Реферат: Еколого-соціальній моніторинг

Найбільші рівні ушкодженості біоіндикаторів спостерігаються на територіях видобутку та збагачення уранових руд (м. Жовті Води), а також видобутку поліметалічних руд (м. Вільногірськ). Менші рівні ушкодженості біоіндикаторів спостерігаються на територіях розробки вугільного родовища (м. Павлоград) та розробки марганцевого родовища (м. Нікополь). Слід відмітити, що у м. Жовті Води спостерігається найгірша ситуація за всіма біоіндикаційними показниками. На території інших міст рівень ушкодженості біоіндикаторів менший, ніж у м. Жовті Води, але відмічено перевищення показників на контрольній території.

Рис. 3. Порівняльна характеристика екологічного стану досліджуваних міст Дніпропетровської області за результатами біоіндикаційних досліджень. 1 – Токсичність атмосферного повітря за тестом "Стерильність пилку рослин-фітоіндикаторів", ІУПУ; 2 – Токсичність ґрунтів за тестом "Мітотичний індекс", ІУПУ; 3 – Мутагенність ґрунтів за тестом "Частота аберантних хромосом", ІУПУ; 4 – Загальний токсико-мутагенний фон довкілля, ІУПУбіоінд.; 5 – Генетичне здоров'я населення ІУПУгенет.; 6 – Здоров'я дитячого населення, ІУПУдітей; 7 – Здоров'я дорослого населення, ІУПУдоросл; 8 – Популяційне здоров'я, ІУПУ попул.

Аналіз результатів оцінки рівнів екологічної і еколого-генетичної небезпеки для біоти на досліджуваній території, вказує на "високий" рівень екологічної небезпеки (ЕН) для біоти на території м. Жовті Води (табл. 4). На території міст Вільногірськ, Павлоград і Нікополь спостерігається "вище за середній" рівень ЕН. На контрольній території рівень ЕН – "нижче за середній" Слід відмітити, що аналогічна ситуація спостерігається і за рівнем еколого-генетичної небезпеки (ЕГН), виключенням є місто Нікополь, де виявлено "середній" рівень ЕГН.

Таблиця 4

Оцінка рівнів екологічної і еколого-генетичної небезпеки для людини та біоти на територіях міст з різним видом гірничої промисловості

Таким чином, на території гірничопромислових міст виявлене перевищення рівнів ЕН в 2,4–3,5 рази, а ЕГН в 2,4–3,2 рази в порівнянні з контрольною територією. За рівнем ЕН досліджувані міста ранжували наступним чином: Жовті Води > Вільногірськ > Павлоград > Нікополь > ЛОК "Солоний лиман".

Моделювання впливу забруднювачів довкілля на стан біоти та здоров'я населення. Для обґрунтування можливості використання цитогенетичних методів біоіндикації для кількісної оцінки ступеню забрудненості ґрунтів рухомими формами важких металів встановили залежності зміни ушкодженості біоіндикаторів від рівня забрудненості досліджуваних територій ВМ.

Установлені парні та множинні кореляційні зв'язки між вмістом у ґрунтах рухомих форм ВМ та відповідними відгуками біоіндикаторів, що дозволило обґрунтувати можливість використання Allium-тесту для кількісної оцінки ступеню забрудненості ґрунтів рухомими формами важких металів (Mn, Pb, Zn, Cr, Cu, Ni, Co, Cd), що здатні впливати на біологічні об'єкти.

Той факт, що на території міст, де виявлений найвищий рівень ушкодження біоіндикаторів, виявлені високі коефіцієнти сумації забруднення ґрунтів Zс, і навпаки, дозволив побудувати модель, яка характеризує прямий вплив негативної дії забруднювачів ґрунтів на рівень ушкодженості біоіндикаторів (рис. 4). Аналіз моделі виявив, що при стовідсотковій відсутності ушкодженості біоіндикаторів величина сумарного показника забруднення ґрунтів становить Zс ≈ 4, тобто рівень ушкодженості біоіндикаторів "низький", а рівень небезпеки території – "допустимий". Підставивши кінцеві значення інтервалів величини ІУПУ=1 у отриману модель, отримали значення величини Zс ≈200.

