Модели и методика биоиндикационной оценки геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат географических наук Козинцев, Сергей Николаевич

• Козинцев, Сергей Николаевич
• кандидат географических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат географических наук Козинцев, Сергей Николаевич

Введение.

1. Обоснование выбора биоиндикатора и оценка его геоэкологической селективности.

1.1. Анализ литературных источников по биоиндикационным исследованиям техногенно нарушенных территорий и выбор биоиндикатора.

1.2. Методика отбора проб листовых пластин.

1.3. Исследования сравнительного вклада атмосферы и почвы (грунтов) в отклик биоиндикатора, и оценка его селективности.

Выводы.

2. Результаты экспериментальных исследований отклика биоиндикатора на техногенное загрязнение атмосферы и их анализ.

2.1. Экспериментальное изучение флуктуирующей асимметрии листовых пластин в зонах природного и техногенного фона.

2.2. Особенности хода коэффициента асимметрии листьев в зоне природного фона при наличии пожара.

2.3. Анализ полученных экспериментальных данных.

2.4. Изучение биоиндикационного отклика листовых пластин, взятых с различных сторон света.

Выводы.

3. Модели отклика биоиндикатора на геоэкологическое состояние атмосферы.

3.1. Модель прогнозирования коэффициента асимметрии листовых пластин в начале биоиндикационного периода в зависимости от метеорологических факторов предбиоиндикационного периода.

3.2. Геоэкологическая модель функционирования биоиндикатора в течение биоиндикационного периода.

Выводы.

4. Модифицированная методика биоиндикационной оценки геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий.

4.1. Методика биоиндикации, основанная на флуктуирующей асимметрии листовых пластин.

4.2. Методика биоиндикации, основанная на анализе текстуры листовых пластин.

4.3. Реализация методики биоиндикационных исследований.

4.4. Применение биоиндикационной методики для геоэкологического мониторинга атмосферы.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и методика биоиндикационной оценки геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий»

Актуальность темы. Развитие любой живой системы проявляется в двух основополагающих направлениях: экстенсивном - в географическом освоении новых территорий и интенсивном - биологической эволюции. На определенном этапе интенсивного развития человек освоил применение огня, создал первые кустарные производства, что явилось отправной точкой систематической трансформации качественного и количественного состава природных геосфер. Многие столетия трансформация была распространена в узкой территориальной географии и не затрудняла жизнедеятельность населения. Только в эпоху средневековья человечество впервые столкнулось с обратной стороной промышленной функции - экологической проблематикой. К этому же периоду приурочен первый в мире правовой акт, регулирующий общественные отношения в сфере природопользования, - указ, выпущенный в Англии в XIV в., который запрещал сжигать каменный уголь в Лондоне [97]. В России первый нормативно-правовой акт датирован 1833 г. Это постановление, регламентирующее размещение промышленных предприятий за пределами населенных пунктов.

Прогрессивный рост промышленности получил особенно яркое проявление во второй половине XX века, что непременно отразилось в интенсификации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

На сегодняшний день в соответствии с государственным докладом «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации» [120] в группу основных химических загрязнителей атмосферы техногенного генезиса входят: оксиды и диоксиды азота, углерода, серы диоксид, твердые вещества. Развитие промышленности и увеличение автопарка в России приводят к повышенным уровням концентраций атмосферных поллютантов в местах жизнедеятельности населения [113]. Данный факт определяет необходимость проведения экологического мониторинга состояния крупных промышленных центров. Применяемые для этого точные количественные методы химического анализа атмосферного воздуха связаны со значительными финансовыми затратами. Измерение максимально-разовых концентраций не дает реального представления о экологическом состоянии загрязненного воздушного бассейна вследствие высокой динамики рассеивания и вымывания загрязняющих веществ (ЗВ). В каждой точке требуется измерить среднесуточную концентрацию каждого ЗВ минимум четыре раза в сутки. При этом среднесуточное отклонение за счет естественной изменчивости характеризуется погрешностью не менее ± 25% [111, 112]. Вследствие высокой рассеивающей способностью атмосферы наблюдается высокий градиент концентраций ЗВ, когда на расстоянии в несколько десятков метров концентрация ЗВ изменяется в разы [85]. Т.е. для построения квазистационарной модели пространственного распределения ЗВ на городской территории необходимо построить сеть стационарных станций с шагом не более 100 м, измеряющих среднесуточную концентрацию основных загрязнителей атмосферы воздуха, причем количество измерений в сутки должно зависеть от метеорологических условий в данный период времени.

Теперь ясно, что инструментальный экологический мониторинг состояния атмосферы промышленных центров требует значимых финансовых затрат. Поэтому проводятся только отдельные исследования в наиболее экологически опасных очагах загрязнения, которые не дают полной картины комфортности проживания населения города.

В тоже время существует биоиндикационная методика флуктуирующей асимметрии, позволяющая оценить геоэкологическое состояние атмосферы [25, 109] и сделать вывод о комфортности проживания населения в различных районах техногенно нарушенных территорий.

Преимущества биоиндикационной методики:

- биоиндикаторы, в частности древесные растения, произрастают на техногенно нарушенных территориях с шагом требуемым для квазистационарной оценки геоэкологического состояния атмосферы;

- отклик биоиндикаторов интегральный, определяемый воздействием всех ЗВ за время от начала вегетации до момента отбора проб;

- выращивание биоиндикаторов требует незначительных финансовых затрат, они не требуют обслуживания и могут использоваться в течение многих лет;

- указанные особенности биоиндикаторов определяют низкую стоимость биоиндикационных исследований на обширных территориях.

