Ð¡Ð»Ð°Ð²ÐµÑ Ð¢ÐµÐ½Ñева ÐеÑÑова - ÐловдивÑки ÑнивеÑÑиÑÐµÑ "ÐаиÑий ...
Ð¡Ð»Ð°Ð²ÐµÑ Ð¢ÐµÐ½Ñева ÐеÑÑова - ÐловдивÑки ÑнивеÑÑиÑÐµÑ "ÐаиÑий ...
Ð¡Ð»Ð°Ð²ÐµÑ Ð¢ÐµÐ½Ñева ÐеÑÑова - ÐловдивÑки ÑнивеÑÑиÑÐµÑ "ÐаиÑий ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ПЛОВДИВСКИ УНИВЕРСИТЕТ „ПАИСИЙ ХИЛЕНДАРСКИ”<br />
БИОЛОГИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ • КАТЕДРА "ЕКОЛОГИЯ И ООС"<br />
Славея Тенчева Петрова<br />
„ПАСИВЕН И АКТИВЕН ФИТОМОНИТОРИНГ НА<br />
АТМОСФЕРНО ЗАМЪРСЯВАНЕ В ГРАД<br />
ПЛОВДИВ“<br />
АВТОРЕФЕРАТ<br />
на дисертация<br />
за придобиване на образователна и научна степен „доктор“<br />
в направление 4.3. Биологически науки,<br />
докторска програма „Екология и опазване на екосистемите“<br />
Научни ръководители:<br />
Проф. д-р Лиляна Юрукова<br />
Доц. д-р Илиана Велчева<br />
Рецензенти:<br />
Проф. дбн Мария Попова<br />
Доц. д-р Иванка Димитрова-Дюлгерова<br />
Пловдив, 2012 г.
ПЛОВДИВСКИ УНИВЕРСИТЕТ „ПАИСИЙ ХИЛЕНДАРСКИ”<br />
БИОЛОГИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ • КАТЕДРА "ЕКОЛОГИЯ И ООС"<br />
Славея Тенчева Петрова<br />
„ПАСИВЕН И АКТИВЕН ФИТОМОНИТОРИНГ НА<br />
АТМОСФЕРНО ЗАМЪРСЯВАНЕ В ГРАД<br />
ПЛОВДИВ“<br />
АВТОРЕФЕРАТ<br />
на дисертация<br />
за придобиване на образователна и научна степен „доктор“<br />
направление 4.3. Биологически науки,<br />
докторска програма „Екология и опазване на екосистемите“<br />
Научни ръководители:<br />
Проф. д-р Лиляна Юрукова<br />
Доц. д-р Илиана Велчева<br />
Рецензенти:<br />
Проф. дбн Мария Попова<br />
Доц. д-р Иванка Димитрова-Дюлгерова<br />
Пловдив, 2012 г.
Дисертационният труд съдържа 173 стр. текст, от които 20 стр. с литература,<br />
включващи 14 заглавия на кирилица и 232 на латиница, както и 37 таблици и 81<br />
фигури.<br />
Изследванията от дисертационния труд са извършени в Лаборатория по Екология,<br />
Биологически факултет, ПУ „Паисий Хилендарски“; Лаборатория по Аналитична<br />
химия, Химически факултет, ПУ „Паисий Хилендарски“; Регионална лаборатория –<br />
Пловдив към ИАОС.<br />
Дисертационният труд е обсъден и насрочен за защита на разширено заседание на<br />
Катедра „Екология и ООС“, ПУ „Паисий Хилендарски“ (Протокол № 118 от 31.05.2012<br />
г.).<br />
Откритото заключително заседание ще се състои на 28.09.2012 г. от 11:00 часа в<br />
15 ауд. на Биологическия факултет при ПУ „Паисий Хилендарски“, гр. Пловдив, ул.<br />
„Тодор Самодумов“ 2.<br />
Материалите по защитата са на разположение на интересуващите се в Централна<br />
библиотека към ПУ „Паисий Хилендарски“.<br />
Автор: Славея Тенчева Петрова<br />
Заглавие: „ПАСИВЕН И АКТИВЕН ФИТОМОНИТОРИНГ НА АТМОСФЕРНО<br />
ЗАМЪРСЯВАНЕ В ГРАД ПЛОВДИВ“
1. УВОД<br />
Възможността за установяване съдържанието на елементи в околната среда<br />
посредством живи организми вместо пряко измерване на емисиите и концентрациите<br />
във въздуха се дискутира от дълги години. Относително лесното пробосъбиране,<br />
липсата на необходимост от сложно и скъпо техническо оборудване, както и<br />
акумулативното и интегрирано във времето поведение на биомонитора, допринасят за<br />
развитието на биомониторинга на атмосферното замърсяване. Фитомониторингът, като<br />
част от биомониторинга, представлява система за наблюдение, оценка на състоянието и<br />
прогноза за възможните изменения в компонентите на околната среда с използването<br />
на растителни обекти в естествената им среда при пасивния фитомониторинг и след<br />