Рис. 4. Залежність коефіцієнта сумації Zс від інтегрального умовного показника ушкодженості біоіндикаторів ІУПУ

Підставивши кінцеві значення кожного з інтервалів шкали оцінки ушкодженості біоіндикаторів у отриману модель (рис. 4), визначили відповідні значення коефіцієнтів сумації Zс. Співставлення діапазонів шкал оцінки рівнів ушкодженості біоіндикаторів і небезпеки забрудненості ґрунтів за показником Zc дозволило створити узагальнену оціночну шкалу оцінки небезпеки від забруднення ґрунтів ВМ за результатами біоіндикації (табл. 5). Отримана шкала дозволяє визначити рівень забруднення території важкими металами за відповідним рівнем ушкодженості біоіндикаторних тест-систем.

Для ефективного управління станом навколишнього середовища необхідна інформація про рівні забрудненості природного середовища та реакцію на них біологічних об'єктів, включаючи людину. У зв'язку з цим, була проведена кількісна оцінка стану здоров'я населення і рівня забрудненості довкілля за біотестами, а також побудована математична модель їх взаємного зв'язку (рис. 5).

Аналіз отриманих залежностей виявив, що забруднення довкілля не впливає на основні демографічні процеси, тому цей параметр (тренд 1) було виключено із подальшого аналізу закономірностей між станом здоров'я та станом довкілля, як неінформативний. Найбільшу чутливість, тобто величину зростання ушкодженості здоров'я від рівня забрудненості, дав тест стерильності пилку фітоіндикаторів, а найменшу – мітотичний індекс. Початковий рівень здоров'я населення за проведеними тестами змінювався приблизно в межах від 0,2 до 0,320 УПУ, а граничний – від 0,680 до 1,000 УПУ.

Таблиця 5

Шкала оцінки небезпеки від забруднення ґрунтів рухомими формами важких металів за результатами біоіндикації

Рис.5. Залежності різних показників здоров'я населення від оцінок стану довкілля за кожним з трьох запропонованих біотестів. а – Стерильність пилку рослин-фіто-індикаторів; б – Частота аберантних хромосом; в – Мітотичний індекс;

1– природний рух населення;

2 – генетичне здоров'я;

3 – здоров'я дитячого населення;

4 – здоров'я дорослого населення.

Відносно близький характер трендів 2–4 і скупченість даних указали на можливість побудови узагальненої залежності інтегрального здоров'я населення від інтегрального забруднення довкілля на основі паритетності трьох факторів здоров'я та трьох запропонованих біотестів. Ця залежність інтегрального здоров'я населення Y від рівня забруднення довкілля X була побудована з використанням усього масиву отриманих даних, окрім демографічних показників, і наведена моделлю у вигляді Y=Y0·exp(C·X)=0,2497 · exp(0,9984X), R2=0,604 (рис.6).

Модель залежності інтегрального здоров'я населення від рівня забруднення навколишнього середовища, оціненого за біотестами ("Стерильності пилку рослин-фітоіндикаторів", "Мітотичний індекс" та "Частота аберантних хромосом"), у вигляді експоненти загального виду з двома параметрами (Y0 і С) адекватно описує вплив забруднення на здоров'я населення.

Рис. 6. Залежність інтегрального здоров'я населення від інтегрального забруднення довкілля, оціненого за результатами біоіндикації

Засоби реабілітації ґрунтів забруднених важкими металами. У результаті проведених досліджень гірничопромислових міст Дніпропетровської області виявлені території з високим рівнем токсико-мутагенної активності ґрунтів і підвищеним вмістом рухомих форм ВМ. Хімічне забруднення ґрунтів ВМ на територіях з високим рівнем техногенного навантаження є актуальною проблемою сьогодення. Зниження рівня екологічної небезпеки від забруднення ґрунтів ВМ можна здійснити за рахунок обмеження їх надходження із ґрунтів до рослин та організму людини. Одним з методів обмеження міграції ВМ є використання гумінових сполук, які мають високі сорбційні властивості та при взаємодії з рухомими формами ВМ, утворюють слабо розчинні металоорганічні комплекси. Був розроблений спосіб детоксикації ґрунтів для забезпечення прискорення процесів відновлення природних властивостей деградованих ґрунтів.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі сформульована та вирішена науково-практична задача з підвищення ефективності оцінки екологічного стану гірничопромислових територій для визначення рівнів екологічної небезпеки для біоти та людини. Були встановленні закономірності взаємозв'язку між рівнем забрудненості об'єктів навколишнього середовища та станом біоти і здоров'я населення, що мешкає на цих територіях.

У результаті проведеного дослідження можна зробити наступні висновки:

1. Установлено, що на території досліджених гірничопромислових центрів Дніпропетровської області загальна токсичність атмосферного повітря, токсичність та мутагенність ґрунтів за результатами біоіндикації у 3–3,6, у 8,2–11 і 2,5–4 рази перевищує відповідні значення на контрольній території (ЛОК "Солоний Лиман"). Найбільша токсичність атмосферного повітря та токсико-мутагенна активність ґрунтів спостерігається на територіях міст Жовті Води та Вільногірськ, екологічна ситуація в цих містах оцінена як "катастрофічна".

2. У результаті фізико-хімічного аналізу вмісту рухомих форм ВМ у ґрунтах встановлено, що найбільш небезпечними для здоров'я населення є ґрунти, промислової зони м. Вільногірськ, а також промислової і сельбіщної зони м. Жовті Води. За результатами аналізу виділені міста з "небезпечним" рівнем забруднення ґрунтів – мм. Жовті Води та Вільногірськ, помірно небезпечним – інші досліджувані території. На території гірничопромислових центрів спостерігається перевищення коефіцієнта сумації у 6,3–26 раз у порівнянні з контролем.

3. На територіях тест-полігонів (промислові зони міст Жовті Води та Вільногірськ) виявлено небезпечний для здоров'я рівень забруднення ґрунтів рухомими формами ВМ, коефіцієнт сумації Zc тут змінюється від 32,63 до 39,92, а рівень ушкодження біоіндикаторів УПУ змінюється від 0,617 до 0,895, що вказує на "критичний" та "небезпечний" стан біоіндикаторів і відповідно "катастрофічний" стан ґрунтів за токсико-мутагенною активністю, і навпаки – на контрольній території Zc=1,5 і УПУ=0,036–0,120, що вказує на "сприятливий" стан біоіндикаторів і "еталонний" стан ґрунтів. На територіях з розвинутою гірничою промисловістю відмічається збільшення коефіцієнту сумації забруднення ґрунтів ВМ, що віддзеркалюється в підвищенні рівня ушкодженості біоіндикаторів і вказує на підвищення токсичності і мутагенності досліджуваних ґрунтів.

4. Установлено парні та множинні кореляційні зв'язки між вмістом у ґрунтах рухомих форм ВМ та відповідними відгуками біоіндикаторів, що дозволило обґрунтувати можливість використання Allium-тесту для кількісної оцінки ступеню забрудненості ґрунтів рухомими формами ВМ (Mn, Pb, Zn, Cr, Cu, Ni, Co, Cd), що здатні впливати на біологічні об'єкти.

5. Виявлено, що демографічна ситуація у досліджуваних містах знаходиться приблизно в однаковому "конфліктному" стані за виключенням мм. Жовті Води та Вільногірськ, де виявлено "загрозливу" і "насторожуючу" ситуацію відповідно. Найгірша ситуація спостерігається за показником "народжуваність" в більшості досліджуваних міст. Досліджувані території можна ранжувати в порядку покращення ситуації наступним чином: Жовті Води > Нікополь > Дніпропетровська область > Новомосковський район > Павлоград > Вільногірськ.

Стан генетичного здоров'я, оцінений як "критичний" на території м. Жовті Води, "загрозливий" – м. Павлоград, "конфліктний" – мм. Нікополь, Вільногірськ і в Дніпропетровській області; і "насторожуючий" у Новомосковському районі. Досліджувані території, в порядку покращення ситуації можна розташувати наступним чином: Жовті Води > Павлоград > Дніпропетровська область > Вільногірськ > Нікополь > Новомосковський район.

Стан здоров'я дітей оцінений як "конфліктний" у м. Вільногірськ, Новомосковському районі і Дніпропетровській області та "загрозливий" у мм. Жовті Води, Нікополь і Павлоград. Досліджувані території в порядку покращення ситуації ранжували наступним чином: Жовті Води > Нікополь > Павлоград > Дніпропетровська область > Вільногірськ > Новомосковський район.

На території мм. Нікополь і Вільногірськ виявлено "конфліктний" стан здоров'я дорослого населення, на території Новомосковського району він "насторожуючий", у мм. Жовті Води, Павлоград і в Дніпропетровській області – "загрозливий". Досліджувані території за станом здоров'я дорослого населення ранжували наступним чином: Жовті Води > Павлоград > Дніпропетровська область > Вільногірськ > Нікополь > Новомосковський район.

6. На території гірничопромислових міст виявлене перевищення рівнів екологічної небезпеки в 2,4–3,5 рази, а еколого-генетичної небезпеки в 2,4–3,2 рази в порівнянні з контрольною територією. За рівнем екологічної небезпеки в порядку покращення ситуації досліджувані міста ранжували наступним чином: Жовті Води > Вільногірськ > Павлоград > Нікополь > ЛОК "Солоний лиман".

7. Отримано математичну модель залежності умовних показників здоров'я населення Y від умовних показників забруднення довкілля X, визначених на основі паритетності трьох факторів – здоров'я дітей, дорослих і генетичного здоров'я і трьох біотестів – "Стерильність пилку рослин-фітоіндикаторів", "Частота аберантних хромосом" і "Мітотичний індекс", що з достатньою достовірністю представлена моделлю у вигляді експоненти Y=Y0·exp(C·X)=0,25·exp(X) (R2=0,604), яка може бути використана для прогнозу стану довкілля за показниками здоров'я населення у вигляді X=ln4·Y або X=1,39+lnY. Залежність показників інтегрального здоров'я населення від інтегрального забруднення довкілля описується прогресуючою експонентою, параметри якої визначаються рівнем природної захворюваності населення в умовах навколишнього середовища, близьких до комфортних, що складає близько 25% і не залежить від забруднення, а інтенсивність росту захворюваності від забруднення близька до одиниці.

В області низьких значень умовного показника забруднення середовища зміни стану здоров'я відносно невеликі за рахунок певної адаптації населення до забруднювачів, граничний рівень якої відповідає рівню захворюваності населення близько 0,5 (50%). Оскільки фактичне погіршення здоров'я прогресує з ростом забруднення, граничне значення його умовного показника, що відповідає захворюваності населення 0,5 (50%), за запропонованою моделлю складає 0,7 (70%) і рекомендується як гранично допустиме значення (ГДЗ) умовного показника забруднення довкілля, перевищення якого не є допустимим.

8. Встановлена можливість використання гумінових речовин для зниження токсичності порушених гірництвом ґрунтів. Отримані лінійні залежності, що характеризують ефективність зниження рівня токсичності ґрунтів при обробці розчином гумату натрію (100 мг/л) представлені рівнянням y=0,52x+76,68 (R2=0,75), зниження мутагенності також має лінійний характер і описується рівнянням y=0,23x+1,96 (R2=0,59). Інтенсивність зниження токсичності та мутагенності при обробці гуматом натрію залежить від рівня токсичності і мутагенності вихідних деградованих ґрунтів.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Горова А. І. Моделювання впливу забрудненості довкілля на здоров'я людини / А. І. Горова, В. Є Колесник, А. В. Павличенко // Довкілля та здоров'я. – 2006. – № 2. – С. 3–6. (Аналіз стану здоров'я населення, визначення рівнів ушкодженості біоіндикаторів, кореляційний аналіз між цими показниками).

