Влияние выбросов электрометаллургического завода на древесно-кустарниковую растительность г. Абинска

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра биологии и экологии растений

КУРСОВАЯ РАБОТА № 1

ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА НА ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВУЮ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ Г. АБИНСКА

Работу выполнила З.А. Хальцева

Факультет биологический

Специальность 020803 Биоэкология

Научный руководитель, канд. биол. наук, проф. В.В. Сергеева

Нормоконтролёр, препод. А.М. Иваненко

Краснодар 2012

Реферат

Курсовая работа выполнена на _____ страницах машинописного текста. Содержит введение, 4 главы, заключение с выводами, списка использованных при написании работы литературных источников объёмом в 53 наименований, из них 2 на иностранном языке и 3 приложения на 5 листах. Работа проиллюстрирована 7 таблицами в тексте работы и 3 фотографиями в приложении.

Ключевые слова: эталонный участок, таксономический анализ, экологический анализ, гелиофиты, сциофиты.

Работа посвящена изучению древесно-кустарниковой растительности г. Абинска на территории электрометаллургического завода. Всего в пределах исследуемой территории выявлен 31 вид растений. В работе отражены результаты таксономического и биоэкологического анализов исследуемых видов, изучено влияние на древесно-кустарниковую растительность основных экологических факторов, неблагоприятные условия городской среды и промышленных предприятий и их влияние на развитие деревьев и кустарников, декоративные качества деревьев и кустарников и их использование в озеленении.

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

1.1 Устойчивость растений к промышленному загрязнению окружающей среды

1.2 Источники загрязняющих веществ электрометаллургического завода

2. Краткая характеристика природных условий города Абинска

2.1 Рельеф

2.2 Почвы

2.3 Климат

2.4 Растительность

3. Материал и методы исследования

4. Влияние выбросов электрометаллургического завода на древесно-кустарниковую растительность г. Абинска

4.1 Таксономический анализ

4.2 Биоэкологический анализ

4.3 Содержание аскорбиновой кислоты в листьях некоторых растений, как показатель загрязнения окружающей среды

4.3.1 Содержание железа в листьях некоторых древесных растений

4.4 Использование зелёных насаждений для оптимизации окружающей среды на территории электрометаллургического завода

4.4.1 Мероприятия по благоустройству и озеленению

4.4.2Функциональное назначение, размещение и структура насаждений в различных условиях загрязнений

4.4.3 Декоративные качества деревьев и кустарников и их использование в озеленение

Заключение

Библиографический список

Приложения

Введение

Одна из наиболее актуальных проблем нашего времени - проблема взаимоотношения человека и среды его обитания. К индустрии и природе приковано внимание науки и общественности. Взаимоотношения "человек - общество - природная среда" приобрели большое экономическое и социальное значение [Тарабрин, 1973].

Экологическая обстановка всегда обнаруживает тесную связь с социальным устройством общества. Современная научно-техническая революция закономерный этап человеческой истории. Она представляет собой глобальный процесс, но формы проявления, течение и последствия её в социалистических и капиталистических странах принципиально различны. Общеизвестно, что частная собственность несовместима с рациональным природопользованием [Тарабрин, Чернышова, 1972].

В настоящее время в системе оптимизации окружающей среды в высокоразвитых промышленных регионах важную роль играют зелёные растения. Они выступают и как универсальные природные фильтры в доочистке атмосферы, воды и почвы от промышленных, бытовых и сельскохозяйственных загрязнений, и как единственные продуценты кислорода атмосферы нашей планеты [Тарабрин, 1973].

По мнению ряда авторов [Тарабрин, Чернышова, 1972] в процессе нейтрализации промышленных загрязнений атмосферы, воды и почвы ведущую роль, безусловно, должны играть технические средства, начиная с совершенных очистных сооружений и заканчивая переходом к новым безотходным технологическим процессам производства с замкнутым циклом. Однако, наука и практика последних лет показали, что наряду с техническими средствами важную роль уже начали играть и зелёные растения, которые успешно поглощают практически все виды химических соединений, загрязняющих окружающую среду. Растения, однако, имеют значение не только как универсальный фильтр, как продуцент кислорода, но и как продуцент полезной биомассы на планете и особенно в промышленных районах; они несут большую фитомелиоративную, рекреационную и эстетическую нагрузку. В этой связи возникла необходимость развития особого направления в ботанической науке - промышленной ботаники. Это направление возникло на Урале, а теперь получило плодотворное развитие и в других промышленных регионах страны, в том числе и в Краснодарском крае [Тарабрин, 1973].

Зелёные растения выполняют не только художественно-эстетическую, рекреационную, но и санитарно-гигиеническую роль, в городских промышленных агломерациях и на отдельных промышленных объектах. Поэтому они требуют серьёзных физиолого-биохимических исследований, направленных на повышение их устойчивости и эффективного использования в борьбе с промышленными загрязнениями атмосферы, воды и почвы.

Острота экологической проблемы во многом обусловлена усиленной антропогенной нагрузкой на природную среду именно из-за нерациональной структуры экономики, в которой основную роль играют такие "грязные отрасли", как металлургическая, минерально-сырьевая и топливно-энергетическая [Томас, 1962].

Наряду с многочисленными данными о негативном влиянии промышленных выбросов на растительный и животный мир имеются работы, свидетельствующие о способности зелёных растений поглощать и тем самым обезвреживать значительное количество различных ингредиентов промышленного загрязнения [Давитая, 1971; Илькун, 1971]. Поэтому, принимая все меры к охране природы, необходимо более полно и разумно использовать потенциальные возможности самой природы, и, в частности, растительности, для борьбы с загрязнением окружающей среды.

Целью работы является проведение мониторинга древесно-кустарниковой растительности электрометаллургического завода города Абинска.

Задачами нашей работы является:

. Уточнить видовой состав древесно-кустарниковой растительности, произрастающей в г. Абинске;

. Провести биоэкологический анализ;

. Провести таксономический анализ;

. Изучить влияние выбросов электрометаллургического завода на древесно-кустарниковую растительность г. Абинска;

. Изучить проектирование различных структур ландшафтного дизайна в различных условиях загрязнения;

. Выявить декоративные качества деревьев и кустарников и их использование в озеленении.

экологический выброс завод растительность

1. Аналитический обзор

Одним из основных факторов, определяющих долговечность, декоративные свойства, почвозащитную, водорегулирующую, климатическую роль зелёных насаждений в условиях индустриальной среды, является их устойчивость к действию фитотоксических веществ, загрязняющих атмосферу, почву и воду [Островская, 1961].

В настоящее время состояние загрязнения природной среды определяется, с одной стороны, количеством производственных и бытовых отходов, выбрасываемых в окружающую среду, с другой - количеством химических веществ, входящих в состав загрязнителей [Грешта, Илькун, 1975].

Сейчас, благодаря принимаемым мерам, валовое количество загрязнителей, попадающих в атмосферу, почву и воду, имеет тенденцию к снижению, однако их разнообразие по химическому составу продолжает быстро нарастать, особенно за счёт различных синтетических соединений [Власюк, 1969].

Для определения токсичности загрязнителей, а также разработки мер борьбы с ними большой интерес представляет классификация их с физической, химической, гигиенической, технологической, биологической и других точек зрения. Несмотря на наличие целого ряда таких классификаций [Тарчевский, 1964; Debregeas, 1969], приемлемой универсальной классификации до сих пор не создано.

Большинство исследователей разделяют промышленные загрязнители на газы, пыль и пары. Диспергированные в газовой среде загрязнители называют аэрозолями [Власюк, Рудакова, Климовицкая, 1969].

Подавляющее число промышленных предприятий и транспорт загрязняют окружающую среду различными смесями газов, твердых частиц и паров. Эти соединения оказывают на растение многообразное токсическое влияние, нередко усугубляющееся взаимодействием различных веществ с образованием новых, часто более токсичных соединений, которые в виде аэрозолей переносятся воздухом на большие расстояния [Kozel, Maly, 1968].

Из газообразных ингредиентов загрязнения наиболее распространены и токсичны серный и сернистый ангидриды, сероуглерод, сероводород, окислы азота, соединения фтора, окислы углерода, непредельные углеводороды и др. Газы, в свою очередь, разделяют на кислые и щелочные. В процессе газообмена они проникают в ткани ассимилирующих органов, где и оказывают токсическое действие [Тарабрин, Чернышова, Макогонов, 1970б].

Атмосферные пылевые частицы разделяют на пыль естественного и антропогенного происхождения. Последняя образуется в результате производственной деятельности металлургических и угольных предприятий, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, в строительном деле. В её состав входят несгоревшие частицы угля, зола, металлы, частицы, образующиеся при стирании резиновых шин, асфальтовых покрытий. Влияние пыли на растения происходит как за счёт физического, так и химического действия [Погребняк, 1968].

Кроме газов и пыли, в состав аэрозолей входят пары кислот, щелочей, металлов, вызывающие ожоги растений при попадании на их поверхностные ткани [Тарабрин, Чернышова, Макогонов, 1970а].

Способность растений очищать атмосферный воздух от пыли исследовалась многими авторами. Установлено, что пылезадерживающая способность растений зависит от их биологических особенностей (опушённость листа, клейкость, наличие воскового налёта), количества и характера выпадающих в течении года осадков, ветрового режима и других факторов [Адамова, 1937; Носырев, 1962; Кулагин, 1966а]. Считается, что лиственные деревья задерживают пыль лучше, чем хвойные [Kozel, Maly, 1968]. Следует отметить, что большинство опубликованных исследований связано с изучением пылезадерживающей способности растений в условиях цементных заводов.

Учитывая отсутствие таких данных для металлургических предприятий степной зоны Украины, рядом авторов [Грешта, Илькун, 1975] была изучена пылезадерживающая способность листьев в условиях сильного загрязнения (заводской парк) и на Мариупольской лесной опытной станции (контроль).

Результаты показали, что количество пыли на листьях в условиях загрязнения в несколько раз больше по сравнению с контролем. Наиболее высокая пылезадерживающая способность листьев отмечена у каштана конского и дуба черешчатого. Однако соотношение разных видов растений по количеству пыли, осевшей на единице площади, в разные периоды года является непостоянным [Тарабрин, Чернышова, Макогонов, 1970б].

Наблюдения авторов М.И. Гусева [1952] и М.Ф. Ершова [1959] показали, что в зелёных насаждениях городов количество пыли, задерживаемой растениями, достигает 18 т на 1 га. Исследования Я. Грешты [1970] показали, что сосновый лес задерживает на 1 га до 36 т пыли. Г.М. Илькун [1971] считает, что в среднем зелёные насаждения за вегетационный период могут осадить до 40 - 60 т пыли. В то же время некоторые авторы полагают, что выпадение пыли не должно превышать 58 кг на 1 га в течение месяца, при более высоких дозах она отрицательно влияет на растительный и животный мир.

Рядом учёных [Вернандский, Ковальский, 1971] установлено существенное отличие характера запыления на металлургических предприятиях по сравнению с цементными заводами. На металлургических заводах преобладающая часть пыли поступает в атмосферу через заводские трубы, разносится ветром на большие расстояния и постепенно оседает на землю. В приземном слое воздуха на промплощадке заводов загрязнение пылью происходит, главным образом, от неорганизованных выбросов. Последние при перемещении их ветром активно задерживаются зелёными насаждениями санитарно-защитных зон [Илькун, 1971].

