AN ASSESSMENT OF ANTHROPOGENIC POLLUTION BY BIOINDICATION IN THE SOUTH-EASTERN INDUSTRIAL DISTRICT OF OMSK

ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ БИОИНДИКАЦИИ В ЮГО-ВОСТОЧНОМ ПРОМЫШЛЕННОМ РАЙОНЕ Г. ОМСКА

Научная статья

Кубрина Л.В.*

ORCID: 0000-0002-0538-3819,

Омский государственный педагогический университет, Омск, Россия

* Корреспондирующий автор (kubrina-lyudmila[at]mail.ru)

Аннотация

Состояние окружающей среды прямым образом влияет на определенные процессы в растительных организмах. В статье рассматривается вопрос применения показателя флуктуирующей асимметрии для оценки состояния окружающей среды. Основное внимание при диагностике состояния биоиндикаторов уделяется листьям растений, так как именно они определяют рост остальных структур растительного организма. В результате применения методики оценки качества среды по флуктуирующей асимметрии березы повислой (B.pendula Roth.), было проведено изучение морфометрических параметров исследуемого объекта, которое позволило определить состояние среды в юго-восточном промышленном районе города Омска. На всех экспериментальных участках, исключая контрольную точку, качество окружающей среды не соответствовало условным стандартам и характеризовалось как «критическое».

Ключевые слова: флуктуирующая асимметрия, биоиндикатор, загрязнениею.

AN ASSESSMENT OF ANTHROPOGENIC POLLUTION BY BIOINDICATION IN THE SOUTH-EASTERN INDUSTRIAL DISTRICT OF OMSK

Research article

Kubrina L.V.*

ORCID: 0000-0002-0538-3819,

Omsk State Pedagogical University, Omsk, Russia

* Corresponding author (kubrina-lyudmila[at]mail.ru)

Abstract

The state of the environment directly affects certain processes in plants. The article explores the issue of using the fluctuating asymmetry indicator to assess the state of the environment. The main attention in the diagnosis of the state of bioindicators is paid to the leaves of plants since they determine the growth of other structures of the plant organism. As a result of the application of the methodology for assessing the quality of the environment via the fluctuating asymmetry of silver birch (B.pendula Roth.), the morphometric parameters of the object under study were studied, which made it possible to determine the state of the environment in the south-eastern industrial district of the city of Oms. Aside from the control point, the environmental quality did not meet conditional standards and was characterized as "critical" across all experimental sites.

Keywords: fluctuating asymmetry, bioindicator, pollution.

Введение

Одним из удобных и малозатратных способов оценки интенсивности антропогенного воздействия является метод флуктуирующей асимметрии [1], [5]. С помощью этого метода можно оценить качество городской или иной среды. Изучение морфологических параметров листьев березы повислой (Betula pendula Roth.) позволяет проводить мониторинг как на больших территориях, так и на малых [2], [4], [7]. Например, оценить влияние загруженности автотранспорта на магистрали на прилегающую зону или определить, в каком состоянии находится природная среда участка, расположенного вблизи промышленных предприятий. Индикаторные растения могут указать на содержание в почве или же в воздухе поллютантов, благодаря быстрым морфофизиологическим реакциям: изменяется цвет листьев (может образоваться хлороз; проявление желто-оранжевой или бронзовой окраски); появляются некрозы, увядает и опадает листва раньше времени [6], [9].

Цель исследований - анализ флуктуирующей асимметрии листьев березы повислой для оценки техногенного загрязнения на месте их произрастания.

Методы и принципы исследования

Сбор материала был проведен после остановки роста листьев в четырех точках, три из которых находились в юго-восточном промышленном районе города Омска, а именно в Октябрьском округе вблизи предприятий.

Сбор материала с четвертой точки производился в с. Чернолучье, ул. Курортная «Русский лес». Листья были собраны из нижней части кроны дерева с максимального количества доступных веток равномерно вокруг дерева. Площадки отбора материалов.

1. Остановка «Кислородный завод» (напротив хозяйственных корпусов филиала «ОМО им. П.И. Баранова»);
2. Остановка «Ул. 4-я Транспортная» (напротив хозяйственных корпусов ПО «Полет»);
3. Остановка «Пос. Кордный» (напротив производственных корпусов ПАО «Омскшина»);
4. c. Чернолучье, ул. Курортная «Русский лес» - контрольная точка. Выбрана в пригородной зоне, вдали от магистралей, не вовлеченную в хозяйственную деятельность.

Для определения морфометрических параметров каждый были измерены пять стандартных признака (с левой и с правой стороны листа):

- ширина левой и правой половинок листа;

- длина жилки второго порядка, второй от основания листа;

- расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка;

- расстояние между концами этих жилок;

- угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.

Оценку отклонений состояния организмов от условной нормы (таблица 1) выполняли в соответствии с рекомендациями [3].

 

Таблица 1 – Пятибалльная шкала оценки отклонений состояния организма от условной нормы по величине интегрального показателя стабильности развития для березы повислой (Betula pendula Roth.)

Балл	Величина показателя стабильности развития	Значение стабильности развития
1	< 0,040 (условная норма)	Стабильное
2	0,040–0,044	Незначительное отклонение
3	0,045–0,049	Средний уровень отклонения
4	0,050–0,054	Значительное отклонение
5	> 0,054 (сильное, экстремальное)	Критическое состояние

 

В юго-восточный промышленный район города Омска входит Октябрьский административный округ, расположенный на правом берегу реки Иртыш. Он занимает площадь до 6300 га и граничит с Ленинским и Центральным округами [3].

Основная деятельность округа связана с промышленностью. Именно поэтому здесь повышенное значение загрязняющих веществ [8], [10]. На территории округа расположено несколько крупных предприятий: Филиал «ОМО им. П.И. Баранова» ФГУП «НПЦ Газотурбостроение «Салют», ОАО «Омскшина», ПО «Полет» филиал ФГУП ГК НПЦ им. М.В. Хруничева», ОАО «Сибирские приборы и системы», ОАО «Омский завод технического углерода», ОАО «Центральное конструкторское бюро автоматики», ОАО «Омский научно-исследовательский институт приборостроения», ЗАО «Завод сборного железобетона № 6», ОАО «Автогенный завод», ФГУП НПП «Прогресс», ЗАО «Завод розлива минеральной воды «Омский» и др.

Основные результаты В таблице 2 представляет средние результаты морфологических признаков листьев березы повислой.  

Таблица 2 – Среднее значение исследуемых признаков в выборках березы повислой (Betula pendula Roth)

Признак	Площадки сбора материала
	Остановка «Кислородный завод»	Ост.«ул.4-я Транспортная»	Ост.«Пос. Кордный»	с.Чернолучье, санаторий «Русский лес»
Ширина листовой пластинки справа	21,8±4,48	22,83±4,08	21,18±4,69	16,45±3,56
Ширина листовой пластинки слева	21,8±4,54	22,62±4,15	21,05±4,81	18,75±5,49
Длина 2-ой жилки 2-го порядка справа	32,31±6,15	32,57±5,16	31,49±5,65	26,99±5,56
Длина 2-ой жилки 2-го порядка слева	31,88±5,66	31,99±4,59	31,46±5,29	27,24±6,33
Расстояние между основаниями 1-й и 2-й жилок справа.	5,23±1,5	5,86±1,89	4,68±1,91	4,97±1,97
Расстояние между основаниями 1-й и 2-й жилок слева.	5,14±1,58	5,63±1,76	4,37±1,75	4,62±1,78
Расстояние между концами 1-й и 2-й жилок справа.	12,65±2,9	12,79±2,85	12,18±3,1	10,45±2,63
Расстояние между концами 1-й и 2-й жилок слева.	12,51±2,56	12,2±2,75	12,27±2,83	10,49±2,52
Угол между главной и 2-й жилкой справа	38,25±8,48	40,63±10,39	43,46±6,33	48,64±5,99
Угол между главной и 2-й жилкой слева	39,1±8,64	40,98±11,14	43,39±6,67	49,67±6,57

 

Определение интегрального показателя стабильности развития березы повислой (Betula pendula Roth) дает нам относительную оценку качества среды на выбранных участках [3]. Полученные результаты отражены в таблице 3 и на рисунке 1.

Таблица 3 – Интегральный показатель асимметрии березы повислой

Признак	Площадки сбора материала
	Остановка «Кислородный завод»	Ост.«ул.4-я Транспортная»	Ост.«Пос. Кордный»	с.Чернолучье, санаторий «Русский лес»
Интегральный показатель асимметрии	0,058	0,059	0,063	0,051
Балл состояния	5	5	5	4
Качество среды	Критическое состояние	Критическое состояние	Критическое состояние	Значительное отклонение

 

Как видно из таблицы 3, в контрольной точке качество среды имеет категорию «значительное отклонение». По остальным точкам представлено - как «критическое состояние».

Наглядно данные интегрального показателя асимметрии представлено на рисунке 1.

Рис. 1 – Величина флуктуирующей асимметрии в точках отбора материала

 

Как показывают данные, в юго-восточном промышленном районе города Омска интегральный показатель флуктуирующей асимметрии свидетельствует о критическом состоянии среды. Показатель асимметричности на первом выбранном участке, находящийся в непосредственной близости с хозяйственными корпусами филиала «ОМО им. П.И. Баранова», равен 0,058. Напротив хозяйственных корпусов ПО «Полет» этот показатель равен 0,059, а другая точка, расположенная напротив производственных корпусов ПАО «Омскшина» имеет показатель 0,063.

Для сравнения показателей была взята другая точка, не расположенная в юго-восточном промышленном районе города Омска. Это контрольная точка, которая находится за пределами г. Омска, в с. Чернолучье, санаторий «Русский лес». Результаты показали, что в с. Чернолучье степень загрязнения воздуха ниже, чем в ОАО г. Омска, однако интегральный показатель флуктуирующей асимметрии равен 0,051, что свидетельствует о категории качества среды «значительное отклонение».

Заключение

Применяя методику оценки качества среды по флуктуирующей асимметрии березы повислой (B.pendula Roth.), было проведено исследование морфометрических параметров исследуемого объекта, которое позволило определить состояние среды в юго-восточном промышленном районе города Омска. На всех экспериментальных участках, исключая контрольную точку, качество окружающей среды не соответствовало условным стандартам и характеризовалось как «критическое».

Показатель асимметричности на первом участке, находящийся в непосредственной близости с хозяйственными корпусами филиала «ОМО им. П.И. Баранова», равен 0,058. Напротив хозяйственных корпусов ПО «Полет» этот показатель равен 0,059, точка, расположенная напротив производственных корпусов ПАО «Омскшина» имеет показатель 0,063, а в фоновой точке интегральный показатель флуктуирующей асимметрии равен 0,051.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Аношкина Л. В. Оценка качества среды методом флуктуирующей асимметрии древесных растений / Л. В. Аношкина, О.А. Пузанова, А.В. Смирнова. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.science-bsea.bgita.ru/2011/les_2011/anoshkina_ocenka.htm (дата обращения10.2021)
2. Дьяченко Г.И. Мониторинг среды обитания : учеб.-метод. Пособие / Г.И. Дьяченко.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. - 40 с.
3. Захаров В.М. Здоровье среды: методика оценки / В.М. Захаров, А.С. Баранов и др. – М.: Центр экологической политики России, 2000. – 68 с.
4. Зорина А. А. Техногенная и широтная изменчивость величины асимметрии Березы повислой и пушистой / А. А. Зорина // Проблемы региональной экологии. 2019. № 1. С. 21-29.
5. Козлов М. В. Исследования флуктуирующей асимметрии растений в России: мифология и методология / М. В. Козлов // Экология. 2017. № 1. С. 3-12.
6. Кубрина Л.В. Изучение флуктуирующей асимметрии листьев березы повислой ( Betula pendula R.) для оценки качества среды в центральном административном округе г. Омска / Л.В. Кубрина, К.Э. Ахметова // Экологизация сфер жизни общества и общественного сознания: проблемы и перспективы: сборник статей. Омская гуманитарная академия. 2018. С. 70-73.
7. Кубрина Л.В. Флуктуирующая асимметрия листьев березы повислой (Betula pendula R.) как показатель качества воздуха в центральном административном округе г. Омска / Л.В. Кубрина, Е.А. Супиниченко // Экологические проблемы региона и пути их разрешения: материалы XII Международной научно-практической конференции. 2018. С. 17-20.
8. Таратоненкова М.А. Использование метода флуктуирующей асимметрии для оценки степени загрязнения воздуха модельных площадок парка Царицыно. / М.А. Таратоненкова, М.А. Ломсков. // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. Научно-практический журнал. – 2020. № 1. 42-47 с.
9. Чернакова, О. В. Сезонные изменения показателей флуктуирующей асимметрии листьев древесных пород на урбанизированной территории / Г. В. Чудновская, О. В. Чернакова // Вестник ИрГСХА. – 2019. - № 93. - С. 103-112.
10. Чудновская Г.В. Использование флуктуирующей асимметрии листьев Betula pendula Roth для оценки экологического состояния территории г. Иркутска / Г.В. Чудновская, О.В. Чернакова // Вестник ИрГСХА. № 89. С. 96-104.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Anoshkina L. V. Ocenka kachestva sredy metodom fluktuirujushhej asimmetrii drevesnyh rastenij [Assessment of environmental quality by the method of fluctuating asymmetry of woody plants] / L. V. Anoshkina, O.A. Puzanova, A.V. Smirnova. [Electronic resource]. - URL: http://www.science-bsea.bgita.ru/2011/les_2011/anoshkina_ocenka.htm (accessed 27.10.2021) [in Russian]
2. Dyachenko G.I. Monitoring sredy obitanija [Habitat monitoring : studies].- method. stipend. - Novosibirsk: NSTU Publishing House, 2014. - 40 p. [in Russian]
3. Zakharov V.M. Zdorov'e sredy: metodika ocenki [Environmental health: assessment methodology] / V.M. Zaharov, A.S. Baranov et al. - Moscow: Center for Environmental Policy of Russia, 2000. - 68 p. [in Russian]
4. Zorina A. A. Tehnogennaja i shirotnaja izmenchivost' velichiny asimmetrii Berezy povisloj i pushistoj [Technogenic and latitudinal variability of the asymmetry of the hanging and fluffy birch] / A. A. Zorina // Problemy regional'noj jekologii [Problems of regional ecology]. 2019. No. 1. pp. 21-29. [in Russian]
5. Kozlov M. V. Issledovanija fluktuirujushhej asimmetrii rastenij v Rossii [Studies of fluctuating asymmetry of plants in Russia: mythology and methodology] / M. V. Kozlov // Jekologija [Ecology]. 2017. No. 1. pp. 3-12. [in Russian]
6. Kubrina L.V. Izuchenie fluktuirujushhej asimmetrii list'ev berezy povisloj (Betula pendula R.) dlja ocenki kachestva sredy v central'nom administrativnom okruge g. Omska [Study of fluctuating asymmetry of hanging birch leaves (Betula pendula R.) to assess the quality of the environment in the central administrative district of Omsk] / L.V. Kubrina, K.Je. Ahmetova // Jekologizacija sfer zhizni obshhestva i obshhestvennogo soznanija: problemy i perspektivy [Ecologization of the spheres of life of society and public consciousness: problems and prospects]: collection of articles. Omsk Humanitarian Academy. 2018. pp. 70-73. [in Russian]
7. Kubrina L.V. Fluktuirujushhaja asimmetrija list'ev berezy povisloj (Betula pendula R.) kak pokazatel' kachestva vozduha v central'nom administrativnom okruge g. Omska [Fluctuating asymmetry of hanging birch leaves (Betula pendula R.) as an indicator of air quality in the central administrative district of Omsk] / L.V. Kubrina, E.A. Supinichenko // Jekologicheskie problemy regiona i puti ih razreshenija: materialy XII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Ecological problems of the region and ways to solve them: materials of the XII International Scientific and Practical Conference]. 2018. pp. 17-20. [in Russian]
8. Taratonenkova M.A. Ispol'zovanie metoda fluktuirujushhej asimmetrii dlja ocenki stepeni zagrjaznenija vozduha model'nyh ploshhadok parka Caricyno [Using the method of fluctuating asymmetry to assess the degree of air pollution of model sites of the Tsaritsyno Park] / M.A. Taratonenkova, M.A. Lomskov. // Veterinarija, zootehnija i biotehnologija. Nauchno-prakticheskij zhurnal [Veterinary medicine, animal science and biotechnology. Scientific and practical journal]. - 2020. No. 1. 42-47 p. [in Russian]
9. Chernakova, O. V. Sezonnye izmenenija pokazatelej fluktuirujushhej asimmetrii list'ev drevesnyh porod na urbanizirovannoj territorii [Seasonal changes in indicators of fluctuating asymmetry of tree species leaves in an urbanized area] / G. V. Chudnovskaya, O. V. Chernakova // Vestnik IrGSHA [Bulletin of the IrGSHA] – - 2019. - No. 93. - pp. 103-112. [in Russian]
10. Chudnovskaya G.V. Ispol'zovanie fluktuirujushhej asimmetrii list'ev Betula pendula Roth dlja ocenki jekologicheskogo sostojanija territorii g. Irkutska [The use of fluctuating asymmetry of Betula pendula Roth leaves to assess the ecological state of the territory of Irkutsk] / G.V. Chudnovskaya, O.V. Chernakova // Vestnik IrGSHA [Bulletin of the IrGSHA]. 2018. No. 89. pp. 96-104. [in Russian]