2.4 Узагальнення результатів

Експериментальним полігоном була території Кочетоцького заказника Чугуївського району Харківської області. Місце дослідження знаходиться на правобережжі річки Сіверський Донець в районі смт. Кочеток. Найбільш поширені у цьому районі дерновий піщаний ґрунт на давньому алювіальному піску. На даній ділянці були відібрані проби ґрунту, лісової підстилки, коріння та кори дерев (сосни), а також кропиви. Проби відбиралися в осінній період.

Результати лабораторних аналізів зразків ґрунту показав, що перевищення ГДК спостерігається в хромі в шарі ґрунту 0 - 10 см у 1,4 рази, у всіх інших варіантах вміст жодного із металів не перевищує ГДК.

Якісний склад полютантів показав, що домінуючими джерелами забруднення є промислові викиди міста й ґрунти знаходяться під антропогенним тиском, рівень якого можливо оцінити за допомогою сумарного показника забруднення ґрунтуZ_CJ.

Поліелементне забруднення ґрунту заказника «Кочетоцький» виявилося за цинком, свинцем, хромом. Такі високі значення коефіцієнтів концентрації Cr – 84, 5 для шару ґрунту 0 – 10 см та 24, 6 для шару 10 ‑20 см можна пояснити наступним. Одним з головних антропогенних джерел викидів цього метала являються підприємства, які спалюють бурий і кам'яне вугілля. Так при спалюванні вугілля за 1 рік в довкілля потрапляє 2,11 т Cr [11].

У ґрунтах техногенних ландшафтів забруднення солями хрому зберігається до горизонту понад 100 см. Максимальною утримуючою здатністю як в суглинку, так і в піску володіє горизонт 10 см. З горизонту 50 см до горизонту 100 см відбувається різке зниження змісту хрому [18].

Спалювання кам'яного вугілля також є одним з основних антропогенних джерел свинцю, що поступає в атмосферне повітря в вигляді оксиду.

Отже, таке локальне перевищення вмісту рухомого хрому та свинцю в ґрунті заповідника має техногенний характер.

За даними результатів хімічного аналізу дикорослих рослин, а саме лісної підстилки, коріння та кори сосни, а також кропиви дводомної можна спостерігати значне накопичення таких металів як: ферум, манган, нікель, хром,а також цинк. Для лісової підстилки характерним є інтенсивніше накопичення марганцю та цинку, що є абсолютно нормальним.

Пріоритетними металами для кропиви дводомної є Fe, Mn, Cu. Лісова підстилка, коріння та кора сосни звичайної містять дуже велику кількість хрому – 12,5, 92,98 та 3,55 мг /кг повітряно-сухої маси відповідно.

Представлені дані дозволяють провести аналіз поведінки важких металів у компонентах системи „ ґрунт – дикорослі рослини ” за допомогою розрахунку коефіцієнтів біоакумуляції.

Згідно поглядам В. Б. Ільїна генетичний контроль є важливим чинником формування елементарного хімічного складу рослин. Завдяки генетичному контролю виявляються біологічні потреби рослин. Екологічними чинниками обумовлено реальне забезпечення фізіологічно обумовлених потреб в конкретних умовах зростання [14].

З цієї точки зору коефіцієнти біоакумуляції для рослин, які ростуть на незабруднених ґрунтах, можна розглядати як показники того, наскільки зовнішні чинники відповідають вимогам рослин, або наскільки гармонійні "стосунки між попитом і пропозицією" (В. Б. Ільїн, 1985).

Результати показують, що всі досліджувані дикорослі рослини виявляють акумулятивні здібності по відношенню заліза, а також шавлія лікарська по відношенню до міді, звіробій звичайний до алюмінію, кропива дводомна до міді та кадмію. Заслуговує на увагу аналіз коефіцієнта біоакумуляції для кропиви дводомної по хрому, котрий складає 0,02, тобто рослина, яка росла на ґрунті з достатньо високим вмістом хрому виявила свою здатність контролювати поглинання елемента згідно своїх потреб.

Як видно з досліджуваних зразків рослин ефективним індикатором для системи моніторингу є кора дерев’янистих рослин. На думку В. Н. Гуцуляка вона володіє кумулятивним ефектом, тому за допомогою кори дістають просторову-часову картину стану повітряного басейну регіону, відслідковують атмогеохімічні потоки розсіювання речовин [10]. На нашу думку аналіз системи "коріння – кора" дерев’янистих рослин дозволяє ще точніше визначити джерела забруднення.

Високий вміст хрому та свинцю, якій мав місце як у ґрунті, так й в соснової корі, диференціація шарів ґрунту по вмісту хрому з накопиченням його в верхньому 0 ‑10 см шарі, вміст свинцю в корі в 9,8 разів більш ніж у коріннях – все це характерно для техногенних ландшафтів й вказує на те, що територія заказника "Кочетоцький" знаходиться під впливом техногенних емісій неподалік розташованих ТЕЦ.

У цих умовах провідним чинником, обумовлюючим елементарній хімічний склад дикорослих рослин виступає генетичний контроль, який визначає потребу рослин в хімічних елементах. Це підтверджується значеннями коефіцієнтів біоакумуляції, які показують наступне:

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

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

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

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

Дуже високе значення сумарного показника забруднення Zcj для ґрунту заказника "Кочетоцький", накопичення хрому в верхньому 0 ‑10 см шарі ґрунту, лісової підстилки, коріннях, накопичення свинцю в корі характерно для техногенних ландшафтів, високий вміст свинцю в корі, вказує на те, територія заказника "Кочетоцький" знаходиться під впливом техногенних емісій неподалік розташованих ТЕЦ.

ВИСНОВОК

1. Чугуївський район має індустріально – аграрну спрямованість господарства. Довкілля Чугуївського району піддається значному антропогенному навантаженню з боку стаціонарних та пересувних джерел забруднення. У районі 13 промислових підприємств семи галузей, розвинений автомобільний і залізничний транспорт. Щільність викидів автотранспортом забруднюючих речовин становить у середньому 5654,9 кг /км².

2. Визначили метеорологічний потенціал атмосфери (самоочисну здатність) території Чугуївського району за допомогою коефіцієнта (^км ), який характеризує переважання тих чи інших процесів (накопичення або розсіювання) протягом року. В результаті розрахунків метеорологічного потенціалу атмосфери Чугуївського району встановлено, що його значення (К_м) = 0,4, тобто - К_м < 1. Отже в районі переважають процеси, які сприяють самоочищенню атмосфери розсіювання забруднюючих речовин та виявляє здатність до самоочищення атмосфери, незважаючи на те, що на його території розташовані досить потужні промислові підприємства.

3. Кольоровість води річки Сів. Дінець становить 0,8, а кількість днів з температурою води понад +16°С становить 115.Отже біотична складова стійкості р. Сіверський Дінець дорівнює Б=0,25. Значення природного потенціалу самоочищення р. Сів Дінець становитиме: В=8,5, що відповідаї середній показник природного потенціалу самоочищення.

4. Ґрунтовий покрив території Чугуївського району є типовим для лісосте пу і відрізняється великою різноманітністю. Стійкість чорноземів типових середньогумусних Чугуївського району складає: С = (100*30)/53 = 56,6%

5. Біотичний потенціал — це властивість ландшафту (особливо природно-заповідних об'єктів) зберігати або відновлювати генофонд, біологічне різноманіття і стійкість екосистем різного рівня. Отримані значення гідротермічного потенціалу продуктивності фітомаси - 5,86 та фактичного приросту фітомаси – 130,6 є середнім та типовим для лісостепового ландшафту, до якого і належить Чугуївський район.

6. Негативні чинники антропогенного та природного походження, що впливають на стан навколишнього середовище, перш за все відносять до несприятливих природно-антропогенних процесів, які можуть призводити до порушення стану природних компонентів, становити загрозу для життєдіяльності населення та викликати суттєве погіршення екологічної ситуації та господарської діяльності. До таких явищ на території Чугуївського району можна віднести такі процеси: водну та вітрову ерозію, зсуви, підтоплення.

7. Хімічний аналіз відібраних зразків проб свідчить про те, що важкі метали здатні накопичуватися і повільно виводяться. Найбільше важких металів накопичується в лісовій підстилці та в корінні дерев. Це можно пояснити тим, що лісова підстилка і коріння сосни є головними накопичувачами усіх елементів, наявних у біогеоценозі. Лісова підстилка виступає основним джерелом повернення в грунт органічних та зональних речовин. Власне лісова підстилка – це верхній генетичний горизонт лісових грунтів. Вона утворюється протягом років із опадаючого листя, хвої, гілок, квіток, плодів, шишок тощо.

Вміст хімічних металів в корінні сосни порівнюючи з лісовою підстилкою можно сказати, що перевищення хімічних металів становить для феруму у 100,03 рази, для купруму у 3,77 рази, для нікелю у 31,13 рази, для хрому у 7,4 рази. Значне перевищення мангану спостерігається в лісовій підстилці у 3,84, для цинку у 1,49 рази, для плюмбуму у 4,6 рази, для алюмінію у 7,5.

Розглянувши всі інші зразки проб можно сказати, що накопичення важких металів відбувається нерівномірно і перш за все це залежить від здатності рослин накопичувати ті чи інші елементи, наявних у біогеоценозі.

8. Перевищення ГДК за даними результатами спостерігалося в шарі ґрунту 0-10см для хрому в 1,4 рази. Це свідчить про те, що верхні шари ґрунту здатні більше накопичувати хімічні елементи, ніж нижчі шари грунту.

Метали, для яких не встановлено ГДК порівнювалися із фоновим вмістом для данного типу ґрунтів. Вміст кадмію в шарі ґрунту 0 – 10 см перевищує фон у 0,8 рази, в шарі 10 -20 см – у 1,4 рази. Вміст заліза перевищує фонові значення відповідно у 2,49 та у 1,935 рази.

8. Дуже високе значення сумарного показника забруднення Zcj=101 для ґрунту заказника "Кочетоцький", накопичення хрому в верхньому 0 ‑10 см шарі ґрунту, лісової підстилки, коріннях, накопичення свинцю в корі характерно для техногенних ландшафтів, високий вміст свинцю в корі, вказує на те, територія заказника "Кочетоцький" знаходиться під впливом техногенних емісій неподалік розташованих ТЕЦ.

10. Високий вміст хрому та свинцю, якій мав місце як у ґрунті, так й в соснової корі, диференціація шарів ґрунту по вмісту хрому з накопиченням його в верхньому 0 ‑10 см шарі, вміст свинцю в корі в 9,8 разів більш ніж у коріннях – все це характерно для техногенних ландшафтів й вказує на те, що територія заказника "Кочетоцький" знаходиться під впливом техногенних емісій неподалік розташованих ТЕЦ.

11. В системі «ґрунт – коріння – лісова підстилка – рослини» спостерігається нерівномірне накопичення металів. Найбільша концентрація хімічних елементів в корі та лісовій підстилці, що свідчить про накопичення елементів, наявних в біогеоценозі та виступає основним джерелом повернення в ґрунт органічних речовин. В ґрунті концентрація важких металів незначна, вони здатні вимиватися поверхневими та підземними водами. Досліджувана територія поблизу Кочетоцького заказника відповідає санітарним нормам, природні компоненти території здатні до самоочищення.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. - Л.: Агропромиздат. Ленинград. отд-ние, 1987. – 142с.

2. Апостолюк С. О. Промислова екологія: підруч. [для студ.вищ.навч.закл.] / С.О. Апостолюк, І.А. Соколовський. – К.: Знання, 2005. – 415 с.

3. Атлас Харківської області. – К.: Головне управління геодезії, картографії та кадастру при Кабінеті Міністрів України, 1993. – 80 с.

4. Барановський В.А. Екологічна географія і екологічна картографія. – К.: Фітоцентр, 2001. – 252с.

5. Биндич Т.Ю. Міграційні здібності важких металів при поліелементному складі забруднювачів / Т.Ю. Биндич, І.Ф. Мурза // Агрохімія і ґрунтознавство. – Спец. Випуск до V з’їзду УТГА, 6-10 липня 1998, м. Рівне. – Харків, 1998. – Ч. 4. – С. 181 – 183.

6. Бокова М.И. Биологические особенности растений и почвенные условия, определяющие переход тяжелых металлов в растения на техногенно загрязненной территории/ М. И. Бокова, А.Н. Ратникова // Химизация в сельском хозяйстве. – 1995. – № 5. – С. 15 – 17.

7. Важенин И.Г. Почва как активная система самоочищения от токсического воздействия тяжелых метал лов / И.Г. Важенин // Химия в сельском хозяйстве. – 1982. – № 3. – С. 3 – 5.

8. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба. – М.: Экономика, 1986. – 85с.

9. Географічна енциклопедія України. В 3-х т. / Під. ред. Маринича О.М. – К.: Українська енциклопедія ім. М.П. Бажана, 1989 – 1993. – 480 с.

10. Гуцуляк В.М. Ландшафтно – геохімічна екологія / В.М. Гуцуляк. - Ч.: Рута, 2001.-248с.

11. Дончева А. В.Оценкапоступлениятяжелыхметаллов в ландшафты /А. В. Дончева, Л. К. Казаков, В. Н. Калуцков // Химия в сельскомхозяйстве. – 1982. – № 3. – С. 8–10.

12. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Харківській області в 2009. Державне управління охорони навколишнього природного середовища в Харківській області. – Харків, 2009. – 103с.

13. Ермолаева В.А. Методы качественного определения свинца в растительных образцах / В.А. Ермолаева // Естественные и технические науки. – М.: Наука, 2006. – №3. – С. 53-55.

14. Ильин В. Б. Элементарный химический состав растений / В. Б. Ильин. – Новосибирск : Наука, 1985.‑ 130 с.

15. Исаченко А.Г. Природа мира. Ландшафты / А.Г. Исаченко, А.А. Шляпников. – М.: Мысль, 1989. – 504 с.

16. Климат Харькова / Под ред. В.Н.Бабиченко. – Л.:Гидрометеоиздат,1983. – 216 с.

17. Клімов О.В. Природно – заповідний фонд Харківської області/ О.В. Клімов, О.Г. Вовк, О.В. Філатова. – Х.: Райдер, 2005. – 304 с.

18. Экспериментальное изучение поведения металлов, сопряженного с поступлением хрома в ґрунтах техногенних ландшафтов / А. И. Кораблев, Т.М. Антоненко, Ю. К. Гайдаш та ін.// Биологические исследования лесов техногенних ландшафтов степнойУкраин. – Днепропетровск: ДГУ, 1989. – С. 116–119.

19. Луканин В.Н. Промышленно-транспортная екологія / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко. – М.: Высшая школа, 2001. – 318 с.

20. Методики визначення складу та властивостей ґрунтів. / Під редакцією С.А. Балюка. – Х.: ННЦ ”ІҐА ім. О.Н. Соколовського” УААН, 2005. – 220 с.

21. Новиков В.В. Экология, окружающая среда и человек / В.В. Новиков – М.: Фаир-Пресс, 2005. – 736 с.

22. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. – М.: Высшая школа, 2002. – 278 с.

23. Основи охорони праці: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів освіти України / За ред.. Б. М. Коржика. – Х.: ХДАМГ, 2002. – 105 с.

24. Полупан М.І. Визначник еколого-генетичного статусу та родючості ґрунтів України: Навчальний посібник / М.І. Полупан, В.Б. Соловей, В.І. Кисіль В, В.А. Величко. – К.: Колообіг, 2005. – 304 с.

25. Програма з охорони родючості земель та підвищення продуктивності землеробства Харківського району Харківської області на 2001 – 2010 роки.

26. Руденко В.П. Современное состояние природно-ресурсного потенциала административных районов и областей Украины / В.П. Руденко. - Черновцы, 1991.

27. Соколов М. С. Система мониторинга загрязнения почв агросферы / М. С. Соколов, В. И. Терехов // Агрохимия. – 1994. – №6. – С. 86‑96.

28. Статистичний бюлетень Обласного управління статистики по Харківській області. Викиди забруднюючих речовин від стаціонарних джерел забруднення по Харківській області в 2006 – 2010 рр.

29. Фатєєв А.І. Особливості міграції важких металів з орного шару зональних ґрунтів України / А.І. Фатєєв, М.М. Мірошниченко, Т.Ю. Биндич // Вісник ХДАУ. – 1999. – № 2. – С. 99 – 100.

30. Фондові матеріали Державного управління охорони навколишнього природного середовища у Харківській області, 2008 – 2010 рр.

31. Фондові матеріали Харківського Гідрометеорологічного центру, 2006 - 2010 рр.