пренасянето им в дадения район под формата на живи транспланти или като колектори<br />
с изсушен материал при активния фитомониторинг. Осигурявайки висока плътност на<br />
точки за пробосъбиране, биомониторите са много ефективни при мониторинг на<br />
замърсяването в градска среда (Aksoy et al., 1999; Tomasevic et al., 2001; Djingova et al.,<br />
2003;Tomasevic et al., 2005; Culicov & Yurukova, 2006; Aničić et al., 2011).<br />
Специфичното местоположение и топография на град Пловдив, от една страна, и<br />
съществуващото високо ниво на замърсяване на въздуха, от друга, са предпоставка за<br />
прилагането на методите на пасивния и активния биомониторинг в него. Въпреки това,<br />
до момента в Пловдив има проведени единични фитомониторингови изследвания и то<br />
касаещи отделни точкови източници (Душкова & Нинова, 1977, 1978, 1981, 1982;<br />
Димитрова, 2000; Dimitrova & Yurukova, 2005; Hristeva et al., 2011).<br />
Това поражда необходимостта от извършването на възможно най-пълно проучване<br />
на процесите на преноса, отлагането и акумулирането на атмосферните замърсители, за<br />
да може адекватно да се оцени ефекта от тяхното въздействие върху състоянието на<br />
околната среда и населението на гр. Пловдив.<br />
2. ЛИТЕРАТУРЕН ОБЗОР<br />
Въздействието на атмосферното отлагане върху околната среда е обект на<br />
изследване отпреди повече от един век: може би първият ефект, който е бил описан в<br />
научни трудове е бил намаляването на епифитните лишеи в зони с високо ниво на<br />
въздушно замърсяване. Още от класическия труд на Nylander (1886) за епифитните<br />
лихенизирани гъби в Париж и неговите околности, обширни изследвания са били<br />
проведени в множество райони (Barkman, 1958; Hawksworth, 1971; De Wit, 1976).
Намаляването на виталността на горските дървета като резултат от атмосферното<br />
замърсяване е установено преди много години (Crowter & Ruston, 1911; Wieler, 1913) и<br />
случаите на загиване на горски масиви в обширни европейски региони също са<br />
документирани (Van Breemen, 1990).<br />
Въпреки че направените изследвания са допринесли в голяма степен за научното<br />
разгадаване на абиотичните ефекти от атмосферното отлагане, особено относно<br />
химизма на атмосферата (Asman, 1987), химизма на почвата (Mulder, 1988) и химизма<br />
на водата (Van Dam et al., 1990), много от биотичните ефекти все още не са напълно<br />
изяснени – например, в наземните екосистеми не са определени взаимоотношенията<br />
„доза-ефект“ (Heji et al., 1991).<br />
В по-ранните разработки атмосферното замърсяване е отчитано чрез географските<br />
различия в биоразнообразието и обилието на биомониторния вид (Barkman, 1958; De<br />
Wit, 1976; Martin & Coughtrey, 1982). Целта на следващите проучвания е изясняването<br />
на влиянието на различни нива атмосферно замърсяване върху отговорите на<br />
биомонитора (Feder & Manning, 1979). Затова много изследвания са посветени на<br />
процеси като фотосинтеза, дишане, транспирация, акумулация на елементи и т.н.<br />
(Garty, 1993; Branquinho et al., 1999). По-късните изследвания имат две различни цели:<br />
първо, изясняване на екологичното/физиологичното въздействие на атмосферното<br />
замърсяване и второ, изясняване на връзката между въздействието и отговора от гледна<br />
точка на акумулацията на изследваните елементи („доза-ефект“).<br />