В то же время существующая биоиндшационная методика имеет и ряд существенных недостатков: не исследована селективность биоиндикаторов, т.е. вклад в биоиндикационные показатели атмосферных и почвенных (грунтовых) поллютантов;

- не исследовано биологическое старение биоиндикатора в течение биоиндикационного периода; не учитывается влияние метеорологических факторов предбиоиндикационного и биоиндикационного периодов; не достаточно исследована система «техногенно нарушенная окружающая среда - биоиндикатор», не построена ее модель, вследствие чего существующая методика недостаточно обоснована, и невозможно оценить вероятности ошибочной классификации состояния окружающей среды.

При ликвидации указанных недостатков модифицированная биоиндикационная методика может являться более эффективным и низкозатратным инструментом интегральной оценки геоэкологического состояния атмосферы на обширных географических территориях, что и определяет актуальность темы исследования.

Объект исследования - приземная атмосфера техногенно нарушенных территорий.

Предмет исследования - геоэкологическое состояние приземной атмосферы техногенно нарушенных территорий.

Научная задача - построение моделей и модификация методики биоиндикационной оценки геоэкологического состояния приземной атмосферы техногенно нарушенных территорий лесостепной зоны Европейской части России.

Цель исследования - обеспечение интегральной биоиндикационной оценки геоэкологического состояния атмосферы на обширных территориях за счет комплексного учета биологических, метеорологических и антропогенных факторов.

Задачи исследования:

1. Анализ литературных источников по биоиндикационным исследованиям техногенно нарушенных территорий и выбор биоиндикатора.

2. Проведение экспериментальных исследований отклика биоиндикатора на техногенное загрязнение атмосферы.

3. Построение моделей отклика биоиндикатора на геоэкологическое состояние атмосферы.

4. Модификация методики биоиндикационных измерений геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий.

Область исследования. Содержание диссертационной работы соответствует паспорту специальности 25.00.36 - Геоэкология (Науки о Земле, географические науки) по следующим пунктам области исследования:

- 1.8. Природная среда и геоиндикаторы ее изменения;

- 1.12. Геоэкологический мониторинг и обеспечение геоэкологической безопасности, средства контроля;

- 1.14. Моделирование геоэкологических процессов;

- 1.17. Геоэкологическая оценка территорий.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы: эколого-географических исследований (сравнительно-географический, картографический, эколого-географических наблюдений); математической статистики; неравновесной термодинамики открытых систем; вычислительной математики; математического моделирования.

Научная новизна диссертационной работы.

1. На основании проведенных экспериментальных исследований биоиндикатора установлены новые отличительные особенности:

- выявлен пороговый уровень загрязнения почвы (грунтов), превышение которого не позволяет считать тополь пирамидальный селективным атмосферным биоиндикатором;

- установлено, что на биоиндикационные значения в зонах природного и техногенного фона сходно влияет биологическое старение биоиндикатора, что необходимо учитывать при разработке методики биоиндикации;

- выявлено устойчивое в течение всего биоиндикационного периода отличие биоиндикационных данных в зонах природного и техногенного фона, зависящее от уровня загрязнения атмосферы.

2. Построены модели отклика биоиндикатора на геоэкологическое состояние атмосферы, отличающиеся учетом атмосферной техногенной нагрузки, старения биоиндикатора и метеорологических факторов.

3. Модифицирована методика биоиндикационных измерений геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий. Отличительные особенности:

- определен коэффициент биологической чувствительности тополя пирамидального к интегральному загрязнению атмосферы;

- построена биоиндикационная геоэкологическая диаграмма отклика биоиндикатора на техногенное загрязнение атмосферы, позволяющая классифицировать уровень ее загрязнения по трем рангам;

- оценены вероятности правильной классификации геоэкологического состояния атмосферы по выбранным экологическим рангам.

Достоверность результатов работы достигнута корректной постановкой задач исследования; большим объемом используемой репрезентативной базы данных; использованием апробированного математического аппарата; согласованностью в частных случаях с результатами, полученными другими авторами.

Фактический материал и информационная база исследования.

Диссертационная работа является результатом исследований проведенных в период с 2008 г. по 2011 г. В основу положены результаты полевых наблюдений за популяциями пирамидальных тополей в зоне техногенного фона (г. Воронеж) и в зоне природного фона, вблизи Воронежского государственного природного биосферного заповедника (далее - заповедник).

Кроме того, использованы:

- метеорологические данные и данные о значениях концентраций изучаемых химических веществ в зоне природного фона, предоставленных Воронежским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды;

- данные о значениях концентраций изучаемых химических веществ в зоне техногенного фона, предоставленных управлением по охране окружающей среды департамента общественной безопасности администрации городского округа г. Воронеж.

Практическая значимость. Разработанная биоиндикационная методика оценки геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий является оперативным и низкозатратным инструментом экологического мониторинга больших географических территорий.

Апробация работы произведена в форме докладов на различных научных конференциях. Годичная сессия Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии, (Москва, Президиум РАН, 2008). «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология»: Международная конференция, посвященная 90-летию Воронежского государственного университета, (Воронеж, ВГУ, 2008). «Обеспечение экологической безопасности в чрезвычайных ситуациях»: 3-я международная научно-практическая конференция (Воронеж, ВГТУ 2007, 2008). «Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы»: 2-я международная научно-практическая конференция (Воронеж, ВГУ 2011).

