Еколого-соціальній моніторинг (стр. 4 из 6)

Таблиця 4

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

Небезпека	Нікополь	Жовті Води	Вільногірськ	Павлоград	Солоний лиман
Еколого-генетична	0,434	0,637	0,497	0,487	0,182
Екологічна	0,461	0,613	0,515	0,493	0,192

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 Z_с, 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 Z_с ≈ 4, тобто рівень ушкодженості біоіндикаторів "низький", а рівень небезпеки території – "допустимий". Підставивши кінцеві значення інтервалів величини ІУПУ=1 у отриману модель, отримали значення величини Z_с ≈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 Z_с. Співставлення діапазонів шкал оцінки рівнів ушкодженості біоіндикаторів і небезпеки забрудненості ґрунтів за показником Z_c 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

Діапазон значень ІУПУ	Діапазон значень, Zc	Стан біосистем	Екологічна ситуація	Категорія небезпеки
0,000–0,150	0,0–4,0	Сприятливий	Еталонна	Допустима
0,151–0,300	4,1–8,0	Насторожуючий	Задовільна	"–"
0,301–0,450	8,1–16,0	Конфліктний	Незадовільна	Помірно небезпечна
0,451–0,600	16,1–32,0	Загрозливий	"–"	"–"
0,601–0,750	32,1–128,0	Критичний	Катастрофічна	Небезпечна
0,751 і вище	128,1 і вище	Небезпечний	"–"	Надзвичайно небезпечні

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 Z_c 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 Z_c=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.