Зав

Зав. лабораторией аналитической химии, Машихина Ю. В.

К.б.н., доцент, Тихановская Г.А.

Вологодский государственный университет, Россия

Анализ влияния качества дорожного покрытия на экологическое состояние придорожных территорий

Автотранспорт является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Ежегодный рост числа автомобилей сопровождается увеличением выбросов выхлопных газов в атмосферу, что приводит к ухудшению экологической ситуации. Усиливать отрицательное воздействие автотранспорта на окружающую среду могут следующие факторы: неудовлетворительные экологические характеристики транспортных средств, недостаточный уровень технического содержания парка машин, недостаточное развитие дорожной сети и низкое качество дорог. Данные факторы оказывают комплексное влияние на экологическое состояние придорожных территорий. Регулируя один из них, можно способствовать улучшению экологической обстановки вдоль автотрассы.

В Вологодской области 97% региональных автомобильных дорог имеют низкое качество, поэтому для данного региона России наиболее актуальной является проблема улучшения экологического состояния придорожных территорий путем повышения качества дорожного покрытия.

Основной транспортной магистралью Вологодской области является трасса М-8 «Холмогоры», соединяющая города Москва – Архангельск, с интенсивностью движения от 1 575 до 16 250 автомобилей в сутки. Исследование экологического состояния придорожных территорий проводилось на участке трассы от д. Барское (489 км) до д. Сметанино (679 км), находящемся в пределах Вологодской области.

Биоценозы исследуемых придорожных территорий подвергаются постоянному воздействию неблагоприятных факторов, в частности загрязнению атмосферы отработанными газами двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Одним из откликов объекта на суммарное воздействие неблагоприятных факторов среды является реакция генеративной сферы. В этом случае учитывается как непосредственно цитотоксическое воздействие химических поллютантов, так и мутагенное влияние суммы неблагоприятных факторов, накапливающихся в ряду поколений. В связи с этим для определения суммарного влияния неблагоприятных факторов окружающей среды наиболее перспективными являются методы палиноиндикации.

Объектом для палиноиндикационных исследований являлась пыльца Tussilago farfara. Образцы пыльцы собирались в момент цветения Tussilago farfara в 2003, 2008 и 2013 годах методом «конверта» на расстояниях 1, 50, 100, 150, 200, 250 и 300 метров от полотна дороги в восьми пунктах отбора: д. Барское, до и после моста через реку Сухона около д. Литега, у моста через р. Двиница, д. Филинская, с. Сямжа, д. Великий двор, д. Сметанино. Все пункты отбора расположены вне промышленных центров, что позволяет дифференцировать влияние автотранспорта от промышленного загрязнения. Всего было отобрано и исследовано 840 проб (по 280 проб в год). В качестве контрольных проб выступали пробы, отобранные на расстоянии 300 м от дорожного полотна.

Палиноиндикационные исследования включали в себя определение степени фертильности пыльцы, т.е. способности к оплодотворению, и жизнеспособности пыльцы, т.е. способности мужского гаметофита к росту на соответствующих тканях пестика.

Определение фертильности пыльцы проводилось ацетокарминовым методом. Для определения числа фертильных и стерильных клеток готовили давленные временные препараты. Для этого пыльники раздавливались в капле ацетокармина, накрывались предметным стеклом и осторожно подогревались на спиртовке для удаления пузырьков воздуха. Подсчет фертильных и стерильных пыльцевых зерен проводился под микроскопам, основываясь на различиях в окраске: фертильные пыльцевые зерна приобретают кармино-красный оттенок, в то время как стерильные пыльцевые зерна не окрашиваются. [1].

Жизнеспособность пыльцы методом Ван-Тигема оценивалась по способности пыльцы прорастать на искусственной среде во влажной камере. В качестве среды использовался 1 % раствор агар-агара с 10 % сахарозы. Процент жизнеспособной пыльцы устанавливали по числу проросших пыльцевых зерен на 100 клеток [1].

Определение жизнеспособности пыльцы методом В.С. Шардакова, основано на выявлении фермента пероксидазы в жизнеспособных пыльцевых зернах. Пыльцу помещали на предметное стекло в каплю смеси из 20 % раствора бензидина в 50 % этиловом спирте, 0,15 % α-нафтола в 50 % этиловом спирте и 0,25 % углекислого натрия, затем добавляли каплю 0,3 % раствора перекиси водорода. В присутствии бензидина живая пыльца, содержащая пероксидазу, окрашивается в ярко-розовый или темно-красный цвет. Погибшая пыльца не окрашивается. Под микроскопом оценивали процент живой пыльцы в расчете на 100 клеток [1].

Критерием для определения степени токсичности проб служил индекс токсичности фактора (ИТФ), определяемый по формуле [2]:

где – значение тест-функции в опыте (жизнеспособность (фертильность) пыльцы);

– значение тест-функции в контрольной пробе (в нашем случае жизнеспособность (фертильность) пыльцы на расстоянии 300 метров от дороги).

Индекс токсичности фактора рассчитывался по жизнеспособности и фертильности пыльцы Tussilago Farfara отдельно по каждому методу, затем выводился средний ИТФ для каждого пункта отбора проб.

Степень токсичности определяли по шкале токсичности, приведенной в таблице 1 [2].

Таблица 1

Характеристика степени токсичности

ИТФ	Степень токсичности
< 0,5	сверхвысокая
0,5 – 0,65	высокая
0,65 – 0,8	средняя
0,8 – 0,9	низкая
> 0,9	норма

В результате исследований было установлено улучшение экологического состояния придорожных территорий на исследуемом участке трассы (рис. 1).

Рис.1. Значения индекса токсичности на разных расстояниях от автотрассы
в 2003, 2008 и 2013 гг. Трасса М-8 «Холмогоры», 489 – 679 км.

Наиболее явное улучшение экологического состояния наблюдалось в период с 2008 по 2013 гг. В этот промежуток времени на отдельных отрезках исследуемого участка трассы был проведен комплексный ремонт дорожного полотна, что привело к снижению индекса ровности покрытия до нормативных значений (рис. 2, 3).

Рис. 2. Изменение индекса ровности дорожного покрытия в 2008 году

Ровность характеризует качество дорожного полотна и влияет на скоростной режим автомобиля. При высоком индексе ровности (выше 170 см/км) скорость движения транспорта замедляется, что способствует увеличению количества выбросов в атмосферу и приводит к ухудшению экологической обстановки придорожных территорий. В нашем случае снижение индекса ровности, т.е. улучшение качества дорожного покрытия, способствовало поддержанию оптимального скоростного режима транспортного потока и, как следствие, к улучшению экологической обстановки вдоль трассы.

Рис. 3. Изменение индекса ровности дорожного покрытия в 2013 году

Следует отметить, что интенсивность движения на исследуемом участке трассы в последние годы имела тенденцию к увеличению (рис. 4). Таким образом, улучшение экологической обстановки не обусловлено изменением количества автотранспорта.

Рис. 4. Изменение интенсивности движения

В результате проведения многочисленных наблюдений можно констатировать, что одним из основных факторов, оказывающих влияние на экологическое состояние придорожных территорий, является в большей мере не количество автотранспорта, а качество дорожного полотна.

Литература

1. Паушева 3. П. Практикум по цитологии растений / З. П. Паушева. – М. : Агропромиздат, 1988. – 271 с.

2. Кабиров Р. Р. Альготестирование и альгоиндикация (методические аспекты, практическое использование) / Р. Р. Кабиров. – Уфа : Башк. пед-т, 1995. – 124 с.