В результате производственной деятельности человека происходит загрязнение почв тяжёлыми металлами, ведущее к возникновению антропогенных биогеохимических провинций, характеризующихся повышенным содержанием целого комплекса металлов [Тарабрин, 1973]. Между тем, до настоящего времени в отечественной и зарубежной литературе почти нет нормативов, определяющих предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов, особенно их различных комбинаций. Загрязнение атмосферного воздуха и почвы промышленными выбросами, в частности металлами, приводит к накоплению их в растениях. Все организмы, в том числе и растения, утверждал В.И. Вернандский [1965], являются концентраторами рассеянных веществ вне зависимости от того, находятся эти вещества в воздухе или почве.

В работах некоторых учёных [Ковальский, Петрунина, 1971] рассмотрено накопление некоторых тяжёлых металлов в растениях, приведены данные при разном уровне загрязнения природной среды выбросами металлургического завода. Чем выше загрязнение атмосферного воздуха и почвы железом, тем больше оно накапливается в растениях. У всех видов растений, как в контроле, так и в условиях загрязнения содержание железа увеличивается к концу вегетационного периода.

Таким образом, загрязнение окружающей среды металлами в большинстве случаев способствует повышенному накоплению их в листьях к концу вегетационного периода. Повышенное содержание металлов в растениях приводит к нарушению деятельности физиологических и биохимических регуляторных систем, таких как: изменению обмена веществ, изменению пигментации, угнетению роста. При избытке кобальта, никеля и меди многие растения, концентрирующие эти металлы, угнетены, заболевают хлорозом, имеют недоразвитые генеративные функции. Часть авторов определяет критический уровень содержания токсичных элементов по снижению урожая, прироста в высоту или интенсивности фотосинтеза [Илькун, 1971]. В техногенных зонах, где среда загрязняется комплексом химических элементов, характер поглощения, аккумуляции, локализации, состояния, токсического действия металлов в растениях зависит от комплекса внешних и внутренних факторов и нуждается в дальнейшем глубоком изучении [Гусев, 1952].

В настоящее время в литературе имеются многочисленные указания о связи водного режима с устойчивостью растений к разным неблагоприятным факторам среды. Однако среди этих работ исследования, посвящённые водному режиму в условиях промышленной среды, единичны и затрагивают лишь некоторые стороны водного обмена растений [Николаевский, 1964].

Исследование В.В. Ковальского и Н.С. Петруниной [1971] показало, что наибольшее содержание воды в листьях наблюдается в начале вегетационного периода. По мере старения листьев и усиления жёсткости погодных условий (уменьшение влажности, высокие температуры) оводнённость тканей уменьшается, причём более низкая оводнённость тканей наблюдается у растений в заводском парке.

Водный обмен большинства исследуемых растений в условиях промышленной среды протекает в условиях меньшей оводнённости тканей. У растений, произрастающих в зоне загрязнения, уже в начале вегетационного периода полностью отсутствует фракция менее упорядоченной воды. Значительные изменения фракционного состава воды в условиях загрязнения объясняются повышенным накоплением в листьях растений ингредиентов загрязнения и, в первую очередь - металлами [Грешта, Илькун, 1975].

Таким образом, рассматривая водный режим растений в целом, установлено, что загрязнение окружающей среды фототоксикантами вызывает нарушение водного обмена в том же направлении, что и засуха. При одновременном воздействии взаимно усугубляется действие каждого из них. Растения, обладающие более упорядоченной структурой внутриклеточной воды, повышенной водоудерживающей способностью, высокой теплоустойчивостью тканей или способностью к активной регуляции температуры листа, оказываются более устойчивыми к действию засухи и промышленного загрязнения среды [Николаевский, 1964].

В 2012 - 2013 гг. нами был проведён комплексный экологический мониторинг по изучению влияния загрязняющих веществ на древесно-кустарниковую растительность электрометаллургического завода.

1.1 Устойчивость растений к промышленному загрязнению окружающей среды

Загрязнение окружающей среды на Кубани определяется в основном выбросами металлургической, горнодобывающей, химической и строительной промышленности. В то же время следует отметить, что наиболее сложные по своему химическому составу, а поэтому и более фитотоксичные - выбросы металлургических предприятий. Основные технологические процессы на таких предприятиях протекают в условиях высоких температур и сопровождаются выбросом части исходных веществ, а также промежуточных, побочных и конечных продуктов. Основные ингредиенты загрязнения металлургических заводов: пыль, представленная главным образом различными соединениями тяжёлых металлов, сернистый газ, окиси азота, окись углерода, а коксохимических заводов - фенолы, ароматические амины, гетероциклические соединения, полициклические ароматические углеводороды.

В результате свободного оседания пылевых частиц, осаждение их атмосферными осадками или растениями происходит загрязнение почв пылью антропогенного происхождения. Анализ химического состава пыли металлургического завода показал, что она содержит (в % к золе): Fe - 37,9; Al-15,3; Cu - 2,7; Ti - 0,9; Mn - 0,8; Pb - 0,2 [Тарабрин и др., 1970б].

В связи с высоким содержанием химических элементов в атмосфере естественно ожидать повышенной аккумуляции тяжёлых металлов в почвах, особенно в зоне деятельности промпредприятий.

Таблица 5

Содержание тяжёлых металлов в почве в зоне деятельности металлургического завода (в % к сухому веществу):

Расстояние от выбросов, кмFeCuZn0,59,4550,0300,00518,0050,0170,00110 (контроль) 4,6050,0080,002

Достоверное повышение содержания тяжёлых металлов в почвах прослеживается, по нашим данным, до 10-15 км от источника выбросов. Наиболее высокая концентрация тяжёлых металлов наблюдается на расстоянии до 800 м, затем на расстоянии 1000 м она уменьшается и снова возрастает по мере удаления от завода.

Специфической особенностью загрязнения почв тяжёлыми металлами является весьма низкая скорость самоочищения почвы.

В результате производственной деятельности человека происходит загрязнение почв тяжёлыми металлами, ведущее к возникновению антропогенных биогеохимических провинций, характеризующихся повышенным содержанием целого комплекса металлов [Тарабрин, 1973]. Между тем до настоящего времени в отечественной и зарубежной литературе почти нет нормативов, определяющих предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжёлых металлов, особенно их различных комбинаций, оказывающих токсическое влияние на почвы.

Загрязнение атмосферного воздуха и почвы промышленными выбросами, в частности металлами, приводит к накоплению их в растениях. Все организмы, в том числе и растения, говорил В.И. Вернадский (1965), являются концентраторами рассеянных веществ вне зависимости от того, находятся эти вещества в воздухе или почве.

Одним из наиболее общих показателей, характеризующих накопление минеральных элементов в растениях, является содержание в них зольных элементов.

Общая озолённость листьев изменяется в зависимости от источника загрязнений, вида растения и периода вегетации. Чем выше степень загрязнения атмосферы и почвы промышленными выбросами, тем больше золы в растениях. Эта закономерность начинает прослеживаться уже в начале июня и отчётливо проявляется в конце вегетационного периода, когда содержание золы в листьях растений в промышленной зоне увеличивается по сравнению с контролем в 1,5-2,5 раза и достигает 15-16 %.

По данным М.М. Фёдорова (1972), количество золы в листьях древесных и кустарниковых растений можно считать показателем приспособленности к данным условиям. Чем больше золы, тем лучше приспособлено растение к условиям произрастания. Чем выше загрязнение атмосферного воздуха и почвы железом, тем больше оно накапливается в растениях. У всех видов растений, как в контроле, так и в условиях загрязнения содержание железа увеличивается к концу вегетационного периода.

Таким образом, загрязнение окружающей среды металлами в большинстве случаев способствует повышенному накоплению их в листьях к концу вегетационного периода. В то же время разные виды растений имеют свою специфику, определяющую максимальный уровень содержания того или иного металла в разные периоды вегетации.

Повышенное содержание металлов в растениях приводит к нарушению деятельности физиологических и биохимических регуляторных систем, таких как: изменение обмена веществ, изменение пигментации, угнетение роста, при избытке меди многие растения заболевают хлорозом, имеют недоразвитые генеративные функции; вызывает анатомические и морфологические изменения, а при достижении пороговых величин - отмирание растений.

Часть авторов определяет критический уровень содержания токсических элементов по снижению урожая, прироста в высоту или интенсивности фотосинтеза (Фёдоров М. М., 1972).

Таким образом, в техногенных зонах, где среда загрязняется комплексом химических элементов, характер поглощения, аккумуляции, локализации, состояния, токсического действия металлов в растениях зависит от комплекса внешних и внутренних факторов и нуждается в дальнейшем глубоком изучении.

1.2 Источники загрязняющих веществ электрометаллургического завода

Параметры источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу представлены в таблице 7 "Сводная ведомость источников выбросов Комплекса мелкосортного стана 350-1 ООО "Абинский Электрометаллургический завод".

В соответствии с Инструкцией по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ, 1991 г., организованным источникам выбросов могут быть присвоены номера до 5999, источники с номерами, начиная с 6000, характеризуются неорганизованными выбросам, а также могут являться площадными источниками как совокупности точечных. Таким образом, маневровый тепловоз на подъездных путях, является, с одной стороны, организованным источником выбросов, контроль которого должен вестись на устье выхлопной трубы, а с другой стороны, будучи подвижным, он может быть представлен стационарным только как площадной. В нумерации источников ABCD зашифрована следующая информация: CD - порядковый номер источника выбросов, значение А=0 отвечает организованному точечному источнику, значение А=6 отвечает неорганизованному или площадному источнику выброса, В=0 означает величину выброса из источника в рабочем состоянии (штатный выброс). В качестве основного (штатного) режима работы объекта рассматривался наиболее неблагоприятный с точки зрения нагрузки на атмосферный воздух вариант одновременной работы источников выбросов Комплекса.

Анализ технологических решений Комплекса мелкосортного стана 350-1 ООО "АЭМЗ" позволяет определить основные источники загрязнения атмосферного воздуха в период его эксплуатации:

)Электродуговая печь и ковш (источник № 0001);

2)Прокатный стан (источник № 0002);

)Компрессорная (источник № 0003);

)Печь обжига извести (источник № 0004);

)Электростанция (источник № 0005);.

)Ремонтно-механическая мастерская (источник № 0006);

)Электроремонтный цех (источник № 0007);

)Сварочный пост (источник № 0008);

)Автозаправочная станция (источник № 6009);

)Склад масел (источник № 6010);

)Гараж грузового автотранспорта (источник № 6011);

)Участок шлакопереработки (источник № 0012);

)Складирование извести (источник № 6013);

)Железнодорожный участок (источник № 6014);

)Автостоянки грузового автотранспорта (источник №№ 6015, 6016, 6017);

)Стоянка легкового автотранспорта (источник № 6018).

При эксплуатации Комплекса мелкосортного стана 350-1 ООО "АЭМЗ" в атмосферный воздух будут поступать загрязняющие вещества различного агрегатного состояния и химического состава.

