1.5. Особливості біоіндикації для визначення рівня екологічної безпеки урбанізованих територій

Діюча система контролю за забрудненням навколишнього середовища ґрунтується на кількісному порівнянні компонентного складу проб з гранично допустимими концентраціями (ГДК) забруднюючих речовин. Небезпечність техногенного впливу оцінюється на основі сумарного коефіцієнту техногенного забруднення, розрахованого відповідно до даних валового вмісту хімічних елементів. Такий підхід є не завжди ефективним. У наш час кількість речовин-забруднювачів, здатних впливати на екологічний стан біоти, перевищила мільйон найменувань, крім того, щорічно синтезується понад чверть мільйона нових речовин [6].

У результаті перетворень в природному середовищі відбувається синтез нових сполук, які можуть бути токсичнішими за вихідні інгредієнти. Прикладами таких речовин можуть бути метилртуть, сполуки важких металів з детергентами, пестицидами і т.д. Шкідливий вплив фізичних, хімічних та інших факторів при їх комбінуванні може послаблюватися (антагонізм) або посилюватися (синергізм). Ізольованої дії не існує, є лише спільний вплив усього комплексу чинників.

Складовими біологічного контролю стану довкілля є біологічна індикація та біологічне тестування. Методи біотестування, що ґрунтуються на відповідній реакції живих організмів на негативний вплив забруднюючих речовин, здатні дати достовірну інформацію про якість компонентів навколишнього середовища. Основу біотестування становить визначення шкідливого впливу токсичних речовин на процеси життєдіяльності та життєві цикли живих організмів. Ці методи оцінки мають наступні характеристики:

• швидкість проведення;

• доступність і простота проведення експериментів;

• відтворюваність і достовірність отриманих результатів;

• економічність як в матеріальному відношенні, так і щодо затрат праці;

• об’єктивність отриманих даних.

По суті, біотестування – це визначення токсичності проби (води, ґрунту, донних відкладень і т.д.) для даної культури організмів у лабораторному експерименті. В основі біотестування лежить такий метод наукового пізнання як біологічне моделювання. Всяка модель є певною мірою специфічною формою відображення дійсності. При біотестуванні відбувається перенесення знань з простої системи (змодельованої екосистеми в лабораторному досвіді) на складнішу (екосистему в реальних умовах) [26].

Біоіндикація є методом встановлення токсичності середовища на основі вивчення особливостей реакції тест-організмів, що сигналізує про рівень екологічної безпеки або небезпеки незалежно від того, які саме токсиканти і в якому співвідношенні призводять до змін життєво важливих функцій у тест-організмах.

Розділ 2 матеріали та методика дослідження

2.1. Природно-кліматичні умови району дослідження

Черкаси – обласний центр України, розташований на правому березі р. Дніпро у верхній частині Кременчуцького водосховища. Місто поділяється на Придніпровський та Соснівський райони. Площа, яку займають зелені насадження, становить 2070,8 га, що складає 29% від площі міста.

Місто розташоване на високому плесі правого берега Дніпра, в середній частині течії в зоні Правобережного Лісостепу, що належить до Східно-Європейської лісостепової геоботанічної провінції. Це найбільший промисловий центр області, площа якого близько 77,6 км². Одне з центральних областей України, що має помірно-континентальний клімат. Панують помірні континентальні повітряні маси, хоча протягом року спостерігається дія трансформованих морських повітряних мас, а також вторгнення арктичних і тропічних повітряних мас.

З географічним положенням пов’язана тривалість сонячного світла, розподіл сонячної радіації і характер циркуляції атмосфери. Середня річна кількість сонячного світла на Черкащині становить 2120 год., а сумарна сонячна радіація становить 110-105 ккал/см². Радіаційний баланс складає 1850-1950 МДж/м². Характер атмосферної циркуляції визначається частою зміною циклонів і антициклонів. Над областю проходить понад 45 циклонів на рік, а антициклонів – від 35 до 40.

Циклональна погода формується залежно від впливу Ісландського мінімуму, де в основному й зароджуються циклони, що визначають погоду в різні пори року. Влітку вони приносять похолодання і дощову погоду, а в зимову пору – потепління.

Але циклони можуть зародитися не тільки на півночі Атлантики. Середземне море восени і взимку також суттєво впливає на клімат Черкащини.

Середньорічна температура повітря +7,2°С… +7,6°С, найжаркішого місяця +19,5°С…+20°С, а найхолоднішого –5,9°С. Максимуми зафіксовані такі: літо +39°С, а зима –37°С. Період із середньою температурою складає близько 3000°С, але в аномальні роки (теплі і холодні) ці суми можуть змінитися в межах 300-400°С. Вегетаційний період продовжується 200-205 днів. Такі температурні умови дають можливість вирощувати більшість сільськогосподарських культур помірного поясу. Цьому сприяють і опади, середньорічна кількість яких становить 450-520 мм на рік. Сума позитивних температур за вегетаційний період +10°С і вище дорівнює в західних районах 2550-2600°С, а на решті території 2650-2900°С.

Переважний напрям вітрів – західний і північно-західний, середня швидкість дорівнює – 3-6 м/с.

Опади розподіляються нерівномірно. Стійкий сніговий покрив, за даними багаторічних спостережень, продовжується з 14-22 грудня до 21-23 березня. Протягом зими він часто зникає у зв’язку з тривалими і частими відлигами. Узагалі, зима характерна тим, що переважає похмура погода з частими, але незначними опадами. Вони можуть бути твердими, але часто випадають і у вигляду дощу. Влітку, як правило, спостерігається тепла, а також в окремі роки досить спекотна погода. Західні вітри приносять значну кількість вологи, яка літом випадає у вигляді злив з градом і шквалистими вітрами. В окремі роки спостерігається атмосферна засуха у поєднанні з ґрунтовою.

Клімат Черкащини належить до антлантико-континентальної області помірного поясу з незначним коливанням температур і зростанням континентальності із заходу на схід [20].

Складні геологічні процеси на території дослідження сприяли формуванню різних ґрунтоутворюючих порід. Домінуючими є леси і лесоподібні суглинки. Серед зональних типів ґрунтів переважають чорноземи типові малогумусні та лучно-чорноземні ґрунти.

Своєрідність географічного розташування міста, розвиток промислового та житлового будівництва і значна кількість великих хімічних підприємств, зумовлюють наявність специфічних антропогенно порушених екотопів, які є осередками спонтанної рослинності.