Вплив автомобільного забруднення повітря на продиховий апарат самшиту вічнозеленого



Дата05.02.2018
өлшемі161.99 Kb.


Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Управління освіти Чернівецької міської ради

Чернівецький військово-спортивний ліцей-інтернат


Екологічний проект на тему:

Вплив автомобільного забруднення повітря на продиховий апарат самшиту вічнозеленого (Buxus sempervirens L.) міста Чернівці




Виконала:

учень 10-Б класу

Нагірняк Я. І.

Науковий керівник:

вчитель біології,

Гривул О.В.

Чернівці, 2015


ЗМІСТ
ВСТУП

РОЗДІЛ 1. СТАН ПОВІТРЯ УРБАНІЗОВАНОГО СЕРЕДОВИЩА.

1.1. Склад забрудненого повітря……………………………………………..5

1.2. Вплив забрудненого повітря на рослинний організм……………….….8

РОЗДІЛ 2. ОБ’ЄКТ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ……………………….10

РОЗДІЛ 3.РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ.

3.1 Залежність кількості продихів від стану автомобільного забруднення повітря……………………………………………………………………………….13

3.2. Морфометричні параметри продихів епідерми листків дерев та кущів із різних місць зростання на території м. Чернівці………………………………..15

ВИСНОВКИ………………………………………………………………......16

ЛІТЕРАТУРА………………………………………………………………....17



ВСТУП
Актуальність теми. Сучасні темпи життя ініціюють збільшення кількості автомашин, що неодмінно призводить до підвищення рівня викидів автотранспорту. Давно відомо, що викиди цих засобів пересування негативно впливають на розвиток будь-яких рослинних організмів [2]. Зелені насадження захищають людину, постають своєрідним бар’єром або фільтром на шляху полютантів.

Звісно, що в цьому разі більшість пилу, шкідливого газу або інших забруднювачів потрапляє на поверхню, а якась частина і поглинається листками рослин. Це негативно позначається на рослині через зміни у фізіолого-біохімічних реакціях рослинного організму, які можуть викликати морфологічні та анатомічні зміни у органах та тканинах. Характер цих змін залежить від рівня стійкості рослин та кількості і складу полютантів у повітрі, від яких найбільш страждають листки, як органи асиміляції, що мають найбільший контакт із навколишнім середовищем. Від стану асиміляційного апарату залежить ріст та розвиток рослини в цілому, тому щоб зрозуміти характер впливу, необхідно вивчати дію викидів автотранспорту на рослинні організми на всіх рівнях, в тому числі й на анатомічному.

Роботи з вивчення реакції анатомічної будови продихового апарату: Самшиту вічнозеленого за дії викидів автомобілів у повітря не відомі.

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень було проаналізувати вплив автомобільного забруднення повітря на продиховий апарат листків самшиту вічнозеленого міста Чернівці.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:



  • опрацювати літературу про вплив викидів автомобілів у повітря на рослини;

  • виявити залежність кількості продихів від стану забруднення повітря;

  • виявити розміри продихів у місцях з різною концентрацією викидів в повітря;

Об’єкт дослідженняпродиховий апарат самшиту вічнозеленого (B. sempervirens L.).

Предмет дослідженнявплив автомобільного забруднення повітря на морфометричні показники та кількість продихів епідерми листка на одиницю площі самшита вічнозеленого (B. sempervirens L.).

Методи дослідження: лабораторно-польовий; морфо-фізіологічний – визначення біометричних показників рослин, зокрема стану продихового апарату листків; методи математично-статистичної обробки результатів досліджень.

РОЗДІЛ 1

СТАН ПОВІТРЯ УРБАНІЗОВАНОГО СЕРЕДОВИЩА.

1.1. Склад забрудненого повітря

Чернівці – складна природно-містобудівна система. Серед антропогенних факторів зміни природнього середовища міста найбільш негативний влив чинять промислові, транспортні, будівельні та комунальні об’єкти [7]. Якщо порівняти вплив стаціонарних і мобільних джерел забруднення повітря, то для міського середовища всі види транспорта стають більш вагомими, а найвагомішим з них автомобільний [1].

Одним з негативних факторів, пов’язаних з масовим використанням автомобілів у сучасному світі, є зростаючий шкідливий їх вплив на навколишнє середовище та здоров’я людини. Це зумовлено, насамперед, викидом значної кількості шкідливих речовин [2].

