Влияние экологии на возникновение вторичной иммунной недостаточности

В настоящее время в связи с быстрым развитие промышленности, ростом городов в природе происходят необратимые изменения, которые не обходят стороной и сельскую местность, традиционно считающуюся экологически благополучной.

На первом этапе целью нашего исследования являлось выявление степени влияния автодороги Киров-Уни на чистоту воздуха и общий уровень загрязнения окружающей среды в с. Спасское. Так как большинство домов в селе располагается вдоль дороги на расстоянии не более 15 м от дорожного полотна, эта проблема является достаточно актуальной.

На втором этапе целью являлось исследовать химический состав почвы и провести биотестирование почвы.

И в заключение работы выявляли влияние экологии на возникновение вторичной иммунной недостаточности.

Для реализации поставленной цели мы поставили следующие задачи: а) изучить литературу по теме исследования, подобрать методики; б) провести необходимые наблюдения, собрать информацию; в) обработать полученную информацию, провести анализ образцов; г) сделать выводы по результатам исследования, составить рекомендации и предложения.

в) проанализировать данные ветеринарной клиники.

Богородский район не имеет более или менее крупных стационарных источников загрязнения природной среды, так как район сельскохозяйственный, промышленность не развита. Но имеются косвенные свидетельства экологического неблагополучия на территории района: массовая гибель можжевельника, произошедшая в конце 80-х годов, можжевельники продолжают усыхать и в настоящее время, вызывают тревогу и показатели общей болезненности населения.

По результатам ранжирования территории области по выраженности превышения многолетних показателей распространённости той или иной патологии среди всех возрастных групп населения Богородский район относится к группе наиболее неблагополучных районов. Первое место принадлежит болезням органов дыхания, на них приходится 60,5%. Среди сельских округов района, Спасский сельский округ относится к группе особо неблагополучных по этим показателям. Результаты медосмотра школьников в 2002 году показали, что уровень заболеваемости учащихся Спасской осн. общ. школы превышает среднерайонные показатели заболеваемости почти по всем видам заболеваний.

Так как одним из основных факторов, влияющих на благополучие организмов, является состояние природной среды, всё это заставляет искать источники транзитного загрязнения. Для нашего села таким источником является автодорога Киров-Уни, которая эксплуатируется с каждым годом всё интенсивнее.

В настоящее время достаточно широкое распространение получили методы изучения изменений состояния окружающей природной среды с помощью биоиндикаторов - организмов, присутствие, количество или особенности, развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания.

Хорошими индикаторами чистоты воздуха могут служить лишайники, хвойные и некоторые другие растения.

Наблюдение за состоянием атмосферного воздуха является актуальным ещё и потому, что загрязнение водной и почвенной сред носит в основном транзитный характер, из воздуха, т. к. сельское хозяйство ведётся экстенсивно: ядохимикаты практически не применяются, дозы минеральных удобрений минимальны. Для оценки состояния и уровней загрязнений окружающей среды в результате антропогенных воздействий эффективно использовать фенотипические биоиндикаторы, например, белый клевер.

Методы химического анализа позволяют более точно и детально оценить отдельные параметры природных сред, делать более аргументированные выводы.

Так же индикатором чистоты экологии могут служить животные. Организм, сложившийся в результате развития находится в относительной гармонии со средой обитания, он не может существовать вне среды. Это обеспечивается наличием адаптивно-компенсаторных систем, позволяющих ему, взаимодействуя с природой оставаться здоровым, т. е. сохранять возможность нормального функционирования систем для обеспечения жизни, В ТОМ ЧИСЛЕ И ТАКОЙ ВАЖНОЙ, КАК ИММУННАЯ.

Обзор литературы.

Антропогенное загрязнение местности обычно захватывает все среды: воздух, воду, почву, растения, на ней произрастающие, животных, человека. Поэтому биоиндикация скорее позволяет судить о комплексном загрязнении окружающей среды, и, в редких случаях, о загрязнении воздуха, почвы или воды.

Лишайники - широко распространённые организмы с достаточно высокой выносливостью и чувствительностью к загрязнителям окружающей среды. Они способны долгое время пребывать в сухом, почти обезвоженном состоянии, иногда их влажность составляет от 2% до 10% сухой массы. При этом они не погибают, а лишь приостанавливают все жизненные процессы до первого увлажнения. В состоянии такого анабиоза лишайники выдерживают сильное солнечное облучение, сильное нагревание и охлаждение.

Отдел Лишайники (26000 видов). Симбиотические организмы, состоящие из гриба и водоросли.

- Таллом (слоевище) состоит из гифов чаще сумчатого гриба, между которыми лежат клетки зелёных или сине-зеленых водорослей.

- Водоросль поставляет углеводы, полученные за счёт фотосинтеза.

- Гриб поглощает и задерживает воду и минеральные вещества (имеет присоски, проникающие в клетки водоросли). В действительности отношение между грибом и водорослью основаны на паразитизме, особенно сильном со стороны гриба, который использует и отмершие клетки водоросли, являясь сапрофитом. Если отделить гриб от водоросли, то водоросль начинает расти быстрее, а гриб изменяет форму колонии, не образуя спор, без веществ, получаемых от водоросли.