Научная сессия Воронежского государственного университета, секция экологической геологии (Воронеж, ВГУ, 2008, 2009, 2010).

Защищаемые положения:

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Козинцев, Сергей Николаевич

Выводы

1. На базе разработанных моделей создана методика биоиндикационных измерений геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий, основанная на совместном применении двух биоиндикационных методик.

2. Построена геоэкологическая диаграмма, позволяющая по измерению значений коэффициента асимметрии листовых пластин относить состояние атмосферы исследуемой территории к одному из трех рангов: экологической норме, экологическому риску и экологическому кризису.

3. Введен и измерен коэффициент биологической чувствительности тополя пирамидального к техногенному загрязнению атмосферы.

4. Найдено соотношение, позволяющее по измеряемым • значениям коэффициента асимметрии листовых пластин вычислить интегральный показатель загрязнения атмосферы.

5. Разработана методика текстурной биоиндикации уровня загрязнения атмосферы техногенно нарушенных территорий, позволяющая оценить как вероятности правильной классификации, так и вероятности ошибок первого и второго рода.

7. Совместное использование этих методик, основанное на цифровой обработке изображения листовых пластин, позволяет произвести строгую биоиндикационную классификацию геоэкологического состояния атмосферы.

8. Апробирование разработанных методик биоиндикации по г. Воронежу показало хорошее соответствие результатов биоиндикационных измерений с данными аппаратурных измерений.

Экологическое состояние атмосферы на ул. Ворошилова и ул. 20 лет Октября классифицируется как экологический риск с вероятностью не ниже 0,75.

Заключение

В ходе экспериментальных и теоретических исследований получены следующие научные результаты.

1. В качестве биоиндикатора техногенного загрязнения окружающей среды для лесостепной зоны выбран тополь пирамидальный (Populus pyramidalis). Определен предельный уровень загрязнения грунтов зоны аэрации при котором тополь пирамидальный еще является чисто атмосферным биоиндикатором. Он составил 20 ОДК.

2. На основе проведенных экспериментальных измерений установлены следующие закономерности:

2.1. Уменьшение значений коэффициента асимметрии листьев в течение биоиндикационного периода, со сходной динамикой этого процесса в зонах природного и техногенного фонов.

2.2. Параллельный сдвиг биоиндикационных прямых в зоне техногенного фона относительно зоны природного фона пропорционально уровню загрязнения атмосферы.

2.3. Начальные значения коэффициента асимметрии в мае (в начале биоиндикационного периода) различаются по годам и зонам исследования, но сдвиг за счет техногенного воздействия остается постоянным.

2.4. Биоиндикационные прямые в конце биоиндикационного периода стремятся к стационарному значению, соответствующему началу опада листовых пластин. Для природного фона соответствующий уровень коэффициента асимметрии равен 0,93, для техногенного 0,89.

2.5. Наблюдаются незначительные флуктуации коэффициентов асимметрии относительно биоиндикационных прямых. Устойчивые корреляционные связи с метеопараметрами в течение биоиндикационного периода не выявлены. Поэтому эти флуктуации учтены в качестве погрешностей разрабатываемой методики.

3. На базе экспериментально установленных закономерностей построены две биоиндикационные модели.

3.1. Модель прогнозирования коэффициента асимметрии листовых пластин в начале биоиндикационного периода в зависимости от усредненных метеорологических факторов предбиоиндикационного периода - температуры и высоты снежного покрова, в наибольшей степени влияющих на биоиндикатор.

3.2. Геоэкологическая модель функционирования биоиндикатора в течение биоиндикационного периода, объясняющая уменьшение коэффициента асимметрии за счет старения биоиндикатора. Данная модель позволяет объяснить стремление биоиндикационных прямых в момент сброса листовых пластин к стационарному значению пороговым уровнем накопления продуктов метаболизма.

4. На базе построенных биоиндикационных моделей модифицирована методика биоиндикационной оценки геоэкологического состояния атмосферы техногенно нарушенных территорий.

Методика основана на измерениях коэффициента асимметрии и текстурных признаков листовых пластин. Она позволяет классифицировать геоэкологическое состояние атмосферы по трем экологическим рангам, оценить ошибки классификации, а также вычислить интегральный показатель химического загрязнения атмосферы.

В результате комплекса проведенных геоэкологических исследований в диссертационной работе была решена поставленная научная задача -разработаны модели и методика биоиндикационной оценки геоэкологического состояния приземной атмосферы техногенно нарушенных территорий.

Практическое значение. Разработанные модели и методику целесообразно использовать в ходе экологического мониторинга атмосферы, проводимого на больших территориях, где не используются инструментальные методы из-за значительных финансовых затрат.

Проведенные научные исследования явились основанием для победы в открытом конкурсе именных стипендий международного фонда им. В. И. Вернадского в 2010 г.

Результаты научных исследований отмечены четырьмя дипломами различных степеней, грамотой и благодарностью от главного управления образования Воронежской области.

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Козинцев, Сергей Николаевич, 2013 год

1. Агафонов, В.А. Воронежский государственный биосферный заповедник / В.А. Агафонов // Воронежская энциклопедия : в 2-х т. — Воронеж, 2008. Т. 1. - С. 165-167.

2. Астауров, Б.Л. Исследования наследственных изменений галтеров у Drosophila melanogaster. //Журн.эксп.биол., 1927. сер. А, 3. - №1-2. - С. 165-174.

3. Астауров, Б.Л. Фенотипическая изменчивость гомодинамических частей в пределах организма / Б.Л. Астауров // Тр. Съезд по генетике и селекции. Л., Т 2 1930. С. 110-115.

4. Аткина, Л.И. Влияние выбросов автотранспорта на анатомические особенности хвои ели обыкновенной в условиях г. Екатеринбурга / Л.И. Аткина, C.B. Вишнякова // Лесной вестник.- 2007. №8. - С. 4-7.

5. Базарский, О.В. Системы признаков для анализа и распознавания изображения случайных пространственных текстур: Журнал / О.В. Базарский, Ю.В. Коржик//Исследование Земли из космоса №2 1985.-С. 108-110.

6. Базарский, О.В. Анализ и синтез случайных пространственных текстур / О.В. Базарский, Г.А. Андреев, A.C. Глауберман и др. // Зарубежн. радиоэлектроника. 1984. —№2. - С. 3-33.

7. Безуглая, Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городе / Э.Ю. Безуглая. Л. : Гидрометеоиздат, 1986. — 197 с.

8. Булыгин, Н.Е. Дендрология : Учеб.для вузов по спец. «Лесн. и садово-парковое хоз-во» .— 2-е изд., перераб. и доп. Л. : Агропромиздат. Ленингр. отделение, 1991. — 351 с.

9. Вострикова, Т.В. Цитоэкология березы повислой (Betula pendula Roth.): Специальность 03.00.16 экология: Дис. .канд. биол. наук / Т.В. Вострикова ; Воронеж, гос. ун-т; 26 нояб. 2002 ; Науч. рук. А.К. Буторина.— Воронеж, 2002.— 186 с.

10. Гавриков, Д.Е. К вопросу оценки показателей флуктуирующей асимметрии / Д.Е. Гавриков, Г.В. Гречаный// сборник трудов молодых ученых «Эколого-географические проблемы Байкальского региона». Улан-Удэ, 1999. - С. 108-113.

11. Галактионов, И.И. Декоративная дендрология / И.И. Галактионов, A.B. Ву, В.А. Осин .— М. : Высшая школа, 1967. — 319 с.

12. Гилева, Э.А., Уменьшение флуктуирующей асимметрии у домовой мыши на территориях обитания/ Э.А. Гилева, H.J1. Косарева //Экология, 1984. N3- С. 94-97.

13. Глотов, Н.В. Норма реакции генотипа и взаимодействие генотип-среда в природной популяции / Н.В. Глотов, В.В. Тараканов // Журн. общ. биологии, 1985. -Т.46, № 6. С. 760-770.

14. Готт, B.C. Методологическая роль понятий симметрии и асимметрии в исследовании проблемы происхождения жизни /B.C. Готт, Т.А. Хоменко//Философские вопросы современного естествознания: Сб. тр. М., 1977. -С. 120-132.

15. Гребцова, В.Е. Экономическая и социальная география России : Учеб. пособие для вузов. Ростов н/Д : Феникс, 1997 - 283 с.

16. Джувеликян, Х.А. Экология, город, человек / ВГУ. Воронеж : Изд-во ВГУ, 1996. - 103 с.

17. Джувеликян, Х.А. Экология и человек / Х.А. Джувеликян; Воронеж, гос. ун-т, Гос. ком. по охране окружающей среды Воронеж, обл.—Воронеж, 1999. — 259 с.

18. Добровольский, И.А. Ассортименты древесных растений для озеленения техногенных ландшафтов/ И. А. Добровольский // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 182-183.

19. Зайцев, Д.Ю. Влияние автотрассы на развитие микроспор ежи сборной / Д.Ю. Зайцев; Институт биологии Уфимского НЦ РАН, Уфа, 2003. 92 с.

20. Захаров, В.М. Здоровье среды: методика оценки / В.М. Захаров и др.. М.: Центр экологической политики России, 2000. - 68 с.

21. Захаров, В.М. Биотест: Интегральная оценка здоровья экосистем и отдельных видов/ В.М. Захаров, Д.М. Кларк; Московское отделение Международного Фонда «Биотест». М., 1993. 68 с.

22. Захаров, В.М. Асимметрия животных (популяционно-фенетический подход) / В.М. Захаров. М.: Наука, 1987. 216 с.

23. Захарова, В.М. Последствия Чернобыльской катастрофы. Здоровье среды / под ред. В.М. Захарова, Е.Ю. Крысанова; Центр экол. политики России, Моск. отд-ние Междунар. фонда «Биотест». М., 1996. - 169 с.

24. Ибрагимова, Э.Э. Индикация загрязнения среды автотранспортными выбросами по их гаметоцидному действию на растения / Э.Э. Ибрагимова. II Международная научно-практическая конференция - Днепропетровск: Наука и мир, 2006. - С. 45-48

25. Израэль, Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Ю.А. Израэль Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 376 с.

26. Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения / Г.М. Илькун; АН УССР. Центр, республ. ботан. сад; Отв. ред. A.M. Гродзинский. Киев : Наукова думка, 1978. - 247 с.

27. Илькун, Г.М. Газоустойчивость растений : вопросы экологии и физиологии / Г.М. Илькун; АН УССР. Центр, республ. ботан. сад; Отв. ред. П.А. Власюк. Киев : Наукова думка, 1971. - 146 с.

