с помощью Surfer 8.0, Maplnfo Professional 9.5.

Глава 4. Оценка содержания микроорганизмов в снежном покрове г. Саратова

Оценку численности гетеротрофных микроорганизмов и микромицетов осуществляли по всей глубине снежного покрова на модельных полигонах на территории г. Саратова. Максимальное количество гетеротрофных микроорганизмов в снежном покрове фоновой территории составило 1210 КОЕ/мл, микромицетов - 125 КОЕ /мл.

При сравнительном количественном анализе численности гетеротрофных микроорганизмов (табл. 1) наибольшее число КОЕ зафиксировано в пробах, собранных вблизи промышленных зон предприятий в Заводском районе (пробы № 5-7, 9), на территории Детского парка (пробы № 25, 26) и Театральной площади (проба № 27) г. Саратова. Максимальное количество гетеротрофных бактерий зафиксировано в верхних слоях снежного покрова. Превышение по отношению к фону в верхнем 10-сантиметровом слое снега составило в Детском парке и на Театральной площади 12 раз, в промзоне Заводского района - 7 раз. Следует отметить, что в этих же точках зафиксированы максимальные значения по всей глубине снежного покрова. Во всех пробах доминировали бактерии родов Bacillus, Staphylococcus, Enterococcus.

Анализ содержания микромицетов выявил сходное с гетеротрофными микроорганизмами распределение обилия по глубине снежного покрова (см. табл. 1), однако их количество варьировало в интервале от 10 до 7050 КОЕ/мл, что было ниже показателей, полученных для бактерий. Наибольшая степень микологического загрязнения - превышение в 55 раз — установлена на тех же территориях, что и для гетеротрофных микроорганизмов.

Таблица 1

Оценка численности микроорганизмов в снежном покрове _на территории г. Саратова_

№ пробы Содержание КОЕ в 1 мл талой воды

Гетеротрофные микроорганизмы Микромицеты

0-10 см 40-60 см 100 см 0-10 см 40-60 см 100 см

1 220±12 360±23 1050±68 30±12 80±22 300±16

2 260±24 890±35 1240±32 90±16 280±23 990±45

3 190±15 870±42 140±22 50±9 70±12 90±16

4 1150±27 1200±23 1170±24 150±15 170±56 130±45

5 360±23 420±15 340±21 150±23 170±12 100±12

6 7200±45 11190±77 1060±15 5300±77 2640±56 3280±74

7 7900±65 9100±48 8060±16 6580±16 3640±12 3310±46

В 360±24 130±16 110±24 60±12 60±12 50±12

9 390±17 6860±39 4400±33 3890±29 6710±22 6530±56

10 490±18 370±35 560±12 610±12 450±45 690±45

11 790±23 1150±23 650±12 590±23 1160±12 630±76

12 720±25 190±22 610±26 940±45 570±22 730±12

13 1150±24 450±15 110±22 560±46 1200±23 1500±46

14 240±18 290±23 340±24 440±12 460±45 550±42

15 1100±36 1000±24 1200±34 120±11 30±12 190±16

16 170±12 300±16 240±12 2401:16 450±46 300±19

17 1490±22 2650±24 2980±38 3480±27 430±22 2180±45

18 800±19 110±10 190±23 3500±33 2960±46 3100±23

19 780±26 130±12 520±22 730±34 400±12 290±15

20 430±33 140±13 80±15 70±11 780±16 420±16

21 2530±24 2790±27 3070±16 670£16 890±74 700±28

22 1720±72 217±31 225±22 4б0±22 750±15 650±45

23 520±12 10±2 270±24 740±42 670±16 160±41

24 240±15 672±22 290±16 560±45 570±12 1120±23

25 5470±65 6240±26 15000±89 3100±62 3980±44 6030±45

26 4160±56 3680±45 7880±73 1150±31 2760±12 1540±12

27 14210±73 8320±43 13240±89 7000±33 3950±16 7050±35

28 360±12 400±22 430±23 10±5 670±13 180±23

29 1360±24 2040±45 1400±52 1360±26 1580±46 1080±16

30 3600±42 1200±24 5600±55 300±13 150±12 430±12

Фон 1030±13 510± 9 1210±15 92±10 85±7 125±12

В промышленных районах и вблизи крупных автомагистралей г. Саратова преобладали микромицеты с темным цветом пигмента. По литературным данным известно, что появление такой пигментации является защитной реакцией микроорганизмов на действие тяжелых металлов (Марфенина, 1996, 2004; Клаустницер, 1990; Куимова и др., 2007).

Выявлены два участка с чрезвычайно высоким содержанием в снежном покрове микроорганизмов. Первый участок — это промышленный

центр Заводского района, в котором располагается большое количество крупных промышленных предприятий разных сфер деятельности, в том числе ТЭЦ-1. Второй участок - центральная часть города, которая в связи с особенностями ландшафтно-архитектурной застройки, расположением в Приволжской котловине, имеет специфическое распространение воздушных масс.

Глава 5. Оценка содержания химических контаминантов в снежном покрове г. Саратова

Одними из чувствительных индикаторов загрязнения являются показатель рН, содержание хлорид-, сульфат- и нитрат-ионов.

Значения рН в пробах талого снега изменялись в диапазоне значений от 5,6 до 7,2 единиц (рис. 2). Значение рН снежного покрова условно чистой зоны составило 6,1 единиц. Эффект подщелачивания (рН = 7,197,20) отмечен в пробах талых вод, отобранных вблизи Авиационного завода (проба № 5) и на территории Детского парка (проба № 25).

Рис. 2. Значение водородного показателя снежного покрова г. Саратова в точках пробоотбора

Содержание анионов в снежном покрове фоновой территории составило: хлоридов - 8,10 мг/ дм3, сульфатов - 5,14 мг/дм3, нитратов -0,03 мг/ дм3. Концентрация хлоридов в исследуемых пробах снега изменялась в пределах от 3,55 до 68,16 мг/дм3. Максимальное превышение контрольных значений составило 8,50 раз и было зафиксировано в пробах, собранных вблизи крупных автомагистралей (№12, 16, 18, 27). Концентрация сульфатов в исследуемых пробах составила от 2,80 до 95,00 мг/ дм . Максимальные значения обнаружены в пробах, собранных в районе Набережной Космонавтов города (№22) и вблизи автомагистралей (№ 9, 14). Нитраты в исследуемых пробах измерялись в диапазоне от 0,40

до 2,00 мг/дм3. Наибольшие концентрации нитратов зарегистрированы в пробах, отобранных в Заводском районе города (№ 3, 14, 16). Максимальные значения содержания всех исследуемых анионов зафиксированы в пробах, отобранных на территории Заводского района (рис. 3).

Исследование снежного покрова на содержание тяжелых металлов, а именно меди, железа, цинка, никеля, кадмия, свинца, кобальта, проводили по всей толще снежного покрова.

В пробах пригородной фоновой территории содержание меди составило 0,01 мг/дм3, железа - 0,02 мг/дм3, цинка - 0,02 мг/дм3, никеля, кадмия, свинца и кобальта обнаружено не было. В среднем для снега, отобранного в пределах г. Саратова, характерно повышение концентраций тяжелых металлов по сравнению с фоновой территорией. Во всех пробах на территории г. Саратова кобальта обнаружено не было. Превышения содержания тяжелых металлов относительно фоновой территории составили: Си (0,7-1,6), Бе (0,5-2,0), гп (0,5-2,5), N1 (38,0-150,0), Сё (1,010,0), РЬ (1,0-2,0). Максимальные превышения отмечены для никеля.

Рис. 3. Оценка содержания основных анионов в снежном покрове г. Саратова

Уровень содержания тяжелых металлов в снежном покрове на всей территории города выше фоновых значений. Картина распределения загрязнения по никелю носит монотонный характер с выделением локальных пятен с высоким уровнем загрязнения. Характер загрязнения по кадмию имеет ярко выраженный пятнистый рисунок. Значения Кс для

свинца на всей территории города колеблются в интервале 1-2, максимальные концентрации РЬ, так же как и Сс1, обнаружены в Заводском районе. В целом для меди и железа характерно наличие нескольких ядер повышенного загрязнения, которые были зафиксированы в центре города. Сложный орнамент отмечен в распределении уровня загрязнения по цинку. С одной стороны, содержание цинка практически во всех пробах снега, собранных на территории города, было выше контроля. Исключением являются территории, расположенные в рекреационных зонах города. По суммарному показателю загрязнения территории города тяжелыми металлами в снежном покрове лидируют площадки в Детском парке (пробы № 24, 25) и на Театральной площади (№ 27) (рис.4). Вероятнее всего, это обусловлено эффектом «острова тепла» и формированием специфической циркуляции воздуха в городах.

Рис. 4. Карта-схема пространственного распределения суммарного загрязнения тяжелыми металлами снежного покрова на территории г. Саратова

Глава 6. Биотестирование снежного покрова г. Саратова

Оценку токсичности снежного покрова г. Саратова проводили с помощью тест-объектов, принадлежащих к разным систематическим группам: С. vulgaris, D. magna, L. minor, R. sativus сорт Красный с белым кончиком, Т. durum сорт Фаворит. Целесообразность применения этих тест-объектов обусловлена тем, что при таянии снега компоненты, входящие в его состав, могут попадать в почву, поверхностные и грунтовые воды, а также возможна их транслокация в растительные организмы. Используемые тест-объекты являются обитателями водных и наземных экосистем.

По результатам биотестирования снеговых проб с помощью термофильного штамма одноклеточной зеленой водоросли С. vulgaris была установлена гипертоксичность проб, собранных в Заводском районе г. Саратова, в частности вблизи Авиационного завода (пробы № 5, 6), а также некоторых проб, отобранных в центре города вблизи автомобильных дорог (пробы № 26-28). Токсичными оказались пробы снежного покрова, отобранные на Набережной Космонавтов (пробы № 21-23). Нетоксичными и слаботоксичными были пробы, отобранные в пешеходных зонах улиц и в жилой зоне города (пробы № 8, 10, 11, 13, 14, 18, 19, 25).

Оценка токсичности проб снега при помощи L. minor выявила практически во всех исследуемых пробах морфологические отклонения тест-объекта уже на вторые сутки, окраска листецов менялась до светло-зеленой, желтой и белой. Зеленый цвет листецов сохранился в пробах, собранных в жилых зонах Заводского района (пробы № 2, 4, 6, 11).

При исследовании проб снежного покрова с помощью тест-объекта D. magna установлено, что все пробы оказывали неблагоприятное или губительное действие на организм. Гипертоксичными оказались пробы, отобранные вблизи промышленной зоны Авиационного завода (пробы №4, 5), ТЭЦ-1 (№ 12), а также в центре города в районе Детского парка (№ 24), высокотоксичными - большинство проб, отобранных в центре города (№ 26, 27), на Набережной Космонавтов (№ 21, 22), в Заводском районе (№ 13, 15, 17), исключение составили пробы, отобранные в скверах и жилых застройках Заводского района (№ 8, 10, 11).

Токсичность проб снега г. Саратова для тест-объекта R. sativus оценивали по способности подавлять или стимулировать всхожесть семян. По результатам биотестирования гипертоксичными (зафиксирована гибель тест-организма) оказались пробы, отобранные в Городском парке (№19, 20), на Театральной площади (№ 27), а также в жилом массиве, удаленном от промышленной зоны, Заводского района (№ 1). Высокотоксичными были пробы, отобранные вблизи промышленных зон предприятий на территории Заводского района (№ 2, №, 8, 10, 11) и вблизи транспортных потоков в центре города (№21, 26). Слаботоксичными и нетоксичными были пробы, отобранные в жилых и рекреационных зонах города (№ 4, 5, 17, 18, 23,28).

Токсичность образцов снега для тест-объекта Т. durum оценивали по всхожести семян и морфометрическим признакам (рис. 5). В результате исследования установлено, что гипертоксичными оказались пробы, отобранные вблизи Городского парка (№19, 20) и на Театральной площади (№27). Несмотря на стимуляцию всхожести у Т. durum отмечено угнетение ростовых процессов, приводящее к изменению морфометрических признаков, у растений, пророщенных на пробах, собранных в районе Набережной Космонавтов (№21, 22) и в Заводском районе на территориях, удаленных от промышленных зон (№1-3, 16).

Стимуляция всхожести и увеличение морфометрических параметров по сравнению с контролем у тест-объектов выявлены при выращивании Т. durum на пробах, собранных в Заводском районе на территориях с низкой степенью антропогенной нагрузки (№ 4, 6, 17), в центре города в районе Детского парка (№ 25) и сквера рядом с городским цирком (№ 28).

Морфометрические параметры на уровне контроля или незначительные отклонения отмечены у пшеницы, выращенной на пробах, отобранных в жилых массивах, удаленных от промышленных зон, в Заводском районе (№ 5, 13) и в районе Набережной Космонавтов (№ 23).

побег корень

U W М 1.2 1 ад М 0.4 0.2 О О 0,2 0,4 0,6 0.8 I IS 1,4 1,6 1,t 2

Рис. 5. Значения ИТФ для тест-объекта Т. durum проб снега, собранных

на территории г. Саратова (менее 0,5 - высокая токсичность; 0,5-0,7 — средняя токсичность;

0,71-0,9-низкая токсичность; 0,91-1,1 -норма; более 1,1 -стимуляция)

Таким образом, по итогам тестирования наиболее чувствительными к интегральному загрязнению в снежном покрове г. Саратова оказались С. vulgaris и D. magna. В более чем 50% проб зафиксирована гибель тест-объектов. При биотестировании с помощью D. magna практически во всех пробах отмечено подавление жизнеспособности организма. Неоднозначные результаты получены при оценке токсичности снежного покрова с помощью наземных растений. С одной стороны, наблюдается стимуляция всхожести семян, однако дальнейшее развитие растений нестабильно.

Для получения сопоставимых результатов по итогам биотестирования определяли ИТФ по всем выбранным тест-объектам, данные представлены на рисунке 6.

По итогам тестирования установлено, что на территории города Саратова преобладала средняя и высокая токсичность снежного покрова (соответственно 53,3 и 39,4% площади исследуемой территории). Зоны средней токсичности представлены двумя изолированными пятнами. Первая зона имеет ярко выраженную форму окружности и расположена в приволжской части Заводского района. Вторая зона пальцеобразной формы занимает центральную часть города, вытягиваясь вдоль набережной. Внутри этих зон расположены многочисленные островки слабой токсичности (их доля в общей площади составляет 7,3%). Зона высокой токсичности занимает остальную часть исследуемой территории, отделяя зоны средней токсичности и спускаясь языком к реке Волге в районе п. Юриш.

Рис. 6. Карта-схема пространственного распределения индекса токсичности снежного покрова на территории г. Саратова

Таким образом, наиболее чувствительными и информативными тест-объектами при оценке токсичности снежного покрова г. Саратова оказались обитатели водоемов: С. vulgaris и D. magna, соответственно их можно рекомендовать для включения в тест-систему для оценки качества урбосистем, используя в качестве депонирующей поллютанты среды -снежный покров. При оценке токсичности снежного покрова с помощью ряски выявлена быстрая гибель тест-объекта, что делает этот объект нецелесообразным для применения. Использование высших наземных растений позволяет дополнить результаты токсичности, полученные для обитателей водоемов. Можно рекомендовать в качестве тест-объектов обитателей водоемов - одноклеточную зелёную водоросль С. vulgaris

ъ Щ

О_О_О

Beijer, планктонных ракообразных D. magna Straus, а также высшие наземные растения R. sativus L., Т. durum (Desf.) Thell.

Сопоставление данных химико-аналитического, экотоксико-логического и микробиологического анализа за период 2007-2012 гг. позволило оценить экологическое состояние и степень антропогенной нагрузки на урбосистемы г. Саратова. Разработанная тест-система для анализа и мониторинга снежного покрова города Саратова может быть рекомендована для мониторинга урбосистем других городов с овражно-балочным типом ландшафта и выраженной антропогенной нагрузкой.

ВЫВОДЫ

1. Наибольшее число гетеротрофных микроорганизмов зафиксировано в поверхностном слое снежного покрова промышленных зон Заводского района (8060±16 КОЕ/мл — превышение фоновых значений в 7 раз) и жилых районов центральной части города (15000±89 КОЕ/мл -превышение фоновых значений в 12 раз); установлено доминирование бактерий рода Bacillus и зафиксированы высокие значения содержания бактерий родов Staphylococcus и Enterococcus; гетеротрофные бактерии выделялись по всей глубине снежного покрова в виде ассоциаций пигментированных форм.

2. Выявлено значительное увеличение (в 55 раз) содержания микромицетов по всей глубине снежного покрова модельных полигонов г. Саратова (7050±35 КОЕ/мл) по сравнению с фоновыми показателями (125±12 КОЕ\Мл); во всех пробах преобладали микромицеты с темным пигментом.

3. Водородный показатель снежного покрова на территории г. Саратова изменялся в диапазоне от 5,6 до 7,2; максимальные значения отмечены в пробах, отобранных вблизи промышленной зоны Авиационного завода и на территории Детского парка.

4. Установлен сложный характер распределения химических веществ в снежном покрове модельных полигонов в г. Саратове; приоритетными ксенобиотиками являются никель и кадмий. По суммарному показателю загрязнения лидируют площадки в центре города (Zc=140-154).

5. Снежный покров г. Саратова характеризуется высокой (53,3%) и средней (39,4%) токсичностью по отношению к тест-объектам. Наиболее чувствительными и информативными при оценке токсичности снежного покрова оказались тест-объекты С. vulgaris Beijer и D. magna Straus.

6. Использование комплекса тест-объектов, включающего обитателей водоемов - одноклеточную зелёную водоросль С. vulgaris Beijer, планктонных ракообразных D. magna Straus, а также высшие наземные растения - R. sativus L. и Т. durum (Desf.) Thell., является наиболее информативным при токсикологическом анализе снежного покрова урбосистем промышленных городов.

7. Выявлено высокое пространственное совпадение зон повышенного содержания микроорганизмов с зонами низкой токсичности снежного покрова. Метод картирования снежного покрова урбанизированных территорий на основе микробиологического, химико-аналитического и экотоксикологического анализа позволяет проводить диагностику экологического состояния промышленных городов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Гудкова (Быкова), М.А. Оценка микробиологического состава снежного покрова города Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова, Н.В. Сахранова // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. - №3 (23), прилож. 2, ч. II. - СПб., 2008. -С. 324-325.

2. Быкова, М.А. Особенности загрязнения снежного покрова г. Саратова / М.А. Быкова, О.В. Абросимова, Е.И. Тихомирова // Естественные и технические науки. — 2012. - №1 (57). — С. 94-97.

3. Быкова, М.А. Комплексная оценка состояния окружающей среды г. Саратова по данным химического и микробиологического загрязнения / М.А. Быкова, О.В. Абросимова, Е.И. Тихомирова, A.A. Макарова // Фундаментальные исследования. - 2012. - №5. - Ч. 1. -С. 133-137.

Публикации в других изданиях

4. Гудкова (Быкова), М.А. Оценка общего микробного числа в снеговом покрове г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), Н.В. Сахранова // Биология - наука XXI века: сб. тез. 12-й Междунар. Пущинской школы-конф. молодых ученых. - Пущино: Пущинск. науч. центр РАН, 2008. -С. 260-261.

5. Гудкова (Быкова), М.А. Оценка сезонной динамики численности микроорганизмов в приземном слое воздуха и снеговом покрове промышленных районов г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. 4-й Всерос. конф. с междунар. участием. - Саратов: СГТУ, 2009. -Ч. II.-С. 3-5.

6. Гудкова (Быкова), М.А. Анализ численности микроорганизмов в приземном слое воздуха и снеговом покрове вблизи некоторых промышленных районов и автотрасс г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова) // Исследования молодых ученых в биологии и экологии: сб. тр. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2009. - Вып.7. - С. 26-29.

7. Гудкова (Быкова), М.А. Сравнительный анализ численности микроорганизмов в приземном слое воздуха и снеговом покрове разных

функциональных зон г. Саратова и Энгельса / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова, И.С. Ракова, Е.В. Горбунова // Биология - наука XXI века: сб. тез. 13-й Междунар. Пущинской школы-конф. молодых ученых. -Пущино: Пущинск. науч. центр РАН, 2009. - С. 197.

8. Гудкова (Быкова), М.А. Анализ тренда численности микроорганизмов в приземном слое воздуха транспортных магистралей на примере промышленного узла Саратов-Энгельс / М.А. Гудкова (Быкова), И.С. Ракова, Е.В. Горбунова // Экология России и сопредельных территорий: сб. тез. XIV Междунар. экологической студенческой конф. -Новосибирск: РИЦ НГУ, 2009. - С. 55-56.

9. Гудкова (Быкова), М.А. Микробиологический анализ снегового покрова и приземного воздуха территорий вблизи промышленных объектов и автодорог г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова // Социальные проблемы медицины и экологии человека: материалы Всерос. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во Сарат. мед. ун-та, 2009. - С. 57-59.

10. Гудкова (Быкова), М.А. Оценка сезонной динамики бактериального загрязнения приземного слоя воздуха и снегового покрова территорий промышленных объектов и автодорог г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова // Науков1 основи збереження бютичноУ р1зноман1тност1: матер1али дев'ятоУ науково\' конференцп молодих учених. - JlbBÍB, 2009. - С. 136-138.

11. Гудкова (Быкова), М.А. Биомониторинг атмосферных осадков различных функциональных зон агломерации Саратов - Энгельс (по результатам снегомерной съемки) / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова, И.С. Семенова, Е.В. Горбунова // Безопасность жизнедеятельности: материалы докл. XIII Межрегионального конкурса научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов Приволжского федерального округа. - Уфа: Феникс, 2009. - С. 211-212.

12. Гудкова (Быкова), М.А. Микробиологический анализ снегового покрова различных функциональных территорий агломерации Саратов-Энгельс / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова, И.С. Семенова, Е.В. Горбунова // Экологические проблемы современности: сб. ст. и тез. XIV Междунар. науч.-практ. конф. - Майкоп: Изд-во МГТУ, 2009. -С. 168-170.

13. Гудкова (Быкова), М.А. Особенности микробиологического загрязнения приземного слоя воздуха и снегового покрова различных функциональных территорий города Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В.Абросимова // Природно-ресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России: сб. ст. VIII Междунар. науч.-практ. конф. -Пенза: РИО ПГСХА, 2010. - С. 5-7.

14. Гудкова (Быкова), М.А. Анализ численности микроорганизмов в приземном слое воздуха вблизи транспортных магистралей агломерации

Саратов-Энгельс / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова, И.С.Семенова, Е.В. Горбунова // Первые Международные Беккеровские чтения: сб. науч. тр. - Волгоград, 2010. - Ч. II. - С. 376-377.

15. Гудкова (Быкова), М.А. Микробиологический анализ снегового покрова территорий г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова // Биология - наука XXI века: сб. тез. 14-й Пущинской Междунар. школы-конф. молодых ученых. - Пущино: Пущинск. науч. центр РАН, 2010. - Т.2. -С. 221-222.

16. Гудкова (Быкова), М.А. Сравнительная оценка микробиологического загрязнения снегового покрова агломерации Саратов-Энгельс / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова // В мире научных открытий.-2010,-№4(10).-Ч. 7.-С. 122-124.

17. Гудкова (Быкова), М.А. Микробиологический анализ снегового покрова г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), Е.В. Горбунова // Экология России и сопредельных территорий: сб. тез. XV Междунар. экологической студенческой конф. - Новосибирск: РИЦ НГУ, 2010. - С. 130.

18. Гудкова (Быкова), М.А. Оценка химических и биологических контаминантов снегового покрова г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В. Абросимова // Экология: синтез естественно-научного, технического и гуманитарного знания: материалы Всерос. науч.-практ. конф. - Саратов: СГТУ, 2010.-С. 111-112.

19. Гудкова (Быкова), М.А. Оценка загрязнений химического и биологического характера снегового покрова г. Саратова / М.А. Гудкова (Быкова), О.В.Абросимова // Антропогенная трансформация природной среды: материалы Междунар. конф. - Пермь: РИО Пермского гос. ун-та, 2010.-Т.З.-С. 87-91.

20. Гудкова (Быкова), М.А. Оценка токсичности талых вод снегового покрова города Саратова с использованием комплекса биотест-объектов / М.А. Гудкова (Быкова), Е.С. Трояновская, О.В. Абросимова, Е.И. Тихомирова // Антропогенная трансформация природной среды: материалы Междунар. конф. - Пермь: РИО Пермского гос. ун-та, 2010. -Т.З.-С. 227-231.

Благодарности. Автор глубоко признателен за помощь в работе своему научному руководителю — к.б.н., доценту кафедры экологии О.В. Абросимовой, заведующей кафедрой экологии факультета экологии и сервиса Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А., д.б.н., профессору Е.И. Тихомировой и всем сотрудникам кафедры.

Быкова Марина Алексеевна

Автореферат

Подписано в печать 19.11.2012 Формат 60x84 1/16

Бум. офсет. Усл. печ. л. 1,5 Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 40

ООО «Издательский Дом «Райт-Экспо»

410031, Саратов, Волжская ул., 28 Отпечатано в ООО «ИД «Райт-Экспо» 410031, Саратов, Волжская ул., 28, тел. (8452) 90-24-90

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Быкова, Марина Алексеевна

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Характеристика урбосистем

1.2 Промышленные города как экосистемы

1.3 Снежный покров - как депонирующая среда техногенных 24 загрязнений

Глава 2. Эколого-географическая характеристика города Саратова 3 О

2.1 Административное деление г. Саратова

2.2 Ландшафтное районирование г. Саратова

2.3 Особенности рельефа городской территории

2.4 Климатические особенности

2.5 Промышленный комплекс г. Саратова

2.6 Основные транспортные узлы г. Саратова

2.7 Архитектурно-планировочная композиция г. Саратова

Глава 3. Материалы и методы

3 • 1 Объект исследования

3.2 Методы исследований

3.2.1 Метод отбора снеговых проб

3.2.2 Методы микробиологических исследований

3.2.3 Химико-аналитические методы исследования

3.2.4 Определение токсичности талой снеговой воды 56 методами биотестирования

3.2.5 Схема постановки экспериментов

3.2.6 Построение карт-схем

3.2.7 Статистическая обработка полученных результатов

Глава 4 Анализ качественного и количественного содержания 62 микроорганизмов в снежном покрове г. Саратова

Глава 5. Оценка содержания химических контаминантов в снежном 79 покрове г. Саратова

Глава 6. Биотестирование снежного покрова г. Саратова

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка степени антропогенной нагрузки на урбосистемы г. Саратова по данным экологического мониторинга снежного покрова"

Актуальность темы исследования

Современные экологические проблемы во многом порождены стремительным процессом роста городов, вследствие которого природные территории изменяются в результате деятельности человека. Городские агломерации, разрастаясь, захватывают все большие территории. В крупных городах коренным образом изменяется структура и состав природных геосистем; создаются условия небезопасные для здоровья человека (Макаров, 2001а; Артамонова, 2008; Иванов и др., 2010).

Мониторинг снежного покрова на территории г. Саратова на содержание химических контаминантов проводится только в течение последних 15 лет (Молостовский и др., 1999; Макаров, 2001а). В тоже время для более полной и объективной экологической оценки степени антропогенной нагрузки представляется важным и актуальным сравнительный анализ содержания экотоксикантов и уровня токсичности, а также качественного и количественного состава микроорганизмов в снежном покрове с использованием базовых принципов геоинформатики.

Для достижения указанной цели были поставлены и решались следующие задачи:

1. определить качественное и количественное содержание микроорганизмов в снежном покрове модельных полигонов г. Саратова, провести сравнительный анализ видового состава микробных ассоциаций в снежном покрове разных функциональных зон;

2. изучить химико-аналитические характеристики снежного покрова модельных полигонов г. Саратова: pH, содержание хлорид-, нитрат-, сульфат-ионов, тяжелых металлов (железа, меди, никеля, свинца, кадмия, цинка и кобальта);

3. оценить токсичность проб снега, отобранных из разных функциональных зон урбосистем г. Саратова методами комплексного биотестирования на тест-объектах: Chlorella vulgaris Beijer, Daphnia magna Straus, Lemna minor L., Raphanus sativus L., Triticum durum (Desf.) Thell;

4. разработать тест-систему для анализа и мониторинга снежного покрова урбосистем с учетом наиболее информативных показателей;

5. построить карты-схемы распространения загрязнителей в снежном покрове модельных полигонов г. Саратова;

6. оценить степень антропогенной нагрузки и экологическое состояние урбосистем г. Саратова на основе данных снегомерной съемки.

Научная новизна работы

Впервые проведено комплексное исследование экологического состояния урбосистем г. Саратова на основе микробиологического, химико-аналитического и экотоксикологического анализа снежного покрова модельных участков. Определены приоритетные загрязнители — тяжелые металлы (никель и кадмий) снежного покрова на территории г. Саратова. Установлен характер распределения ксенобиотиков в урбосистемах овражно-балочного типа ландшафта (на примере г. Саратова). Показано, что по суммарному показателю загрязнения лидируют площадки в центре города (Zc=140-154) за счет формирования «острова тепла» вследствие местных воздушных потоков, движущихся с окраинной части города в центр.

Выявлены закономерности изменения качественного и количественного состава микроорганизмов и их физиологических особенностей в зависимости от выделения из снежного покрова различных функциональных зон города. Установлено доминирование бактерий рода Bacillus и высокие значения содержания бактерий родов Staphylococcus и Enterococcus в верхнем 10-сантиметровом слое снега. Показано, что гетеротрофные бактерии находятся во всех слоях снежного покрова в виде ассоциаций пигментированных форм. Выявлено значительное увеличение содержания микромицетов по всей глубине снежного покрова урбосистем и преобладание форм с темным пигментом.

Теоретическая и практическая значимость.

Полученные данные вносят существенный вклад в разделы прикладной экологии, изучающие влияние антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью разработки экологически обоснованных норм воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу, и факториальной экологии для оценки влияния абиотических факторов на живые организмы в природных и лабораторных условиях с целью установления пределов толерантности и устойчивости организмов к внешним воздействиям.

Результаты исследования могут быть использованы: в научных целях при мониторинге экологического состояния окружающей среды и экологическом прогнозировании последствий деятельности человека на данной территории; при создании карт экологического состояния территорий; оценке риска воздействия человека на окружающую среду; в учебном процессе при преподавании дисциплин экологического профиля -экологического мониторинга, прикладной экологии, экотоксикологии, экологии микроорганизмов, рационального природопользования, охраны окружающей среды и др. - в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю.А. и других высших учебных заведениях при подготовке бакалавров и магистров по направлению «экология и рациональное природопользование», а также при организации и проведении научно-исследовательских работ студентов, написании курсовых и дипломных работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

Работа выполнена на кафедре экологии Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А. в период с 2007 по 2012 гг. в рамках основных научных направлений ОНН 13 В «Разработка методов оценки и реабилитации загрязненных природных сред» (2005-2010 гг.) и 14 В «Экологические и биологические основы жизнедеятельности природных экосистем и человеческого общества» (20102012 гг.). Исследования поддержаны финансированием Федеральной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» (государственные контракты СГТУ-7, СГТУ-67, 2012).

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференциях различного уровня: Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2008, 2009, 2010); II Санкт-Петербургском международном экологическом форуме «Окружающая среда и здоровье человека» (Санкт-Петербург, 2008); 4-ой Всероссийской конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Социальные проблемы медицины и экологии человека» (Саратов, 2009); 14-ой Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности» (Майкоп, 2009); XIII межрегиональном конкурсе научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов Приволжского федерального округа «Безопасность жизнедеятельности» (Уфа, 2009); Региональной научной конференции «Исследования молодых ученых в биологии и экологии» (Саратов, 2009); IX конференции молодых ученых «Научные основы сохранения биотического разнообразия» (Львов, 2009); Международных экологических студенческих конференциях «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2009, 2010); VIII Международной научно-практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2010); 1-ых международных Беккеровских чтениях (Волгоград, 2010); Международной конференции «Антропогенная трансформация природной среды» (Пермь, 2010); II Всероссийской научной конференции «Научное творчество XXI века» (Красноярск, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Экология: синтез естественнонаучного, технического и гуманитарного знания» (Саратов, 2010); Всероссийской научно-практической конференции молодежи «Экология родного края: проблемы и пути их решения» (Киров, 2011).

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Быкова, Марина Алексеевна

выводы

1. Наибольшее число гетеротрофных микроорганизмов зафиксировано в поверхностном слое снежного покрова промышленных зон Заводского района (8060±16 КОЕ/мл - превышение фоновых значений в 7 раз) и жилых районов центральной части города (15000±89 КОЕ/мл - превышения фоновых значений в 12 раз); установлено доминирование бактерий рода Bacillus и высокие значения содержания бактерий родов Staphylococcus и Enterococcus; гетеротрофные бактерии выделялись по всей глубине снежного покрова в виде ассоциаций пигментированных форм.

3. Водородный показатель снежного покрова на территории г. Саратова изменялся в диапазоне от 5,6 до 7,2; максимальные значения отмечены в пробах, отобранных вблизи промышленной зоны САЗ и на территории Детского парка.

5. Снежный покров г. Саратова характеризуется высокой (53,3%) и средней (39,4%) токсичностью по отношению к тест-объектам. Наиболее чувствительным и информативным при оценке токсичности снежного покрова оказались тест-объекты С. vulgaris Beijer и D. magna Straus.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

V Урбосистемы характеризуются активным влиянием на состав и изменение качества окружающей среды. Особенно это проявляется в крупных промышленных городах. Промышленные предприятия являются источниками техногенных веществ, которые формируют городские потоки и внедряются в пригородные и региональные потоки. Интенсивная техногенная нагрузка в крупных городах обусловлена чрезмерной концентрацией промышленных производств, быстрым ростом численности транспортных средств, низким уровнем внедрения энергосберегающих и малоотходных технологий и рядом других экономических и социальных причин, негативно влияющих не только на городскую среду, но и на здоровье населения. Экологическая опасность загрязнения окружающей среды крупных промышленных городов и мегаполисов мира, стала одной из актуальных проблем современности. Оценку экологического состояния городских территорий можно проводить разными способами. Одним из удобных объектов является снежный покров, так как содержит информацию о всех загрязнителях как химической так и биологической природы накопленных в нем в течение всего периода залегания снежного покрова. Снеговая съемка дает объективную пространственно-дифференцированную картину загрязнения городской территории.

Наблюдение за экологической ситуацией в городе является актуальной проблемой, требующей постоянного внимания природоохранных служб, и совершенствования методических подходов к экологическому мониторингу урбосистем.

Город Саратов является крупным развитым промышленным центром с высоким уровнем техногенного воздействия на окружающую среду. В Саратове сосредоточены предприятия химии, нефтехимии, нефтепереработки, стройиндустрии, машиностроения, энергетики, имеющие федеральное значение. Мозаичная картина размещения разных функциональных зон создает в городе комплексный характер загрязнений. Сложный ландшафтный узор города, наличие мощных и часто повторяющихся инверсий обусловливают низкий потенциал самоочищения атмосферы.

В связи с вышеизложенным представляло научный и практический интерес провести оценку экологического состояния и степени антропогенной нагрузки урбосистем г. Саратова на основе микробиологического, химико-аналитического и экотоксикологического анализа снежного покрова за период 2007-2012 гг.

При эколого-микробиологическом исследовании определяли численность гетеротрофных бактерий и микромицетов в снежном покрове г. Саратова по всей глубине снежного покрова. Установлено, что число гетеротрофных микроорганизмов в снежном покрове фоновой территории составило 1210 КОЕ/мл, микромицетов - 125 КОЕ /мл. Сравнительный анализ показал, что наибольшее число КОЕ гетеротрофных микроорганизмов зафиксировано в пробах, собранных вблизи промышленных зон предприятий в Заводском районе, на территории Детского парка и Театральной площади г. Саратова. При этом практически во всех отобранных пробах максимальные значения были зафиксированы в верхних слоях снегостава. Превышение по отношению к фону в верхнем 10-сантиметровом слое снега составило в Детском парке и на Театральной площади в 12 раз, в промзоне Заводского района в 7 раз; в этих же точках были зафиксированы максимальные значения по всей глубине снегостава. Определение видового состава микроорганизмов показало, что во всех пробах снега доминировали бактерии рода Bacillus, Staphylococcus, Enterococcus.