Выделение вредных веществ в процессе плавки зависит от марок выплавляемых сталей, продувки кислородом и ряда других факторов. Состав и количество выделяющихся компонентов изменяются в различные периоды плавки, так при работе электродуговой печи и агрегата ковш-печь предприятия в атмосферный воздух поступают следующие загрязняющие вещества: алюминия оксид, железа оксид, кальций оксид, марганец и его соединения, магний оксид, свинец и его соединения, цинк оксид (в пересчете на цинк), азот (IV) оксид (азота диоксид), гидроцианид (водород цианистый), сера диоксид, углерод оксид, ангидрид фосфорный, фториды плохо растворимые, взвешенные вещества, пыль неорганическая: до 20% SiO2.

При сжигании природного газа в нагревательной печи прокатного стана в продуктах сгорания образуются вредные вещества в виде окисла азота NО2 и небольших количествах окиси углерода СО.

При сжигании топлива в двигателях компрессорной установки, автотранспорта и тепловоза в атмосферу выделяются: оксиды азота, оксид углерода, диоксид серы, сажа, бензин, керосин и бенз (а) пирен.

При работе металлообрабатывающих станков ремонтно-механической мастерской и электроремонтного цеха в воздушную среду выделяются следующие ЗВ: железа оксид, пыль абразивная, взвешенные вещества.

В результате сварки и резки металлов в атмосферу выделяются следующие ЗВ: алюминия оксид, магний оксид, железа оксид, марганец и его соединения, меди (II) оксид, хрома (VI) оксид, пыль неорганическая SiO2 (20-70%), фториды неорганические, азота диоксид, углерода оксид, фториды газообразные. В процессе выполнения технологических операций слива и хранения ГСМ в атмосферный воздух поступают: углеводороды предельные С1-С5, углеводороды предельные С6-С10, амилены, бензол, ксилол (смесь изомеров), толуол, этилбензол, углеводороды предельные С12-С19, масло минеральное и сероводород. От источников выброса участка переработки шлака и склада извести в атмосферный воздух поступают твердые частицы (пыли): взвешенные вещества, пыль неорганическая: до 20% SiO2.

Параметры источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу представлены в таблице 7 "Сводная ведомость источников выбросов Комплекса мелкосортного стана 350-1 ООО "Абинский Электро Металлургический завод".

Параметры и величины выбросов (г/с, т/год) источников загрязнения Комплекса мелкосортного стана 350-1 ООО "АЭМЗ" приняты в соответствии с данными Раздела "Охрана окружающей среды" выполнен в составе Проекта "Строительство комплекса мелкосортного стана 350-1 ООО "АЭМЗ".

Проведенные расчеты позволяют определить выбросы 33 загрязняющих веществ 1-4 класса опасности и 5 групп суммации, поступающих в атмосферный воздух при эксплуатации Комплекса мелкосортного стана 350-1 ООО "АЭМЗ".

Таблица 7 Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу

Перечень загрязняющих веществКритерий качества атмосферного воздухаКод в-ваНазвание веществаКласс опас. ПДК м. р. ПДК с. с. ОБУВ0101Алюминий оксид (в пересчете на алюминий) 2--------0.010000--------0123Железо (II, III) оксиды (Железа оксид) (в пересчете на железо) 3--------0.040000--------0128Кальций оксид (Негашеная известь) -----------------0.3000000138Магний оксид30.4000000.050000--------0143Марганец и его соединения (в пересчете намарганца (IV) оксид) 20.0100000.001000--------0146Медь (II) оксид (Меди оксид) (в пересчете на медь) 2--------0.002000--------0184Свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец) 10.0010000.000300--------0203Хром (VI) (Хром шестивалентный) (в пересчете на трехокись хрома) 1--------0.001500--------0207Цинк оксид (в пересчете на цинк) 3--------0.050000--------0301Азот (IV) оксид (Азота диоксид) 30.2000000.040000--------0304Азот (II) оксид (Азота оксид) 30.4000000.060000--------0317Гидроцианид (Водород цианистый, Синильная кислота) 2--------0.010000--------0328Углерод черный (Сажа) 30.1500000.050000--------0330Сера диоксид (Ангидрид сернистый) 30.5000000.050000--------0333Сероводород20.008000----------------0337Углерод оксид45.0000003.000000--------0338диФосфорпентаоксид (Ангидрид фосфорный) 20.1500000.050000--------0342Фтористые газообразные соединения (в пересчете на фтор) - гидрофторид, кремний тетрафторид [Фтористые соединения газообразные (фтористый водород, четырехфтористый кремний)] (в пересчете на фтор) 20.0200000.005000--------0344Фториды неорганические плохо растворимые - (алюминия фторид, кальция фторид, натрия гексафторалюминат) [Фтористые соединения: плохо растворимые неорганические фториды (Фторид алюминия, Фторид кальция, Гексафторалюминат натрия)] (в пересчете на фтор) 20.2000000.030000--------0415Смесь углеводородов предельных С1-С5-----------------50.000000416Смесь углеводородов предельных С6-С10-----------------30.000000501Пентилены (Амилены - смесь изомеров) 41.500000----------------0602Бензол20.3000000.100000--------0616Ксилол (смесь изомеров о-, м-, п-) 30.200000----------------0621Толуол30.600000----------------0627Этилбензол30.020000----------------0703Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен) 1--------0.000001--------2704Бензин (нефтяной, малосернистый в пересчете на углерод) 45.0000001.500000--------2754Углеводороды предельные C12-C19 (растворитель РПК-265П и др.) (в пересчете на суммарный органический углерод) 41.000000----------------2902Взвешенные вещества30.5000000.150000--------2908Пыль неорганическая: 70-20% двуокиси кремния (Шамот, Цемент и др.) 30.3000000.100000--------2909Пыль неорганическая: ниже 20% двуокиси кремния (Доломит и др.) 30.5000000.150000--------2930Пыль абразивная (Корунд белый, Монокорунд) -----------------0.040000

Нормативы загрязнения атмосферного воздуха:

ПДК - предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе - концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/м3. (ГН 2.1.6.695-98)

ПДКМР - предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДКСС - предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

ОБУВ - Ориентировочные безопасные уровни воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

2. Краткая характеристика природных условий города Абинска

Абинск-город в России, административный центр Абинского городского поселения и Абинского района Краснодарского края. Город расположен на Кубанско-Приазовской низменности, на реке Абин. Через город проходит автотрасса "Краснодар-Анапа". Расстояние до Краснодара - 80 км, до Крымска - 12 км. Железнодорожная станция Абинская Северокавказской железной дороги. Население города в 2010 г. составляло - 34 926 человек. Город и район составляют единое муниципальное образование. В 1834 г. на месте шапсугского аула генерал-лейтенантом А.А. Вельяминовым было построено Абинское укрепление (Абинская крепость). Станица Абинская была основана в 1863 г. азовскими казаками. Здесь отбывали ссылку декабристы А.А. Бестужев-Марлинский, А.И. Одоевский, П.А. Катёнин. Входила в Темрюкский отдел Кубанской области. С 1914 по 1919 гг. в станице действовала система конно-железных дорог. 7 декабря 1962 г. станица получила статус рабочего посёлка и название Абинский, 23 октября 1963 г. - посёлок получил статус города и название Абинск [Казачок, 1987].

2.1 Рельеф

Город Абинск расположен в юго-западной части Краснодарского края на границе бескрайней степи и скалистых гор, на перекрёстке дорог из Краснодара к морю, к городу Новороссийску. Город объединяет в себе эти два начала, он лежит на грани различных крупных геологических структур и входит в две зоны: прикубанскую наклонную равнину и область средневысотных гор западной оконечности Большого Кавказа [Казачок, 1987].

2.2 Почвы

На территории города Абинска наиболее распространены урбанозёмы и реплантозёмы. В профиле почв сочетаются различные слои искусственного происхождения, они представлены чаще всего горизонтами: урбиком дерновым, урбикомгумусированым и дёрном. Горизонт урбик чаще всего характеризуется бесструктурностью и опесчаненостью. С течением времени по своим характеристикам верхние горизонты приобретают черты горизонта А1. Более глубокие слои представлены насыпным песком (S) и урбиком перемешанным (U??). Также встречаются горизонты состоящие целиком из строительного мусора (L) - битой кирпичной крошки, щебня или шлака [Щеглов, Соляник, 2010].

Для почв города характерно наличие резкой границы между двумя горизонтами, различающимися структурой, сложением, плотностью, окраской и химическим составом, что обусловлено характером их формирования. Образование большинства городских почв происходило в результате их перемещения с природных мест залегания, что в равной степени деформирует их структуру и порядок расположения горизонтов. Большая часть верхних горизонтов городских почв характеризуются нейтральной реакцией среды солевых вытяжек [Щеглов, Соляник, 2010].

Городские почвы Абинска являются достаточно благоприятными для роста и развития растений, несмотря на наличие мусора, бесструктурность, переуплотнённость и повышенную антропогенную нагрузку. В них довольно высокое (по сравнению с ненарушенными дерновыми почвами) содержание органического вещества (3,24 - 27,5 %), азота (0,17 - 0,65 %), подвижных форм фосфора (178 - 805 мг/кг) и калия (31 - 514 мг/кг) [Щеглов, Соляник, 2010].

2.3 Климат

Климат города Абинска умеренно-континентальный, отличается небольшими колебаниями суточных и месячных температур, характеризуется довольно высокой температурой плюс 10°С, значительным количеством осадков, мягкой, неустойчивой с длительными оттепелями зимой и сравнительно сухим жарким летом. Приносимые с Черного и Азовского морей тёплые западные и юго-западные массы воздуха определяют длительный тёплый период и мягкие зимы, часто с осадками в виде дождя. Среднемесячная температура в январе минус 2,0 - минус 4,5°С, минимальная температура - минус 32°С [Мохов, 1993].

Снежный покров неустойчив, появляется в первой декаде декабря, сходит в середине марта. Безморозный период длится в среднем 187 дней, морозный - до 60. В разные годы наблюдается значительное отклонение от средних сроков наступления и окончания зимы. Среднегодовое количество осадков составляет около 650 мм, но во влажные годы выпадает до 1000 мм. Характерно то, что среднегодовое количество осадков в плавневой части составляет 500 - 750 мм, но быстро нарастает по мере приближения к горам. Если в предгорной части выпадает до 850 мм, то в горной - до 700 - 2000 мм [Мохов, 1993].

На территории города нередки засухи, что отражается на уровне воды в реках. Распределение осадков в течение года в плавневой и предгорной части характеризуется летним и осенним максимумами, в горной - весенним и осенним.

Относительная влажность воздуха в среднем составляет 70 - 75 %. Наибольшей величины влажность достигается в зимние месяцы (82 - 85%). В весенне-летний период она уменьшается и колеблется в пределах 60 - 70 % [Мохов, 1993].

Приведённые климатические факторы города Абинска в целом являются положительными для роста и развития древесно-кустарниковой растительности [Мохов, 1993].

2.4 Растительность

На территории города произрастают 20 видов деревьев и 11 видов кустарников. Самыми многочисленными являются: тополь бальзамический (Populusbalsamifera (L.)) - 51 %, берёзы пушистая (Betulapubescens (Ehrh.)) и повислая (B. pendula (Roth.)) - 27 %, осина (Populustremula (L.)) - 6 %. Встречаются также вязы гладкий (Ulmuslaevis (Pall.)) и шершавый (U. scabra (Mill.)) - 4 %, липа мелколистная (Tiliacordata (Mill.)) - 3 %, ива козья (Salixcarpea (L.)) - 5 % [Тильба, 1981].

В Абинске большинство кустарников - интродуценты. Из них самыми распространёнными являются: акация жёлтая или карагана древовидная (Caraganaarborescent (Lam.)) - 56 %, жимолость татарская (Loniceratatarica (L.)) - 14 %, сирень венгерская (Syringajosikae (Jaeg.)) - 12 %, и аборигенный вид - роза иглистая (Rosa ascicularis (Lindl.)) - 6 % [Тильба, 1981].

Снижение качественного состояния акации жёлтой до 34 % происходит за счёт поражения её листвы мучнистой росой, вызываемой грибом Trichocladiacaragane, и распространения акациевой тли (Acyrthosiphoncaragane), следствием этого являются признаки усыхания кроны кустарника. Хорошее состояние имеет сирень венгерская (90 %), состояние которой ухудшают только наличие усыхающих ветвей и механические повреждения [Тильба, 1981].

Несмотря на благоприятный в отношении количества выпадающих осадков климат, растительность имеет ксероморфные черты. Связано это с тем, что большая часть осадков выпадает осенью и зимой, а в тёплое время года (в вегетационный период),растения испытывают недостаток влаги

3. Материал и методы исследования

Объектом наших исследований являлась древесно-кустарниковая растительность г. Абинска, произрастающая на территории электрометаллургического завода и пересечении улиц города.

Абинский электрометаллургический завод расположен в западной части г. Абинска, на двух промплощадках: промплощадка № 1 - основная, промплощадка № 2 - территория автоматической газораспределительной станции (АГРС).

Площадки располагаются на территории неиспользуемой для сельского хозяйства. Территория не имеет статуса особоохраняемой. Промплощадка 1 представлена сталепрокатным цехом. Сталепрокатный цех с непрерывным мелкосортным станом предназначен для производства 500 000 тонн в год арматурной стали с периодическим профилем и гладкого проката (рисунок А.1) Выбросы в атмосферу:

) азота диоксид,

) азота оксид,

) сажа,

) сера диоксид,

) углерод оксид,

) бенз (а) пирен,

) керосин.

Промплощадка № 2 осуществляет следующие выбросы в атмосферу:

) метан,

) этан,

) пропан,

) бутан,

) пентан,

) гексан,

) смесь природных меркаптанов (одорант),

) железа оксид (испарение металла с поверхности заготовки),

) азота диоксид,

) азота оксид [Хауке, 1960].

Материалом исследований является гербарий древесных и кустарниковых растений, произрастающих на территории электрометаллургического завода и пересечении улиц города, фотографии (приложение Б), полевой дневник, данные метеослужбы и санэпидемстанции города Абинска.

В экологическом мониторинге используют различные методы исследования. Среди них можно выделить дистанционные и наземные методы. К наземным методам относятся биологические и физико-химические методы. На период 2012-2013 года нами были использованы следующие методы экологического мониторинга: метод определения содержания аскорбиновой кислоты в листьях древесных растений, как показатель загрязнения окружающей среды и метод определения содержания тяжёлых металлов в растениях.

Метод определения аскорбиновой кислоты в древесных растениях

Метод определения аскорбиновой кислоты основан на её редуцирующих свойствах, в частности, способности, восстанавливать йодат калия до свободного йода, количество которого определяют по реакции с крахмалом.

Ход определения

. Растительный материал размельчают на тёрке и пластмассовой ложкой берут для анализа 210 г.

. Навеску тщательно растирают в фарфоровой ступке, экстрагируют аскорбиновую кислоту водой и количественно переносят в мерную колбу на 100 мл.

. Ступку несколько раз смывают водой.

. Затем раствор фильтруют через сухой фильтр в стаканчик или колбу.

. Отбирают в конические колбочки (ёмкостью 100 мл). К10 мл фильтрата приливают 1 мл 2 % НСl, 05 мл.1 % раствор йодистого калия и 2 мл 0,5 % раствора крахмала.

. Смесь разбавляют водой примерно до 20 мл, перемешивают и титруют из микробюретки 0,01 Н раствором йодата калия до устойчивого синего окрашивания.

. Все операции по определению аскорбиновой кислоты следует проводить быстро (в течение 10 мин.).

. Параллельно ведут контрольное титрование смеси применявшихся реактивов (вместо 10 мг фильтрата берут 10 мл воды).

Вычисление результатов проводят по разности количества. 0,01 Н йодата калия, взятого на титрования опытного образца и контроля. 1 мл точно 0,01 Н йодата калия соответствует 0,08806 мг аскорбиновой кислоты. При расчётах учитывают поправку к тиру йодата калия, навеску материала и разбавление. Если содержание аскорбиновой кислоты низкое, вместо 0,01 Н используют 0,001 Н йодата калияпо литературным данным Б.П. Плешакова [1976].

Метод определения железа с о-фенантролином в древесных растениях

Содержание железа в растениях обычно составляет сотые доли процента на сухую массу. При определении железа, как правило, используют колориметрические методы. Наиболее распространенным из них является метод определения железа с о-фенантролином. Он основан на измерении интенсивности окраски комплекса 1,10-фенантролина (С12Н8N2·HO2) c ионами Fe2+. Чувствительность данного метода составляет 0,005 мкг/мл.

Реактивы и оборудование:

.HCl (конц.);

2.Аммиак (конц.);

.0,1н HSO4;

.10% -ныйраствор гидроксиламин;

.0,1% -ный раствор о-фенантролина;

.сульфат закисного железа (FeSO4·7H2O) (перекристаллизованный);

.индикаторная бумага конгорот (2×2);

.фарфоровые тигли;

.колбы на 50 мл (25 шт.);

.муфельная печь;

.ФЭК.

Ход работы:

.Пробы растительного материала (300-500 мг) помещают в фарфоровые тигли и обугливают с 3-5 мл спирта. Раствор озоляют в муфеле при 450-500ºС со всеми предосторожностями, необходимыми во избежание потерь материала.

2.Полученную золу растворяют в 4 мл концентрированной HClи количественно переносят небольшим объёмом воды в мерную колбу на 50 мл (можно использовать и мокроеозоление смесью H2SO4и HNO3).

.Для восстановления железа до Fe2+в колбу добавляют 4 мл 10% -ного раствора гидроксиламина и содержимое энергично встряхивают.

.Затем туда приливают 1 мл 0,1% -ного раствора о-фенантролинав спирте и бросают в раствор маленький (2×2) кусок индикаторной бумаги конгорот, при этомбумага окрашивается в синий цвет.

.В колбу по каплям начинают приливать концентрированный раствор NH3, встряхивая её после каждой капли до тех пор, пока индикаторная бумага не покраснеет от одной капли. Красно-оранжевая окраска появляется через 5 мин и отличается большой устойчивостью.

.Оптическую плотность раствора измеряют на спектрофотометре при ? = 510 нм. Содержание железа рассчитывают в мг на 1 г сухой массы ткани по калибровочной кривой.

.Для построения калибровочного графика готовят рабочие образцовые растворы перекристаллизованного сульфата закисного железа (FeSO4·7H2O).

.Раствор готовят из свежеперекристаллизованой соли в 0,1н H2SO4 (1 г на 50 мл). На миллиметровой бумаге строят калибровочный график.

.Вычисляют % содержания железа в растительном материале по формуле: %

Fe2+= ,

где А-концентрация железа в мг/мл, найдена по графику и соответствует оптической плотности раствора;

K (H2O) - поправка на влажность растительного материала;

- для пересчёта навески в мг;

- для пересчёта в %;

Н - навеска в г, соответствующая взятому для опыта объёму раствора.

.Результаты измерений и расчётов записывают в таблицу.

4. Влияние выбросов электрометаллургического завода на древесно-кустарниковую растительность г. Абинска

4.1 Таксономический анализ

В результате обработки литературных источников и собственных наблюдений, проведённых в вегетационные периоды 2011 - 2012 гг. в г. Абинске был выявлен 31 вид древесных и кустарниковых растений, относящихся к 24 родам и 19 семействам. На первом месте по количеству видов стоит сем. Розоцветные, которые представлены в районе исследования 5 родами и 8 видами, что составляет 20 % от общего числа видов. Из них деревьев - 2, кустарников - 6. Количество олиготипных семейств - 5, например: сосновые, буковые, аралиевые и др. К монотипным семействам относятся - 13, например: барбарисовые, ильмовые и др.

Таблица 3 - Таксономический анализ дендрофлоры г. Абинска

СемействоРодВидКласс Магнолиевидные - MagnoliopsidaАралиевые - AraliaceaПлющ - HederaПлющ колхидский - HederacolhicaC. KochБарбарисовые - BerberiaceaeБарбарис - BerberisБарбарис обыкновенный - BerberisvulgarisL. Бересклетовые - CelastraceaeБересклет - EuonymusБересклет бородавчатый - EuonymusverrucosaScop. Берёзовые - BetulaceaeБерёза - BetulaБерёзаповислая-Betulapendula L. Буковые - FagaceaeБук - FagusБуквосточный - FagusorientalisLipskyДубчерешчатый - Quercusrоbur L. Чубушниковые-PhiladelphaceaeЧубушник - PhiladelphusЧубушниккавказский - Philadelphuscaucasicus L. Бузиновые - SambucaceaeБузина - SambucusБузиначёрная - SambucusnigraL. Жимолостные-CaprifoliaceaeЖимолость - LoniceraЖимолостькавказская - LoniceracaucasicaL. Жимолостькаприфоль - LoniceracaprifoliumL. Калиновые - ViburnaceaeКалина - ViburnumКалинагордовина - ViburnumlantanaL. Ивовые - SalicaceaeИва - SalixИвапепельная - SalixcinereaL. Ива белая - SalixalbaL. Клёновые - AcereaeКлён - AcerКлён ложноплатановый - Acerpseudoplatanus L. Клён татарский - AcertataricumL. Маслиновые - OleaceaeЯсень - FraxinusЯсень высокий - Fraxinusexelsior L. Розоцветные - RosaceaeШиповник - RosaШиповник собачий - RosacaninaL. Шиповник мягкий - RosamollisL. Груша - PyrusГрушакавказская - PyruscaucasicaFed. Розоцветные - RosaceaeБоярышник - CrataegusБоярышник пятистолбиковый-CrataeguspentagynaWaldst. Et. Kit. Боярышникоднопестичный - CrataegusmonogynaJuscg. Ежевика - RubusЕжевикакавказская - RubusсаисаsicusFockeРябина - SorbusРябинаобыкновенная - SorbusaucupariaZinserlРябинаглоговина - SorbusterminalisL. Сосновые - PinaceaeСосна - PinusСоснакрючковатая - РinushamateL. Пихта - AbiesПихтаНордмана - Abiesnordmanniana (Stev.) Spach. Конскокаштановые-HippocastanaceaeКаштан - AesculusКаштанконский - AesculushippocastanumL. Липовые - TiliaceaeЛипа - TiliaЛипасердцевидная - Tiliacordata Mill.Тисовые-ТахасеаеТис - TaxusТисягодный - Taxusbaccata L. Ильмовые - UlmaceaeКаркас - CeltisКаркасюжный - Celtisaustralis L. Падубовые - IlexeaceaПадуб - IlexПадубузколистный - IlexstenocarpaPojark

4.2 Биоэкологический анализ

Экология имеет свою специфику: объектом её исследования служат не единичные особи, а группы особей, популяции (в целом или частично) и их сообщества, т.е. биологические макросистемы. Многообразие связей, формирующихся на уровне биологических макросистем, обусловливает разнообразие методов биоэкологических исследований. Среди этих методов выделяют: полевые, лабораторные и экспериментальные.

Полевые методы позволяют установить результат влияния на организм или популяцию определённого комплекса факторов, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях.

На основе результатов аналитического эксперимента можно организовать новые полевые наблюдения или лабораторные эксперименты. Выводы, полученные в лабораторном эксперименте, требуют обязательной проверки в природе. Это даёт возможность глубже понять естественные биоэкологические отношения популяций и сообществ.

В биоэкологическом эксперименте трудно воспроизвести весь комплекс природных условий, но изучить влияние отдельных факторов на вид, популяцию или сообщество вполне возможно.

На период 2011 - 2012 года нами были использованы полевые методы и результаты этих исследований представлены ниже в виде таблиц.

Для нормального роста и развития растений требуются определённые условия среды. Факторами среды обитания являются: сезонные и суточные колебания количества света, тепло, влажность, содержаниеCO2 в воздухе, аэрация почвы, а также структура почвы, возможные механические воздействия (ветер, деятельность микроорганизмов в почве и воздухе) [Николаевский, 1964].

Растения делятся на экологические группы по отношению к различным факторам окружающей среды. Важнейшие из них это влажность и температура. По отношению к влажности выделяют следующие группы растений:

Мезофиты - растения, приуроченные к почве с умеренной влажностью, они не имеют каких-либо приспособлений, свойственных другим группам растений к избытку или недостатку влаги;

Ксерофиты - растения засушливых мест, почвы с недостатком влаги, имеют характерные приспособления: кутинизированные листья, опушение покровов, мощная корневая система и хорошо развитые механические и проводящие системы;

Гидрофиты - растения, приуроченные к почве с повышенной влажностью, полностью или только частью погружённые в воду, для них характерно гибкость всех органов, крупные листовые пластинки и тонкий эпидермис без кутикулы;

Гигрофиты - наземные растения, растущие в условиях повышенной влажности почвы и воздуха. Листья у них покрыты тонкой кутикулой, устьиц мало, межклетниках велики; осмотическое давление клеточного сока низкий; транспирация мало отличается от физического испарения; растения плохо удерживают воду;

Гидатофиты - водные растения, полностью погруженные в воду. Это водоросли и высшие водные растения. Если их вытащить из воды, то они быстро высыхают и гибнут. Эти растения имеют следующие признаки: устьица редуцированные, нет кутикулы, отсутствует дифференциация мезофилла, листья чаще рассеченные; плохо развитые механические ткани, корневая система; хорошо развита аеренхима; осмотическое давление клеточного сока низкий.

Имеются и переходные формы, такие как гигромезофиты - растения умеренной влажности, терпящие переувлажнение.

В результате проведённого экологического анализа растений по отношению к влаге нами были выделены 4 экологические группы растений:

Мезофиты - (барбарис обыкновенный, бересклет бородавчатый, рододендрон жёлтый и другие);

Ксерофиты - (робиния или акация белая, клен полевой и другие);

Гигрофиты - (ива белая, ольха серая и другие);

Ксеромезофиты - (дуб черешчатый, клён ложноплатановый и другие);

Гигромезофиты - (каштан конский, ольха серая и другие).

Таблица 5 - Экологическое распределение видов по отношению к воде

Экоморфа Количество видовПроцент от общего количества видов, %Мезофиты1754,84Гигромезофиты619,35Ксеромезофиты825,81Итого31100,0

Данные таблицы 5 показывают, что на территории электрометаллургического завода успешно произрастают мезофиты - 17 (барбарис обыкновенный, бересклет бородавчатый, жимолость кавказская и др.). Также встречаются переходные формы: гигромезофиты - 6 (ольха серая, каштан конский и др.); ксеромезофиты - 8 (дуб черешчатый, ива белая, клён ложноплатановый и др.).

По отношению к свету выделяют следующие группы растений:

Гелиофиты - растения, приспособленные к жизни на открытых, хорошо освещаемых солнцем местах, плохо переносящие длительное затенение;

Сциофиты - растения, обитающие исключительно в затемнённых условиях, предпочитающие рассеянный свет;

Теневыносливые, или факультативные гелиофиты, - могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения.

В результате проведённого экологического анализа растений по отношению к влаге нами были выделены 4 экологические группы растений:

Гелиофиты - (каркас южный, жимолость кавказская и другие); Сциофиты - (тис ягодный, плющ колхидский и другие);

Факультативные гелиофиты- (ежевика кавказская, липа мелколистная и другие).

Разделение данных видов растений на экологические группировки по отношению к факторам освещения и температуры отражено в таблице 6.

Таблица 6 - Экологическое распределение видов по отношению к теплу

Экологический факторКоличество видовПроцент от общего количества видов, %Сциофит619,35Факультативный гелиофит619,35Гелиофит1961,30Итого31100

Таким образом, среди древесно-кустарниковой растительности, произрастающей на территории электрометаллургического завода, преобладают гелиофиты - 19 (дуб черешчатый, жимолость кавказская, рододендрон жёлтый и др.). В меньшей степени представлены: cциофиты - 6 (плющ колхидский, ольха серая, жимолость каприфоль и др.), а также факультативные гелиофиты - 6 (барбарис обыкновенный, бук восточный, клён татарский и др.).

4.3 Содержание аскорбиновой кислоты в листьях некоторых растений, как показатель загрязнения окружающей среды

Цель данной работы - оценить влияние выбросов электрометаллургического завода на синтез аскорбиновой кислоты в листьях древесных растений. Исследования проводились в вегетационный период 2012 года на 3 перекрёстках города, которые по результатам моделирования полей приземных концентраций от потоков электрометаллургического завода являются наиболее загрязнёнными. Это перекрестки: ул. Промышленная - ул. Советов, ул. Красноармейская - ул. Интернациональная, ул. Комсомольская - ул. Кубанская.

Объектами исследований служили древесные растения, произрастающие в непосредственной близости от локальных очагов загрязнения - берёза повислая и рябина обыкновенная. Средний возраст исследуемых древесных растений составляет 30-40 лет. Более загрязненным выбросами электрометаллургического завода является перекресток ул. Промышленная - ул. Советов, где наблюдается превышение ПДК по Pb (в 5,8 раз), NO2 (в 12 раз), CO (в 7,5 раз), бензапирена (в 2 раза). Менее загрязненными являются перекрестки ул. Красноармейская - ул. Интернациональная, где наблюдается превышение ПДК по Pb (в 5,5 раз), NO2 (в 4 раза), CO (в 6 раз), бензапирена (в 1,9 раз) и ул. Комсомольская - ул. Кубанская - с превышением ПДК по Pb (в 1,7 раз), NO2 (в 6 раз), CO (в 2 раза). Контрольные деревья произрастали впарке культуры и отдыха города Абинска. Для оценки содержания аскорбиновой кислоты листья собирали с 5 модельных деревьев удовлетворительного жизненного состояния с каждого изучаемого участка. Листья отбирали без видимых признаков повреждений из нижней части кроны с южной стороны и в колбах с водой доставляли в лабораторию.

Содержание аскорбиновой кислоты определяли титриметрическим методом с применением 2,6 - дихлорфенолиндофенола натрия (Методы биохимического…, 1987). Опыты проводились в 3-х кратной повторности, результаты обработаны с использованием компьютерной программы Statistica 5.5.

Результаты исследований показали, что у древесных растений опытных вариантов характер кривых содержания аскорбиновой кислоты в течение вегетации во многом сходен - от минимальных значений в мае до максимальных в начале июля - и существенно более низких значений в середине августа. Характер кривых содержания аскорбиновой кислоты во многом определяется интенсивностью ростовых процессов у деревьев в течение вегетации. С началом развития листового аппарата связана инициация синтеза ассимилятов. В период максимального развития листового аппарата (в июле) отмечается максимальный синтез аскорбата, а к концу вегетации (к середине августа) отмечается процесс старения листьев, разрушение хлорофилла и как следствие - замедление синтеза ассимилятов, в том числе аскорбата.

Анализ экспериментальных данных позволил выявить видовую специфику в уровне синтеза аскорбиновой кислоты у исследуемых растений контрольной группы в течение вегетации. Самым высоким содержанием аскорбиновой кислоты характеризуется береза повислая, в листьях которой значения данного показателя в течение вегетации лежат в пределах 107,03 - 149,7 мг/100г, причем минимальное значение наблюдается 26 мая, а максимальное - 5 июля (рис.1).

У контрольных растений рябины обыкновенной содержание аскорбиновой кислоты в листьях колеблется от 68,32 мг/100г (14 августа) до 91,81мг/100г (5 июля), и кривая данных значений в течение вегетации носит более сглаженный характер (рис.2). У березы и рябины максимальное содержание аскорбиновой кислоты отмечается в июле.

На изучаемых перекрестках наблюдается снижение синтеза аскорбата у исследуемых растений во все сроки наблюдений. У березы повислой практически во все сроки наблюдений более низкое содержание аскорбата по сравнению с контролем отмечается на перекрестке ул. Промышленной - ул. Советов. На данном перекрестке в сроки наблюдений с 26 мая по 4 августа содержание аскорбата снижается на 6,1-25,8%, а к концу вегетации (14 августа) - на 48%. Содержание аскорбиновой кислоты в листьях березы повислой на перекрестке пр. Красноармейской - ул. Интернациональной в сроки наблюдений с 26 мая по 4 августа снижается, по сравнению с контролем, на 4,2-21,8%, а 14 августа - на 40,7%. Следует отметить, что достоверное снижение содержания аскорбата у березы, произрастающей вблизи двух исследуемых перекрестков, отмечается лишь 14 августа, что совпадает с наступлением осеннего листопада (на перекрестке ул. Промышленной - ул. Советов наступление осеннего листопада начинается 14 августа, а на перекрестке ул. Красноармейская - ул. Интернациональная - 12 августа).

