WWW.NEW.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Онлайн ресурсы
 

«ПОСЕВИНА Юлия Михайловна Палиноэкологический мониторинг атмосферного воздуха г. Рязани ...»

На правах рукописи

ПОСЕВИНА Юлия Михайловна

Палиноэкологический мониторинг

атмосферного воздуха г. Рязани

03.02.08 – экология (биологические наук

и)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва – 2011

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования естественногеографического факультета Рязанского государственного университета

имени С.А.Есенина и на кафедре высших растений биологического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова Научные руководители доктор сельскохозяйственных наук, профессор Евгений Сергеевич Иванов кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Елена Эрастовна Северова

Официальные оппоненты доктор медицинских наук, профессор Валерий Иосифович Харитонов доктор биологических наук Лариса Викторовна Новоселова

Ведущая организация Главный ботанический сад имени Н.В. Цицина РАН

Защита диссертации состоится «30» июня 2011 г .

в 14 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.203.17 в Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, экологический факультет РУДН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117923, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6; с авторефератом - на сайте ВАК: http://www.vak.ed.gov.ru .

Автореферат разослан «___ » ___________________ 2011 г .

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент Карпухина Е.А .

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В атмосфере, окружающей человека, постоянно циркулирует огромное число частиц различного происхождения, составляющих атмосферные аэрозоли. Особый интерес среди них представляют пыльца и фрагменты растений, споры папоротников, грибов различных групп, бактерии, вирусы и т.д. Многие из них, в первую очередь пыльца растений, способны вызывать аллергические заболевания у человека и животных (Perelman, Malley, 1973; Головко, Куценогий, 1999; Сарыджи, 1998а, 1998б; Шалабода, Самодуров, 2001) и существенно влиять на качество жизни человека. Для точного выявления причинно-значимого аллергена необходимо знать время пыления растений в данном регионе и период циркуляции пыльцы в атмосфере (Принципы и методы…, 1999) .

Изучение качественных и количественных характеристик аэропалинологического спектра лежит в основе экологического мониторинга атмосферы и тесно связано с прикладными проблемами аллергологии и иммунологии .

Для больных поллинозами крайне необходима информация об аэропалинологическом составе воздуха, позволяющая планировать превентивную терапию, а в сезон пыления – корректировать прием лекарств, диету и образ жизни. С другой стороны, изучение особенностей формирования и динамики состава воздушных споро-пыльцевых спектров тесно связано с фундаментальными проблемами реконструкции растительности и климатов прошлого, что необходимо для понимания эволюции экосистем .

Особую актуальность аэропалинологические исследования приобрели в последние годы, что связано с ростом числа аллергических заболеваний под влиянием все возрастающей антропогенной нагрузки. По данным ВОЗ, около 20 % населения Европы страдают различными видами аллергии, большинство из которых приходится на долю поллинозов, т.е. вызываются пыльцой растений .

Перед станциями аэробиологического мониторинга стоит задача отслеживать текущее состояние атмосферы и прогнозировать возможные изменения состава пыльцевого дождя в соответствии с географическими и климатическими особенностями каждого конкретного региона. В Рязанской области аэробиологические исследования никогда ранее не проводились. В связи с этим, вопросы изучения качественного и количественного состава пыльцевого дождя, особенностей его сезонной динамики и закономерностей формирования, составления календарей пыления, разработки прогнозов пыления и создания системы палиноэкологического мониторинга в этом регионе чрезвычайно актуальны .

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является аэропалинологический анализ атмосферы г.Рязани и разработка основ палиноэкологического мониторинга. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать качественные и количественные характеристики пыльцевого дождя г. Рязани;

2. Изучить сезонную динамику пыления основных таксонов аэропалинологического спектра, разработать календарь пыления для г. Рязани и выделить основные фазы (волны) пыления;

3. Оценить влияние абиотических факторов на качественный и количественный состав пыльцевого дождя;

4. Выявить динамику поллинозов у населения г. Рязани и ее связь с составом аэропалинологического спектра;

5. Провести оценку и дать прогноз палиноэкологических рисков волн пыления для здоровья человека .

Научная новизна: впервые изучен состав аэропалинологического спектра г. Рязани, установлены сроки пыления наиболее аллергенных таксонов; разработан календарь пыления и выделены основные фазы (волны) пыления; выявлена зависимость содержания пыльцы в воздухе от метеорологических факторов; проанализирована динамика поллинозов у населения г. Рязани, сопоставлены данные палинологического мониторинга с уровнем заболеваемости в городе; разработана система оценки экологической опасности волн пыления для здоровья человека; впервые создана качественная полифункциональная модель экологических рисков волн пыления для здоровья человека .

Практическая значимость работы. Результаты исследований представлены в виде календаря пыления, который может применяться в практике врачей-аллергологов для диагностики поллинозов, проведения своевременной профилактики и адекватного лечения больных. Разработанные научнометодические подходы могут быть использованы для создания службы палинологического мониторинга в г. Рязани и других городах данного региона, а также для оценки экологических рисков волн пыления для здоровья человека. Собрана эталонная коллекция препаратов пыльцы, создан атлас основных пыльцевых типов аэропалинологического спектра г. Рязани. Полученные материалы интегрированы в учебный процесс РГУ имени С.А. Есенина по дисциплине «Экология организмов», РГАТУ имени П.А. Костычева по дисциплине «Организм и среда»; впервые в России разработаны программы и учебный курс «Аэропалиноэкология» для студентов по специальностям «экология» и «природопользование» и направлению магистратуры «Экология и природопользование» .