Содержания микромицетов варьировало в интервале от 50 до 7000 КОЕ/мл, что было ниже показателей, полученных для бактерий. Наибольшая степень микологического загрязнения (превышение контрольных показателей в 55 раз) установлена на тех же территориях, что и для гетеротрофных микроорганизмов. Во всех пробах доминировали дрожжеподобные грибы, в том числе рода Candida. В промышленных районах и вблизи крупных автомагистралей преобладали микромицеты с темным цветом пигмента, что можно объяснить их резистентностью к ультрафиолетовому излучению и тяжелым металлам.

Исследование снежного покрова на содержание тяжелых металлов, а именно меди, железа, цинка, никеля, кадмия, свинца, кобальта проводились по всей толще снежного покрова. В пробах снежного покрова, отобранных на выбранной пригородной фоновой территории, содержание меди составило

3 3 3

0,01 мг/дм , железа - 0,02 мг/дм , цинка - 0,02 мг/дм , никеля, кадмия, свинца и кобальта обнаружено не было. В среднем для снега, отобранного в пределах г. Саратова, характерно повышение концентраций тяжелых металлов по сравнению с фоновой территорией. Во всех отобранных пробах на территории г. Саратова кобальта обнаружено не было. Превышения тяжелых металлов относительно фоновой территории составляют: Си (0,71,6), Fe (0,5-2), Zn (0,5-2,5), Ni (38-150), Cd (1-10), Pb (1-2). Максимальные превышения характерны для никеля. Уровень загрязнения на всей территории города выше фоновых. Картина распределения загрязнения по никелю носит монотонный характер с выделением локальных пятен с высоким уровнем загрязнения. Характер загрязнения по свинцу и кадмию имеет ярко выраженный пятнистый рисунок. Максимальные концентрации Cd и РЬ обнаружены в Заводском районе. В целом для меди и железа характерно наличие нескольких ядер повышенного загрязнения в центре города с превышением в 160 раз. Сложный орнамент зафиксирован в распределении уровня загрязнения по цинку. С одной стороны, содержание цинка практически во всех пробах снега, собранных на территории города, было выше контроля. Исключением являются многочисленные площадки, расположенные в зонах отдыха города. По суммарному показателю загрязнения территории города тяжелыми металлами в снежном покрове лидируют площадки в Детском парке и на Театральной площади. Вероятнее всего, это обусловлено эффектом «острова тепла» и формированием специфической циркуляции воздуха в городах. Многотоннажные выбросы оксидов в воздушный бассейн обусловили необходимость исследования снеговой (талой) воды на показатель рН, содержание хлорид-, сульфат- и нитрат-ионов. Значения рН в пробах талого снега изменялись в диапазоне слабокислых и умерено-щелочных значений от 5,6 до 7,2 единиц. Значение рН снежного покрова условно чистой зоны составило 6,1 единиц. Эффект подщелачивания (рН = 7,19-7,20) отмечен в пробах талых вод, отобранных вблизи САЗ, на территории детского парка. Содержание анионов в снежном покрове фоновой территории составило: СГ - 8,1 мг/л , SO4 - 5,14 мг/л, N02" - 0,03 мг/л. Концентрация хлоридов в исследуемых пробах снега изменялась в пределах от 3,55 до 68,16 мг/л. Максимальное превышения контрольных значений составило 8,5 раз, и было зафиксировано в пробах, собранных вблизи крупных автомагистралей. Концентрация сульфатов в исследуемых пробах составила от 2,8 до 95 мг/л. Максимальные значения обнаружены в пробах, собранных в районе Набережной города и вблизи автомагистралей. Нитраты в исследуемых пробах измерялись в диапазоне от 0,4 до 2 мг/л. Наибольшие концентрации нитратов зарегистрированы в пробах, отобранных в Заводском районе города. Максимальные значения содержания всех исследуемых анионов зафиксированы в пробах, отобранных на территории Заводского района.

По результатам биотестирования снежных проб с помощью термофильного штамма одноклеточной зеленой водоросли С. vulgaris была установлена гипертоксичность проб, собранных в Заводском районе г. Саратова, в частности вблизи САЗ, а также некоторых проб, отобранных в центре города вблизи автомобильных дорог. Токсичными оказались пробы снежного покрова, отобранные на Набережной Космонавтов. Не токсичными и слаботоксичными были пробы, отобранные в пешеходных зонах улиц и в жилой зоне города. При оценке токсичности проб снега на биотест-объекте L. minor практически во всех исследуемых пробах были отмечены морфологические отклонения уже на вторые сутки: окраска листецов менялась до светло-зеленой, желтой и белой. Зеленый цвет листецов сохранился в пробах, собранных в жилых зонах Заводского района. В этих же пробах было зафиксировано удвоение листецов.

На тест-объект D. magna Straus все пробы снега оказывали неблагоприятное или губительное действие на организм: снижение численности или гибель тест - объекта. Для получения сопоставимых результатов по итогам биотестирования определили значения комплексного ИТФ. Установлено, что все пробы, собранные на территории города, оказывали острое токсичное воздействие на тест-организмы. По итогам тестирования самой неблагоприятной оказалась территория вблизи промышленной зоны САЗ (наблюдалась гибель всех тест-объектов).

Таким образом, по итогам тестирования наиболее чувствительным к интегральному загрязнению в снежном покрове г. Саратова оказались хлорелла и ряска малая. В более половине проб зафиксирована гибель тест-объекта. При биотестировании с помощью дафний практически во всех пробах отмечено подавление жизнеспособности организма. Неоднозначные результаты получены при оценке токсичности снежного покрова с помощью наземных растений. С одной стороны наблюдается стимуляция всхожести семян, однако дальнейшее развитие растений нестабильно.

По итогам тестирования установлено, что на территории города Саратова преобладала средняя и высокая токсичность снежного покрова (соответственно 53,3% и 39,4% площади исследуемой территории). Зоны средней токсичности представлены двумя изолированными пятнами. Первая зона имеет ярко выраженную форму окружности и расположена в приволжской части Заводского района. Вторая зона пальцеобразной формы занимает центральную часть города, вытягиваясь вдоль набережной. Внутри этих зон расположены многочисленные островки слабой токсичности (их доля в общей площади составляет 7,3%). Зона высокой токсичности занимает остальную часть исследуемой территории, отделяя зоны средней токсичности и спускаясь языком к реке Волга в районе п. Юриш.

Сопоставление данных химико-аналитического, экотоксикологического и микробиологического анализа за период 2007-2012 гг. позволило оценить экологическое состояние и степень антропогенной нагрузки урбосистем г. Саратова. Разработанная тест-система для анализа и мониторинга снежного покрова города Саратова может быть рекомендована для мониторинга урбосистем других городов с овражно-балочным типом ландшафта и выраженной антропогенной нагрузкой.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Быкова, Марина Алексеевна, Саратов

1. Абакумов, В.А. Планетарная экологическая система / В.А. Абакумов, А.Л. Калабеков. М.: Типография Россельхозакадемии, 2002. - 674 с.

2. Адикс, Т.Г. Сульфатный и нитратный аэрозоль в атмосфере Москвы. Влияние параметров атмосферного пограничного слоя / Т.Г. Адикс // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. Т. 37, №1. - 2001. - С. 98-104.

3. Адикс, Т.Г. Оценка концентрации субмикронного сульфатного аэрозоля в атмосфере Москвы / Т.Г. Адикс // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. -Т.39, №1. 2003. - С. 98-104.

4. Андрухова, Т.В. Мониторинг элементного состава аэрозольных загрязнений снегового покрова г. Барнаула за период 2002-2011гг. / Т.В. Андрухова, В.И. Букатый, И.А. Суторихин // Ползуновский вестник. 2011. - № 4-2. - С. 86-89

5. Антипова, А. В. Научная школа по оценке и картографированию экологических ситуаций // A.B. Антипова, Б.И. Кочуров / Проблемы региональной экологии. 1999. - №3. - С. 60-75.

6. Ардаков, Г.Н. Особенности формирования загрязнения снежного покрова промышленного центра (на примере г. Самары) / Г.Н. Ардаков // Великие реки 2000: Генеральные доклады, тезисы докладов Международного Конгресса. Нижний Новгород. 2000. - С. 83-85.

7. Ардаков, Г.Н. Снежный покров как индикатор загрязнения объектов окружающей среды / Г.Н. Ардаков // Великие реки 2001: Генеральные доклады, тезисы докладов Международного Конгресса. Нижний Новгород. 2001. - С. 141142.

8. Ардаков, Г.Н. Основные результаты мониторинга загрязнения снежного покрова г. Самары / Г.Н. Ардаков // Безопасность и логистика транспортных систем: Труды международной научно-практической конференции. Самара. -2004.-С. 151-157.

9. Артамонова, B.C. Эколого-микробиологический мониторинг городской среды / B.C. Артамонова // Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. В 2-х частях. Киров, 2008. - Ч. 2. -С.159-163.

10. Асонов Н. Р. Практикум по микробиологии. / Н. Р. Асонов. М.: Агропромиздат, 1988. - 160 с.