Паралелно са изследвани и процесите, отговорни за акумулацията, усвояването и<br />
отделянето на елементи в биомониторите. Тези разработки са показали, че усвояването<br />
на металите може да бъде отчасти механичен или физико-химичен процес (йонен<br />
обмен), както и чрез пасивно или активно поемане от клетката (Rühling & Tyler, 1968,<br />
1970; Tyler, 1970; Taylor & Whiterspoon, 1972; Nieboer & Richardson, 1981; Pucket, 1988;<br />
Tyler, 1989; Gjengedal & Steinnes, 1990).<br />
Количественото и качественото съотношение на химичните елементи е<br />
индивидуално в цветовете на растенията от различни региони, така че общото<br />
съдържание на минерални вещества в меда ще зависи от местоположението на кошера.<br />
Следователно, пчелният мед може да бъде полезен биомонитор за състоянието на<br />
района, в който живеят пчелите (Latorre et al., 1999; Przybylowski & Wilczynska, 2001;<br />
Hernandez et al., 2005; Staniškienė et al., 2006). При изследвания в Швейцария е<br />
установено, че съдържанието на тежки метали в пчелите и техните продукти е повисоко<br />
в индустриализирани райони и в такива с натоварен автомобилен трафик
(Bogdanov et al., 2003), като степента на замърсяване намалява в следния низходящ ред:<br />
пчели > прополис > пчелни пити > пчелен восък > пчелен мед. Последното място, което<br />
заема меда, вероятно се дължи на някакъв тип „филтриране“ от пчелите.<br />
Значението на оценката за елементния състав на атмосферата произтича от<br />
предполагаемото въздействие върху състоянието на екосистемите и хората, в този<br />
смисъл приносът на отделните източници трябва да бъде разглеждан като важен<br />
компонент при управление на емисиите. Данните от биомониторинга трябва да бъдат<br />
съчетани изрично с информацията за регистрирани емисии, състояние на екосистемите<br />
и човешкото здраве. Това означава, че трябва да бъдат създадени мултидисциплинарни<br />
програми, които да включват експерти от различни области: биомониторинг, контрол<br />
на емисиите, аналитична химия, екология и епидемиология.<br />
3. ЦЕЛ И ЗАДАЧИ<br />
Целта на настоящото изследване е чрез прилагане на пасивен и активен<br />
фитомониторинг да се направи анализ и оценка на атмосферното замърсяване в гр.<br />
Пловдив.<br />
Във връзка с изпълнението на посочената цел са поставени следните задачи:<br />
1. Подбор на подходящи зони (пунктове) в гр. Пловдив за пробосъбиране на<br />
биомонитори и подходящи точки за залагане на колектори за активен мониторинг .<br />
2. Избор на подходящи растителни видове за биомониторинг на атмосферно<br />
замърсяване.<br />
3. Изготвяне, залагане и периодично събиране на колектори с мъхове и лишеи в<br />
избраните зони<br />
4. Събиране на представителни проби от тревистите растения (цели индивиди) в<br />
подбраните пунктове на територията на гр. Пловдив.<br />
5. Събиране на представителни листни проби от дървесните растения в подбраните<br />
пунктове на територията на гр. Пловдив в различни вегетационни стадии.<br />
6. Събиране на проби от полифлорен пчелен мед от кошери, разположени в някои<br />
от изследваните пунктове.<br />
7. Определяне концентрациите на хлорофил a, хлорофил b, общ хлорофил и<br />
каротиноиди в събраните проби от листа на използваните тревисти и дървесни видове<br />
8. Извършване на химичен анализ на събраните проби от колектори, растения и<br />
пчелен мед за установяване съдържанието на микро- и макроелементи в тях.
9. Статистическа обработка на получените резултати с избрани подходящи<br />
математически програми.<br />
10. Оценка и анализ на атмосферното замърсяване в гр. Пловдив.<br />
4. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ<br />
4.1. Избор на зони и пунктове за пробосъбиране<br />
Главната цел на градската екология е да се изясни връзката между пространствения<br />
модел на урбанизацията и екологичните процеси, в следствие на което са развити<br />
множество хипотези за корелацията между промените в природните системи и<br />
агрегирането на урбанизацията. Съгласно теорията за урбанистичния градиент на<br />
McDonnell & Hahs (2008), интензитетът на тези нарушения се очаква да се променя<br />
предсказуемо с отдалечаване от ядрото на града, тоест в реда: градски (urban) -<br />
крайградски (suburban) – провинциален (rural) площи.<br />
На територията на гр. Пловдив бяха избрани осем зони за пробосъбиране с различна<br />
степен на антропогенно натоварване – две в централната градска част, три в кварталите<br />
и три в периферията на града: Зона 1 – ИЗК Марица“; Зона 2 – Парк „Лаута“; Зона 3 –<br />
ЖП гара „Тракия“; Зона 4 – Бул. „Руски“; Зона 5 – Природна забележителност<br />
„Бунарджик“; Зона 6 – ЖК „Смирненски“; Зона 7 – Парк „Отдих и култура“; Зона 8 –<br />
ЕГ „Пловдив“ (Фиг. 1).<br />
4.2. Избор на растителни биомонитори<br />
На база извършения литературен обзор, за провеждането на пасивен биомониторинг<br />
бяха избрани три вида широколистни дървета и три вида тревисти растения, както<br />
следва:<br />
‣ Acer platanoides Linnaeus - Шестил<br />
‣ Aesculus hippocastanum Linnaeus – Конски кестен<br />
‣ Betula pendula Roth – Обикновена бреза<br />
‣ Capsella bursa-pastoris Linnaeus – Овчарска торбичка<br />
‣ Plantago lanceolata Linnaeus - Ланцетовиден живовляк<br />
‣ Taraxacum officinale (L.) Weber ex Wiggers - Глухарче<br />
За провеждане на активен биомониторинг чрез колектори с изсушен растителен<br />
материал бяха избрани:<br />
‣ мъх - Sphagnum girgensohnii Russow<br />
‣ лихенизирани гъби - Pseudevernia furfuracea (L.) Zopf.
8<br />
1<br />
7<br />
6<br />
2<br />
3<br />
5<br />
4<br />
ПЛОВДИВ<br />
Фиг. 1. Разположение на зоните за осъществяване на биомониторинга<br />
4.3. Събиране и подготовка на растителни проби за анализ – пасивен<br />
биомониторинг<br />
Широколистни дървета<br />
Във всяка от посочените зони бяха избрани по 2-3 дървета от всеки изследван вид<br />
(Определител на растенията в България, Делипавлов и кол., 1992), с еднаква<br />
експозиция, възраст, височина и форма, растящи при сходни абиотични условия,<br />
отстоящи най-малко на 5-10 m от автомобилния трафик. Изключение е Зона 4 (бул.<br />
„Руски“), където са избрани дървета, засадени върху тротоарната част (на разстояние<br />
0,5-1 m от уличното платно). От всеки пункт бяха събирани по 20-40 броя напълно<br />
развити листа от Acer platanoides и Aesculus hippocastanum, а от Betula pendula - по 60-<br />
80 броя. Подпробите са вземани от долната част на листната корона на височина 2,5-3<br />
m във всички посоки и след това е приготвена средна проба за анализ.<br />
Пробосъбирането през 2010 г. е извършено в пролетния (13-14.06.) и в есенния (15.09.)
