
- •1 Мониторинг окружающей среды
- •1.1 Биотестирование. Биоиндикация
- •1.3 Окружающая среда. Оценка качества среды
- •1.4 Экологическое нормирование
- •2 Методы анализа в экологии
- •2.1 Тест-методы
- •2.2 Биологические методы анализа
- •3 Растения-индикаторы. Биоиндикационные исследования
- •3.1 Индикаторная роль растительности при экологических исследованиях
- •3.2 Виды-биоиндикаторы
- •3.3 Выбор метода биоиндикационных исследований
- •3.4 Методика анализа флуктуирующей асимметрии
- •3.5 Достоинства биоиндикации, основанной на анализе морфометрических признаков растений
- •4 Объект и предмет исследования
- •4.1 Методика сбора листьев березы повислой (betula pendula roth.)
- •4.1 Автоматизированный компьютерный анализ симметрии листа Betula pendula
- •4.2 Подготовка почвенных образцов к анализу
- •4.3 Проведение рентгенофлуоресцентного анализа почвенных образцов
- •5 Расчет кфа листьев березы повислой (betula pendula roth.)
- •6 Минеральный состав березы повислой (betula pendula roth.)
- •7 Результаты элементного анализа почв
4.2 Подготовка почвенных образцов к анализу
Сбор почвенных образцов проводился в летний период (июнь – июль). По городу, в определенных пунктах, отбирались объединенные пробы, состоящие из 5 точечных проб с площади 5 х 5 м, расположенных конвертом. Точечные пробы отбирались на глубину 0-10 см. Подготовка почвы к анализу состояла в измельчении материала, удалении посторонних примесей, просеивании через сито с диаметром отверстий 1 мм и сокращении до небольшой массы (около 500 г). Для сокращения пробы пользовались методом квартования (рисунок 4
Рисунок 4 -Метод квартования
Измельченный материал тщательно перемешивали, рассыпали ровным тонким слоем в виде квадрата или круга, делили на четыре сектора. Содержимое двух противоположных секторов отбрасывали, а двух остальных соединяли вместе. Операцию квартования проводили многократно, после чего среднюю пробу высушивали до воздушно-сухого состояния в сушильных шкафах при температуре 30-40°, а затем измельчали до мелкодисперсного состояния в ступке. Затем почву еще раз просеивали через мелкое сито, чтобы предупредить попадание крупных частиц и остатков растений. Подготовленную таким образом почву использовали для приготовления «таблетки» с целью дальнейшего определения элементного состава [11, 12].
4.3 Проведение рентгенофлуоресцентного анализа почвенных образцов
Подготовленная почва взвешивалась, отбиралась навеска необходимой для анализа массы. Отобранный таким образом материал смешивали с клеем в ацетоне, после чего на специальной пресс-форме формировались «таблетки».
Определение элементного состава почв проводилось при помощи рентгенофлуоресцентного анализатора ElvaX с оригинальным программным обеспечением (рисунок 5 ).
Рисунок 5 - Ренгенофлуоресцентный анализатор ElvaX [13]
Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) – это один из лучших аналитических методов для элементного анализа самых различных проб – жидкостей, твердых веществ и порошков. РФ анализ сочетает высокую точность и воспроизводимость с простой и быстрой пробоподготовкой. При этом можно проводить определение содержания элементов от бериллия (Be) до урана (U) [14].
5 Расчет кфа листьев березы повислой (betula pendula roth.)
Коэффициент флуктуирующей асимметрии позволяет сделать общий вывод о благополучном либо неблагополучном состоянии среды произрастания растения-индикатора по ответной реакции растений на загрязнение среды произрастания или по накоплению вредных веществ в теле растений пропорционально их содержанию в окружающей среде. Анализ приведенных данных свидетельствует о том, что в процесс исследований были включены объекты, произрастающие как на условно чистых территориях, так и в зонах интенсивного антропогенного воздействия (химического, радиационного и радиационно-химического) [15].
На основании данных, полученных при анализе морфометрических признаков листовой пластинки, рассчитывались коэффициенты флуктуирующей асимметрии (КФА) для каждой отдельной точки, среднее значение КФА для населенного пункта
Рисунок 6 - Показатели КФА Betula pendula Roth.
В целом уровень загрязнения по городу Минску равен 3 баллам по приведенной шкале (таблица 1). Вследствие того, что Минск является крупным населенным пунктом с хорошо развитым промышленным комплексом, а также крупным транспортным узлом, можно сделать вывод, что уровень антропогенного давления на окружающую среду здесь достаточно высок, что отражается на морфологических характеристиках листовых пластинок растения-индикатора Betula pendula Roth.
Также следует отметить, что в точках 3 (ул. Монтажников (ТЭЦ 4)) и 4 (Партизанский проспект (МКАД)) были выявлены определенные морфологические особенности листовых пластинок:
- сближение жилок;
- отсутствие верхушки;
- «овальные» листовые пластинки (рисунки 7, 8).
Данные деформации листовых пластинок березы повислой могут свидетельствовать о том, что общий уровень загрязнения мест сбора материала достаточно высок, однако количество листовых пластинок с определенными видами асимметрии незначительное, преобладает одностороннее сближение жилок [16].
а)
б)
Рисунок 7 - Сближение жилок: а) одностороннее, б) двухстороннее
а)
б)
Рисунок 8 - Аномальные листовые пластинки Betula pendula Roth.: а) отсутствие верхушки, б) «овальная» листовая пластинка