11. Ашмарин, И.П. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов / И.П. Ашмарин, H.H. Васильев. Д.: Издательство Ленинградского университета, 1974. - 76с.

12. Ашмарин, И. П. Статистические методы в микробиологических исследованиях / И.П. Ашмарин, A.A. Вробьев. Л.: Медгиз, 1962. - 180 с.

13. Бакулина, H.A. Микробиология: учеб. / H.A. Бакулина, ЭЛ. Краева. -М.: Медицина, 1980. 338 с.

14. Безуглая, Э.Ю. Чем дышит промышленный город / Э.Ю. Безуглая, Г.П. Расторгуева, И.В. Смирнова. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 255 с.

15. Берлянд, М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы / М.Е. Берлянд. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 448 с.

16. Бобров, Г.П. Погода и климат Саратова в вопросах и ответах / Г. П. Бобров. -Саратов: «ЭМОС», 2001. 220 с.

17. Боев, В.М. Определение атмосферных загрязнений по результатам исследований снегового покрова / В.М. Боев, H.H. Верещагин, В.Н. Дунаев // Гигиена и санитария. 2003. - № 5. - С. 69-71.

18. Бозе, Э. Городская агломерация: старое название новое содержание / Э Бозе // Российское Экспертное Обозрение. - 2007. - № 4-5. - С. 13-16

19. Брагинский, Л.П. Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Daphnia magna Str. и других ветвистоусых ракообразных (критический обзор) / Л.П. Брагинский // Гидробиологический журнал. 2000. - Т. 36.-№5.-С. 50-70.

20. Букатый, В.И. Исследования аэрозольного загрязнения снежного покрова г. Барнаула / В.И. Букатый, Т.В. Андрухова, И.П. Чефранов // Материалы научнойконференции «Гуманизация производственной среды и экология человека». Барнаул, 2004. С. 17-21

21. Быков, Н.И. Наблюдения за динамикой снежного покрова в ООПТ Алтае-Саянского экорегиона (методическое руководство) / Н.И. Быков, Е.С. Попов. -Красноярск: Изд-во «Город», 2011. 64 с .

22. Быстрых, В.В. Комплексная оценка состояния атмосферного воздуха Оренбургской области / В.В. Быстрых, В.Д. Бапгаров // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. - Т.2, № 1. - С. 4-6.

23. Валетдинов, Р.К. Эколого-геохимическая оценка загрязненности снежного покрова тяжелыми металлами / Р.К. Валетдинов, А.Т. Горшкова, А.Р. Валетдинов // Вестник Татарстанского отделения РЭА. 2004. - № 2 - С. 43-46.

24. Валетдинов, Р.К. Некоторые особенности мониторинга снежного покрова / Р.К. Валетдинов, А.Т. Горшкова, А.Р. Валетдинов // Вестник Татарстанского отделения РЭА. 2004. - № 2. - С. 40-43.

25. Валетдинов, А.Р. Оценка загрязненности атмосферного воздуха тяжелыми металлами по результатам мониторинга снежного покрова / А.Р. Валетдинов, Р.К. Валетдинов, А.Т. Горшкова, C.B. и др. // Безопасность жизнедеятельности. Казань. -2006.-№4.-С. 43-47.

26. Василенко, В.Н. Мониторинг загрязнения снегового покрова / В.Н. Василенко, И.М. Назаров, И.О. Фридман. Л.: Гидрометиоиздат, 1985. - 181 с.

27. Владимиров, В.В. Урбоэкология / В.В. Владимиров. М.: Издательство МНЭПУ, 1999. - 203 с.

28. Воробейчик, Е.Л. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем (локальный уровень) / Е.Л. Воробейчик, О.Ф. Садыков, М.Г. Парафонтов. Екатеринбург: УИФ «Наука», 1994. - 280 с.

29. Воробьева, И.Б. Эколого-геохимические особенности снега, льда и подледной воды Южной части озера Байкал / И.Б. Воробьева, Е.В. Напрасникова, Н.В. Власова // Геология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2009. -№1. - С.54-60

30. Глазычев B.JI. Социально-экологическая интерпретация городской среды. /

31. B.JI. Глазычева. М.: Наука, 1984. - 180 с.

32. Грегори, Ф. Микрофлора атмосферы: учеб. /Ф Грегори. М.: Мир, 1964. - 340 с.

33. Геоэкологическое картографирование / под ред. Кочурова Б.И. -М.: Издательский центр «Академия», 2009. 192 с.

34. ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. Введ. 1986-07-01. М.: Издательство стандартов, 2004. - 29 с.

35. ГОСТ Р ИСО 22030-2009 Биологические методы. Хроническая фитотоксичность в отношении высших растений. Введ. 2011-01-01 М.: Стандартинформ, 2010. - 20 с.

36. Демин, A.M. География Саратовской области / A.M. Демин, JI.B. Макарцева,

37. C.B. Уставщикова. Саратов: Лицей, 2005. - 336 с.

38. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в2008 году. Саратов, 2009. 280 с.

39. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в2009 году. Саратов, 2010. 320 с.

40. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в2010 году. Саратов, 2011. 270 с.

41. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Саратовкой области в2011 году. Саратов, 2012. 245 с.

42. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта. / Б.А. Доспехов. М.: Агропромиздат, 1985.-351 с.

43. Егорова, Е.И. Исследование природных вод и почв методами биотестирования. / Е.И. Егорова. Обнинск: ИАТЭ, 2004. - 52 с.

44. Забродина, З.А. Полевой практикум по экологии и ландшафтоведению: учеб. пособие. / З.А. Забродина, A.A. Макарова. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. -4.1 -65 с.

45. Забродина, З.А. Полевой практикум по экологии и ландшафтоведению: учеб. пособие. / З.А. Забродина, A.A. Макарова, Г.В. Лобкова, A.A. Беляченко. -Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. 4.2 - 74 с.

46. Заварзин, Г.А. Введение в природоведческую микробиологию / Г.А Заварзин, H.H. Колотилова. М.: Издательский дом «Университет», 2001. - 255 с.

47. Зайцев, Т.Н., Математический анализ биологических данных / Т.Н. Зайцев. -М.: Наука, 1991.-268 е.;

48. Иванов, A.B. Саратовский научно-образовательный геоэкологический полигон / A.B. Иванов, В.З. Макарова, А.Н. Чумаченко и др. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2007. - 286 с.

49. Иванов, A.B. Мертвые города в геоэкологическом и культурном пространстве / A.B. Иванов, И.А. Яшков, A.C. Кусков и др. М.: Изд.Дом «Камертон», 2010. -212 с.

50. Иванов, А.Ю. Устойчивость некоторых штаммов бактерий рода Pseudomonas к повреждающему действию ионов тяжелых металлов / А.Ю. Иванов, A.B. Гаврюшкин, Т.В. Сиунова, и др. // Микробиология. 1999. - Т.68, № 3. - С. 366-374.

51. Израэль, Ю.А. Мониторинг трансграничного переноса загрязняющих воздух веществ / Ю. А. Израэль, И. М. Назаров, Ш. Д. Фридман. JI : Гидрометеоиздат, 1987.-303 с.

52. Израэль, Ю.А. Обзор загрязнения природной среды в Российской Федерации за 2004 г. / Ю.А. Израэль, Ю.С. Цатуров, A.B. Цыбань и др. М.: Росгидромет, 2005.-171 с.

53. Инструкция о порядке проведения отбора проб снега на территории республики Татарстан в 2010 г.: Утверждена Приказом Министра экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 26 февраля 2010 г, № 131

54. Исакова, Е.Ф. Метод биотестирования с использованием дафний. / Е.Ф. Исакова, JI.B. Колосова // Методы биотестирования вод: Сб. ст. АН СССР. -Черноголовка, 1988. С. 50-57;

55. Кабиров, P.P. Оценка токсичности атмосферного воздуха с помощью микроскопических водорослей. / P.P. Кабиров, Н.В. Суханова, JI.C. Хайбуллина //Экология. 2000. - №3. - С. 231-232.

56. Казеев, К.Ш. Биологическая диагностика и индикация почв: методология и методы исследований. / К.Ш. Казеев, С.И. Колесников, В.Ф. Вальков. Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 2003. - 216 с.

57. Кайданова, О.В. Изучения распределения технических веществ в окрестностях г.Курска по их содержанию в снеге. / О.В. Кайданова. М.: Издательство АН СССР, 1980. - С.91-97

58. Калабеков, A.JI. Проблемы экологии: об эффективности оценок загрязнений городской среды. / A.JI. Калабеков. М.: Прима-Пресс-М, 1999. - 84 с.

59. Калабеков, A. JI. Проблемы экологии: Экологический мониторинг в оценке загрязнения городской среды. / A.JI. Калабеков. М.: ИМ-Информ, 2003. - 216 с.

60. Клауснитцер, Б. Экология городской фауны / Б. Клауснитцер. М.: Мир, 1990.-248 с.

61. Коломыц, Э.Г. Природный комплекс большого города: Ландшафтно-экологический анализ / Э.Г. Коломыц, Г.С. Розенберг, О.В. Глебова и др. М.: Наука, 2000. - 285 с.