Транспортні засоби дають приблизно 74% всіх шкідливих викидів. У зв’язку з цим у транспортних зонах спостерігається найбільш сильна зміна концентрації хімічних речовин у компонентах природи. До цих зон входять автотранспортні магістралі і смуга місцевості вдовж трас шириною (по обидва боки) до 100 м. Тут спостерігаються аномалії з перевищенням в 2-2,5 рази фону свинцю в ґрунтах [7].

У складі відпрацьованих газів автомобілів найбільшу питому вагу за об'ємом мають - монооксид вуглецю (0,5-10%), оксиди азоту (до 0,8%), неспалені вуглеводні (0,2-3,0%), альдегіди (до 0,2%) та сажа. В абсолютних величинах на 1000 л палива карбюраторний двигун викидає з вихлопними та партерними газами: 200 кг монооксиду вуглецю, 25 кг вуглеводнів, 20 кг оксидів азоту, 1 кг сажі, 1 кг сірчистих сполук [5].

Оксид вуглецю – продукт неповного згорання органічного (вуглеводневого) палива, який утворюється переважно в бензинових двигунах при роботі на багатих паливоповітряних сумішах. Причиною виникнення оксиду вуглецю в цьому випадку є нестача кисню для повного окислення вуглецю, який входить до складу палива [2].

Виявлено, що найвища середня концентрація СО в атмосферному повітрі у м. Чернівці, протягом дня спостерігається на вул. Пр-т Незалежності (табл.1.) що узгоджується з найвищою інтенсивністю руху автотранспорту на даній вулиці. Другою за вмістом чадного газу у повітрі є вул. Червоноармійська. Найменший вміст чадного газу виявлено в атмосферному повітрі вул. Пд-Кільцевій. [11]


Таблиця 1.

Концентрація СО в атмосферному повітрі на вулицях м. Чернівці.

п/п

Досліджувані вулиці

Середня концентрація СО протягом дня, мг/м³



Проспект Незалежності

11,32±2,19



Головна

3,06±1,05



Червоноармійська

4,94±0,66



Пд.-Кільцева

3,48±1,52


Оксид азоту – сполуки азоту з киснем. Джерелами надходження оксиду азоту в атмосферу є підприємства хімічної промисловості, виробництво мінеральних добрив, вибухових речовин, нітратної кислоти, бактеріальний розклад силосу та ін.

Найбільші обсяги викидів оксиду азоту в атмосферу - від автомобільного транспорту. Динаміка концентрацій оксиду азоту у міське повітря протягом доби тісно пов’язана з інтенсивністю руху транспорту й сонячного випромінювання. Так, у світловий час доби накопичення в атмосфері оксиду азоту зростає внаслідок фотохімічного окиснення цього газу. У процесі перетворень у стратосфері оксид азоту спричиняє руйнування озону [5].

Автомобілі використовують бензин, в Україні до якого додають сполуки свинцю для підвищення октанового числа. Етильований бензин ще й досі переважає, а раніше його частка сягала 70%. Свинець у бензині не лише забруднює довкілля, а й знижує функцію каталізаторів, що застосовують для знешкодження токсичних продуктів згоряння палива у двигунах автомобіля.

Використання природного газу як палива дещо зменшує вміст токсичних компонентів у продуктах згоряння. У багатьох країнах проводились експерименти щодо використання альтернативних видів палива: водню, вугільних суспензій, аміаку, олії та ін., але в Україні немає бази для їх впровадження.

Найменше оксиду вуглецю викидається за швидкості руху 70-75 км/год. Зі зменшенням швидкості від 60 до 30 км/год викид оксиду автомобілем підвищується у 2,2 рази, а зі збільшенням її до 80 км/год – у 3,7 рази.

Найбільша кількість токсичних речовин виділяється за перемінних режимів роботи двигуна, зокрема під час пуску й зупинки, а також під час роботи в холостому режимі. Тому в містах максимальна концентрація токсичних речовин спостерігається на перехрестях, біля світлофорів, під час долання узвозів. Близько 50% викидів автотранспорту в межах міста припадає на траси з малою швидкістю руху і менше 25% - на швидкісні траси.

Викиди автотранспортних засобів особливо небезпечні тому, що здійснюються в безпосередній близькості від тротуарів у зоні активного пішохідного руху (для міст та сіл) та вздовж трас (зелені зони доріг).

В Україні понад 200 млн. автомобілів викидають у атмосферу приблизно 200 млн. т. чадного газу, 40 млн. т. - вуглеводнів, 20 млн. т. – оксидів нітрогену, та значну кількість свинцю [4]..