28. Карабанов, И. А. Накопление органического углерода листьями деревьев один из критериев их газоустойчивости/ И.А. Карабанов // Газоустойчивость растений : Сборник статей. - 1980. - С. 176 - 177.

29. Козинцев, С.Н. Оценка экологического состояния района «нефтебаза», г. Воронеж / С.Н. Козинцев, О.В. Базарский // Материалы научной сессии Воронежского государственного университета. Секция экологической геологии1. Воронеж, 2008. С. 41-43.

30. Козинцев, С.Н. Методика геоэкологической биоиндикации георисков техногенно-трансформированных территорий/ С. Н. Козинцев, И. И. Косинова, О. В. Базарский // Геориск. №3 . М., 2012. - С. 22-25.

31. Козинцев, С.Н. Методика текстурной биоиндикации геоэкологического состояния окружающей среды / О.В. Базарский, С.Н. Козинцев // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Химия. Биология. Фармация. № 2 .— Воронеж, 2011. С. 78-83.

32. Козинцев, С.Н. Методология тератологических эколого-геологических исследований / С.Н. Козинцев, О.В. Базарский // Молодые наукам о земле : материалы межвуз. науч. конф. студ., аспирантов и молодых ученых .—М., 2008. — 155 с.

33. Колесников, А.И. Декоративная дендрология / А.И. Колесников ; Науч. ред. А.И. Купцов. .— М. : Госстройиздат, 1960. — 676 с.

34. Косинова, И.И. Экологическая геология: практикум по специальности 020306 ( 013300) Экологическая геология / Воронеж, гос. ун-т; сост.: И.И. Косинова и др.; науч. ред. Т.А. Барабошкина. - Воронеж: ЛОП ВГУ, 2005. - 67 с.

35. Косинова, И.И. Методы эколого-геохимических, эколого-геофизических исследований и рациональное недропользование : учебное пособие / И.И. Косинова, В.А. Богословский, В.А. Бударина .— Воронеж : Воронеж, гос. ун-т, 2004. — 281 с.

36. Курдиани, С. 3. Дендрология / С. Курдиани .— Б.м., 1933. — 446 с.

37. Курсанов, A.JI. Взаимосвязь физиологических процессов в растении/ А. JI. Курсанов. Тимерязев. чтения, М., Изд-во АН СССР, 1960. 44 с.

38. Курсанов, A.JI. 77. Транспорт ассимилятов в растении. М., «Наука», 1976. 646 с.

39. Лазарева, Э.А. Влияние выбросов промышленности и автотранспорта на растительный покров/ Э. А. Лазарева и др. // Современные наукоемкие технологии. 2005. - № 10. - С. 97 - 98.

40. Луканин, В.Н. 30. Экологические действия автомобильных двигателей на окружающую среду. / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко. Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1993.-238 с.

41. Митряйкина, A.M. Геоэкологическая оценка влияния гелиоклиматических факторов на радиальный прирост деревьев : автореферат дис. . канд. геогр. наук : 25.00.36 / A.M. Митряйкина ; Белгород, гос. ун-т; науч. рук. Ф.Н. Лисецкий .— Воронеж, 2006. — 22 с.

42. Неверова, O.A. Биоэкологическая оценка загрязнения атмосферного воздуха по состоянию древесных растений / О. А. Неверова Новосибирск: Наука, 2001.- 118 с.

43. Негруцкая, Г.М. Сравнительная характеристика древесных растений (путем фумигации в камере) / Г. М. Негруцкая, В. А. Попов, А. Т. Шишмарева //Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 41 - 51.

44. Николаевская, Т.В. Влияние сероводорода на древесные и газонные растения / Т. В. Николаевская // Газоустойчивость растений : Сборник статей. -1980.-С. 30-40.

45. Николаевский, B.C. Методы оценки состояния древесных растений и степени влияния на них неблагоприятных факторов / B.C. Николаевский, Н.Г. Николаевская, Е.А. Козлова // Лесн. вестн. 1999. - 2 (7) мая. - С. 76-77.

46. Николаевский, B.C. Изменение биохимического состава листьев древесных растений под влиянием аммиака/ В. С. Николаевский, В. Б. Марценюк // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 61 - 73.

47. Николаевский, B.C. Биологические основы газоустойчивости растений / B.C. Николаевский; АН СССР, Сибирское отд-ние, Центр, сибирский ботанический сад .— Новосибирск : Наука : Сиб. отд-ние, 1979. — 278 с.

48. Павлов, И.Н. Физиологические процессы древесных растений в условиях атмосферного загрязнения / И.Н. Павлов // Изучение, охрана и рациональное использование природных ресурсов. Всесоюзная конференция. -Уфа, 1989. С. 56-59.

49. Папулис, А. Теория систем и преобразования в оптике: Учебное пособие / А. Папулис — М.: Мир, 1971. — 495 с.

50. Пигулевская, Т.К. Зависимость повреждаемости растений хлором от концентрации газа и времени действия/ Т. К. Пигулевская, Т. И. Павлова // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 158-160.

51. Плохих, B.C. Изучение важнейших вредителей тополей в пойме Среднего Урала и меры борьбы с ними : диссертация.канд.биол.наук / B.C. Плохих;науч. рук. П.А. Положенцев; Воронеж, лесотехн. ин-т .— Воронеж : Б.и., 1962 .— 281 с.

52. Попов, В.А. Газопоглотительная способность растений / В.А. Попов, Г.М. Негруцкая, В.К. Петрова // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 52-60.

53. Протопопова, E.H. Газоустойчивость древенсых растений в Средней Сибири / В.А. Попов, Г.М. Негруцкая, А.Т. Шишмарева // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 74-85.

54. Прохоров, A.M. Физическая энциклопедия / Гл.ред. A.M. Прохоров .— М. : Большая Российская энциклопедия, 1988 -.Т.4: Пойнтинга Робертсона -Стримеры .— 1994. — 703 с.

55. Рожков, М.К. Влияние фтористых выбросов алюминиевых заводов на хвойные породы/ М.К. Рожков // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 169- 170.

56. Рябинин, В.М. Лес и промышленные газы./ В. М. Рябинин М.: Лесн. пром-ть, 1965. - 95 с.

57. Рязанцева, Л.А. Влияние промышленного загрязнения атмосферы на водный режим древесных растений/ Л. А. Рязанцева, А. С. Спахова // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 174 - 176.

58. Серебрякова, Л.К. Допустимые концентрации токсичных веществ в атмосферном воздухе для древесной растительности/ Л. К. Серебрякова // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 184-185.

59. Сидорович, Е.А. Устойчивость интродуцированных растений к газообразным соединениям серы в условиях Белоруссии / Е.А. Сидорович, Н.В. Гетко ; АН БССР, Центральный ботанический сад .— Минск : Наука и техника, 1979, —72 с.

60. Ситникова, A.C. Влияние промышленных загрязнений на устойчивость растений / A.C. Ситникова ; Акад. наук Каз. ССР, Гл. ботан. сад, Караганд. ботан. сад; отв. ред. С.А. Мамонов .— Алма-Ата : Наука, 1990. — 88 с.

61. Сонькин, Л.Р. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы / Л.Р. Сонькин; Гл. геофиз. обсерватория им. А.И. Воейкова .— Л. : Гидрометеоиздат, 1991. — 223 с.

62. Спиридонов, Е.Г. Экологический мониторинг приземного слоя атмосферы : на примере г. Воронежа / Е.Г. Спиридонов ; Воронеж, воен. авиац. ин-т .— Воронеж : Центр.-Чернозем, кн. изд-во, 2001. — 154 с.

63. Сукачев, В.Н. Дендрология с основами лесной геоботаники / В.Н. Сукачев (ред.); Сост. Р.И. Аболин и др. — Л. : Гослестехиздат, 1934. — 612 с.

64. Сытник, К.М. Физиология корня / К. М. Сытник, Н. М. Книга, Л. И. Мусатенко. К., «Наук, думка», 1972. 356 с.

65. Тарабрин, В.П. Водный режим и устойчивость древесных растений к промышленным загрязнителям / В. П. Таборин // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. - С. 18-29.

66. Тимофеева, С.С. Введение в безопасность жизнедеятельности : учебное пособие для студ. техн. вузов / С.С. Тимофеева .— Ростов н/Д : Феникс, 2004. — 375 с. : ил. — (Учебники, учебные пособия) (Высшее образование) .— Библиогр.: С. 373-375.

67. Трофимов, В.Т. Теория и методология экологической геологии / Трофимов В. Т., Зилинг Д. Г., Аверкина Т. И. и др.; Под ред. В. Т. Трофимова .— М. : Изд-во Моск. ун-та, 1997. — 364 с.

68. Тупикин, Е.И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности : Учеб. пособие : Для учреждений нач. проф. образования / Ин-т развития проф. образования .— М. : Академия, 1999. — 377 с.

69. Уджуху, С.Р. Влияние автотранспорта на состояние дубрав Нижнегорной части Республики Адыгея: Дис. канд. биол. наук : 03.00.16 Электронный ресурс. / С. Р. Уджуху Ростов н/д, 2005. 151 с.

70. Ульшин, И.И. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации: учебное пособие / И. И. Ульшин .— Воронеж, ВВАИУ, 2006, — 128 с.

71. Федорова, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды : учебное пособие для студ. вузов / А.И. Федорова, А.Н. Никольская .— М. : ВЛАДОС, 2001. —285 с.

72. Фомин, Г.С. Почва, контроль качества и экологической безопасности по международным стандартам. Фомин А.Г. Почва. Контроль Справочник. -М: Протектор, 2001.-304 с.

73. Холлидей, Е.С. Исторический обзор проблемы загрязнения атмосферного воздуха / Е.С. Холлидей. В. кн.: Загрязнение атмосферного воздуха. Женева, 1962., - С. 9- 41.

74. Чернодубов, А.И. Сосна обыкновенная в островных борах ВосточноЕвропейской равнины (история генетика - экология - география) / А.И. Чернодубов ; Воронеж, гос. лесотехн. акад. — Воронеж : Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2009. — 155 с.

75. Шиманюк, А.П. Дендрология / А.П. Шиманюк .— М. : Лесная промышленность, 1967. — 331 с.

76. Щепотьев, Ф.Л. Дендрология : Для спец. «Зоология и ботаника». / Ф. Л. Щепотьев .— Киев : Выща школа, 1990. — 287 с.

77. Яковлева, Н.В. Чувствительность растений к аммиаку и сернистому газу/ Н. В. Яковлева // Газоустойчивость растений : Сборник статей. 1980. -С. 153 - 154.

78. Benderlioglu Z. Fluctuating asymmetry predicts human reactive aggression / Z. Benderlioglu, P.W. Sciulli, R.J. Nelson // Am. J. Hum. Biol. 2004. - Vol. 16, N 4.-P. 458-469.

79. Ferguson M.M. Developmental stability of rainbow trout hybrids: genomic coadaptation or heterozygosity // Evolution. 1986. V. 40. № 2. P. 323-330.

80. Kark S., Safriek U.N., Tabarroni C., Randi E. Relationship between heterozygosity and asymmetry: a test across the distribution range // Heredity. 2001. V. 86. P. 119-127.

81. Palmer A.R., Strobeck C. Fluctuating asymmetry analyses revisited.// In Developmental Instability (DI): Causes and Consequences, / M. Polak, Ed. Oxford University Press, 2003. Oxford. 484 p.

82. Vollestad L.A., Hindar K., Moller A.P. A meta-analysis of fluctuating asymmetry in relation to heterozygosity // Heredity. 1999. V. 83. P. 206-218.

83. Whitlock M. The repeatability of fluctuating asymmetry: a revision and extension / M. Whitlock // Proc. R. Soc. Lond. B. 1998. - Vol. 265. - P. 14291431.1. Нормативная документация

84. Российская Федерация. Министерство природных ресурсов Российской Федерации. Об утверждении методических рекомендаций по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ: распоряжение от 11.10.2003 №460р. М. 28 с.

85. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД 86). Утверждена Председателем Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды 4 августа 1986 № 192.

86. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы.

87. ГОСТ 17.2.4.05-83. Атмосфера. Гравиметрический метод определения взвешенных частиц пыли.1. Отчетная документация

88. О контроле уровня загрязнения атмосферного воздуха г. Воронежа: отчет о НИР / управление по охране окружающей среды департамента общественной безопасности администрации городского округа город Воронеж; рук.: Яковлев Ю.В. Воронеж, 2009. 82 с.

89. О санитарно-эпидемиологической обстановке в г. Воронеже в 2008: доклад / управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Воронежской области; рук.: Чубирко М.И. Воронеж, 2009. 97с.

90. Анализ химического загрязнения придорожной территории федеральной трассы М-4 «Дон» тяжелыми металлами: отчет о НИР / ООО «Вега эко»; рук.: Бедеркина А.Н.; исполн.: Говоров В. В. - Воронеж, 2007. - 118 с.

91. Эколого-геологические работы по организации и ведению мониторинга природной среды на территории Воронежской нефтебазы: краткий отчет / ООО «Экомониторинг»; исполн.: Алехин В.Н., Ишмуратова С.К. Воронеж, 2005. 9 с.

92. Воронежская область в цифрах: краткий статистический сборник / территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Воронежской области. Воронежстат. В 75 Воронеж, 2011. - 84 с.

93. Алгоритм расчета коэффициента симметрии листовых пластин с помощью программного комплекса Arc View GIS 3.2а

94. Расчет коэффициента симметрии листовых пластин с помощью программного комплекса ArcView GIS 3.2а реализуется с помощью нижеследующего алгоритма:

95. Первым шагом является выбор модулей, с которыми предстоит работать. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: «Файл» «Модули» - JPEG (JFIF) image Support; Spetial Analyst.

96. Добавляется новая тема: «Вид» «Новая тема» - «Тип объекта» (выбрать полигон) - Ок - указать имя файла и место сохранения файла - Ок.

97. Задается форма измеряемой поверхности. Для этого на панели инструментов выбирается и удерживается в течение нескольких секунд кнопка «Создать прямоугольник». Из появившегося списка выбирается «Создать полигон».

98. Расчет выброса загрязняющих веществ при сжигании топлива

99. Программа реализует "Методику определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах" Москва, 1999. Утверждена Госкомэкологии России 09.07.1999 г.

100. Программа учитывает методическое письмо НИИ Атмосфера № 335/33-07 от 17.05.2000 "О проведении расчетов выбросов вредных веществ в атмосферу по 'Методике определения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при сжигании топлива в котлах.

101. Программа учитывает методическое письмо НИИ Атмосфера № 838/33-07 от 11.09.2001 'Изменения к методическому письму НИИ Атмосфера № 335/3307 от 17.05.2000'.

102. Наименование топлива: Дрова Фактический расход топлива (В, В'). В = 121011 т/год. В' = 443672 [г/с]1. Расчетные формулы:

103. Расчет выбросов оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива. Расчетный расход топлива (Bp, Bp').

104. Потери тепла от механической неполноты сгорания q4 = 2%. Bp = B*(l-q4/100) = 112700[т/год] Bp' = B'*(l-q4/100) = 434.79856[кг/с] Низшая теплота сгорания топлива (Qr).

105. Qr = 17МДж/кг. Коэффициент избытка воздуха в топке (Пт). Коэффициент избытка воздуха в топке Шт=2.5. Тепловое напряжение зеркала горения (qr, qr'). Время работы источника за год Time = 72 [ч]

106. Фактическая тепловая мощность котла по введенному в топку теплу (Qt, Qt'):

107. Qt = Bp/Time/3.6*Qr = 7391.58951 МВт. Qt' = Bp'*Qr = 7391.57552[МВт] Площадь горения F = 9999.9[м2] qr = Qt/F = 0.73917[МВт/м2] qr' = Qt'/F = 0.73916[МВт/м2] Удельный выброс оксидов азота при слоевом сжигании твердого топлива (Кпо2, Кпо2').

108. Характеристика гранулометрического состава угля R6 = 0%. Кпо2 = 0.01 l*DT*O+5.46*(100-R6)/100) * (Qr*qr)**0.25 = 0.33447[г/МДж]

109. Кпо2' = 0.011*DT*(1+5.46*(100-R6)/100) * (Qr*qr')**0.25 =0.33447г/МДж.

110. Коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции дымовых газов, подаваемых в смеси с дутьевым воздухом под колосниковую решетку, на образование оксидов азота (Ог).

111. Степень рециркуляции дымовых газов г=0%.г= 1 0.075*(г**0.5)= 1

112. Выброс оксидов азота (Мпох, Мпох', Мпо, Мпо', Мпо2, Мпо2').кп = 0.001 (для валового)кп = 1 (для максимально-разового)

113. Мпох = Вр*(2г*Кпо2*Пг*кп= 112700*17*0.3344745*1*0.001 = 640.8196573 т/год.

114. Мпох' = Вр'*дг*Кпо2'*Пг*кп = 434.79856* 17*0.3344743* 1 = 2472.2922132 г/с.

115. Мпо = 0.13 * Мпох = 83.3065555 т/год. Мпо' = 0.13 * Мпох' = 321.3979877 [г/с] Мпо2 = 0.8 * Мпох = 512.6557259 [т/год] Мпо2' = 0.8 * Мпох' = 1977.8337705 [г/с]

116. Расчет выбросов диоксида серы.

117. Доля оксидов серы, улавливаемых в мокром золоуловителе попутно с улавливанием твёрдых частиц (□¡¡„г"): 0 Выброс диоксида серы (М8о2, М$о2').

118. Мзо2 = 0.02*В*8г*(1-а5о2')*(1-й5о2") = 391 т/год. Мзо2' = 0.02*В'*8г*(1-й5о2')*(1-05о2") = 1508.4848 [г/с]

119. Расчет выбросов твердых частиц, (теоретическим методом) 3.1. Данные для расчета количества твердых частиц.

120. Расход натурального топлива (В, В').

121. Расчет количества летучей золы (Мз, Мз')^

122. Мз = 0.01*В*Аг*Аун*(1-.з) = 82.8 [т/год] Мз' = 0.01 *В'*Аг'*Аун*(1-П3) = 319.44384 [г/с]

123. Расчет количества коксовых остатков при сжигании твердого топлива (Мк, Мк').

124. Мк = 0.01*В*(1-.з)*(я4 уноса*(^г/32.68) 478.5801714 [т/год] Мк' = 0.01*В'*(1-П3)*(Ч4 уноса*С)г/32.68) = 923.3706242 [г/с]

125. Расчет выбросов автотранспорта

126. Магистраль: ул. Ворошилова, ул. 20 Лет Октября12112.1 Данные о перегоне

127. Длина участка, м Ъ (ср. ширина)1500 25

128. Данные о транспортном потоке

129. Тип автомашин, шт/час (Ск) Правое напр. Левое напр. Скорость, км/ч Коэф. влияния скорости (гу)

130. Легковые 1000 1000 35 1.01. Грузовые 70 70 35 1.01. Автобусы 130 130 35 1.0

131. Данные о выбросах на участке (рассчитанные)

132. Название вещества Код Выброс, г/с

133. Диоксид азота: 0301 2.092666671. Сажа: 0328 0.0425

134. Диоксид серы: 0330 0.247916671. Расчетные формулы

135. Выброс загрязняющего вещества на перегоне: М1 = (Ь-Ь0)/З600 * 8ит(Мк*Ок*гу),где Ь0 длина очереди на перекрестке, учитывается для каждого направления; равняется 0, если нет расчета по перекресткам;

136. Мк пробеговый выброс загрязняющего вещества; Примечание: гу=1 при расчете выброса оксидов азота если скорость не превышает 80 км/ч

137. Выброс загрязняющего вещества на перекрестке:

138. Мп = Т*Р/40 * Sum(Mmc/60 * Gk),

139. Мпк выброс загрязняющего вещества в зоне перекрестка, г/мин; деление на 60 производится для приведения г/мин в г/сек Применение: Sum - операция суммирования

140. Алгоритм расчета текстурных признаков листовых пластин с помощью программного комплекса Arc View GIS 3.2а

141. Расчет текстурных признаков листовых пластин с помощью программного комплекса ArcView GIS 3.2а реализуется с помощью нижеследующего алгоритма, после запуска программы:

142. Первым шагом является выбор модулей, с которыми предстоит работать. Пункт меню «Файл» «Модули» - JPEG (JFIF) image Support; Spetial Analyst; Spetial Tools 3.4-Ok.

143. Осуществляется обработка растрового изображения. Пункт меню "Тема"- "Convert to Grid" выбирается зеленый диапазон спектра (по умолчанию Band 2) и место сохранение данных - Ок.

144. На панели инструментов выбирается позиция "Clip Grid by drawing poly"- выделяется конкур листовой пластины после его замыкания в появившемся окне выбирается позиция "inside" - Ok.

145. Формируются данные о пространственном распределении пикселов (второй текстурный признак). Пункт меню "Transformation" "Grid to XYZ text file" - выбирается место сохранения текстового файл с расширением txt - Ok.