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований доложены и обсуждены на: Международной научнопрактической конференции «Современная экология – наука XXI века» (Рязань, 2008), Международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (Рязань, 2008), областном семинаре по пчеловодству (Орел, 2008), IV Европейском симпозиуме по аэробиологии (Турку, Финляндия, 2008), Всероссийской палинологической конференции «Палинология, стратиграфия и геоэкология» (Санкт-Петербург, 2008), научно-практических конференциях с международным участием «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (Москва, 2009, 2010), Международной научно-практической конференции «Безопасность городской среды» (Ярославль, 2010), Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2010), IX Международном конгрессе по аэробиологии (Буэнос-Айрес, Аргентина, 2010) .

Публикации. По теме диссертации опубликованы 17 работ, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ .

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 131 странице, содержит 28 рисунков, 3 таблицы, 1 схему и 18 таблиц приложения. Библиография включает 210 названий, в том числе 71 - на иностранных языках .

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям – д. с.-х. н., проф., зав. каф. экологии природопользования РГУ имени С.А. Есенина Е.С. Иванову и к.б.н., в.н.с. Биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Е.Э. Северовой за неоценимую помощь в написании работы, постоянную поддержку и профессиональное консультирование. Автор глубоко признателен зам. глав. врача по поликлинической работе ГУЗ «Рязанская областная клиническая больница», к.м.н. Е.А .

Худиной за помощь в поиске медицинских данных; к.б.н., н.с. каф. высших растений Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова С.В. Полевовой за советы и замечания по написанию работы. Автор благодарен сотрудникам Air Resources Laboratory, National Oceanic and Atmospheric Administration (USA) за возможность использования модели обратных траекторий HYSPLIT 4 и дисперсионной модели, находящихся в свободном доступе на веб-сайте http://www.art.noaa.gov/ready/hysplit4.html .

Основное содержание работы

Введение содержит обоснование актуальности темы, формулировку цели и задач работы, показывает научную новизну и практическую значимость результатов, полученных в ходе исследования .

Глава 1 . Обзор литературы В главе рассматриваются основные этапы становления аэропалинологии как науки и современные направления исследований: проблемы изучения аллергенных свойств пыльцевых зерен и их пороговых концентрации, влияние дальнего транспорта пыльцы на состав аэробиологических спектров, вопросы биоэкологического моделирования и прогнозирования .

Анализируются современные методики изучения пыльцы как индикатора качества окружающей среды. Особое внимание уделяется проблеме поллинозов. На основе анализа литературы обсуждаются концепции экологических рисков .

Глава 2 . Физико-географическая и экологическая характеристика района исследования В главе приведены сведения о природно-климатических условиях, почвенном покрове, физико-географическом районировании и характере растительности г .

Рязани. Рассматриваются проблемы абиотического загрязнения воздушного бассейна Рязанской области .

Глава 3 . Методика, объекты и условия проведения исследований Аэробиологический мониторинг атмосферы г .

Рязани проводился в период с марта по сентябрь 2007 - 2009 гг. при помощи гравиметрического пыльцеуловителя Дюрама (Durcham, 1946; Принципы и методы…, 1999) .

Частота смены стекол в ловушке составляла одни сутки. Всего за период исследования проанализировано более 800 аэропалинологических проб. Для оптимизации исследований, выявления региональных и локальных особенностей аэропалинологического спектра и его взаимосвязи с особенностями окружающей растительности в 2007 г. были установлены две пыльцевые ловушки в различных точках г. Рязани. Одна из них (№1) - расположена на крыше Астрономической обсерватории РГУ имени С.А. Есенина (центр города), вторая (№2) – на окраине г. Рязани на крыше жилого здания на той же высоте. Расстояние между ловушками составляло 10 км. В дальнейшем использовался один пыльцеуловитель (№ 1), установленный на высоте 20 м над уровнем земли .

Подсчет и идентификацию пыльцевых зерен в препаратах проводили под световым микроскопом (МИКМЕД-1, XS-910 0351 ЛОМО) при увеличении х 400. В пробах определяли количество пыльцевых зерен (пз) и их таксономическую принадлежность. Для получения нормированных данных содержание пыльцы каждого таксона пересчитывали на 1 см2. С целью идентификации пз в составе спектра была создана эталонная коллекция препаратов пыльцы, насчитывающая 50 образцов. На основании коллекции подготовлен атлас пыльцы (18 основных таксонов), циркулирующей в атмосфере г. Рязани. Он содержит световые и сканирующие электронные фотографии пз, а также изображения растений, любезно предоставленные м.н.с. Ботанического сада МГУ Я.В. Косенко и с.н.с. биологического факультета МГУ С.Р. Майоровым. Световые фотографии пыльцевых зерен выполнены при помощи микроскопа Leica DMЕ, электронные фотографии – на сканирующих электронных микроскопах Jeol и Camscan в Общефакультетской лаборатории электронной микроскопии Биологического факультета МГУ. Для работы на сканирующих электронных микроскопах зафиксированные в фиксаторе Карнуа пыльники обезвоживали в серии ацетонов и сушили в критической точке (Тимонин, 2005). Высушенные пыльцевые зерна наклеивали на предметные столики при помощи маникюрного лака и напыляли смесью золота и палладия .