За своїми хімічними властивостями, характером впливу на організм людини компоненти-забрудники поділяються на кілька груп. Так, до групи нетоксичних речовин належать нітроген, оксиген, гідроген, водяна пара. В групу токсичних речовин входять оксид карбону (чадний газ), оксиди нітрогену, чисельна група вуглеводнів, альдегіди, сажа, оксиди сульфіду.

Свинець (РЬ) та його сполуки утворюються в разі застосування етильованого бензину, який містить антидетонаційну присадку – тетраетилплюмбум. Сполуки свинцю застосовуються для підвищення октанового числа бензину, яке забезпечує одержання високих потужнісних та економічних показників бензинових двигунів. Поблизу автомобільних шляхів може затримуватися до 50% усього свинцю, який потрапляє у повітря з різних джерел. Один автомобіль виділяє в атмосферу в середньому 1 кг свинцю на рік.

Забруднення свинцем навколишнього середовища відбувається в декілька етапів. Після виходу з двигунів автомобілів він міститься в атмосферному повітрі у вигляді аерозолю. В подальшому, осідаючи як важкий метал на ґрунт і рослини, змінює їх якісний склад.

В атмосфері свинець швидко зв'язується зі слідами йоду й утворює стабільну сполуку PbJ2, яка перешкоджає проходженню сонячної радіації.

Сполуки свинцю зберігаються у повітрі протягом 1-4 тижнів. Тривалість перебування їх у повітрі залежить від розмірів часток: чим більші частки, то швидше вони осідають на землю [11].
1.2. Вплив забрудненого повітря на рослинний організм

З усіх форм деградації природного середовища найбільш небезпечним у наш час залишається забруднення атмосфери шкідливими речовинами, що негативно діють на людей і біоту. Забруднення атмосфери негативно впливає на зелені насадження, приводячи до порушень фізіологічних і біохімічних процесів, викликаючи пошкодження листків, загальне погіршення існування і навіть загибель рослин.

Проте деякі рослини можуть зростати на території промислових підприємств, адаптуючись до дії газів. Кожен вид рослин має різну стійкість до шкідливих сполук. Зазвичай в зоні забруднень одні види рослин сильно пошкоджуються і навіть гинуть, інші – різко знижують продуктивність, треті не мають ознак ушкодження і успішно виконують функцію очищення повітря від шкідливих домішок. Є відмінності і в стійкості рослин до окремих шкідливих газів і пилу [10].

Атмосферні гази діють на рослини неоднаково. Наприклад, у глинистих ущільнених ґрунтах нестача кисню веде до руйнування фізіологічного процесу і навіть до морфогенезу. Однак кисень і азот не відіграють такої ролі, як вуглекислий газ. Навіть незначні коливання його вмісту є дуже важливими для фотосинтезу. Деяке збалансування вуглекислого газу в повітрі зумовлює підвищення ефективності фотосинтезу, але вже при його вмісті понад 26,5% асиміляційний процес послаблюється або ж зовсім припиняється.

Екологічно важливі в житті рослини є різні домішки, які містяться в повітрі. Однак деякі з них згубно впливають на рослини. Наприклад, сірчистий газ, попадаючи в клітини рослин, порушує ферментативну діяльність, зумовлює зсідання колоїдів, порушує обмін речовин. Особливо чутливі до сірчистого газу гриби, лишайники, хвойні рослини, менш чутливі – покритонасінні. Шкідливий вплив на рослини проявляється при його концентрації в межах 0,0001%, а при 0,001-0,01% спостерігається їх сильне пошкодження.

Негативно впливають на рослини вихлопні гази автомобілів, в яких міститься досить багато окислу вуглецю та сірчистого газу. Рослини реагують на забруднення повітря газами передчасним пожовтінням і поступовим опаданням хвої та листя [14].

Оскільки аеротехногенне навантаження є новим екологічним фактором, у рослин ще відсутні специфічні захисні механізми від такої стресової дії і газостійкість рослин пояснюється наявністю у них механізмів адаптації до екстремальних факторів навколишнього природного середовища, тобто наявністю пре адаптивних структур, що виявляється у морфолого-анатомічних та фізіолого-біохімічних особливостях рослин [13].
РОЗДІЛ 2

ОБ’ЄКТ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Об’єктом дослідження є продиховий апарат самшиту вічнозеленого (B. sempervirens L.). Самшит вічнозелений представник родини Самшитові. Вічнозелені кущі або дерева висотою до 10 м. Плоди – яйцеподібні, трьохгранні коробочки, які розпадаються на 3 стулки [12]. Батьківщина самшиту вічнозеленого - Південна Європа, західна Азія, Північна Африка. Самшит вічнозелений є найбільш тіневитривалою рослиною. Зростаю на родючих карбонатних грунтах [3]. Ці дерева все ширше застосовуються в озелененні індустріальних міст України [8].

Дослідження проводили протягом 2013-2015 рр. на територіях п’яти точок, які характеризуються різним ступенем автомобільного забруднення:

1. Центральна площа.

2. Соборна площа. Основні автомагістралі м. Чернівці.

3. Проспект Незалежності.

4. Вулиця Калинівська.

5. Ботанічний сад Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича – відносно чиста територія в центрі міста, яку було взято за контроль.

Дослідження анатомічної будови листків проводили у вересні, проби відбиралися із середнього ярусу з східного боку крони.

Для дослідження епідерми використовуючи метод Молотковського-Полаччі. Репліки готували з нижньої епідерми листків, із середини листкової пластинки, біля центральної жилки. Аналізували їх за допомогою мікроскопа «Біолам С-12».

Анатомічні зрізи з живого матеріалу робили за допомогою бритви. Вивчали такі показники листкової пластинки: величину продихів епідермісу та їх кількість на відбитках нижнього епідермісу.

Для макрофотографування використовували відеоприставку DCM-130. Цифрове зображення анатомічних зрізів опрацьовували з допомогою комп’ютерної програми Microsoft Power Point

Статистичну обробку даних здійснювали статистично [6], за допомогою офісного пакету Exel.



РОЗДІЛ 3

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

3.1. Залежність кількості продихів Самшиту вічнозеленого від стану автомобільного забруднення повітря на одиницю площі.

Забруднення навколишнього середовища не змінює тип продихового апарату. Відомо, що ця ознака має високу стабільність і практично не варіює в межах виду [9]. Але шкідливі гази впливають на розміри та кількість продихів на одиницю поверхні.

Для самшиту вічнозеленого характерний округлого типу продихи. Продихи знаходяться на рівні основних клітин епідерми, поодинокі, рівномірно розташовані по всій поверхні. Продихові щілини орієнтовані у різні напрямки. Продихи перицитного типу (рис.1).



Рисунок 1. Продиховий апарат самшиту вічнозеленого.
Нами встановлено, що кількість продихів коливається у середньому від 103 до 248. Але у місцях з різним ступенем викидів їх число змінюється (табл. 2, рис.1). Так, у місцях з найбільшим забрудненням (Центральна площа) їх кількість збільшується у 2,5 рази, у порівнянні з контролем.

Таблиця 2.

Вплив викидів автомобільного транспорту на кількість продихів самшиту вічнозеленого.



Дослідна території

Кількість продихів на одиницю площі

1.

Центральна площа.

248,6±15,4

2

Соборна площа.

205±9,23

3

Проспект Незалежності.

210±12,9

4

Вулиця Калинівська.

204,4±10,0

5

Ботанічний сад

103,±11,63



АБ.ВГ

Рисунок 2 ­– Продиховий апарат самшиту вічнозеленого:

А ­– ботанічний сад

Б ­– вул. Калинівська;

В ­– Проспект Незалежності;

Г ­– Соборна площа;
3.2. Морфометричні параметри продихів епідерми листків самшиту із різних місць зростання на території м. Чернівці.

Зниження розмірів клітин епідермісу призводить до появи більшого числа продихів на одиницю площі. Одночасно зі збільшенням кількості продихів, зменшується їх розміри.

Нами встановлено, що довжина продихових клітин нижньої частини епідерми коливається від 28,64 до 20,16 мкм, а ширина – 29,24-18,56 мкм. (табл.3).

Так, довжина продихових клітин рослин, які зростали за умов забруднення викидами автотранспорту, знижується на 25% (Центральна площа), на вул. Проспекту Незалежності та Соборній площі – до 21% , по вул. Калинівській – на 19% порівняно з контролем.

Ширина продихів зменшилася на 36,5% - Центральна площа, на 33% – Соборна площа та вул. Проспекту Незалежності, та на 35% по вул. Калинівській порівняно з контрольною ділянкою.

Таблиця 3.
Вплив викидів автомобільного транспорту розміри продихів епідерми листків самшиту вічнозеленого.




Дослідна території

Довжина продихових клітин, мкм

Ширина продихових клітин, мкм

1.

Центральна площа.

20,16±0,53

18,56±0,52

2

Соборна площа.

21,16±0,61

19,72±0,38

3.

Проспект Незалежності.

21,28±0,46

19,56±0,46

4.

Вулиця Калинівська.

21,64±0,44

19,12±0,51

5.

Ботанічний сад

26,84±0,07

29,24±0,64


ВИСНОВКИ


  1. Для самшиту вічнозеленого характерний перицитного тип продиху. Продихи знаходяться на рівні основних клітин епідерми, поодинокі, рівномірно розташовані по всій поверхні. Продихові щілини орієнтовані у різні напрямки.

  2. Кількість продихів на нижній частині епідерми листка коливається від 103 до 248. Найбільша кількість продихових клітин епідерми спостерігається на Центральній площі та вул. Проспекту Незалежності, а найменша у таких місцях як, Ботанічний сад Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича.

  3. Довжина продихових клітин нижньої частини епідерми коливається від 28,64 до 20,16 мкм, а ширина – 29,24-18,56 мкм. Так, довжина продихових клітин рослин, які зростали на території з найбільшим забрудненням повітря, знижується на 25% а ширина продихів зменшилася на 36,5%.


Список використаної літератури

1. Баринова Л.Д. Экология и транспорт. ⎯ РАН. Транспорт, наука, техника, управление, 1997. ⎯ № 7. ⎯ С. 5–10.

2. Говорун А.Г., Скороченко В.Ф., Худалий М.М. Транспорт и окружающая среда. – К.: Урожай, 1992. – 144 с.

3. Жизнь растений. В 6-ти т. / Гл. Ред. Ал. А. Федоров. Т. 5, Ч. 1. Цветковые растения / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. ­– М.: 1980. – 430 с., ил.,32 л. ил.

4. Зотов С.В. Основи гігієни та медичної екології. – К.: Освіта, 2003. – 106 с.

5. Клименко В.Г., Цигічко О.Ю. Забруднення атмосферного повітря: Методична розробка для студентів-географів. – Харків: ХНУ ім. В.Н. Каразіна, 2010. – 26 с.

6. Лакин Г. Ф. Биометрия. – М.: Высш. шк., 1990. – С. 352.

7. Ландшафти міста Чернівці / Моногріфія / за ред. В. М. Гуцуляка. – Чернівці. Рута, 2006 – 168 с.

8. Леппік М.В. Вплив забруднення навколишнього середовища автотранспортними викидами на анатомічну будову листків Catalpa bignonioides Walt. // Питання біоіндикації та екології. – Запоріжжя: ЗНУ, 2008. – Вип. 13, № 1. – С. 23–32.

9. Нинова Д. Сравнительно-анатомическое исследование васильков Болгарии. I. Эпидерма и устьичный аппарат // Ботанический журнал. – Т. 58. – Л.: Изд-во Наука, 1973. – С. 1357–1360.

10. Хвостов О.О., Капелюш Н.В. Вплив аерогенного забруднення на стан деревної рослинностi м. Запорiжжя // Питання біоіндикації та екології. – Запоріжжя: ЗНУ, 2011. – Вип. 16, № 1. – С. 103– 108.

11. Ходан Г. Д. Оцінка забруднення атмосферного повітря автотранспортом (на прикладі м. Чернівці) // Наукові записки. — Вінниця, 2009. — Вип. 18. С.116–121.

12. Цвелев Н.Н. Семейство Buxaceae. Флора Восточной Европы. – Л.Наука, 1996. – Т.IХ. – с. 254.

13. Чемерис І.А. Вплив відпрацьованих газів автотранспорту на фотосинтетичну функцію рослин / І.А. Чемерис, С.Ф. Зражевський // Питання біоіндикації та екології. – Запоріжжя, 2009. – Вип.. 14, №2. – С. 86-100.



14. http://eduknigi.com/ekol_view.php?id=49


Каталог: attachments -> article -> 218
article -> Рабочая программа по предмету «стоматологические материалы и оборудования»
article -> Показания для госпитализации в эндокринологическое отделение
article -> Методические рекомендации Последствия воздействия жары на человека. Рекомендации для населения в условиях аномальной жары по материалам воз «Планы действий по защите здоровья от воздействия аномальной жары»
218 -> «заболевания, связанные с необлитерацией вагинального отростка брюшины. Крипторхизм. Варикоцелле. Паховая грыжа»
218 -> Бәріне мәлім, Жаңа жылды әр бүлдіршін бар жан дүниесімен күтеді, жаңа жылда барлық армандармен сиқырлар орындалатына сенеді


Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет