Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. В настоящее время, когда особенно остро встает проблема загрязнения атмосферы крупных промышленных городов, актуальной становится разработка методов оперативного контроля интегральной загрязненности окружающей среды. Сейчас это осуществляется в основном физико-химическими методами. Однако, из-за огромного числа видов загрязняющих веществ и источников выбросов, организовать эффективный мониторинг только на их основе достаточно сложно. Существенным недостатком методов аналитической химии является то, что они не учитывают возможность комбинированного действия поллютантов, а также характер воздействия загрязнителей на живые объекты.
Перечисленные трудности можно преодолеть, включив в схему мониторинга биоиндикационные методы. Они пока лишь ограничено используются службами экологического контроля из-за того, что для практических целей может быть применено очень малое число приемов, позволяющих быстро и точно оценить величину токсического действия на тест - организм загрязняющих веществ. Кроме того, серийно не производится аппаратура для этих целей.
Одним из перспективных способов оценки токсического воздействия промышленных поллютантов на растительные тест-организмы является регистрация флуоресцентных параметров, в частности, замедленной флуоресценции (ЗФ) хлорофилла (Веселовский, Веселова, 1990). На принципиальную возможность использования ЗФ как информативного способа диагностики состояния растений неоднократно указывалось многими авторами (Мочалкин, 1976; Григорьев и др., 1996). Однако ряд проблем, таких как малая изученность ЗФ конкретных объектов, несовершенство аппаратуры, не-отработаннось предэкспериментальных процедур не позволял приступить к конкретным исследованиям именно с использованием наземных растений.
ЦЕЛИ РАБОТЫ: Установление возможности и условий применения методов регистрации ЗФ для решения задач биоиндикации атмосферных загрязнений по древесным растениям и лишайникам.
Были поставлены следующие задачи:
-изучить особенности замедленной и быстрой флуоресценции (БФ) (как дополнительного параметра) листьев и феллодермы ряда древесных растений, динамику сезонных изменений флуоресцентных показателей и влияние на нее загрязнения атмосферы в местах произрастания деревьев;
-разработать методики проведения биоиндикации воздушных загрязнений г.Красноярска по древесным растениям в летнее и зимнее время на основе использования ЗФ хлорофилла;
-изучить ЗФ и БФ лишайников в модельных экспериментах и естественных условиях;
-разработать методики проведения пассивной и активной лихеноиндика-ции воздушных загрязнений на основе использования ЗФ и БФ хлорофилла;
На защиту выносятся следующие ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
Замедленная флуоресценция хлорофилла может использоваться как основа методов биоиндикации воздушных загрязнений по древесным растениям и лишайникам (в процедурах активной (трансплантационной) и пассивной ли-хеноиндикации).
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе впервые показана возможность применения ЗФ и БФ хлорофилла как способа оценки и описания физиологического состояния лишайников, подвергшихся техногенному воздействию.
Установлено, что ЗФ хлорофилла хорошо применима как признак, для биоиндикации интегральной загрязненности воздуха по листьям (хвое) древесных растений в летнее и зимнее время.
Изучены абсолютные и относительные показатели интенсивности ЗФ на-тивных листьев и феллодермы древесных растений, описана сезонная динамика флуоресцентных параметров феллодермы листопадных деревьев, влияние на них техногенного загрязнения атмосферы.
Впервые изучен комплекс флуоресцентных параметров феллодермы древесных растений, описана динамика ЗФ и БФ в течение года. Показана взаимозависимость изменений интенсивности ЗФ феллодермы и листьев.
Изучены флуоресцентные параметры лишайников, их зависимость от температурных, световых условий и влажности.
Предложены новые методики и устройства для пассивной и активной ли-хеноиндикации воздушных загрязнений с использованием ЗФ.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Представленная работа является составной частью исследований, направленных на разработку и совершенствование флуоресцентных методов и создание аппаратуры для биоиндикации широкого спектра загрязнителей в различных средах (вода, воздух, почва) по древесным растениям, микроводорослям, лишайникам.
Материалы по лихеноиндикации воздушных загрязнений доводятся до сведения официальных учреждений по данному профилю (Государственный комитет по охране окружающей среды Красноярского края, Красноярский краевой экологический фонд). Возможно включение разработанных методов в общую схему экологического мониторинга.
Результаты исследований используются для создания системы ранней диагностики изменений состояния растительного покрова в результате воздействия техногенных загрязнителей на территории Государственного природного заповедника "Столбы".
Методы успешно применялись при проведении процедуры оценки воздействия на окружающую среду промышленных объектов, а также для оценки состояния окружающей среды в социально-значимых районах г.Красноярска.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались на Международной конференции "Фундаментальные проблемы экологии и охраны окружающей среды ПООС-95" (Томск, 1995), Научно-практической конференции "Непрерывное экологическое образование" (Красноярск, 1996), Межвузовском конгрессе "Молодежь и наука - третье тысячелетие" (Красноярск, 1995), 3 и 4 Всероссийских конференциях "Экология и проблемы защиты окружающей среды" и других конференциях.
Тезисы докладов представлены: на Всероссийской студенческой научной конференции "Проблемы безопасности в природных и технических системах" (Иркутск, 1996), Конгрессах Международного общества SET АС (Ванкувер, 1995 и Вашингтон, 1996) и ряде других конференций.
ВЫИГРАННЫЕ ГРАНТЫ. Исследования по теме работы были поддержаны следующими грантами: грант Красноярского краевого Фонда науки (4F0294, 1995г.), грант "Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и экологии человека" (№ 3-53, 1995-96), фант Красноярского краевого отделения ФНТИ и ТДМ (1995), стипендиями молодых ученых Красноярского Краевого фонда науки (1996-97), грант ISAR (1998 г).
В течение 1995-98гг. исследования по разделу лихеноиндикация финансировалась Красноярским Краевым государственным экологическим фондом.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 25 работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на /^страницах машинописного текста, содержит Л иллюстраций и ^таблиц. Список цитируемой литературы включает 158 источников.