Результаты аэробиологического мониторинга представлены в виде календаря и кривых пыления. Календарь пыления строился подекадно и включал 18 наиболее аллергенных и/или распространенных пыльцевых типов .

Древесные и травянистые растения анализировались отдельно. Каждый из таксонов, входящий в календарь, анализировался индивидуально по 8 показателям: первое появление пыльцы в воздухе; начало основного периода пыления (ООП); продолжительность ОПП; окончание ОПП; дата максимального содержания пыльцы в воздухе; максимальное суточное содержание пыльцевых зерен в атмосфере; суммарное содержание пыльцы за сезон; дата последнего появления пыльцы в атмосфере. ОПП определялся как временной интервал, в течение которого содержание пыльцевых зерен в атмосфере составляло 95% от суммарного годового содержания пыльцы этого таксона (Nillson, Persson, 1981) .

Для оценки влияния метеорологических факторов использовались данные сайта http://meteo.infospace.ru. (архив погоды Российской Федерации, Рязань) за 2007-2009 гг.: среднесуточная температура, атмосферные явления, направление ветра .

Математическая обработка данных, построение графиков и диаграмм выполнены в программе Excel 2003. Для анализа эпизодов дальнего транспорта пыльцы использовался метод реконструкции обратных траекторий, реализованный в модели HYSPLIT 4 (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) (http://www.arl.noaa.gov/ready/hysplit4.html). Для построения траекторий были выбраны 2 высоты – 1000 м и 500 м, модель рассчитывалась на 72 часа назад .

На основе договора о творческом сотрудничестве с ГУЗ «Рязанская областная клиническая больница» изучена частота первичных обращений пациентов, страдающих аллергией. Анонимные данные были получены из «Талонов амбулаторных пациентов». Учитывались диагнозы «поллиноз», «бронхиальная астма» и «ринит». Полученные результаты сопоставлялись с динамикой содержания пыльцы основных аллергенных таксонов .

При оценке экологического риска учитывались два показателя: степень аллергенности таксона и его обилие в определенный промежуток времени .

Для оценки аллергенности таксонов аэропалинологического спектра использовалась пятибальная шкала (Sulmont et al, 2005). Для оценки обилия пыльцы в спектре предложена 4-бальная шкала, используемая при составлении календаря пыления. Уровень риска определялся как произведение этих двух показателей .

Глава 4 . Результаты исследований и их обсуждение

4.1. Палиноэкологическая характеристика воздушного спектра г. Рязани Качественный состав аэропалинологического спектра в центре города (ловушка № 1) и на окраине (ловушука № 2) идентичен. Начало пыления для большинства таксонов регистрировалось на 1-5 дней раньше в ловушке №2 или одновременно. Суммарное содержание пыльцы за сезон в ловушке № 2 в 1,2 раза больше. Содержание пз древесных таксонов, отражающих региональную растительность, практически одинаково, различия затрагивали в основном травянистую часть спектра. Наибольшая разница отмечена для синантропных растений (крапива, маревые, полынь), в изобилии произрастающих на окраине города на близлежащих пустырях. Использование двух пыльцевых ловушек показало, что количественные характеристики аэропалинологического спектра зависят от состава окружающей растительности .

Начало и продолжительность пыления, время максимума в меньшей степени зависят от локализации ловушки и могут быть выявлены при помощи одного пыльцеуловителя. В дальнейшей работе использовалась только ловушка №1 .

В воздушном бассейне г. Рязани зарегистрировано 35 (2007 г.), 36 (2008 г.) и 33 (2009 г.) пыльцевых типов. Суммарное годовое содержание пз значительно варьировало по сезонам. Количественно преобладала пыльца древесных растений, однако для травянистых таксонов отмечено большее таксономическое разнообразие .

Для составления календаря пыления (рис.1) были отобраны 18 таксонов: Betula, Alnus, Corylus, Acer, Populus, Salix, Quercus, Fraxinus, Ulmus, Pinus, Picea, Ambrosia, Artemisiа, Chenopodiaceae, Plantago, Poaceae, Rumex, Urtica. Их пыльца количественно доминирует в воздухе и/или обладает ярко выраженными аллергенными свойствами. Продолжительность сезона пыления составила 6 месяцев (середина марта – середина сентября). Сезон пыления условно разделен на три периода (экологические волны пыления), различающиеся как по качественному составу пыльцевого дождя, так и по частоте встречаемости регистрируемых пыльцевых типов .

Первая волна - пыление древесных таксонов (Alnus, Corylus, Betula, Acer, Salix, Quercus, Pinus, Picea, Fraxinus) – 27.03-5.06 (2007), 13.03-20.05 (2008), 15.03- 19.05 (2009) (рис.2). Этот период характеризуется самым высоким содержанием пыльцы в воздухе, составляющим до 85 % от общей годовой суммы .