62. Коковкин, В.В. Исследование процессов регионального загрязнения снегового покрова городами юга западной Сибири / В.В. Коковкин, В.Ф. Рапута, А.Н. Романов и др.// Ползуновский вестник. 2011. - № 4-2. - С. 89-93

63. Коробейникова, JI.A. Методы изучения состояния окружающей среды: Практикум по экологии. /JI.A. Коробейникова. Вологда: Русь, 1995. - 102 с.

64. Королева, Г.П. Геохимический мониторинг загрязнения снегового покрова металл ами-экотоксикантами (Южное прибайкалье) / Г.П. Королева, A.B. Верхозина, А.Е. Гапон /У Инженерная экология. 2005. - № 3. - С. 22-35.

65. Котляков, В.М. Снежный покров и ледники Земли / В.М. Котляков. М.: Наука, 2004.-448 с.

66. Кубрина, JI.В. Биомониторинг урбанизированных территорий на примере города Омска / Л.В. Кубрина // Естественные науки и экология: ежегодник ОмГПУ. Омск, 2010. - Вып. 14. - С. 150-153

67. Кузьмин, П.П. Физические свойства снежного покрова. /П.П. Кузьмин. Л.: Гидрометеоиздат, 1957 г. - 183 с.

68. Кузьмин, П.П. Формировние снежного покрова и методы определения снегозапасов. / П.П. Кузьмин. Л.: Гидрометиоиздат, 1960. - 214 с.

69. Куимова, Н.Г. Мониторинг аэротехногенного загрязнения городской среды / Н.Г. Куимова, В.И. Радомская // Экологический мониторинг и нормирование. -2008.-№1.-С. 97-103.

70. Куимова, Н.Г. Особенности химического и микробиологического состава снежного покрова г. Благовещенска / Н.Г. Куимова, В.И. Радомская, Л.М. Павлова и др. // Экология и промышленность России. 2007. - №2. - С.30-33.

71. Кулько, А.Б. Особенности видового состава микроскопических грибов в снеговом покрове городской среды / А.Б. Кулько, O.E. Марфенина // Микробиология. 1998. - Т. 67, № 4. - С. 569-572.

72. Лаппо, Г.М. География городов. / Г.М. Лаппо. М.: Гуманитарный издательский центр «ВЛАДОС», 1997. - 679 с.

73. Лаппо, Г.М. Итоги и перспективы российской урбанизации. Урбанизация как способ освоения пространства / Г.М. Лаппо // Демоскоп Weekly. 2005. №217-218. http://demoscope.ru/weekly/2005/0217/temaO 1 .php

74. Ларина, Н.С. Химико-экологический мониторинг снегового покрова города Тюмени. /' Н.С. Ларина, М.Н. Куранова, Н.С. Палецких // Успехи современного естествознания. 2006. - № 11. - С. 38-41

75. Латушкина, E.H. Состояние снежного покрова по результатам экогеохимических исследований. / E.H. Латушкина, Е.В. Станис // Геохимия. -2002. -№1. С. 109-113.

76. Легенькая, Е.Ф. География Саратовской области / Е.Ф. Легенькая, М.А. Шабанова. Саратов.: Приволжское книжное издательство, 1973. - 126 с.

77. Липец, Ю.Г. Город, городская территория, урбанизация социально-экономическая характеристика /под ред. Э.А. Лихачевой, Д.А. Тимофеева. - М.: Медиа-ПРЕСС, 1997.-С. 18-25.

78. Лихачева, Э.А. Город-экосистема / Э.А. Лихачева, Д.А. Тимофеев, М.Т. Житков и др. М.: ИГРАН, 1996. - 336 с.

79. Макаров, В.З. Историческая градоэкология: концептуальная основа, методология и практическая реализация на примере города Саратова / В.З. Макаров, Л.Г. Тарасова, А.Н. Чумаченко и др. // Известия Саратовского университета. 2001. - Т. 1, № 1. - С. 89-101.

80. Макаров, В.З. Ландшафтно-экологический анализ крупного промышленного города / В.З. Макаров. Саратов.: Изд-во Саратовского ун-та, 2001а. - 176 с.

81. Макаров, В.З. Структура и динамика техногенных геохимических полей на территориии Саратова / В.З.Макаров, Э.А. Молостовский, Б.А. Новаковский, и др. // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Науки о Земле 2009. -Т. 9, №2.-С. 3-13.

82. Макаров, В.З., Эколого-географическое картографирование городов / В.З. Макаров, Б.А. Новаковский, А.Н. Чумачнко. М.: Научный мир, 2002. - 176 с.

83. Марфенина, O.E. Влияние кадмия на комплекс микроскопических грибов и некоторые показатели их роста и развития / O.E. Марфенина, H.H. Лукина // Микология и фитопатология. 1989. - Т. 23, №5. - С . 434-439.

84. Марфенина, O.E. Микроскопические грибы во внешней среде города / O.E. Марфенина, А.Б. Кулько, А.Е. Иванова // Микология и фитопатология. 2002. - Т. 36, №4.-С. 21-31.

85. Марфенина, O.E. Особенности комплексов микроскопических грибов урбанизированных территорий / O.E. Марфенина, Н.М. Каравайко, А.Е. Иванова // Микробиология. 1996. - Т. 65, № 1. - 119-124с.

86. Мелехова, О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / О.П. Мелехова, Е.И. Сарапульцева, Т.И. Евсеева и др. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 2-е издание. - 255 с.

87. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове ипочве: Утверждены Главным государственным санитарным врачом СССР 15 мая 1990 г., №5174-90.

88. Методические рекомендации по оценке аэротехногенного загрязнения природных сред химическими элементами по результатам мониторинга снежного покрова: Утверждены приказом Министра экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 26.02.2010 г., № 131

89. Методы общей микробиологии / под ред. Ф. Герхардта. М.: Мир. - 1993. -Т1-3.

90. Мишустин, E.H. Микробиология: учебник. / E.H. Мишустин, В.Т. Емаев. М.: Дрофа, 2006. - 348 с.

91. Молостовский, Э.А. Опробование снежного покрова и аналитический контроль геохимических проб на территории г. Саратова: Отчет по теме НИР/ Э.А. Молостовский, В.А. Коннонов, С.А. Артемьев и др. Саратов, 1999. - 162 с.

92. Напрасникова, Е.В. Снежный покров в оценке экологического состояния городской среды / Е.В. Напрасникова, А.П. Макарова // География и природные ресурсы. 2006. - № 2. - С. 162-166.

93. Напрасникова, Е.В. Особенности геохимического и микробиологического состаяния снежного покрова Иркутска / Е.В. Напрасникова // Сибирский медицинский журнал (г. Иркутск). 2007. - Т 70, № 3. - С. 74-76.

94. Нетрусов, А.И. Практикум по микробиологии / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, JI.M. Захарчук и др. М.: Академия, 2005. - 608 с.

95. Нечаева, Е.Г. Снежный покров как объект регионального мониторинга среды обитания / Е.Г. Нечаева, С.А. Макаров // География и природные ресурсы. 1996. - №2. - С. 42-48.

96. Овчинникова, Т.А. Анализ грибного компонента воздушной микрофлоры города Самара / Т.А. Овчинникова, Т.А. Панкратов // Успехи медицинской микологии. 2003. - Т.З. - С. 109-110.

97. Овчинникова, Т.А. Бактериальная микрофлора урбаноземов г. Самара / Т.А. Овчинникова, В.Р. Брусенцева // Материалы Международной научной конференции. Экология и биология почв. Ростов-на-Дону, 2007. - С. 285-287.

98. Одум, Ю. Экология. / Ю. Одум. М.: Мир, 1986. - Т. 1- 328 с.

99. Ойвин, В.А. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований / В. А. Ойвин // Журнал патологической физиологии и экспериментальной терапии. 1960. - № 4. - С. 84-105.

100. Онищенко, Г.Г. О ходе работы по ведению социально-гигиенического мониторинга в 2000-2002 гг. и задачах госсанэпидслужбы Российской федерации по его совершенствованию / Г.Г. Онищенко // Гигиена и санитария. 2004. - № 3. - С.3-5.

101. Осокин, И.Н Химический состав снежного покрова на территории СССР / И.Н. Осокин // Известия Академии Наук СССР. Серия: география. 1963. - №3. -С.25-41.

102. Павлов, В.Е. Дневная изменчивость загрязненности аэрозолем атмосферы города Барнаула / В.Е. Павлов, В.В. Пашнев // Сибирский экологический журнал. -№ 2. -2003. С. 205-208.

103. Павлов, В.Е. Снежный покров как индикатор загрязнения урбанизированных территорий Алтайского края / В.Е. Павлов, И.А. Сутбринин, И.В. Хватов и др. // Оптика атмосферы и океана. 2009. - Т. 22, № 1. - С. 96-100.

104. Пасечник, Е. Ю. Эколого-геохимическое состояние природных сред территории города Томска / Е.Ю. Пасечник // Вестник Томского государственного университета. 2008. - №306. - С. 149-153.

105. Перцик, E.H. Города мира. География мировой урбанизации. / E.H. Перцик. -М., 1999.-380 с.

106. Петерсон, А. М. Руководство для большого практикума по микробиологии /

107. A.M. Петерсон, Е.В. Глинская, О.Ю. Ксенофонтова и др. Саратов.: Издательство Саратовского университета, 2008 68 с.

108. Петров, A.B. Оценка параметров аэрозольных выбросов в атмосферу от стационарных источников / A.B. Петров, И.А. Суторихин. Вопросы санитарно-эпидемиологического благополучия в Алтайском крае. Барнаул: Изд-во Аз Бука, 2003.-С. 87-90.

109. Пивоваров, Ю.Л. Россия и мировая урбанизация: антропокультурная и пространственная динамика. / Ю.Л. Пивоваров Нальчик: Полиграфсервис и Т, 2007. - 336 с.

110. Плохинский, H.A. Математические методы в биологии. Учебно-методическое пособие. / H.A. Плохинский. М.: Изд-во МГУ, 1978. - 340 с.

111. ИНД Ф 14.1:2:4.111-97 Методика измерений массовой концентрации хлорид-ионов в питьевых, поверхностных и сточных водах меркуриметрическим методом.

112. ПНД Ф 14.1:2.159-2000 Методика выполнения измерений массовой концентрации сульфат-ионов в пробах природных и сточных вод турбидиметрическим методом

113. ПНД Ф 14.1:2:4.4-95 Методика измерений массовой концентрации нитрат-ионов в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой

114. ПНД Ф 14.1:2.214-06 Методика выполнения измерений массовых концентрации железа, кадмия, кобальта, марганца, никеля, меди, цинка, хрома и свинца в природных и сточных водах методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии

115. Прокачева, В.Г. Снежный покров в сфере влияния города / В.Г. Прокаче-ва,

116. B.Ф. Усачева. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - С. 10-14.

117. Рапута, В.Ф. Мониторинг загрязнения снегового покрова в окрестностях автотрасс / В.Ф. Рапута, В.В. Коковкин, О.В. Шуваева и др. // Оптика атмосферы и океана. 2002.-Т 15, № 11. - С.1031-1035.

118. Решетников, М.В. Результаты геохимической снеговой съемки локального участка территории г. Саратова / М.В. Решетников, Л.В. Гребенюк, Т.Д. Смирнова

119. Известия Саратовского Университета. Новая Серия. Серия Науки о Земле. -2010.-Т. 10, №1. -С.74-80.

120. Рихтер, Г. Д. Снежный покров: сборник. / Г.Д. Рихтер. М.: Географгиз, 1960. -С. 54-61.

121. Робакидзе, Е.А. Химический состав снеговых вод еловых древостоев средней тайги / Е.А. Робакидзе, В.Н. Торлопова, К.С. Бобкова // Вестник института биологии Коми НЦ УрО РАН. 2008. - № 12. - С. 11-16.

122. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / под ред. Н.С. Егорова. М.: Издательство Московского университета, 1995. - 384с.

123. Сает, Ю.У Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. - 335 с.

124. Саратов: комплексный геоэкологический анализ / Под ред. A.B. Иванова. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. 248 с.

125. Селиванов, А.О. Экологические кризисы как необходимое звено развития системы общество-природа / А.О. Селиванов. М.: Научный мир, 2006. - Т.2. - С. 508-530.

126. Семенов, В.Т. Формирование устойчивого развития мегаполисов. Урбанистические аспекты. / Семенов В.Т., Штомпель Н.Э. X.: Харьк. нац. акад. город, хоз-ва, 2009. - 340 с.

127. Сысо, А. И. Загрязнение атмосферы, снегового и почвенного покрова г. Новосибирска / А. И. Сысо, В. С. Артамонова // Оптика атмосферы и океана. -2005.-№8.- С. 663-669.

128. Теппер, Е.З., Практикум по микробиологии. / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева и др. М.: Дрофа, 2005. - 256 с.

129. Толстихин, Д.О. Методика геоэкологического зонирования городов. / Д.О. Толстихин // Экополис 2000: Экология и устойчивое развитие города. Мат. III междунар. конф. М.: Изд-во РАМП, 2000. - С.201-202.

130. Торгашкова, О.Н. Практикум по основам химического взаимодействия растений / О.Н. Торгашкова. Саратов, 2008. - С. 7-17.

131. Федоров, М.В. Микробиология: учеб. / М.В. Федоров. М.: Гос. Изд-во сельхозлитературы, 1960. 350 с.

132. Фельдман, Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта как источника загрязнения атмосферного воздуха. / Ю.Г. Фельдман. М.: Медицина, 1975. - 144 с.

133. ФР.1.39.2007.03222 Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: «Акварос», 2007. - 51 с.

134. Худяков, Г.И. К вопросу о геолого-геоморфологическом строении территории города Саратова / Г.И. Худяков, А.Н. Никифоров // Недра Поволжья и Прикаспия. -2001.-№27.-С. 20-24.

135. Цаценко, JI.B. Методика биотестирования почвы на основе ряскового теста в агроэкологическом мониторинге / JI. В. Цаценко, Н. Г. Малюга. Краснодар: КубГАУ, 2003. - С. 1-56.

136. Чефранов, И.П. Измерение динамики загрязнения снежного покрова г. Барнаула / И.П. Чефранов // Физика, радиофизика новое поколение в науке. Сб. статей. Барнаул, 2005. - С. 97-99.

137. Чефранов, И.П. Элеметный анализ загрязнения снежного покрова г. Барнаула / И.П. Чефранов // Физика, радиофизика новое поколение в науке. Сб. статей. Барнаул, 2004. - С. 168-171.

138. Шестакова, Г.А. Биоиндикационная оценка состояния окружающей среды и перспективы ее применения. / Г.А. Шестакова, А.Б. Стрельцов // Сборник научных трудов. Калуга: Издательство КГПУ, 1998. - Вып.4. - С. 283-287.

139. Шлегель Г. Общая микробиология. М., 1987. - 316 с.

140. Шуваева, A.C. Новые биоиндикаторы в оценке качества городской среды / A.C. Шуваева // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. -2010. №7. - С.98-99.

141. Экологический мониторинг / под ред. Т.Я. Ашихминой. М.: Академический проект, 2005. - 196 с.

142. Экология микроорганизмов / под ред. А.И. Нетрусова. М.: Академия, 2004. - 266 с.

143. Энциклопедия Саратовского края (в очерках, фактах, событиях, лицах) -Саратов: « Приволжское книжное издательство». 2002. - С. 111-112.

144. Яницкий, О.Н. Экология города. Зарубежные междисциплинарные концепции. / О.Н. Яницкий. М ., 1984. - 240 с.

145. Бордон С.В. Формирование геохимических аномалий в снежном покрове урбанизированных территорий / С.В. Бордон // Лггасфера. 1996. - №5. - С. 172177.

146. Таширев, А.Б. Полирезистентность и сверхустойчивость к тяжелым металлам антарктических микроорганизмов / А.Б. Таширев, H.A. Матвеева, В. А. Романовская и др. // Доповда Нацюнально1 академй' наук УкраТни. 2007. -№11.-С. 170-175.

147. Calder, K.L. Multiple-source plume models of urban air pollution their general structure / K.L. Calder // Atmospheric Environment. - 1977. - V. 11. - P. 403-414.

148. Gieska, M. Lokal erhöhte Schwernietallkonzentrationen in Urbanen Boden diurch Versickerung von Dachsbflussen / M. Gieska, H. Tanneberg, R. Van der Ploeg Rienk // Wasser+Boden. 2000. - V. 52, №3. - S. 41-45.

149. Graeded, Т.Е. Atmospheric chemical compounds. Sources, occurrence and bioassay / Т.Е. Graeded, D.T. Hawkins, L.D. Claxton // From review in J. Am. Chem. Soc. -1987. V. 109, №. 16. - P. 744.

150. Grant, W.G. Chromosome aberrations in plant as a monitoring system / W.G. Grant // Environ. Health Persp. 1978. - №27. - P. 37-43.

151. Lasat, M.M. Phytoextraction of toxic metals. A review of biological mechanisms / M.M. Lasat // J. Environ. Quality. 2002. - V. 31. - P. 109-120.

152. Norrstrom, A.C. The impact of road de-icing salts (NaCl) on colloid dispersion and cation pools in roadside soils / A.C. Norrstrom, E. Bergstedt // Water, Air and Soil Pollut. 2001. - V. 127. - P. 381-299.

153. Owen, W.F., Bioassay for monitoring biochemical methane potential and anaerobic toxicity / W.F. Owen, D.C. Stuckey, J.B. Healy, L.Y. Young, P.L. McCarty // Water Research. 1979. V. 13, Issue 6. - P. 485-492.

154. Peirson, D.H. Trace elements in the atmospheric environment. / D.H. Peirson // Nature. 1973. - V. 241, №5387. - P. 252-256

155. Scott, B.C. Suifate washout rations in winter storms. / B.C. Scott // J. Appl. Meteorol. 1981. -V. 20.-P. 619-625.

156. White, D. Cartographic and Geometric Components of a Global Sampling Design for Environmental Monitoring / D. White, J.A. Kimerling, S.W. Overton // Cartography and Geographic Information Science. 1992. -V. 19, № 1. P. 5-22(18)

Информация о работе

Быкова, Марина Алексеевна
кандидата биологических наук
Саратов, 2012
ВАК 03.02.08

Диссертация

Оценка степени антропогенной нагрузки на урбосистемы г. Саратова по данным экологического мониторинга снежного покрова - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы