Екологічний стан компонентів довкілля пзф Харківського району на прикладі заказника «рязанова балка»

Сл.2: Екологічний стан Харківського району обумовлений розвиненою інфраструктурою промислового та сільськогосподарського виробництва, транспорту, будівельної індустрії, що негативно впливає на стан навколишнього природного середовища.

Ботанічний заказник місцевого значення «Рязанова балка» площею 10 га, розташований біля с. Рогань. Ділянка східного варіанту лугового степу, де збереглись рідкі рослини, які знаходяться під загрозою зникнення: ковила волосиста, ірис низький, анемона, півонія вузьколиста, сон-трава.

Сл.3: Мета роботи – встановлення рівня антропогенної нагрузки на ґрунт та дикорослі рослини ботанічного заказника «Рязанова балка».

Об’єкт дослідження – звіробій звичайний (Hypericum perforatum L.), шавлія лікарська (Salvia officinalis), деревій звичайний (Achillea millefolium) та ґрунт (чорнозем схиловий важкосуглинковий на лесовидному делювії).

Предмет дослідження – вміст ВМ у ґрунті, дикорослих рослинах ботанічного заказника.

Завдання: ‑ Визначити вміст рухомих форм ВМ у ґрунті та дикорослих рослинах в умовах природно-заповідної території;

‑ надати оцінку екологічної якості дикорослих рослин, що збиралися в умовах природного середовища;

‑ встановити закономірності міграції важких металів у системі «ґрунт – дикорослі рослини».

Методика дослідження. Відбір ґрунтових зразків виконували згідно з ДСТУ 4287:2004. Площа пробної ділянки становила 50 м². Глибина відбору ґрунтових зразків склала 0-20 см.

Аналітичні роботи проведені в хімічно-аналітичній лабораторії екологічного факультету ХНУ імені В.Н. Каразіна. В ґрунтових зразках визначено рухомі форми ВМ в буферній амонійно-ацетатній витяжці (рН 4,8) методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії.

Оцінку екологічної якості ґрунтів визначено за ступенем забруднення ґрунтів ВМ щодо перевищення ГДК, а також за показником полі елементного забруднення, а саме за сумарним показником забруднення Z_CJ. Встановлення особливостей поведінки важких металів у системі «ґрунт – дикорослі рослини» проводили за оцінкою коефіцієнтів біоакумуляції.

Сл.4: За результатами проведених досліджень визначено, що вміст хімічних елементів (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn, Al) в ґрунті не перевищував ГДК (табл. 1).

Сл.5: Наші дослідження виявили поліелементне забруд-ня ґрунту цинком, міддю, залізом, хромом (таб.2

Коефіцієнт концентрації Zn складає 8,4. Коефіцієнти концентрації Fe та Cu мають декілька менші значення: 4,6 та 4,4 відповідно, коефіцієнти концентрації Cr ‑ 2,6. Забруднення ґрунту саме на цинк можливо пояснити тим, що в процесі техногенного розсіювання цей елемент створює найбільш поширені зони забруднення, які залежно від міцності джерела викидів можуть досягати 25 км.

К_СІ = С_І/С_Ф,

де, С_І – концентрація елементу в ландшафтному компоненті, що досліджується;

С_Ф – його природний фон.

Сл.6: Якісний склад полютантів показав, що домінуючими джерелами забруднення є промислові викиди міста і ґрунти знаходяться під антропогенним тиском, рівень якого можливо оцінити за допомогою сумарного показника забруднення ґрунту Z_CJ.

Z_CJ= ∑ К_СІ– (n – 1),

де, К_СІ ‑ коефіцієнт концентрації ВМ;

j – компонент ландшафту (в наших дослідженнях це ґрунт);

n – загальна кількість врахованих хімічних елементів (підсумовується значення К_СІ>1).

Розрахунок сумарного показника забруднення (Zcj = 17,1) виявив, що ґрунт досліджуваного об’єкту має помірний рівень забруднення.

Сл.7: Аналіз хімічного складу дикорослих рослин показує, що пріоритетними металами є Fe, Mn та Zn (табл. 3). Такі елементи, як плюмбум, кобальт, хром та кадмій, зафіксовано у найменших кількостях – Pb (до 0,11 мг/кг), Со (до 0,36 мг/кг), Cr (до 0,22 мг/кг), Cd (до 0,1 мг/кг).

Сл.8-Сл.10: Порівняльний вміст хімічних елементів, показує те, що загалом дикорослі рослини мають одинакові значення. Деяку різницю можна пояснити лише фізіологічними особливостями рослин.

Сл.11: Представлені дані дозволяють провести аналіз поведінки важких металів у компонентах системи «ґрунт – дикорослі рослини» за допомогою розрахунку коефіцієнтів біоакумуляції.

Розрахунок коефіцієнту біоакумуляції здійснювався за наступною формулою:

К_Б = С_Р/ С_п

де С_Р – концентрація хімічного елементу у рослині, мг/кг;

С_{п -} концентрація хімічного елементу у ґрунті, мг/кг.

Генетичний контроль є важливим чинником формування елементарного хімічного складу рослин. Завдяки генетичному контролю виявляються біологічні потреби рослин. Екологічними чинниками обумовлено реальне забезпечення фізіологічно обумовлених потреб в конкретних умовах зростання. З цієї точки зору коефіцієнти біоакумуляції для рослин, які ростуть на незабруднених ґрунтах, можна розглядати як показники того, наскільки зовнішні чинники відповідають вимогам рослин, або наскільки гармонійні " стосунки між попитом і пропозицією" (В. Б. Ільїн, 1985).

Результати показують, що всі досліджувані дикорослі рослини виявляють акумулятивні здібності по відношенню заліза, шавлія лікарська по відношенню до міді, а звіробій звичайний до алюмінію. Коефіцієнти біоакумуляції інших металів у дикорослих рослинах значно нижче. Коефіцієнти біоакумуляції свинцю складали: для деревія звичайного 0,29, для шавлії лікарської – 0,20, для звіробія звичайного – 0,22. Значно залежали коефіцієнти біоакумуляції кадмію від видового складу рослин: 0,54 для деревія звичайного, 0,72 для звіробія звичайного, 0,90 для шавлії лікарської. Видова варіабельна коефіцієнтів біоакумуляції досить добре відслідкується також і для міді, і для алюмінію.

 

Сл.12: ВИСНОВКИ

Узагальнивши отримані результати, можна зробити наступні попередні висновки. Дикорослі рослини ботанічного заповідника ростуть на помірно забруднених ґрунтах. У цих умовах провідним чинником, обумовлюючим елементарній хімічний склад дикорослих рослин виступає генетичний контроль, який визначає потребу рослин в хімічних елементах. Це підтверджується значеннями коефіцієнтів біоакумуляції, які показують наступне:

‑ перехід металів в системи "грунт - дикорослі рослини" залежить від видового складу рослин;

‑ усі вивчені види рослин не накопичують токсичного свинцю і кадмію;

‑ акумулятивні здібності по відношенню до заліза дикорослих рослин поясняються низьким вмістом його доступних для живлення форм та включення рослинами механізмів, які сприяють його біологічному поглинанню.

Таким чином, в умовах помірного антропогенного навантаження хімічний склад рослин детермінується механізмами генетичного контролю рослин.