март апрель май июнь июль август сентябрь Betula Alnus Corylus Acer Populus Salix Quercus Fraxinus Ulmus Pinus Picea 1-10 11-100 101-500 500

–  –  –

2009 год Рис. 2. Первая волна пыления .

Примечание: BE - Betula, AL - Alnus, AC -Acer, UL -Ulmus, SX - Salix, PP - Populus, FR - Fraxinus, CO - Corylus, QU – Quercus Второй по обилию таксон - Acer (2007- 10,5%), Acer и Fraxinus (2008 – по 4%); Acer и Populus (2009 - 16 % и 17 %). Даты сезонных максимумов клена, ясеня и тополя и их пыльцевая продукция также существенно различались в разные сезоны наблюдений .

Вторая волна пыления– 6.06-30.06 (2007), 21.05-16.07 (2008), 20.05Индикаторами второй волны пыления выступают пыльцевые зерна злаков и сосны, которые, в зависимости от погодных условий, появляются в составе спектра почти одновременно или последовательно (рис.3) .

–  –  –

Рис. 3. Вторая волна пыления .

Примечание: BE - Betula, SX - Salix, PI – Pinus, PL – Plantago, UR – Urtica, RU- Rumex, PO – Poaceae, FR – Fraxinus, QU – Quercus, TI - Tilia Количественно в составе спектра преобладает пыльца Betula (55,5 %, 2007), Pinus (19,5 %; 49 %; 45 %), Poaceae (12,7 %; 19 %; 17 %) или Urtica (до 32 % в 2009 г.), однако именно злаки являются руководящим таксоном при выделении этого периода из-за их высокой аллергенности. Помимо вышеперечисленных растений, в первой половине лета в составе спектра в небольших количествах отмечаются пз Quercus, Fraxinus, Chenopodiaceae, Plantago, Rumex .

–  –  –

2009 год Рис. 4. Третья волна пыления .

Примечание: BE - Betula, PL – Plantago, UR – Urtica, RU- Rumex, PO – Poaceae, ARArtemisia, AM-Ambrosia, CH-Chenopodiaceae, PI - Pinus Третья волна - пыление разнотравья: 1.07-10.09 (2007), 17.07-14.09 (2008), 2.08-27.09 (2009). Доминирующими пыльцевыми типами в этот период были Artemisia (54,2 %; 57 %; 46 %) и Urtica (12,2 %; 24 %; 37 %), в составе спектра отмечались пз Chenopodiaceae, Plantago, Ambrosia. Руководящим таксоном при выделении позднелетней волны пыления служила полынь (рис.4) .

По характеру кривых пыления все изученные таксоны можно разделить на три группы:

1. Раннецветущие деревья, характеризующиеся «взрывным» началом пыления и постепенным спадом содержания пыльцы в атмосфере (Alnus, Corylus, Populus, Ulmus, Quercus, Acer, Fraxinus). Пик содержания пз всегда приходился на начало ОПП, максимальные концентрации регистрировались непродолжительное время (1-3 дня). Часто кривая пыления имеет несколько пиков, среди которых первый – доминирующий - всегда связан с началом ОПП. Последующие провалы и пики обусловлены либо действием абиотических факторов, либо соответствуют пылению нескольких видов, плохо различимых палинологически и характеризующихся разной экологией цветения .

Для некоторых таксонов этой группы отмечен вторичный подъем пыльцевых зерен в атмосферу (Alnus, Corylus) .

2. Деревья, пыльца которых присутствовала в составе спектра в течение всего сезона (Betula, Pinus), что обусловлено дальним транспортом пыльцы и вторичным подъемом пз в атмосферу после окончания сезона пыления. Первое появление пыльцы этих таксонов в воздухе регистрируется за месяц до начало ОПП, непродолжительные пики в этот период связаны с западными и юго-западными ветрами. Основной период пыления - до 23 дней, однако до конца вегетационного сезона в составе спектра отмечаются единичные пз. Кривая пыления часто имеет несколько пиков. Для рода Betula такая форма кривой связана с цветением двух видов березы: цветение B.pendula, как правило, на несколько дней опережает цветение B.pubescens, что проявляется на кривой пыления появлением второго, менее значимого, пика .

3. Травянистые растения характеризуются очень продолжительным (25 и более дней) периодом пыления с несколькими явно выраженными, примерно одинаковыми периодами высокого содержания пыльцы (Poaceae, Chenopodiaceae, Artemisia, Urtica). Для злаков, маревых, полыни столь продолжительные ОПП связаны в первую очередь с тем, что эти таксоны представлены в средних широтах множеством видов, неразличимых палинологически, но отличающихся по экологии цветения. После окончания ОПП пз злаков больше месяца циркулируют в воздухе и регистрируются в составе АПС вплоть до середины сентября. Длинный период пыления крапивы (до 44 дней) обусловлен широким ее распространением, обилием и жизненной стратегией. К этой же группе относится Salix, период пыления которой очень растянут (29день). Кривая пыления, как правило, имеет три ярко выраженных пика, отражающих особенности экологии цветения ив в нашем регионе. По флористической сводке М.В. Казаковой (2004) на территории Рязанской области произрастает 17 видов рода Salix, различающихся сроками цветения. Первый пик (начало-середина апреля) связан с пылением S.acutifolia Willd. и S.caprea L., цветение которых наступает в конце марта, еще до распускания листьев .