2. Горова А. І. Моніторинг забруднення ґрунтів Дніпропетровської області рухомими формами важких металів з використанням відгуків біоіндикаторів / А. І. Горова, А. В. Павличенко, Ю. Г. Нероба // Довкілля та здоров'я. – 2006. – № 4 (39). – С. 20–24. (Відбір рослин та ґрунтів, визначення стану біоіндикаторів, проведення кореляційного аналізу).

3. Горовая А. И. Методология эколого-социального мониторинга горно-промышленных регионов, как составляющая устойчивого развития Украины / А. И. Горовая, А. В. Павличенко // Гігієна населених місць: зб. наук. праць. – К.: Міністерство охорони здоров'я України, 2004. – № 43. – С. 552–559. (Розробка та апробація методології еколого-соціального моніторингу).

4. Горовая А. И. Цитогенетические механизмы действия физиологически активных гуминовых веществ в нормальных и экстремальных условиях / А. И. Горовая, Т. В. Скворцова, А. В. Павличенко // Гігієна населених місць: зб. наук. праць. – Київ: Міністерство охорони здоров'я України, 2003. – № 42. – С. 491–503. (Вивчення механізмів дії гумінових речовин).

5. МР 2.2.12 – 141 – 2007 Обстеження та районування території за ступенем впливу антропогенних чинників на стан об'єктів довкілля з використанням цитогенетичних методів / [С. А. Риженко, А. І. Горова, Т. В. Скворцова, І. І. Клімкіна, А. В. Павличенко, І. Г. Миронова, А. М. Пономаренко, О. П. Кравчук] – К.: Головне базове видавництво МОЗ України ДП "Центр інформаційних технологій", 2007. – 35 с. (Розробка методів оцінки токсико-мутагенної активності об'єктів довкілля за тестами – Allium-тест і Стерильність пилку рослин).

6. Cytogenetic effects of humic substances and their use for remediation of polluted environments / A. Gorovaya, T. Skvortsova, I. Klimkina, A. Pavlichenko // Use of humic substances to remediate polluted environments: from theory and practice. Pranted in the Netherlands. – 2005. – Р. 311–328. (Вивчення цитогенетичних ефектів дії природних адаптогенів для відновлення деградованих ґрунтів).

7. Пат. 79802 Україна, МПК В 09 С1/00. Спосіб зниження токсичності ґрунтів / Горова А. І., Колесник В. Є., Лапицький В. М., Павличенко А. В., Борисовська О. О.; Національний гірничий університет. – № а 200500899; заявл. 01.02.05; опубл. 25.07.07; Бюл. № 11 – 4 с. (Дослідження ефективності використання гумінових сполук на територіях з різними видами гірничого виробництва).

8. Горова А. І. Застосування природних адаптогенів для реабілітації ґрунтів пошкоджених уранодобувною промисловістю / А. І. Горова, А. В. Павличенко // Проблеми радіаційної медицини та радіобіології: зб. наук. праць. – К.: Науковий центр радіаційної медицини АМН України, 2005. – № 11. – С. 514–520. (Вивчення можливостей використання природних сполук для зменшення токсико-мутагенної активності ґрунтів пошкоджених уранодобувною промисловістю).

9. Павличенко А. В. Оценка влияния деятельности горнопромышленных предприятий на состояние компонентов окружающей среды / А. В. Павличенко // зб. тез доповідей V Міжнар. наук.-практ. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених ["Екологія. Людина. Суспільство."], (Київ, 13–15 трав. 2002 р.). – К.: Політехніка, 2002. – С. 514–515.

10. Горовая А. И. Цитогенетическое биотестирование состояния окружающей среды в горнопромышленных регионах по токсико-мутагенному фону / А. И. Горовая, И. И. Климкина, А. В. Павличенко // Гігієнічна наука та практика на рубежі століть: матеріали XIV з'їзду гігієністів України, 19—21 трав. 2004 р., Дніпропетровськ. Т. 1. – Дніпропетровськ: АРТ-ПРЕС, 2004. – С. 201–204. (Експериментальні дослідження екологічного стану об'єктів довкілля з використанням методів біоіндикації у гірничих регіонах України).

11. Горова А. І. Зменшення токсико-мутагенної активності ґрунтів на території м. Жовті Води з використанням гумінових сполук / А. І. Горова, А. В. Павличенко // Радіобіологічні ефекти: ризики, мінімізація, прогноз: матеріали Міжнар. конф., 22—24 бер. 2005 р., Київ. – К.: НЦРМ АМН України, 2005. – С. 120–121. (Дослідження ефективності використання гумінових сполук, для зменшення токсико-мутагенної активності ґрунтів м. Жовті Води).

12. Горова А. І. Біоіндикаційна оцінка стану об'єктів довкілля у промислових центрах Дніпропетровської області / А. І. Горова, А. В. Павличенко // Тези доповідей Міжнародної науково-практичної конференції ["Перший Всеукраїнський з'їзд екологів"], (Вінниця, 4–7 жовт. 2006 р.). – Вінниця: УНІВЕРСУМ, 2006. – С. 112. (Біоіндикаційна оцінка стану об'єктів довкілля).

13. Горова А. І. Оцінка стану здоров'я населення в техногенно-навантажених центрах Дніпропетровської області / А. І. Горова, А. В. Павличенко, Н. В. Ульянова // Валеологія: сучасний стан, напрямки та перспективи розвитку: матеріали III Міжнар. наук.-практ. конф., 8–10 квіт. 2005 р., Харків. Т. 2. – Х.: ХНУ ім. Каразіна, 2005. – С. 52–55. (Аналіз стану здоров'я населення, яке мешкає у гірничопромислових містах Дніпропетровської області).

14. Горовая А. И. Роль гуминовых веществ в восстановлении почвенного плодородия деградированных почв / А. И. Горовая, Т. В. Скворцова, А. В. Павличенко // Досягнення та перспективи застосування гумінових речовин у сільському господарстві: матеріали Міжнар. наук.-практ. конф., присвяченої 100-річчю від дня народження проф. Л. А. Христєвої, 20–22 лют. 2008 р., Дніпропетровськ. – Дніпропетровськ: Дніпр. держ. агр. ун-т, 2008. – С. 127–133. (Вивчення ефективності відновлення деградованих ґрунтів гуміновими речовинами).

15. Горова А. І. Моніторинг забруднення ґрунтів рухомими формами важких металів з використанням відгуків біоіндикаторів / А. І. Горова, А. В. Павличенко, Ю. Г. Нероба // Мониторинг природных и техногенных сред: материалы Всеукр. научн. конф., 24–26 апр. 2008 г., Симферополь. – Симферополь: ДИАЙПИ, 2008. – С. 162–164. (Проведення біоіндикаційної оцінки стану ґрунтів та зіставлення їх з результати фізико-хімічного аналізу).

16. Горова А. І. До питання оцінки екологічної небезпеки для біоти від забруднення ґрунтів важкими металами / А. І. Горова, А. В. Павличенко, Ю. Г. Нероба, Г. А. Кроїк // Форум гірників: матеріали Міжнар. конф., 12—14 жовт. 2005 р., Дніпропетровськ. Т. 2. — Дніпропетровськ: НГУ, 2005. — С. 13—21. (Обґрунтування можливості використання відгуків біоіндикаторів для оцінки рівнів небезпеки забруднення ґрунтів важкими металами ).

17. Обґрунтування можливості використання території курорту "Солоний Лиман" в якості місцевого контролю в системі комплексного екологічного моніторингу / [А. І. Горова, І. І. Клімкіна, В. Ю. Ґрунтова, А. В. Павличенко, В. В. Гаркуша, Н. М. Скурідіна] // Екологічні проблеми техногенно-навантажених регіонів: матеріали Міжнар. наук.-практ. конф., присвяченої 10-річчю каф. екології Національного гірничого університету, 12–14 трав., 2008 р., Дніпропетровськ. – Дніпропетровськ: НГУ, 2008. – С. 62–65. (Проведення оцінки токсичності та мутагенності зразків ґрунтів на території курорту Солоний лиман).

18. Горова А. І. Методологія оцінки стану довкілля та здоров'я населення з використанням цитогенетичних методів / А. І. Горова, А. В. Павличенко // Чистота довкілля в нашому місті: працi та повідомлення третьої Мiжнар. конф., 2–5 жовт. 2007р., Севастополь. – К., 2007. – С. 18–21. (Обґрунтування можливості використання методів біоіндикації в моніторингових дослідженнях).

Анотація

Павличенко А.В. Біоіндикаційна оцінка екологічного стану територій гірничопромислових центрів Дніпропетровської області. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2008.

Дисертація присвячена оцінці впливу гірничої промисловості на стан об'єктів навколишнього середовища з використанням методів біоіндикації. Визначені рівні екологічної та еколого-генетичної небезпеки для населення на території гірничопромислових центрів Дніпропетровської області. Виявлені міста з високими рівнями екологічної та еколого-генетичної небезпеки – м. Жовті Води та Вільногірськ.

Апробована система еколого-соціального моніторингу на територіях гірничо-промислових центрів Придніпров'я. Отримана модель оцінки стану здоров'я населення за рівнем ушкодженості біоіндикаторів.

Отримана експоненціальна модель та шкала оцінки небезпеки для здоров'я населення від забруднення ґрунтів важкими металами за рівнем ушкодженості біоіндикаторів. Встановлена залежність зниження рівня токсичності ґрунтів при обробці розчином гумату натрію.

Ключові слова: біоіндикація, гірничопромислові території, здоров'я населення, інтегральна цитогенетична оцінка, гумінові речовини.

Аннотация

Павличенко А.В. Биоиндикационная оценка экологического состояния территорий горнопромышленных центров Днепропетровской области. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.16 – экология. – Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, Черновцы, 2008.

В диссертационной работе проведена комплексная оценка состояния окружающей среды и здоровья населения на территориях Днепропетровской области, подверженных влиянию различных видов горнопромышленного производства. Исследования проводились на территории городов Желтые Воды (добыча и обогащение урановых руд), Вольногорск (полиметалические руды), Павлоград (угольное месторождение), Никополь (месторождение марганцевых руд), контрольная территория – курорт "Соленый лиман".

Комплексная оценка состояния объектов окружающей среды производилась с использованием цитогенетических биотестов – "Стерильность пыльцы растений-фитоиндикаторов" (токсичность атмосферного воздуха) и Allium-тест (токсико-мутагенная активность почв). Для оценки здоровья населения анализировали данные медицинской статистики о распространенности всех классов болезней среди детского и взрослого населения, также анализировали основные показатели, характеризующие демографическую ситуацию и генетическое здоровье. Экспериментальные данные переводили в единую систему условных показателей повреждаемости биосистем по методике проф. А.И. Горовой.

Установлено, что на территории горнопромышленных центров Днепропетровской области токсичность атмосферного воздуха, токсичность и мутагенность почв по результатам биоиндикации в 3–3,6, в 8,2–11 и 2,5–4 раз превышает соответствующие значения на контрольной территории, соответственно. Наибольшая токсичность атмосферного воздуха и токсико-мутагенная активность почв наблюдается на территориях городов Желтые Воды и Вольногорск, экологическая ситуация в этих городах оценена как "катастрофическая". По результатам биоиндикационных исследований экологическое состояние контрольной территории оценивается как "эталонное".

Наивысшие уровни повреждения биоиндикаторов выявлены на территориях городов Желтые Воды и Вольногорск.

Проведен анализ содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах исследованных горнопромышленных центров. Установлено, что почвы с высокими концентрациями подвижных форм тяжелых металлов характеризуются повышенной токсико-мутагенной активностью.

Проведено ранжирование горнопромышленных центров Днепропетровской области по состоянию здоровья детского и взрослого населения, проанализирована демографическая ситуация и показатели генетического здоровья населения. Наихудшее состояние здоровья населения выявлено в г. Желтые Воды.

Проведено ранжирование горнопромышленных центров Днепропетровской области по уровням экологической и эколого-генетической опасности: Желтые Воды > Вольногорск > Павлоград > Никополь > ЛОК "Соленый лиман".

Установлены парные и множественные корреляционные связи между концентрациями подвижных форм тяжелых металлов в почвах и цитогенетическими изменениями в клетках фитоиндикаторов. Обоснована возможность использования Allium-теста для количественной оценки степени загрязнения почв подвижными формами тяжелых металлов (Mn, Pb, Zn, Cr, Cu, Ni, Co, Cd).

Получена экспоненциальная модель и шкала оценки опасности для здоровья населения от загрязнения почв подвижными формами тяжелых металлов по уровню повреждения биоиндикаторов.

Для установления взаимосвязи между показателями состояния объектов окружающей среды оцененными с помощью биотестов и состоянием здоровья населения по четырем показателям, проводили парный корреляционный анализ, который выявил тесные корреляционные связи между всеми исследуемыми параметрами, за исключением демографического показателя. Установлены зависимости изменения состояния здоровья населения от уровня загрязненности окружающей среды оцененного по биотестам. Построена модель зависимости показателя интегрального здоровья населения от уровня загрязнения окружающей среды, определенных на основании паритетности показателей здоровья детей, взрослого населения, генетического здоровья и трех биотестов – "Стерильность пыльцы растений-фитоиндикаторов", "Частота аберрантных хромосом" и "Митотический индекс". Полученная модель может быть использована для оценки и прогноза состояния здоровья населения в горнопромышленных центрах по результатам биоиндикации.

Установлена возможность использования гуминовых веществ для снижения токсичной и мутагенной активности почв нарушенных деятельность горной промышленности.

Ключевые слова: биоиндикация, горнопромышленные территории, здоровье населения, интегральная цитогенетическая оценка, гуминовые вещества.

Annotation

Pavlichenko A.V. The bioindication assessment of ecological state of territories of mining and industrial centers of Dnipropetrovsk region. − manuscript.

Dissertation for a competition of scientific degree in biological sciences by specialty 03.00.16 – ecology. – Chernivtsy national university by Yuri Fedcovich, Chernivtsy, 2008.

The dissertation is dedicated to the estimation of mining industry influence upon the condition of environmental objects by means of bioindication methods. The levels of ecological ecological-genetic danger for population of mining and industrial centers of Dnipropetrovsk region are defined. The cities with high ecological and ecological-genetic danger levels are educed – namely Zhovti Vody and Vilnogirsk.

The system of ecological and social monitoring on the territory of mining and industrials centers of Pridneprovsk region is approved. The model of population health estimation under the level of bioindicators' damage is obtained.

The exponential model and the estimation scale of a danger for population health from the heavy metals pollution of soils and bioindicators' damage levels are obtained. The relation between the reduction of soils toxicity levels and concentration of natrium humat solution under the soil treatment is received.

Key words: bioindication, mining and industrial territories, population health, integral cytogenetic estimation, humic substances.

Редакційно-видавничий відділ

Свідоцтво про внесення до Державного реєстру ДК №1842

Підписано до друку 06.11.08. Формат 60х90/16. Папір офсет. Ризографія.

Ум. друк. арк. 0,9. Обл.-вид. арк. 1,3. Тираж 100 прим. Зам. №

Національний гірничий університет

49005, м. Дніпропетровськ, просп. К. Маркса,19.