Рис. 1. Содержание аскорбиновой кислоты в листьях березы повислой

В листьях рябины сибирской в зоне действия локальных очагов загрязнения выбросами электрометаллургического завода отмечается более существенное, в большинстве случаев достоверное, снижение содержания аскорбата по сравнению с березой. У рябины на фоне общей тенденции снижения содержания аскорбата на перекрестках ул. Промышленной - ул. Советовиул. Комсомольская - ул. Кубанская, минимальные значения данного показателя отмечены 25 июня, 15 июля и 14 августа (содержание аскорбата ниже контроля на 31,6 и 27,8%; 32,8 и 25,9%; 35,6 и 30,83% соответственно) (рис.2). Низкие значения аскорбата у рябины опытных вариантов 14 августа соответствуют фенологическим датам появления осенней окраски листьев.

Сравнивая полученные экспериментальные данные, можно отметить, что как у березы, так и у рябины, более низкое содержание аскорбата отмечено вблизи перекрестка ул. Промышленной - ул. Советов (в среднем за вегетацию ниже контрольных значений на 18,3% и на 28% соответственно).

Рис. 2. Содержание аскорбиновой кислоты в листьях рябины обыкновенной

4.3.1 Содержание железа в листьях некоторых древесных растений

Наряду с изучением годовой и сезонной динамики накопления тяжелых металлов, была исследована аккумуляция тяжелых металлов в органах Quercusrоbur,Acertataricum,Pyruscaucasica, Loniceracaucasicaв разные сезонные периоды вегетационного развития растений, произрастающих на территории электрометаллургического завода с различной антропогенной нагрузкой, для возможного использования в фиторемедиационном методе для очистки окружающей среды (табл.5). Аналогичные результаты были получены для Pyruscaucasica, Loniceracaucasica.

Исходя из полученных результатов, органами-концетраторами железа в течение всего вегетационного периода выступают корни и кора стебля, превышая норму и нередко критические концентрации. Наименьшая концентрация отмечена в листьях. Полученные результаты согласуется с данными других авторов [Кулагин, Шагиева, 2005].

Для меди отмечена закономерность: наименьшая концентрация металла наблюдалась в листьях, наибольшая в корнях и коре стебля. Превышение ПДК во всех исследуемых органах древесного растения не отмечено.

Содержание цинка в листьях исследуемых древесных растений было меньше, чем в корнях и коре стебля. Исключение составил Quercusrоbur, где концентрация цинка в листьях в условиях промышленного предприятия превышала фоновые показатели и содержание металла в корнях и коре стебля, что вероятно связано с фолиарным типом поступления металла в окружающую среду и особенностями вида к аккумуляции цинка.

Таким образом, при анализе изученных видов к накоплению природного металла (железа) и техногенных (медь и цинк) было выявлено, что Quercusrоbur, Acertataricum, Pyruscaucasica, Loniceracaucasica накапливали металлы в большей степени в корнях и коре стебля. Превышение ПДК для меди и цинка не выявлено. Превышение критических концентраций в коре стебля и корнях отмечено для железа. Среди исследуемых видов к накоплению повышенных концентраций цинка способен Quercusrоbur в условиях городской среды, данный вид рекомендуется использовать в озеленении для снижения цинкового воздействия на живые организмы.

Железо отнесено в группу с очень низкой интенсивностью поглощения. Это определяется тем, что накопление железа в древесных растениях происходит по барьерному типу. Поэтому при высоких концентрациях железа на на территории завода, и в условиях города, количество его в зольном остатке растения ниже. Основными барьерами на пути поступления металла являются барьеры на границе корень-стебель. Базальная часть стебля играет исключительно важную роль в регулировании взаимоотношений между надземной и подземной частями растений. Вследствие этого, содержание железа, в корнях значительно выше, чем в надземной части. Помимо барьерных механизмов растений на поглощение железа влияют и его геохимические свойства и, прежде всего слабая растворимость основных соединений элемента (Fe3+) в почвах - гидроксидов и оксидов: лишь незначительная часть их растворяется в воде, образуя гидролизованные или комплексные формы. Этому способствует то, что ионный потенциал трехвалентного железа равен 4.4, тогда как в виде свободных ионов могут преимущественно существовать элементы с ионными потенциалами ниже 3.0 [Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989]. Вследствие этого железо рассматривается нами как микроэлемент, из-за низкой концентрации в растениях, несмотря на макроколичества в почвах.

Для меди и цинка коэффициент накопления был ниже 1, металлы отнесены в группу среднего захвата и слабого накопления. Следует отметить, что на территории завода для Quercusrоbur было отмечено повышенное поступление цинка в растение (коэффициент накопления больше единицы), что вероятно связано с особенностями вида и его способностью к аккумуляции металла в условиях повышенной антропогенной нагрузки.

Не один из исследуемых древесных видов не отнесен в группу-гипераккумуляторов, накопление металлов наблюдалось по барьерному типу, не превышая фоновые показатели, норму и ПДК.

Среднее содержание тяжелых металлов в органах Quercusrоburза вегетационный период в 2012 г. *

МесяцИсследуемая частьТяжелые металлы, мг/кгЖелезоМедьЦинкиюнь лист 116,7±6,7 130,0±13,85,0±0,6 5,0±0,1 244,3±66,5 54,0±11,1 корень 746,7±96,4 880,0±57,86,7±0,3 7,0±0,2 136,3±37,3 65,0±21,4кора613,3±94,3 1540,0±87,16,3±0,7 7,0±0,1 74,0±11,2 114,0±43,1июльлист 150,0±20,8 130,0±10,05,3±0,3 4,0±0,3 144,7±29,2 39,0±8,7корень 516,7±38,4 640,0±45,98,0±0,6 7,0±0,3 80,7±6,2 77,0±15,6кора786,7±178,2 1850,0±91,46,0±0,6 6,0±0,1 75,7±15,9 143,0±25,8 августлист 150,0±39,9 150,0±21,1 4,3±0,9 2,0±0,3 260,3±30,9 31,0±5,6корень 326,7±12,2 210,0±43,2 7,0±0,01 7,0±0,2 78,7±7,8 54,0±8,6кора 726,7±94,8 460,0±54,7 6,0±0,02 4,0±0,02 158,3±14,3 37,0±3,5

4.4 Использование зелёных насаждений для оптимизации окружающей среды на территории электрометаллургического завода

В условиях загрязнения окружающей среды промышленными выбросами большое значение придаётся изысканию путей нейтрализации токсических веществ, накапливающихся в атмосфере, почве и воде. В этом плане нам представляется необходимым шире использовать биологические методы. Известно, что зелёные насаждения, наряду сводорегулирующим, почвозащитным, климатическим факторами являются своеобразными фильтрами, аккумулирующими и детоксирующими самые различные ингредиенты промышленных выбросов.

В то же время создание новых и сохранение уже существующих культурфитоценозов в промышленных районах имеет значительные трудности и не всегда приносит ожидаемый эффект. Это связано с тем, что видовой состав, структура и плотность размещения зелёных массивов должны создаваться в зависимости от специфики загрязнения озеленяемых территорий.

На основании многолетних данных были разработаны рекомендации по использованию зелёных насаждений для оздоровления окружающей среды на предприятиях металлургической промышленности (Тарабрин, Чернышова, 1978).

Металлургические предприятия являются одними из ведущих источников антропогенного изменения окружающей среды. Их выбросы характеризуются сложным химическим составом. Общая зона загрязнения (т.е. территория с загрязнением выше допустимых по санитарным нормам концентраций) определяется спецификой конкретных заводов.

Все металлургические предприятия можно разделить на три основные группы:

) металлургические комплексы, где имеются агломерационное, доменное, мартеновское, прокатное, а также коксохимическое производство. Последнее либо бывает представлено отдельным цехом металлургического завода, либо самостоятельным заводом, расположенным на одной промплощадке с металлургическим;

) металлургические заводы с агломерационным производством (либо без него) и полным металлургическим циклом;

) металлургические заводы с неполным металлургическим циклом.

Главным источником промышленных выбросов металлургических предприятий является агломерационное, доменное, мартеновское и коксохимическое производство. По мере исключения их из металлургического цикла влияние предприятий на окружающую среду уменьшается.

В настоящее время противоречие, возникшее в металлургической промышленности между быстро растущим объёмом производства и разработкой и внедрением технических средств защиты воздушного бассейна, привело к тому, что зоны загрязнения ряда предприятий ещё высокие.

Существующая практика оздоровления среды путём создания минимальных санитарно-защитных зон с зелёными насаждениями в виде лесных полос разной ширины не оправдывают себя, поскольку они в лучшем случае способны лишь задержать часть пылевых выбросов. Пыль, накапливаясь в полосах и около них в высоких концентрациях, не может быть детоксицирована ни растениями, ни почвой. Пылевые частицы, особенно в засушливых условиях, даже при небольшом ветре снова поднимаются в воздух и переносятся на большие расстояния. Кроме того, сильно загрязнённая почва и сама может отрицательно влиять на условия жизни людей и устойчивость зелёных насаждений.

Роль растений, расположенных даже в километровой санитарно-защитной зоне (Iкласс вредности), примыкающей к промплощадке предприятия, ограничивается лишь пылегазоосаждающей способностью, главным образом неорганизованных выбросов. В то же время в связи с увеличением высоты дымовых труб и интенсификацией металлургического производства за счёт продувки кислородом, максимальные концентрации загрязнителей от неорганизованных выбросов часто наблюдаются за пределами санитарно-защитной зоны на расстоянии 2?5 км от источника выброса и зависят от многих переменных величин (высота труб, сила и направление ветра, влажность воздуха и др.).

В сложившихся условиях необходимо, чтобы все зелёные массивы, создаваемые на территориях с загрязнением выше предельно допустимых концентраций, способствовали оздоровлению окружающей среды. Поэтому видовой состав, структуру и размещение всех насаждений в зоне загрязнения металлургических заводов надо проектировать так, чтобы они в максимальной степени способствовали улучшению санитарно-гигиенических условий.

Основой для разделения территории с загрязнением выше санитарных норм на условные зоны являются материалы комплексных наблюдений за состоянием растений и особенностями загрязнения соответствующих участков.

Наиболее распространённые первичные морфологические признаки повреждения растений промышленными выбросами - это визуально отмечаемые изменения листьев. Они могут быть острыми и хроническими.

При остром поражении наблюдается быстрое наступление патологических изменений, которые возникают при воздействии на растения токсических веществ в течении короткого времени - нескольких дней или даже часов. В зависимости от периода вегетации (в какой произошло острое повреждение), а также видовых особенностей растений оно может быть в виде некрозов различной формы и окраски, хлороза, пожелтения, потери тургора, засыхания листьев без изменения окраски, а также их опадания без видимых изменений.

Однократное острое повреждение листьев в результате случайных причин (например, при аварийном выбросе газов) чаще всего не приводит к гибели всего растения. Летальный исход в этом случае характерен только для крайне ослабленных особей.

При хроническом повреждении необратимые изменения и сопровождающие их внешние признаки возникают постепенно (в течение одного-двух и более месяцев после распускания листьев). Повреждение почек и молодых листьев визуально не обнаруживается, за исключением изменения линейных размеров.

Хронические повреждения чаще всего начинаются с изменения окраски листьев - бледных точек, небольших пятен, расположенных по краю листа и между жилками. С усугублением состояния эти пятна превращаются в некрозы. При усыхании и выпадении повреждённых участков листья приобретают характерный "изорванный вид. К концу вегетации на листьях многих видов отчётливо прослеживаются два типа некрозов: краеврй и по основным жилкам.

В случае ежегодного значительно по масштабам хронического поражения листьев изреживается крона, сокращается прирост, засыхают отдельные побеги, а затем ветви. Усыхает вершина растения. Срок жизни деревьев и кустарников сокращается.

При определённых, сравнительно незначительных концентрациях загрязнителей в окружающей среде хронические повреждения возникают только в засушливые жаркие годы, т.е. в результате комплексного действия фитотоксических веществ и неблагоприятных климатических факторов.

4.4.1 Мероприятия по благоустройству и озеленению

Территория СЗЗ должна быть благоустроена и озеленена. Защитное озеленение СЗЗ древесно-кустарниковыми насаждениями должна занимать площадь для зон шириной до 500 м - не менее 30 %. Существующие зеленые насаждения на территории санитарно-защитной зоны должны быть максимально сохранены и включены в общую систему озеленения зоны. При выборе растений, используемых для озеленения санитарно-защитной зоны комплекса, как руководство использовались "Карта древокультурных районов СССР", таблицы "Географические зоны применения ассортимента деревьев и кустарников" и "Ассортимент деревьев, кустарников, горных трав, цветочных растений, используемых для озеленения".

Район расположения предприятия относится к приазовско-прикавказской черноземной почвенно-климатической зоне. В этой зоне главными такие породы деревьев как: береза повислая, сосна крючковатая, липа мелколистная, орех грецкий, орех черный, акация белая, гледичия трехиглая, к сопутствующим породам относятся - клен остролистный, граб обыкновенный, липа мелколистная, ясень пушистый и зеленый, груша обыкновенная, рябина обыкновенная, вяз перистоветвистый, вяз гладкий, к основным кустарникам - лещина, городовина, скумпия, жимолость кавказская и ж. каприфоль, бересклет бородавчатый.

Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми источниками комплекса в атмосферный воздух, являются диоксид азота и свинец и его неорганические соединения. Из характерных для данного района древесных пород наиболее высокими санитарно-гигиеническими свойствами обладают такие виды деревьев как липа мелколистная, тополь пирамидальный, каштан конский, орех грецкий, вяз мелколистный, черемуха обыкновенная, шелковица белая, вишня маголепская, абрикос обыкновенный клен остролистный и полевой.

В соответствии с почвенным зонированием для почв рассматриваемого участка (суглинки тяжелые пылеватые) основными видами древесных пород являются: береза повислая, липа мелколистная, вяз гладкий, лиственница сибирская, ель обыкновенная. В качестве сопутствующих видов могут быть использованы: клён остролистный, рябина обыкновенная, черёмуха обыкновенная, туя западная, груша обыкновенная, яблоня лесная.

Наиболее подходящие кустарники: лещина (орешник обыкновенный), акация желтая, перен белый, жимолость кавказская и ж. каприфоль, клён татарский и к. ложноплатановый, бересклет бородавчатый, можжевельник обыкновенный, калина обыкновенная.

Таким образом, для озеленения санитарно-защитной зоны ООО "Абинский электрометаллургический завод" вид деревьев и кустарников может быть выбран из следующего перечня.

ДеревьяБук восточный, груша обыкновенная, липа сердцевидная, орех грецкий, клен ложноплатановый и к. татарский, тополь пирамидальный, черемуха обыкновеннаяКустарникилещина, можжевельник обыкновенный, калина обыкновенная, жимолость каприфоль и ж. кавказская

Ввиду достаточной ширины санитарно-защитной зоны посадки зеленых насаждений в СЗЗ предлагается предусмотреть в виде структуры фильтрующего типа, выполняющей роль механического и биологического фильтра загрязненного воздушного потока, которые дополняются декоративными посадками. Фильтрующие посадки размещаются достаточно крупными массивами (до 3 га) с полнотой насаждений 0,7 - 0,8 и вертикальной сомкнутостью крон (см. рис.3). Их назначение - адсорбирование примесей и очистка воздушного бассейна.

Рекомендуется использовать хорошо облиствленные деревья, избегать кустарниковых опушек (лишь со стороны фасадов зданий).

Разрывы (просеки) между зелеными массивами устраиваются в направлении господствующих ветров.

Рис. 3 Схема фильтрующих посадок

4.4.2Функциональное назначение, размещение и структура насаждений в различных условиях загрязнений

Правильное решение приёмов благоустройства и озеленения каждой зоны оказывает большое влияние на эффективность и экономичность биологического метода оздоровления окружающей среды.

Iзона. При постоянно высоких концентрациях газов древесные растения имеют небольшую листовую поверхность, слабый рост, недолговечны. Поэтому их пылегазоочистная способность не велика, и они мало эффективны в оздоровлении окружающей среды. Основная функциональная роль насаждений в этих условиях - декоративное оформление отдельных участков и создание несколько улучшенных микроклиматических условий для кратковременного отдыха трудящихся. Растения в данной зоне размещают небольшими группами или рядовыми посадками с учётом расположения наиболее интенсивных источников выброса газов, чтобы избежать катастрофических (когда за короткое время погибает надземная и подземная часть деревьев и кустарников) и, по возможности, острых повреждений. Посадки не должны препятствовать хорошей проветриваемости территории и удалению выбросов в санитарно-защитную зону.

В условиях сильного загрязнения среды необходимо широко использовать замощение как пешеходных и автомобильных магистралей, так и откосов, других свободных территорий, с которых осевшие загрязняющие вещества убираются (сметаются или смываются).

При озеленении более широко рекомендуется использовать цветочные растения и газоны, которые в случае их гибели легче и быстрее создавать вновь. В особо вредных условиях вместо газонов применяются покрытия из гравия, щебня, цветного асфальта, шлака, керамзита, бетона и других материалов, которые нагреваются значительно сильнее газонов и образуют восходящие токи воздуха, увлекающие с собой вредные газы.

Общая площадь озеленения зоны определяется главным образом экологической обстановкой, а не наличием свободных территорий, как это имеет место в практике озеленения.

II зона. Как и в зоне I, насаждения не должны препятствовать движению воздуха, вертикальной и горизонтальной циркуляции. Поэтому необходимо создавать массивы с ажурной, хорошо проветриваемой конструкцией, состоящие по возможности из высококронных деревьев, которые располагаются на расстоянии 3-4 м друг от друга. Под основным пологом высаживают в небольшом количестве кустарники для увеличения общей площади листовой поверхности. Насаждения не должны иметь плотных опушек.

Во избежание застоя воздуха насаждения чередуют с открытыми пространствами. Такие участки могут быть представлены как цветниками и газонами, так и транспортными, складскими площадками. Над участками с различной подстилающей поверхностью воздух нагревается и остывает неодинаково, поэтому возникают перемещения воздушных масс, препятствующие возникновению застойных явлений и скоплению вредных газов.

Величина массивов между открытыми пространствами определяется необходимостью создания ощутимой разницы в степени нагрева поверхностей. Наиболее эффективны насаждения площадью 3-5 га.

При озеленении территории прилегающей застройки также необходимо всемерно повышать удельный вес крупных насаждений, особенно с подветренной стороны промышленных предприятий. В соответствии с этим проектирование и реконструкция различных строительных объектов должны осуществляться с таким расчётом, чтобы свободные участки под озеленение при отдельных сооружениях можно было бы объединить в один сравнительно крупный массив.

В зоне промышленных предприятий с загрязнением выше ПДК нецелесообразно создавать спортивные парки, в балансе территории которых преобладают различные сооружения, а не насаждения.

Защитные полосы создаются с высокой степенью вертикальной сомкнутости и опушками из кустарников. Расстояние между деревьями основных пород 2,5-3,0 м, между деревьями сопутствующих пород - 2,0-2,5 м. Крупные кустарники размещают на расстоянии 1 м друг от друга, мелкие - 0,5 м.

IIIзона. Функциональное назначение, структура и принципы размещения насаждений аналогичны изложенным для II зоны. Специфика озеленения заключается главным образом в подборе видового состава растений, который для этой зоны является наиболее обширным. Предлагаемый ассортимент должен включать как растения, обладающие высокой степенью устойчивости к ингредиентам промышленных выбросов и пылегазоаккумулирующей способностью, так и высокими декоративными качествами.

Но создание даже гигантских санитарно-защитных лесных насаждений само по себе не может решить проблемы загрязнения окружающей среды. Поэтому использование пылегазопоглотительной способности растений для борьбы с загрязнением окружающей среды в условиях высокого содержания загрязнителей должно проводиться в комплексе с техническими мероприятиями и рассматриваться как временное явление, связанное с необходимостью быстрейшего оздоровления окружающей среды в промышленных районах до тех пор, пока проблема нейтрализации промышленных выбросов не будет полностью решена техническим путём.

4.4.3 Декоративные качества деревьев и кустарников и их использование в озеленение

Декоративные качества деревьев и кустарников проявляются в конкретном окружении в композиции парка, лесопарка, улицы или площади. Здесь свою роль играют фон, освещённость и размещение растений. Знание свойств и декоративных качеств отдельных органов деревьев и кустарников (ростовых возможностей, строения и силуэта кроны, окраски и формы листвы, цветков и плодов) позволяют значительно обогатить художественный облик городских и природных ландшафтов [Машинский, 1962].

Строение и форма кроны

В зелёном строительстве различают естественно и искусственно формированные кроны. Естественно сформированные кроны образуются у свободно растущих пород без внешнего вмешательства (повислая, пирамидальная, колоновидная, овальная, веретенообразная и другие). Искусственные формы создают при систематических подрезаниях и стрижке и как правило, они имеют более сложные формы [Машинский, 1962].

И.О. Боговая [1971], предлагая классификацию эмоционального воздействия древесных пород на человека, указывает, что пирамидальные, сферические и устремлённые вверх кроны вызывают стимулирующие эмоции, а овальные и плакучие воздействуют успокаивающе. Специфическую выразительность пространственным решениям предаёт плотность крон деревьев и кустарников.

Форма, величина и окраска листьев

Деревья и кустарники с оригинальной формой листьев (гинкго, тюльпанное дерево, катальпа, шелковица и др.) рекомендуются в единичные посадки, а также в небольшие группы и аллеи, в которых на небольшом расстоянии хорошо просматривается мозаика [Машинский, 1962].

Существенное влияние на облик кроны и эстетичность отдельных древесных пород имеет не форма, а величина листьев. Среди лиственных пород В.С. Шумакови Фёдорова [1970] выделили четыре группы: а) с очень крупной листвой (катальпы величественная и бегониевидная, конский каштан, орехи греческий, чёрный и кария); б) с крупной листвой (инжир, платан, лещина и др.); в) с мелкой листвой (софора японская, граб, ольхи чёрная и серая и др.); г) с очень мелкой листвой (ясень обыкновенный, барбарис обыкновенный, белая акация, аморфа, ива белая и др.)

При подборе растений также учитывают окраску листвы весеннего, летнего и в осеннего периодов. В связи с этим В.С. Шумаков и Е.Л. Фёдорова [1970] растения разделили на три группы: со стабильными окраской и тональностью в течение всего периода вегетации; со стабильной окраской, но изменяющейся тональностью; с варьирующей окраской. К первой группе относятся главным образом хвойные, вечнозелёные лиственные и небольшое количество листопадных, преимущественно колерные формы. Растения с варьирующей окраской листвы (хвои) составляют среди хвойных - 93 %, среди лиственных - 96 %.

По окраске листвы (цветовой гамме) Е.С. Лахно [1967], выделил три основные группы: а) зелёную, б) жёлто-красную, в) голубую. В целом для хвойных характерны 12 окрасок и оттенков, для лиственных - 28.

Характер и окраска цветов и плодов

В колоритной динамике зелёных насаждений существенную эстетическую роль играют цвет и плоды с их разнообразием тональных оттенков. Немаловажное значение имеет также продолжительность цветения и сохранения плодов. Растения, имеющие красивые цветы и плоды, размещают так, чтобы их удобно было осматривать. Исключение составляют виды и формы, характеризующиеся обильным бело-кремовым или розовым цветением и хорошо заметные на большом расстоянии: тёрн, жасмин, сирень и др. Красивоцветущие деревья и кустарники, обладающие декоративной листвой, располагают самостоятельно на переднем плане газонов и вблизи дорожек. Следует избегать часто повторяющихся цветовых гамм цветков и плодов, чтобы не создавать монотипных сочетаний [Кулагин, 1974].

Заключение

По результатам работы сделаны следующие выводы:

. В результате проведённого таксономического анализа нами было выявлен 31 вид древесных и кустарниковых растений, относящихся к 24 родам и 19 семействам. Все семейства являются представителями класса двудольных растений. Количество политипных семейств - 1 (розоцветные), представлено 5 родами и 8 видами. Количество олиготипных семейств - 5, например: сосновые, буковые, аралиевые и др. К монотипным семействам относятся - 13, например: барбарисовые, ильмовые и др.

. В результате проведённого биологического анализа нами выявлено: деревьев - 25 (ольха серая, клён ложноплатановый и др.), кустарников - 6 (рододендрон жёлтый, боярышник пятистолбиковый и др.), лиан - 2 (жимолость кавказская и плющ колхидский).

. Экологический анализ по отношению к свету показал, что: на долю гелиофитов приходится 19 видов (дуб Гартвиса, рододендрон жёлтый, чубушник кавказский и др.); сциофитов - 6 видов (жимолость каприфоль, плющ колхидский, падуб узкоплодный и др.); факультативных гелиофитов - 6 видов (бук восточный, бузина чёрная, барбарис обыкновенный и др.). Экологический анализ по отношению к воде показал, что мезофитов - 17 видов (барбарис обыкновенный, бересклет бородавчатый, ясень высокий и др.); гигромезофитов - 6 видов (падуб узкоплодный, сосна крючковатая и др.); ксеромезофитов - 8 видов (шиповник собачий, боярышник однопестичный и др.).

. Данные литературных источников показали, что основные экологические факторы значительно влияют на древесно-кустарниковую растительность. При высоких температурах происходит усыхание листьев в связи с обезвоживанием клеточной плазмы. При низких температурах чаще всего подмерзают побеги, особенно во время весенних заморозков и это весьма губительно сказывается на древесных растениях. От количества влаги зависит размещение растительности в городе и внутреннее строение вегетативных органов. Освещение также играет важную роль, при достаточном освещении у деревьев и кустарников наблюдается сильно разветвлённая крона, крупные листовые пластинки и высокий рост.

. Изучая неблагоприятные условия городской среды и промышленных предприятий и их влияние на древесно-кустарниковую растительность было установлено, что загрязнение окружающей среды фототоксикантами вызывает нарушение водного обмена в том же направлении, что и засуха, вызывая хлорозы и пожелтения. Различного рода нарушения происходят и в генеративной сфере растений: мало закладывается бутонов, часть из них опадает ещё до распускания, а выжившие - имеют мелкие цветки и отклонения в форме и окраске. Семена, если они вообще образуются, имеют низкую всхожесть. Газонные злаки оказываются низкорослыми и без окрашивания. Наиболее общая реакция растений на жёсткие условия промышленного района это снижение продуктивности фитомассы и скорости фотосинтеза.

. При проектировании озеленения территории электрометаллургического завода нами были учтены следующие декоративные свойства деревьев и кустарников: строение и форма кроны; форма, величина и окраска листьев, а также характер и окраска цветов и плодов.

Библиографический список

1. Адамова А.А. Задерживающая способность зелёных насаждений в отношении пыли и дыма. М., 1937.144 с.

. Анишина Т.Я. Экологический мониторинг. М., 2008.416 с.

. Бойченко Е.А. Комплексные соединения металлов в растениях. Киев, 1968.188с.

. Боговая И.О. Основы композиции групп из деревьев и кустарников и размещение их в лесопарке // Формирование лесопарковых ландшафтов созданием групп.Л., 1971.115 - 138с.

. Васильев В.М. О почвенном питании древесных пород в городских условиях. М., 1953.126 с.

. Вехов Н.К. Морозостойкость древесно-кустарниковых растений. М., 2003.34 с.

. Вернандский В.И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения. М., 1965.374 с.

. Вернандский В.И., Ковальский В.А. Биогеохимические очерки. М., 1971.185 с.

. Власюк П.А. Микроэлементы и методы их изучения в растениях. Киев, 1968.315 c.

. Власюк П.А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений. М., 1969.516 с.

. Власюк П.А., Рудакова Э.В., Климовицкая З.М. Состояние металлов и их соединений в клетках и органоидах растений. М., 1969.453 c.

. Галактионов И.И., Осин В.А. Декоративная дендрология. М., 1967.319 с.

. Грешта Я. Растительность и промышленные загрязнения. Свердловск, 1970.213 c.

. Грешта Я., Илькун Г.М. Влияние промышленной загрязнённости воздуха на сосновые и еловые древостои. Свердловск, 1975.218 с.

. Гроздов Б.В. Декоративные кустарники. М., 1964.135 с.

. Гусев М.И. Пылезадерживающая способность листьев некоторых пород древесных насаждений. М., 1952.170 c.

. Давитая Ф.Ф. Загрязнения земной атмосферы и проблема свободного кислорода. М., 1971.71 с.

. Дробиз Ф.Д., Кадочникова А.А. Растительность и промышленные загрязнения. Свердловск, 1970.166c.

. Ершов М.Ф. Влияние пыли на рост растений. М., 1959.938 с.

. Иванов А.Ф. Рост древесных растений и кислотность почв. Минск, 1970.217 с.

. Илькун Г.М. Газоустойчивость растений. Киев, 1971.146 с.

. Казачок Л.Е. Города и станицы Кубани. Абинск, 1987.46 с.

. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.439 с.

. Ковальский В.В., Петрунина Н.С. К проблеме геохимической экологии растений в связи с фитоиндикационными исследованиями. Л., 1971.173 с.

. Кочановский С.Б. Влияние воздушного режима почвы на состояние древесных растений в городских посёлках. М., 1964.102 с.

. Кулагин Ю.З. Дымоустойчивость древесных растений как экологическая проблема. Свердловск, 1966.431 c.

. Кулагин Ю.З. Растения и промышленная сфера. Киев, 1968.134 с.

. Кулагин Ю.З. Древесные растения и промышленная среда. М., 1974.115 с.

. Кулагин А.А., Шагиева Ю.А. Древесные растения и биологическая консервация промышленных загрязнителей/Монография. М., 2005.190 с.

. Лахно Е.С. Гигиеническое значение и биологическое воздействие пригородных зелёных насаждений. Киев, 1967.135 с.

. Машинский Л.О. Некоторые вопросы озеленения городов. М., 1962.181 с.

. Машинский Л.О. Город и природа. М., 1973.225 с.

. Морозов Г.Ф. Учение о лесе. М., 1949.664 с.

34. Мохов И.И. Диагностика структуры климатической системы. - СПб.: Гидрометеоиздат <#"justify">36. Николаевский В.С. Биологические основы устойчивости растений к сернистому газу. Пермь, 1972.176 с.

. Носырев В.И. Вредное воздействие магнезитовой пыли на древесную растительность. М., 1962.58 c.

. Островская Л.К. Физиологическая роль меди и основы применения медных удобрений. Киев, 1961.284 с.

. Плешаков Б.П. Метод определения аскорбиновой кислоты. М., 1976.32 с.

. Погребняк П.С. Общее лесоводство. М., 1968.440 с.

41. Соляник Г.М. <#"justify">42. Тарабрин В.П. Влияние избыточного содержания тяжелых металлов в воздухе и в почве на растения. М., 1973.145 с.

. Тарабрин В.П., Чернышова Л.П. Нарушение серного обмена в растениях под влиянием загрязнения атмосферного воздуха. М., 1972.112 с.

. Тарабрин В.П., Чернышова Л.П., Макогонов В.С. Зеленое строительство в степной зоне УССР. Киев, 1970а.170 с.

. Тарабрин В.П., Чернышова Л.П., Макогонов В.С. Изменение содержания серы в листьях растений под влиянием промышленных выбросов металлургических заводов. Киев, 1970б.185 с.

. Тарчевский В.В. Влияние дымо-газовых выделений промышленных предприятий Урала на растительность. Свердловск, 1964.176 с.

. Тильба А.П. Учебное пособие. - Краснодар: Изд-во Кубанского государственного ун-та, 1981.84 с.

. Томас М.Д. Загрязнение атмосферного воздуха. Женева, 1962.306 с.

. Фёдоров М.М. О связи химического состава растений с солевым режимом почв. - Почвоведение, 1972, № 7, 104 с.

. Хауке М.О. Природная зона большого города. М., 1960.170 с.

. Шумаков В.С., Фёдорова Е.Л. Лесная промышленность. М., 1970.188 с.

. Debregeas H. Pollution de liar // Can. meth. natur. 1969. T.40, № 37. P.123-145.

. Kozel J., Maly V. SkodypusobeneznecisteniumovzdusinaOstravsku // Ohranaprirody. 1968. T.23,№ 2. P.86-98.

Приложения

Приложение а

Схема озеленения санитарно-защитной зоны электрометаллургического завода

- промплощадка электрометаллургического завода;

- санитарно-защитная зона электрометаллургического завода.

Рисунок А.1 - Схема озеленения санитарно-защитной зоны электрометаллургического завода

Приложение Б

Экспликация зданий и сооружений:

1-Сортопрокатный цех

2-Вальцетокарная мастерская

-Водоподготовка

-Компрессорная станция

-Блок лабораторий

-Склад

-Подстанция 110/35/10 кВ

-Ремонтно-механическая мастерская

-АБК/ административно-бытовой корпус

- Бук восточный, липа сердцевидная, клен ложноплатановый и татарский, тополь пирамидальный, черемуха обыкновенная и др.

- лещина, можжевельник обыкновенный, калина обыкновенная, жимолость каприфоль и ж. кавказская

Приложение В

Иллюстрации некоторых древесно-кустарниковых растений электрометаллургического завода

Рисунок В.1 - Дуб черешчатый - QuercusroburL.

Рисунок В.2 - Липа мелколистная - TiliacordataMill.

Рисунок В.3 - Ясень высокий - FraximusexcelsiorL.