Наибольшее содержание пыльцы ив в спектре отмечалось с 25 апреля по 15 мая, во время цветения большинства видов (S.alba L., S.aurita L., S.cinerea L., S.dasyclados Wimm., S.fragilis L., S.myrsinifolia Salisb., S.phylicifolia L., S.triandra L., S.viminalis L., и S.vinogradovii A.Skvors.). Поздневесенний пик (конец мая – начало июня) выражен слабо, представлен единичными пыльцевыми зернами и отражает цветение S.pentandra L. и S.starkeana Wild., зацветающих после распускания листьев .

Пыльца Ambrosia – одного из самых аллергенных растений – в составе спектра немногочисленна. По-видимому, кривая пыления амброзии носит комбинированный характер. Находки пз этого растения в конце июлясередине августа связаны с дальним транспортом пыльцы из южных регионов, где амброзия широко распространена (Северова, 2008). Пыльца, регистрируемая в конце августа - начале сентября, отражает локальное цветение, что хорошо согласуется с фенологическими наблюдениями (Reznik, 2009) .

Массовое цветение растений завершается в конце августа, однако единичные пз Urtica, Chenopodiaceae, Artemisia и Ambrosia регистрируются в воздухе вплоть до конца сентября. По-видимому, это явление вторичное и связано со подъемом пыльцевых зерен в атмосферу с поверхности земли .

4.2. Влияние абиотических факторов на состав аэропалинологического спектра Гравиметрический метод отбора проб не является строго количественным: число пз, осаждаемых на стеклах, полностью определяется текущими, постоянно меняющимися погодными условиями, что не дает возможности рассчитать концентрацию пыльцы в атмосфере. Особенности метода отбора проб не позволили нам провести расчеты прямых корреляций между палинологическими и метеорологическими параметрами. Метеорологические показатели в данной работе использовались: 1) для оценки начала пыления раннецветущих растений; 2) для качественного сопоставления кривых пыления с атмосферными явлениями (мокрый снег, дождь); 3) для расчета обратных траекторий переноса пз и выявления регионов – потенциальных источников дальнезаносной пыльцы .

Анализ пыления основных аллергенных таксонов показал, что начало пыления, особенно для раннецветущих растений, значительно варьирует. Это обусловлено, в первую очередь, текущими погодными условиями сезона. В многочисленных исследованиях показана прямая связь между началом пыления и накопленной суммой эффективных положительных температур (Ненашева, 2008, Mahura et al., 2008). В настоящей работе были проанализированы даты начала пыления «индикаторных» таксонов каждого периода (Betula, Poaceae, Artemisia) относительно накопленной суммы положительных температур, рассчитанной с 1 января. Четкого соответствия выявить не удалось – начало пыления березы наступало при накопленной положительной температуре 150-273,3 °, злаков – 682,8-749,1°, полыни - 1665,7-1774,6°. Такой разброс значений соответствует периоду в 5-7 дней, что дает возможность использовать полученные показатели для разработки долгосрочных прогнозов пыления. Более точное определение начала пыления возможно лишь при использовании волюметрических пыльцевых ловушек .

Сопоставление данных палинологического мониторинга с атмосферными явлениями в течение всего вегетационного сезона показало, что снижение концентрации пыльцы до минимума – результат воздействия погодных условий в виде ливневых дождей и мокрого снега. Обильные осадки «очищают» атмосферу от пыльцы, осаждая ее из воздуха .

Нашими исследованиями установлено, что для некоторых таксонов аэропалинологического спектра характерен большой временной разрыв между первым появлением пыльцы в атмосфере и началом локального пыления (Betula, Populus, Ulmus, Pinus, Ambrosia). Эпизоды раннего появления пз этих растений в атмосфере можно рассматривать как дальний транспорт пыльцы из соседних областей. Для дальнейшего анализа нами были выбраны два таксона – береза и амброзия, пыльца которых обладает ярко выраженными аллергенными свойствами .

Род Ambrosia не характерен для флоры средней России, но широко распространен в южных регионах и в последние годы активно захватывает новые территории, продвигаясь на север и восток вдоль железных дорог. На территории Рязанской области отдельные небольшие популяции амброзии были обнаружены в ходе флористических исследований (Казакова, 2004), однако в непосредственной близости от места установки ловушки амброзия не произрастает. По данным станций европейской аэропалинологической сети (EAN), пыление Ambrosia в центральной Европе наступает в конце августа

- начале сентября. Анализ суточной ритмики пыления амброзии в Москве показал, что локальное цветение в средней полосе России отмечается не ранее 26-28 августа (Северова, 2008). В Рязани пыльцевые зерна амброзии были зарегистрированы в атмосфере в 2007 г – 22.07 (7 пз), 14.08 (16 пз), 15.08 (16 пз), в 2008 г. – 18.07 (8 пз), 14.08 (25 пз), в 2009 г. – 13.07 (40 пз), 10.08 (16 пз), 11.08 (28 пз). Для этих эпизодов были построены обратные траектории, некоторые из которых представлены на рис. 5 .

Потенциальными регионами - источниками пыльцы Ambrosia в атмосфере г. Рязани являются, вероятно, южные и юго-восточные регионы РФ (Северный Кавказ, Ставропольский, Краснодарский край, Ростовская область). К сожалению, на юге России постоянно действующих станций палинологического мониторинга не существует. Доступны данные лишь о составе аэробиологического спектра г. Краснодара в 2007-2008 гг. и г. Ставрополя в 2009 г. Начало пыления Ambrosia на территории Ставропольского края хорошо согласуется с результатами моделирования .

Не всегда дальний транспорт связан со значительным увеличением концентрации пыльцы в атмосфере. Так, первое появление пыльцевых зерен березы в составе спектра на 1-1,5 месяца опережает начало пыления этого таксона в регионе, однако ее содержание до начала ОПП, как правило, очень незначительно. В сезоне 2008 и 2009 гг. пз Betula отмечались в составе спектра 07.04.08 (34 пз), 29.03.09 (1 пз); 6.04.09 (1 пз); 17.04.09 (4 пз) .

Рязань Рязань

а) Ambrosia б) Betula Рис. 5. Обратные траектории переноса пыльцы амброзии и березы (http://www.art.noaa.gov/ready/hysplit4.html) Существенное увеличение концентрации пыльцы березы до начала основного периода пыления зафиксировано в 2007 г. 19-20.04.07 (98 пз; 134 пз) .

Ранее появление пыльцы березы в составе спектра всегда сопряжено с ветрами южного и юго-западного направлений. Реконструированные обратные траектории хорошо согласуются с данными станций мониторинга в южных регионах России, на Украине и в Белоруссии (рис. 5) .

4.3. Оценка и прогноз экологических рисков волн пыления растений для здоровья человека Палиноэкологический риск понимается нами как производное двух параметров: аллергенности пыльцы и ее обилия. Для оценки аллергенности таксонов аэропалинологического спектра была использована модифицированная автором (Посевина и др., 2008) пятибальная шкала (Sulmont et al, 2005): 5- очень сильно аллергенные; 4- сильно аллергенные; 3- средне аллергенные; 2 - мало аллергенные; 1 - почти не аллергенные. Предложенная для оценки обилия пыльцы в спектре 4-бальная шкала различалась для древесных и травянистых растений (для деревьев: 1-10 пз/см2 - 1 балл; 1-100 пз/см2

– 2 балла, 101-500 пз/см2 – 3 балла; 500 пз/см2 – 4 балла; для трав: 1-10 пз/см2 - 1 балл; 11-50 пз/см2 – 2 балла, 51-100 пз/см2 – 3 балла; 100 пз/см2 – 4 балла). Первая волна пыления характеризуется максимальным риском (222баллов), риск третьей волны пыления оценивается в 216-254 балла, второй – в 90-263 балла. С точки зрения экологического риска наиболее значимыми и опасными для здоровья таксонами являются береза, ольха и орешник (первая волна), злаки (вторая волна), полынь, амброзия и маревые (третья волна). Ход кривых пыления этих таксонов хорошо согласуется с динамикой заболеваемости поллинозами. Всплески первичной обращаемости либо совпадают с пиками их пыления, либо немного запаздывают и следуют сразу за увеличением содержания пз аллергенных растений в атмосфере .

Принятие решений в условиях экологического риска включает в себя три основных этапа: оценка, анализ и управление риском .

Оценка экологических рисков волн пыления

- оценка наличия в воздухе аллергенной пыльцы

- оценка качественных и количественных показателей пыльцевого дождя и пороговых концентраций

- оценка особенностей пыления основных аллергенных таксонов и распределение их по степени аллергенности в каждой волне

- оценка экологических рисков волн пыления для здоровья человека Анализ экологических рисков

- сравнение количества больных с диагнозом поллиноз и его основными проявлениями в каждой волне пыления

- анализ количества пыльцевых типов в каждой волне пыления Управление экологическими рисками

- сравнительная оценка и ранжирование рисков по каждой волне пыления

- оповещение всех заинтересованных лиц через средства массовой информации (радио, телевидение, Интернет)

- разработка рекомендаций по управлению рисками

- принятие превентивных мер; комплексная терапия для улучшения качества жизни населения Схема. Полифункциональная модель управления палинорисками Предлагаемая нами модель принятия решений включает в себя оценку экологических рисков на основе результатов текущего аэропалинологического мониторинга и определение степени аллергенности основных таксонов спектра; анализ рисков на базе количественной оценки содержания пыльцы в атмосфере и частоты обращаемости больных поллинозами, а также ряд практических мероприятий, связанных с управлением рисками. Качественная модель управления экологическими рисками волн пыления представлена на схеме .

Выводы В составе аэропалинологического спектра зарегистрирована 1 .

пыльца растений 36 таксонов. Семнадцать пыльцевых типов формируют ядро спорово-пыльцевого спектра, из которых обладают ярко выраженными аллергенными свойствами .

Качественный состав аэропалинологического спектра в 2007гг. оставался постоянным, сроки начала пыления, его интенсивность и продолжительность значительно варьировали по сезонам .

Для вегетационного сезона характерны три волны пыления, 3 .

различающиеся по качественному и количественному составу спектра .

Первая волна пыления приходится на апрель - май и связана с пылением сережкоцветных, в первую очередь березы, вторая – на конец мая - июнь (пыление злаков), третья – на июль-август (пыление маревых, полыни) .

На начало, продолжительность и интенсивность пыления влияют 4 .

температура, направление ветра и атмосферные осадки. Сумма накопленных положительных температур связана со сроками начала пыления, атмосферные явления определяют текущее содержание пыльцы в воздухе, а направление ветра влияет на состав аэропалинологического спектра, обуславливая наличие пыльцы дальнезаносного происхождения .

В составе аэропалинологического спектра г. Рязани 5 .

зафиксирована пыльца дальнезаносного происхождения. Использование метода обратных траекторий позволило реконструировать возможные траектории транспорта и выявить регионы – потенциальные источники дальнезаносной пыльцы. К ним относятся южные и юго-восточные регионы России, Украина и Белоруссия .

Выявлена связь между заболеваемостью поллинозами и 6 .

динамикой пыления основных аллергенных растений. Пики обращаемости пациентов в медицинские учреждения соответствуют волнам пыления и совпадают по времени или следуют после пиков пыления основных аллергенных таксонов .

Предложена бальная система оценка экологических рисков волн 7 .

пыления, разработана качественная полифункциональная модель управления экологическими рисками волн пыления .

Список работ, опубликованных по теме диссертации Посевина Ю.М., Северова Е.Э., Иванов Е. С. Анализ первых исследований палиноэкологического мониторинга атмосферы г. Рязани в 2007 г. и его прикладное значение // Современные проблемы гуманитарных и естественных наук / Мат. межд. научн. – практ. конф. – Рязань, 29 ноября 2007 года. – Рязань, 2007. – Т. 1. - С. 32-33 .

Посевина Ю.М., Северова Е.Э., Иванов Е. С. Особенности пыления некоторых таксонов аэропалинологического спектра г. Рязани в 2007 году // Проблемы биоэкологии и пути их решения / Вторые Ржавитинские чтения: мат. межд. конф. – Саранск, 15-18 мая 2008. – С.320-321 .

Посевина Ю.М. Морфофизиологические адаптации пыльцы к переносу 3 .

ветром и насекомыми // Сб. научн. тр. по пчеловодству (по материалам областного семинара). - Орловский государственный аграрный университет – Вып. 16. – Орел, 2008. - С. 38-44 .

4. Posevina Ju., Severova E., Ivanov E. Aerobiological investigations in Ryazan’ (central Russia): the first results // The 4th European Symposium on Aerobiology. – 12-16 August 2008 University of Turku, Finland Programme. – Р. 97 .

Посевина Ю.М., Северова Е.Э., Иванов Е.С. Особенности качественного и количественного состава пыльцевого дождя г. Рязани // Сборник научных трудов XII Всероссийской Палинологической конференции «Палинология: стратиграфия и геоэкология». – Спб, 2008. – С. 167-172 .

Посевина Ю.М. Экологические риски волн пыления. // Материалы международной научно-практической конференции «Современная экология – наука XXI века» / Посевина Ю.М., Иванов Е.С., Северова Е.Э., Худина Е.А., Сторожихина О.Г. – Рязань: РГУ, 2008. – С. 651-658 .

Лавренов С.М., Иванов Е.С., Посевина Ю.М. Палиноэкологический 7 .

мониторинг атмосферного воздуха и его прикладное значение. // Сборник научных трудов профессорско-преподавательского состава и молодых ученых РГАТУ имени П.А. Костычева / Материалы научнопрактической конференции, 2009. - Рязань: Изд-во РГАТУ, 2009. – С.248 – 253 .

Посевина Ю.М., Северова Е.Э., Иванов Е.С. Экология атмосферы: динамика пыления основных таксонов аэропалинологического спектра г .

Рязани // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. – 2009, т. 114, вып.1. – С.67-72 .

Посевина Ю.М., Иванов Е.С., Северова Е.Э. Палиноэкологический монитроринг атмосферного воздуха г. Рязани // Сборник научных трудов научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы экологии и природопользования». – М.: ИД ЭНЕРГИЯ. - Вып. 11. – Москва, 2009. – С. 20 .

Посевина Ю.М., Иванов Е.С.Закономерности пыления и биоэкологическая структура аллергенных таксонов Рязанской области // Межвузовский сборник научных трудов «Вопросы региональной географии и геоэкологии». / Отв. ред. В.А. Кривцов: вып.9. - Рязань, 2009, с 105-114 .

Посевина Ю.М., Иванов Е.С., Северова Е.Э. Научно-методический базис магистерской программы специальной дисциплины «Аэропалиноэкология» // Межвузовский сборник научных трудов «Вопросы региональной географии и геоэкологии». / Отв. ред. В.А. Кривцов: вып.9. Рязань, 2009, с 152-161 с .

Посевина Ю.М., Иванов Е.С., Северова Е.Э. Палиноэкологическая 12 .

оценка качества атмосферного воздуха // Вестник РУДН. Серия Экология и безопасность жизнедеятельности. №5. М.: Изд-во РУДН, 2010.- С .

15-23 .

Посевина Ю.М., Иванов Е.С., Северова Е.Э. Экология атмосферы:

13 .