- Внешний вид различен у разных видов:

- а) цвет разнообразный, кроме зелёного;

- б) формы: накипные, листоватые, кустистые.

- Растут медленно 0,1-10 мм/год.

- Погибают при недостатке света.

- Размножаются кусками таллома, иногда образуют особые группы клеток, состоящие из водоросли и гриба, которыми лишайник размножается.

- Значение лишайников: а) почвообразователи: отмирая, превращаются в перегной; б) появляются первыми на горных породах, разрушают их (Химическое выветривание), выделяя органические кислоты; в) не являются паразитами деревьев, но в их талломе поселяются насекомые - вредители; г) основные продуценты в тундре и на скальных биоцензорах.

В настоящее время большой практический интерес проявляется к лишайникам как биоиндикаторам для оценки степени загрязнённости окружающей среды. Вследствие того, что всё необходимое для жизни эти организмы получают аэральным путём, то наиболее существенную роль лишайники играют при биоиндикации воздушной среды, т. е. являются индикаторами чистоты атмосферы. Кроме того, лишайники по разному реагируют на загрязнённость воздуха: одни из них не выдерживают даже малейшего загрязнения и погибают, другие проявляют устойчивость к загрязнённой среде. Знание экологии лишайников, их отношения к загрязнению среды и позволяет использовать их в качестве биоиндикаторов.

Лишайники как биоиндикаторы - весьма перспективные организмы. Они широко распространены в природе, отличаются большим видовым разнообразием. Обладая высокой устойчивостью к таким факторам, как резкие колебания влажности, температуры, условий освещения, действия больших доз ультрафиолетовой и проникающей радиации, лишайники оказались чрезвычайно чувствительными к воздействию различных атмосферных загрязнений. Особенно высока чувствительность лишайников к диоксиду серы, фторидам и тяжёлым металлам.

В настоящее время разработаны различные методы лихеноиндикации. Их можно разделить на три группы.

Первая группа объединяет методы, позволяющие изучать изменения, которые происходят в строении и жизненных функциях лишайников под влиянием загрязнения. Метод трансплантации, пересадка определённых видов из фоновых в загрязнённые районы.

Методы второй группы основаны на описании видов лишайников и площади их проективного покрытия, обитающих в районах с разной степенью загрязнения атмосферы. При изучении лишайников многих городов были обнаружены следующие закономерности:

- чем сильнее загрязнён воздух, тем меньше видов лишайников встречается, тем меньшую площадь покрывают они на стволах деревьев и тем ниже их жизнеспособность;

- при повышении степени загрязнённости воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними - листоватые, последними - накипные;.

Третья группа включает методы лихено - и биоиндикационного картирования загрязнённости атмосферного воздуха на основе изучения не отдельных видов, а целых лишайниковых группировок и вычисление индексов, отражающих влияние загрязнения воздуха на лишайники и мхи.

Особая чувствительность лишайников к токсическим веществам объясняется тем, что они не могут выделять в среду впитанные элементы. Токсиканты вызывают разрушение хлорофилла в клетках водорослей или цианобактерий, приводя лишайники к гибели.

Наиболее резко лишайники реагируют на диоксид серы. Концентрация диоксида серы 0,5 мг/м3 губительна для всех видов лишайников естественных ландшафтов. Сернистый газ даже в следовых концентрациях мешает прорастанию спор лишайников, а при больших его концентрациях лишайники преждевременно стареют. По мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайников становятся толстыми, компактными и почти совсем утрачивают плодовые тела. Дальнейшее загрязнение приводит к тому, что лопасти лишайников окрашиваются в беловатый, коричневый или фиолетовый цвет, их талломы сморщиваются и растения погибают.

Известно, что на загрязнение среды наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения. Считается, что для условий лесной полосы России наиболее чувствительны к загрязнению воздуха сосновые леса. Это обуславливает выбор сосны, как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за "эталон биодиагностики". Характерными признаками неблагополучия окружающей среды и особенно газового состава атмосферы служат появления разного рода хлорозов и некрозов, уменьшение размеров ряда органов (длины хвои, побегов, их толщины, размера шишек и т. д. ). В загрязнённой зоне наблюдается сближенность расстояния между хвоинками (их больше на 10 см побега, чем в чистой зоне).

Хвойные удобны тем, что могут служить биоиндикаторами круглогодично. Использование хвойных позволяет проводить биоиндикацию как на огромных территориях, так и на малых (например, влияние автодороги на прилегающую зону)

Биоиндикационные методы изучения загрязнения воздуха по состоянию сосны:

- определение состояния хвои сосны обыкновенной;

- определение состояния генеративных органов сосны обыкновенной (обследование шишек сосны);

- определение загрязнённости атмосферы по состоянию прироста деревьев последних лет;

- определение загрязнённости атмосферы по продолжительности жизни хвои;

- определение загрязнённости атмосферы по состоянию древостоя сосны обыкновенной.

Фенотипический анализ популяций белого клевера позволяет выявить вероятность загрязнения среды и общую техногенную нагрузку.

У белого клевера лист тройчатый, исходная форма имеет равно-окрашенные пластинки, но встречается форма, у которой на листьях имеется "седой" рисунок различной формы. Этот рисунок – моногенная мутация, выяснено, что этот ген очень чувствителен к факторам внешней среды. Будучи изменённым, этот ген даёт особый рисунок на листьях. По числу растений с рисунком на листьях можно судить о степени загрязнения среды.

Фенотипы белого клевера хорошо изучены, по признаку "седой рисунок" выявлено свыше десятка фенов. Биоиндикатор повсеместно распространён во всех районах области, как в природных ландшафтах, так и в местах проживания населения.

Индикация фенотипов проста и осуществляется путём визуального подсчёта количества встречающихся форм с различным рисунком и без него согласно таблице фенов признака и последующему расчёту частоты их встречаемости в процентах.

Вопросам оценки состояния почвы уделяется много внимания научными работниками и практиками, хозяйственниками и бизнесменами. Связь с землёй "укоренилась" и издавна считалась признаком основательности. Проблемы рационального использования почв, во многих отношениях являются ключевыми и в современной жизни. Почва в значительной мере определяет ресурсный потенциал биосферы для потребления будущими поколениями людей. Сегодня последствия ухудшения состояния почв уже выражаются в целом ряде глобальных, региональных и местных экологических проблем, связанных с состоянием атмосферы, гидросферы, биоразнообразия, здоровья людей и др.

Экологические представления о почве сформировались на рубеже XIX - XX веков, и большую роль в этом сыграло развитие почвоведения - науки о происхождении и развитии почв, закономерностях их распространения, путях рационального использования и повышения плодородия. Основателем почвоведения, как самостоятельной науки, является выдающийся русский учёный профессор Петербургского университета Василий Васильевич Докучаев (1846 - 1903). Именно он впервые сформулировал научное определение почвы, разработал генетическую классификацию почв, новые методы изучения и картографирования почв в поле.

Докучаев установил, что почва - самостоятельное природное тело, подобное минералам, растениям и животным, находящееся в беспрерывном изменении во времени и пространстве. Учение В. В. Докучаева о почве оказало большое влияние на развитие экологии, географии, геохимии, земледелия, лесоводства. Высоко оценивая значение научных работ В. В. Докучаева, Е. Одум назвал его первым русским экологом.

Ценность почвы определяется не только её хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей хозяйства. Она определяется также незаменимой экологической ролью почвы, как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом. Через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на Земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Почвой называется поверхностный слой суши, возникший в результате изменения горных пород под воздействием живых и мёртвых организмов, солнечного тепла и атмосферных осадков. Именно этот слой является сосредоточием жизни, средой обитания многих организмов, началом большинства пищевых цепей.

Почва, в отличие от воды и воздуха, не обладает подвижностью, и её необходимо воспринимать как биокостный компонент биосферы.

Почвы, являясь компонентами очень тонко сбалансированных природных экосистем, находятся в динамическом равновесии со всеми другими компонентами биосферы. Однако при использовании в разнообразной хозяйственной деятельности почвы часто теряют природное плодородие или даже полностью разрушаются. Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений. Не вызывает сомнений, что как с экологической, так и с хозяйственно-экономической точки зрения значительно более целесообразным является предупреждение неблагоприятных изменений почв, чем выполнение дорогостоящих работ по их восстановлению.

Будучи системой, более устойчивой, чем вода и воздух, почва способна сопротивляться загрязнению. Но когда внешнее воздействие преодолевает это сопротивление, почва несоизмеримо дольше, чем вода и воздух, остаётся в загрязнённом состоянии и тем самым представляет собой источник отрицательного влияния на здоровье людей и биосферу в целом. Загрязняющие вещества, аккумулируясь почвенным поглощающим комплексом, могут сохраняться десятилетиями, своего рода "временная химическая бомба", если не принимать специальных мер.

Экологическая роль почвы как одного из важнейших звеньев биосферы, где наиболее интенсивно идут все процессы обмена веществ между живой и неживой природой, определяет необходимость организации почвенного экологического мониторинга как неотъемлемой части экологического мониторинга окружающей среды. В основе научной и практической методологии такого мониторинга находится выделение показателей экологического состояния почв и их количественная и качественная оценка.

В задачи почвенно-экологического мониторинга входит:

1) контроль за изменением содержания гумуса, кислотности, солевого режима почв;

2) контроль за локальным загрязнением почв тяжёлыми металлами (в зоне влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей), а также другими загрязнителями и бытовыми отходами;

3) сезонный контроль за влажностью почв, содержанием воздуха, механическими свойствами, содержанием основных элементов питания почв и другими свойствами, создающими условия для реализации её плодородия;

4) контроль за антропогенным нарушением почв (эрозия, дегумификация и др. ).

Это наиболее общий перечень задач, который может быть уточнён применительно к конкретным районам с учётом их особенностей.

Изменение экологии в первую очередь влияет на иммунную систему. Иммунная система состоит из органов, клеток, тканей, которые могут относится к различным системам, объединяясь в единое целое для решения определенных задач:

– поддержание антигенного постоянства,

– защита от патогенов,

– поиск половых партнеров,

– предотвращение имбридинга и т. д.

Виды иммунитета (по ВОЗ) :

– врожденный (неспецифический) включает факторы, существующие до контакта с антигеном: барьеры (кожа, слизистые, гистогематические), лизоцим, фагоцитарная система, лихорадка, воспаление.

– приобретенный (адаптивный), факторы которого взаимодействуют с теми антигенами, которые вызвали их формирование, а следовательно последние влияют на приобретенный иммунитет, так, например, многочисленные авторы указывают на роль же воздуха, грубых, сочных и концентрированных кормов в возникновении вторичной иммунной недостаточности (ВИН). Во многом ВИН зависела от местоположения хозяйства. Например:

1. Между радиационной обстановкой на местности и заболеваемостью их лейкозом существует прямая связь.

2. Экзогенные этиологические факторы существенно изменяют у животных уровень общего белка в сыворотке крови, три- и тетрайод-тиронина, количество моноцитов и лимфоцитов.

3. Показатели естественной устойчивости организма крупного рогатого скота подвержены сезонным изменениям. Так, содержание эритроцитов и гемоглобина максимально выражено в апреле, августе, ноябре и феврале; для гуморальных факторов защиты - в августе, ноябре и феврале, а клеточных - в апреле, августе и ноябре.

4. Коровы, выращенные и эксплуатируемые вблизи промышленных предприятий, имеют признаки гемодепрессии, гипотиреоза

5. Организм полуторалетних тёлок на увеличение экологической нагрузки отрицательно реагирует изменением содержания общего белка в сыворотке крови, трийодтиронина, тироксина и количества лимфоцитов. В экологически благополучной местности реакция животных указанного возраста была прямо противоположной.

6. К середине молочного периода онтогенеза у телят, находящихся в экологически сложной ситуации, уже развивались анемия, лейкопения, сдвиг ядра влево, нейтропения, лимфоцитоз, гипотиреоз, ослабление потенциала гуморальной и клеточной неспецифической защиты, гипопротеинемия, гипергаммаглобулине-мия, усиление аутоиммунных процессов.

2. Физико-географическая характеристика района исследований.

2. 1. Географическое положение.

Район исследования расположен в юго-восточной части Богородского района, в с. Спасское, в 14 км от районного центра, в 87 км от железнодорожной станции Зуевка, в 141 км от г. Кирова.

2. 2. Климатические условия.

В климатическом отношении территория микрорайона входит в состав восточного агроклиматического района центральной зоны Кировской области.

Климат зоны характеризуется как умеренно-континентальный с продолжительной многоснежной зимой и умеренно тёплым летом. Среднегодовая температура воздуха, по средним многолетним данным Зуевского метеопоста, составляет +1,1*С. Сумма активных (выше 10*С) температур составляет 1800* , продолжительность периода активных температур 115 дней. Осенние заморозки на поверхности почвы начинаются 8-10 сентября, в воздухе 17-24 сентября. Весенние заморозки в воздухе заканчиваются 20-25 мая, продолжительность безморозного периода 119 дней. Обеспеченность осадками в вегетационный период неравномерная. В среднем за вегетационный период (май-сентябрь) выпадает от 250 до 275 мм осадков. Среднегодовое количество осадков колеблется от 449 до 580 мм. Гидротермический коэффициент равен 1,2. Запас воды в снеге составляет 150 - 250 мм, что обеспечивает обильное увлажнение весной.

Почва промерзает на полях в среднем на 55 - 65 см. Устойчивый снежный покров ложится на поля 10 - 13 ноября. Средняя высота снежного покрова достигает 53 см. Разрушается снежный покров 17 - 20 апреля.

2. 3. Рельеф.

Поверхность территории представляет собой холмисто-увалистую равнину, рассечённую долинами рек, балками и оврагами.

Общий уклон территории на север, о чём свидетельствует направление течения рек. Явление плоскостной эрозии наблюдается по всей территории микрорайона. Средняя крутизна склонов I*- 3* , на кормовых угодьях встречаются склоны до 15* и более. В настоящее время продолжается рост овражно-балочной системы.

2. 4. Растительность.

Район исследования относится к подзоне южной тайги. Общая площадь лесов и кустарников составляет 2608 га или 27,2% от общей площади, леса расположены крупными массивами по всей территории. Леса, в основном, смешанные, состояние из сосны, ели, берёзы, осины, ольхи. В подлеске - рябина, можжевельник.

В травянистом покрове значительное место занимает разнотравье, реже злаки.

2. 5. Почвы.

По материалам почвенного обследования на территории колхоза "Спасский" выявлены следующие типы почв:

- дерново-подзолистые - 6894 га - 71,8 %

- дерновые - 317 га - 3,3 %

- пойменные - 58 га - 0,6 %

- светло-серые лесные - 1824 га – 19 %

- болотные - 509 га - 5,1 %.

По мех. составу преобладают средние и тяжёлые суглинки. Они составляют соответственно 45,3% и 53% , 1,7% - легкосуглинистые почвы.

Смытые земли на территории хозяйства составляют 43,4%.

По данным агрохимического обследования пахотные угодья по содержанию подвижных форм фосфора составили:

- очень низкое – 37 %

- низкое – 35 %

- среднее – 25 %

- выше среднего – 1 %

- высокое - 2%.

По содержанию обменного калия:

- низкое – 4 %

- среднее – 66 %

- выше среднего – 23 %

- высокое - 7%.

Мощность гумусового горизонта от 5 до 20 см, редко выше. Запасы гумуса 1,6 - 2,4%.

Пашни с повышенной кислотностью 98,7%, из них:

- очень сильно кислая – 9 %

- сильно кислая – 36 %

- средне кислая – 45 %

- слабо кислая – 10 %

3. Результаты исследования.

В качестве биоиндикаторов чистоты воздуха мы остановились на лишайниках и сосне. Как индикатор общего уровня загрязнения окружающей среды использовался белый клевер. Оценка экологического состояния почвы производилась физико-химическими методами и при помощи биотестирования токсичности по проросткам растений - индикаторов (рожь и редис).

3. 1. Результаты лихеноиндикации.

Исследования по эпифитным лишайникам, растущим на сосне, производились в течении трёх лет (1998 - 2000 гг. ). Этот вид дерева широко представлен в селе и встречается в лесных биоценозах, а также сам может использоваться в качестве биоиндикатора, что и было сделало.

Наблюдения за лишайниками проводятся на двух площадках: контрольная площадка №1 - в селе, посадки сосны вдоль автодороги, фоновая - в лесу, примерно в одном километре от села. На каждой площадке было обследовано по 10 - 20 сосен. Определялась площадь проективного покрытия, типы лишайников, размеры розеток лишайников и их физиологическое состояние, число видов. На каждом дереве описывали по четыре площадки: две у основания ствола (с северной и южной стороны) и две на высоте 1,3 м. Источник загрязнения (автодорога) на контрольной площадке находится с северной стороны. Оценку покрытия делали по 10-и бальной шкале (1 б. - покрытие до 10%, 2 б. - покрытие от 10% до 20% и т. д. до 100% - 10 б. ). На основании средних баллов покрытия рассчитывали показатель относительной чистоты атмосферы (ОЧА) по формуле:

ОЧА = ( А + 2В + 3С )/ 30.

Класс загрязнения воздуха определяли по числу видов лишайников. На пяти взрослых деревьях определяли растущие на них лишайники, которые отличаются по цвету и типу роста.

Результаты лихеноиндикации представлены в таблице №1.

Показатель относительной чистоты атмосферы для контрольной площадки составил:

1998г. -ОЧА=(1+2*1+3*1)/30=0,2, 20%

1999 г. - ОЧА=(1+2*1+З*1)/30=0,2, 20%

2000 г. - ОЧА=(I + 2*I + 3*1)/30=0,2, 20%.

Показатель относительной чистоты атмосферы для фоновой площадки составил:

1998 г. - ОЧА=(I + 2*3 + 3*I)/30=0,33, 33%

1999 г. - ОЧА=(2 + 2*2 + 3*1)/30=0,3, 30%

2000 г. - ОЧА=(1 + 2*2 + 3*2)/30=0,36, 36%.

В ходе исследований выявлено снижение общего покрытия лишайников у основания дерева в 204 раза по сравнению с фоновым, на высоте 1,3 м - в 3,7 раза. Количество видов меньше в три раза. Следует отметить, что на контрольной площадке у основания ствола, на высоте 50 см от уровня почвы, лишайники практически отсутствуют, это говорит о том, что наиболее вредные вещества скапливаются в самом нижнем слое воздуха, а затем поступают в почву.

Результаты исследования показали, что дорога несомненно, является довольно сильным источником загрязнения воздуха в селе Спасское, которое оказывает отрицательное воздействие на здоровье жителей села. Вредные вещества, поступая из воздуха в почву и накапливаясь в ней, в свою очередь тоже могут пагубно отразиться на здоровье людей.

3. 2. Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию сосны.

Биоиндикация по сосне является дополнением к лихеноиндикации, проводилась первый год. Биоиндикация по сосне позволяет отслеживать изменения чистоты воздуха за короткий промежуток времени (год). Лишайники в этом плане менее показательны, так как растут очень медленно. В качестве контрольных показателей были взяты: состояние хвои сосны и состояние древостоя сосны обыкновенной.

Состояние древостоя на контрольной площадке. Крона ажурная, много сухих ветвей по всей кроне, хвоя светло-зеленая, есть некрозы и усыхания. Годовые приросты в несколько раз меньше чем на фоновой площадке. На стволах многих деревьев сильное смолотечение и отмирание коры на отдельных участках ствола. Деревья ослабленные.

Состояние древостоя на фоновой площадке. Густая, зелёная крона, отмирающие ветви в нижней части кроны. Хвоя тёмно-зелёная, здоровая, некрозы незначительные. Годовые приросты хорошие (от 20 до 50 см). Смолотечение на отдельных деревьях.

Состояние древостоя определялось визуально на 20 деревьях на каждой площадке.

Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязнённости атмосферы производилось по традиционной методике.

На контрольной площадке была взята проба в 550 хвоинок второго года жизни. Из них 402 хвоинки с пятнами, что составляет 73,1 %. Полное усыхание у 8 хвоинок, 1,4%.

На фоновой площадке было обследовано 752 хвоинки. Количество хвоинок с пятнами составило 126, 16,8% от всех обследованных хвоинок. Усыхание на 1/3 было отмечено у 4 хвоинок, что составляет 0,5%.

Дополнительно измеряли длину, ширину, продолжительность жизни и число хвоинок на 10 см побега. Результаты измерений представлены в таблице №3. Измерения проводились у 50 хвоинок, результат определялся как среднее арифметическое. Длину хвоинки измеряли с помощью линейки, ширину (в середине хвоинки) при помощи измерительной лупы. Продолжительность жизни хвои определялась визуально на 10 деревьях.

Длина и ширина хвоинок на фоновой площадке получилась меньше, чем на контрольной, 5,03 - 8,37 см и 1,42 - 1,59 мм соответственно. Продолжительность жизни хвои на контрольной площадке 4 года, на фоновой - 6 лет. Сближенность хвоинок на контрольной площадке больше, чем на фоновой. На 10 см побега она составила для контрольной площадки 162 хвоинки, для фоновой 134. В результате ухудшения роста побега в загрязнённой зоне пучки хвоинок более сближены, на 10 см побега их больше, чем в чистой зоне. Процент хвоинок с пятнами на контрольной площадке в 4,4 раза больше, чем на фоновой. Процент хвои с усыханием в 2,8 раза выше на контрольной площадке по сравнению с фоновой. Результаты исследования представлены в таблице №2.

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что воздух на контрольной площадке (около автомагистрали) загрязнён.

3. 3. Индикация состояния окружающей среды по частотам встречаемости фенов белого клевера.

Биодиагностика по частотам встречаемости фенов белого клевера проводилась первый год. Наблюдения проводились на пяти площадках:

- площадка №1 (школа, около дороги)

- площадка №2 (д. Агапово, на север от склада ядохимикатов, 500 м от дороги)

- площадка №3 (д. Агапово, улица, 300 м от дороги)

- площадка №4 (село, около дороги)

- площадка №5 (д. Агапово, карьер, 1 км от дороги).

Результаты лихеноиндикации и биодиагностики по сосне подтверждаются результатами фенотипической диагностики по белому клеверу. ИСФ на площадках около дороги почти в два раза превышает индекс соотношения фенов на фоновых площадках. Следует отметить, что индекс соотношения фенов на всех площадках значительно превышает среднеобластной показатель в 31%, а на контрольных площадках он превышает 50%, что говорит о напряжённой экологической обстановке. Конечно, эти результаты требуют дальнейшей проверки, что и будет, сделало в будущем, но полученные данные заставляют задуматься и искать иные, более давние источники транзитного загрязнения для нашего микрорайона, чем автодорога. Результаты фенотипической диагностики приведены в таблице №3 и диаграмме №1. На площадках обнаружены фены 2, 3, 6, 8.

Высокая частота встречаемости фенов говорит о том, что загрязнение здесь действует длительный промежуток времени. В то же время есть фены с низкой частотой встречаемости, значит, появился новый источник загрязнения.

3. 4. Экологическая оценка состояния почв.

В качестве контрольных показателей были взяты: морфологические свойства почвы, химические и физико-химические показатели почвы (содержание гумуса, кислотность, засоленность, содержание основных элементов питания), наличие тяжёлых металлов. Токсичность почв оценивалась при помощи биотестирования.

Для исследования почвы отбирались пробы с трёх участков:

- фоновая площадка (лес)

- площадка №1 (около дороги)

- площадка №2 (за складом ядохимикатов).

Пробоотбор проводили методом конверта. Брали почву по углам участка и в середине, составляли средний образец.

Описание морфологических свойств почвы.

Морфологические свойства почвы определяли в полевых условиях. Смотрели цвет, влажность, сложение, запах, механический состав, структуру.

Цвет определяли в естественных условиях почвы, не допуская возможных изменений, обусловленных высушиванием. На фоновой площадке почва бурая, на площадке №1 - тёмно-серая, на площадке №2 - коричневая.

Влажность почвы на всех участках одинакова. Почва везде влажная.

Запах. В лесу почва пахнет грибами, влажным мхом и лишайниками - грибной запах (интенсивный). У дороги (площадка №1) почва пахнет прелой травой, глиной - землистый запах (не очень интенсивный). У склада (площадка №2) запах почвы очень специфичен и не характерен для почвы в естественных природных условиях, от почвы пахнет лекарствами - аптечный запах (очень интенсивный, чувствуется на расстоянии).

Сложение отражает характер расположения отдельных механических частиц и агрегатов и характер пористости, которая при этом образуется. В лесу почва рыхлая, распушена, лопата при нажатии погружается на полный штык. У дороги почва плотная - почва копается лопатой с трудом. У склада ядохимикатов почва слабо уплотнена - без особых усилий поддаётся копке лопатой.

Механический состав почвы определяли следующим образом. Комок влажной почвы раскатывали в шнур диаметром 3 мм, сворачивали его в кольцо. Из лесной почвы образовался сплошной шнур и кольцо, распавшееся при свёртывании - средний суглинок. Шнур из придорожной почвы раздробился при раскатывании - лёгкий суглинок. Из почвы у склада получился сплошной шнур и кольцо с трещинами - тяжёлый суглинок.

Структура почв определялась по характеру отдельных частей, на которые она распалась при потряхивании. В лесу почва мелко-комковатая, в придорожной полосе - бесструктурная, у склада - крупно-комковатая.

Химические свойства почвы.

Содержание гумуса определялось по методике, описанной в издании "Агрохимическая лаборатория овощеводства" автор Н. М. Глунцов. Анализ проводился методом обратного титрования, где в качестве заместителя использовался раствор бихромата калия. Часть его связывал гумус, а остальная оттитровывалась солью Мора с известной концентрацией. Расчёт проводился по формуле:

С%=((а*N1-V*N2)*0,003*100)/г, где а - объём бихромата калия, взятого для окисления органического вещества почвы;

Н1- нормальность раствора бихромата калия; в - объём соли Мора, пошедшей на титрование избытка хромовой кислоты;

Н2-нормальность соли Мора;

0,003-мг/экв углерода; г-навеска воздушно-сухой почвы, г;

100-коэффициент пересчета;

С% (фон. )=(33*1-57,9*0,5275)*0,003*100 =1,6385=1,6%

С%(№1)=(33*1-57,5*0,5275)*0,003*100=1,77917=1,8%

С% (№2)= (33*I – 56,5*0,5275)*0,003*100=2,13083=2,1%

Результаты исследования показали низкое содержание гумуса в лесу и у дороги, у склада - среднее. Полученные результаты соответствуют характеру растительности на участках. На фоновой площадке в древостое преобладает ель, под пологом - «зелёные мхи». На площадке №1 (у дороги) растительный покров сильно нарушен, сказывается очень сильное вытаптывание, примерно 40% поверхности почвы лишены растительного покрова. В состав растительного покрова входят горец птичий, подорожник средний, мятлик луговой, марь белая, полынь обыкновенная и горькая, одуванчик лекарственный. Площадка №2 располагается под луговым фитоценозом), от участок используется как пастбище). В травостое обильно встречается клевер белый.

Засоленность почвы определяли по методике, описанной в учебно-методическом пособий "Школьный экологический мониторинг", под редакцией Т. Я. Ашихминой.

В ходе исследования получены следующие результаты:

- фоновая площадка (лес) х=(40,6961-40,6846)*100*100%=0,01917%

- контрольная площадка №1 (у дороги) х=(23,078-23,04975)*100*100%=0,04708%

- контрольная площадка №2 (склад ядохимикатов) х=(21,57615-21,55955)*100*100%=0,02767%

По результатам видно, что почва не засолена ни на одном участке. Хотя прослеживается тенденция изменения величины процента засоленности: у дороги засоленность почти в два раза выше, чем на остальных площадках.

Обеспеченность обменным калием почв определялась по методу Е. А. Бровкиной. В результате были выделены пробирки, первые, в которых не выпал осадок и не появилась муть:

- в лесу (фоновая площадка) - пробирка №8 - содержание калия 15,6 мг/100 г почвы - повышенное содержание;

- у дороги (площадка №2) - пробирка №2 - содержание калия 4,7мг/100г почвы - низкое содержание;

- у склада (площадка №2) - пробирка №5 - содержание калия 9,4 мг/100 г почвы - среднее содержание.

Определение подвижного фосфора в почвах проводилось по методу Чирикова в модификации Цинао.

Содержание подвижного фосфора составило: на фоновой площадке -5 мг/кг почвы (очень низкое), на площадке №1 - 140 мг/кг почвы (повышенное), площадка №2 - 165 мг/кг почвы (высокое).

Высокое содержание подвижного фосфора на площадке №2 объясняется тем, что площадка расположена за складом минеральных удобрений, которые хранились, практически, под открытым небом, часть удобрений лежит до сих пор.

В образцах определялась актуальная и обменная кислотность. Определение проводилось в водной (актуальная) и солевой (обменная) вытяжках по прибору Алямовского. На всех площадках почвы кислые. Результаты физико-химического анализа почвы представлены в таблице №4.

В образцах проводился качественный анализ на наличие токсичных ионов двухвалентной ртути и свинца.

Катион свинца определялся в водной вытяжке. К нескольким мл вытяжки добавляли раствор иодида калия и нагревали (реакция "золотого дождя"). Наличие определяемого иона подтверждалось выпадением золотисто-жёлтого, кристаллического осадка.

Pb2++2I(PbI2(

Ионы свинца были обнаружены только на площадке №1 (у дороги), причём, осадок выпал обильный и хорошо видимый.

Катион двухвалентной ртути определялся в водной, солевой и кислотной вытяжках. Проводились следующие качественные реакции:

✓ к нескольким мл вытяжки добавляли раствор иодида калия, наличие определяемого иона подтверждается выпадением красного осадка (растворимого в избытке реактива);

(Hg2(2++2I-(HgI2( HgI2+2KI(K2(HgI4(

✓ к нескольким мл вытяжки добавляли раствор гидроксида натрия, наличие определяемого иона подтверждается выпадением жёлтого осадка;

(Hg2(2++2OH-(HgO(+H2O

Проведённые реакции не сопровождались выпадением вышеуказанных осадков, что говорит об отсутствии иона двухвалентной ртути в исследуемых образцах.

Для изучения токсичности почв использовался метод биотестирования по проросткам растений - индикаторов (рожь и редис).

Опыт проводился в трёхкратной повторности, результаты рассчитывались как среднее арифметическое. Семена проращивались в кюветах на бумажных фильтрах, увлажнённых почвенными вытяжками. Контрольное проращивание проводили на дистиллированной воде. Подсчёт результатов проводили на второй и третий день. Данные по всхожести в опытных вариантах выражали в процентах к контролю. Применяли следующую оценочную шкалу: 90 – 100% - нет токсичности, 80 – 90% -очень слабая токсичность, 60 - 80% - слабая, 40 – 60% - средняя, 20 – 40% - высокая токсичность, 0 – 20% - очень высокая, близкая к летальной.

Биотестирование показало, что почвы около дороги более токсичны, чем на фоновой площадке и площадке №2. Слабая токсичность почв за складом ядохимикатов может быть объяснена следующими факторами:

✓ ядохимикаты за период длительного хранения (нахождения в почве) утратили своё токсическое действие;

✓ почва на участке тяжелосуглинистая, а у тяжёлых почв буферная способность выше;

✓ на этом участке более высокое, по сравнению с первым и фоновым, содержание гумуса, что снижает токсическое действие пестицидов, получены данные, что гумусом адсорбируется до 80% ядохимикатов.

Результаты биотестирования представлены в таблице №5.

3. 5. Анализ заболеваемости животных.

Ветеринарные службы выделяют заразные заболевания, к ним относятся лейкоз, туберкулёз и др. А также выделяют незаразные болезни органов пищеварения, дыхания, обмена веществ, размножения, маститы и др.

По данным незаразных болезней (по району) преобладают заболевания органов пищеварения, как у взрослых так и у молодых животных, причём у молодняка процент этих заболеваний выше – 39 %, а у взрослых животных – 28%. Также у взрослых животных большие отклонения в обмене веществ. Наименьший процент заболеваний у взрослых животных приходится на заболевания органов размножения и маститы – 8 %, а у молодняка на заболевания органов дыхания – 29% (с учётом того, что они не обследовались на заболевания органов размножения, маститы, обмена веществ). Результаты анализ заболеваемости животных приведены в таблице №6 и диаграмме №2

Выводы.

1. В с. Спасское автодорога является довольно сильным источником загрязнения воздуха и почвы (в придорожной полосе).

2. Результаты фенотипической диагностики косвенно указывают на возможность иных источников транзитного загрязнения окружающей среды в микрорайоне с. Спасское, более давних, чем автодорога.

3. Результаты биоиндикации чистоты атмосферного воздуха показали сильное загрязнение воздуха вблизи автодороги.

4. Почвы на исследуемом участке имеют низкое естественное плодородие, кислые.

5. Токсичность почв в придорожной полосе выше, чем на остальных участках, хотя не выходит за рамки средней.

6. Повышение токсичности почвы у дороги вызвано загрязнением её ионами свинца.

7. Несмотря на то, что заболеваемость животных (КРС) в селе Спасское не превышает заболеваемость по району необходимо регулярно проводить исследования по экологии.

Наши рекомендации.

1. Продолжить создание вдоль дороги полосы зелёных насаждений из древесно-кустарниковой растительности: тополь, берёза, сирень, шиповник.

2. При постройке новых домов учитывать отрицательное воздействие автодороги.

3. Информировать население о результатах исследований.

4. Продолжить наблюдения по биоиндикации.

5. Расширить качественный анализ почв, дополнить его методами количественного анализа.

6. Не проводить выпас животных вдоль автодороги.

7. Не заготавливать корма у автодороги.