дальнезаносная пыльца в аэропалинологческом спектре г. Рязани // Сборник научных трудов научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы экологии и природопользования». – М.: ИД ЭНЕРГИЯ. - Вып. 12. – Москва, 2010. – С. 29-32 .

Posevina Ju., Severova E., Ivanov E. Two traps in Ryazan, city (midlle Russia): comparison of pollen spectra // The 9th International Congress on Aerobiology «Expending Aerobiology» – 23-27 August 2010, Buenos Aires, Argentina. - Р. 48 .

Посевина Ю.М., Иванов Е.С., Северова Е.Э. Экологические аспекты 15 .

профилактики поллинозов в условиях г. Рязани // Безопасность городской среды: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 1000-летию г. Ярославль. / Науч.ред. А.Г. Гущин .

Изд-во ЯГПУ. - Ярославль, 2010. – С. 186-190 .

Посевина Ю.М. Оценка экологических рисков волн пыления для здоровья человека в Рязани // Экология России и сопредельных территорий / Мат. XI межд. Экологической студенческой конф., Новосибирский гос.ун-т. – Новосибирск, 2010. - С. 303-304 .

Посевина Ю.М., Северова Е.Э., Иванов Е.С. Межсезонная ритмика пыления раннецветущих древесных таксонов аэропалинологического спектра г.Рязани // Бюлл. МОИП. Отд. Биол. – 2009, т. 116, вып.4. – в печати .

Посевина Юлия Михайловна (Россия) Палиноэкологический мониторинг атмосферного воздуха г. Рязани Проведена комплексная оценка состояния атмосферного воздуха методами палинологического мониторинга. В ходе работы установлены качественные и количественные особенности пыльцевого дождя г. Рязани, определены сроки и сезонная динамика пыления основных аллергенных таксонов аэропалинологического спектра, выявлено влияние абиотических факторов на состав пыльцевого дождя, изучена динамика поллинозов на территории города. Приведены результаты оценки и прогноза экологических рисков волн пыления для здоровья человека. Разработана качественная полифункциональная модель управления палинорисками .

Posevina Juliya Mikhailovna (Russia) Palynoecological monitoring of Ryazan city air Integrated monitoring of the atmosphere of Ryazan’ city was carried out by palynological methods. Some basic features of aeropalynological spectrum were revealed: qualitative and quantitative characters of pollen spectrum, seasonal dynamic of pollination of main allergenic taxa, influence of meteorological parameters. The dynamic of pollinosis in Ryazan’ was compared with aerobiological data. Ecological risks of different pollination periods were valued from medical point of view. Qualitative functional model of palynoecological risks management was developed .



Похожие работы:

«московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени В. И. ЛЕНИНА М. М. ШИК СЕЗОННОЕ РАЗВИТИЕ ТРАВЯНОГО ПОКРОВА ДУБРАВЫ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук МОСКВА 1951 Широколиственные л...»

«Черникова Елена Олеговна ОБ АНТРОПОЛИНГВИСТИЧЕСКОМ ПОДХОДЕ К ИЗУЧЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕРМИНОЛОГИИ Статья посвящена особенностям формирования единиц специальной экологической лексики в свете антрополинг...»

«ПРОГРАММА И ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО БИОЛОГИИ НА 2015 – 2016 УЧЕБНЫЙ ГОД для поступающих на программы высшего образования (программы бакалавриата) Правила проведения вступительных испытаний Форма проведения...»

«Растениеводство 4. Воронкова, Н.М. Морфобиологическая характеристика и реакция на криоконсервацию семян некоторых видов флоры Курильских островов / Н.М. Воронкова, А.Б. Холина, Ю.Н. Журавлев // Раст. ресурсы. – 2000. – Т. 36. – Вып...»

«О.П. Баженова и др. УДК 582.223(571.15) О.П. БАЖЕНОВА, Н.Н. БАРСУКОВА, Л.В. ГЕРМАН, И.Ю. ИГОШКИНА, О.А. КОНОВАЛОВА, О.О. МАМАЕВА Омский гос. аграр. ун-т им. П.А. Столыпина, каф. экологии и биологии, Институтска...»

«Проект "Климатическая стратегия Санкт-Петербурга на период до 2030 года" Иван Александрович Серебрицкий, Заместитель председателя Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Разработка Климатической стратегии Санкт-Петербурга с целью предупреждения рисков, обусловленных клима...»

«ОСОБО ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ Г. ТОБОЛЬСКА SPECIALLY PROTECTED NATURAL TERRITORIES OF TOBOLSK Капустина Татьяна Андреевна, Тобольский педагогический институт им . Д.И. Менделеева (филиал) ТюмГУ в г. Тобольск Kapustina T...»

«С И Б И Р С К О Е О ТД Е Л Е Н И Е РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ ГЕОЛОГИЯ И ГЕО ФИЗИКА Геология и геофизика, 2013, т. 54, № 9, с. 1348—1365 ГЕОЛОГИЯ И ТЕКТОНИКА УДК 551 (268.56) УСЛОВИЯ НАКОПЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОСАДКАХ Ч...»

«Программа вступительных испытаний с абитуриентами очной и заочной форм обучения по русскому языку. Общие сведения о языке Современный русский литературный язык как предмет научн...»

















 
2018 www.new.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - онлайн ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.