сезон, а през 2011 г. и 2012 г. – ежемесечно. Всички проби са съхранявани в стерилни<br />
полиетиленови пликове, за да се избегне евентуално замърсяване.<br />
Тревисти растения<br />
Във всяка от посочените зони бяха събрани 15-20 цели екземпляра от избраните<br />
биомонитори (Определител на растенията в България, Делипавлов и кол., 1992),<br />
развиващи се при сходни абиотични условия, най-малко на 5-10 m отстояние от<br />
автомобилния трафик. Изключение е Зона 4 (бул. „Руски“), където са събрани<br />
крайпътни индивиди, развиващи се в озеленения участък между двете еднопосочни<br />
ленти за движение (на разстояние 0,5-0,6 m от автомобилния трафик). Пробите от<br />
Capsella bursa-pastoris и Taraxacum officinale (complex) са събрани през м. април, а от<br />
Plantago lanceolata – през м. май, съответно 2010 г. и 2011 г. Всички проби са<br />
съхранявани в стерилни полиетиленови пликове, за да се избегне замърсяването им.<br />
4.4. Събиране и подготовка на растителен материал за изготвяне на<br />
колектори, залагане и периодично пробосъбиране - активен биомониторинг<br />
Пробите от Sphagnum girgensohnii (Определител на мъховете в България, Петров,<br />
1975) и Pseudevernia furfuracea (Флора на България – Лишеи, Попниколов & Железова,<br />
1964) бяха събрани от сравнително незамърсен район (Природен парк „Витоша“) през<br />
м. април 2010 г. В лабораторни условия отделните индивиди бяха внимателно<br />
разделени, полепналите по тях твърди частици бяха премахнати, след което материалът<br />
беше въздушно изсушен и хомогенизиран чрез ръчно разбъркване. Изработването на<br />
колекторите бе извършено съгласно Culicov & Yurukova (2006). Около 3 g растителен<br />
материал (въздушно сухо тегло) беше пакетиран в колекторни торбички с размери<br />
10×10 cm, изработени от найлонова мрежа с размер на просвета 1 mm 2 .<br />
Активният биомониторинг с колектори с изсушен растителен материал от мъх и<br />
лихенизирани гъби бе осъществен в периода 01.05.–01.10.2010 г. в четири от<br />
посочените зони: Зона 1, Зона 3, Зона 4 и Зона 6 по следната методология:<br />
Дванадесет броя колектори бяха монтирани последователно от единия край на<br />
дървена летва с размери 120×40×40 cm, на разстояние 4 cm един от друг, като бяха<br />
редувани по два колектора с растителен материал от единия вид и съответно два<br />
колектора с растителен материал от другия вид. Получените експериментални<br />
установки бяха поставени високо над земята по такъв начин, че пробите да са напълно<br />
изложени на атмосферно въздействие. Непосредствено след прикрепянето на летвите,<br />
чрез накапване с дестилирана вода всеки от колекторите бе овлажнен с цел повишаване<br />
абсорбционната способност на мъртвия материал. Тази процедура бе повтаряна веднъж
седмично през целия период на изследването. Три времеви периода на излагане на<br />
колекторите на въздействието на атмосферното замърсяване бяха зададени, съответно<br />
от 30, 90 и 150 дни. В края на всеки от периодите бяха събирани по два колектора от<br />
вид във всяка от изследваните зони и поставени в стерилни полиетиленови пликове, за<br />
да се избегне евентуално замърсяване. За контрола бе използван част от събрания от<br />
ПП „Витоша“ растителен материал, съхраняван в стерилни полиетиленови пликове.<br />
4.5. Събиране на проби от пчелен мед<br />
Пробите пчелен мед (реколта 2009 г.) бяха получени директно от пчеларипроизводители<br />
в района на гр. Пловдив, както следва: ИЗК „Марица“ (Зона 1); бивша<br />
Ботаническа градина (Зона 2); ЖП Гара „Тракия“ (Зона 3); северно от кв. „Прослав“<br />
(близо до Зона 6). Другите четири изследвани района бяха разположени съответно на:<br />
18 km в западна посока, близо до гр. Стамболийски; 17 km в североизточна посока,<br />
близо до гр. Раковски; 14 km в източна посока, към гр. Садово и 13 km на югоизток от<br />
гр. Пловдив в посока към гр. Асеновград (на 5 km западно от КЦМ-Пловдив).<br />
4.6. Определяне съдържанието на елементи в събраните проби<br />
Около 1 g изсушен и смлян растителен материал бе третиран с 5 ml азотна киселина<br />
(Merck) за 24 часа при стайна температура. Мокрото разлагане бе осъществено с<br />
помощта на микровълнова система за разлагане (Microwave Digestion System CEM MDS<br />
81D). Съдържанието на Al, As, B, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Mo, Na,<br />
Ni, P, Pb, S, Se, Sr, U, V и Zn бе определено чрез масспектрометрия с индуктивно<br />
свързана плазма (ICP-MS), използвайки инструмент Agilent 7700 ICP-MS (2009), DF<br />
1000. Контролът на качеството бе осигурен с растителен стандарт (NCS DC73348).<br />
Данните за всяка зона са средна аритметична от три проби, а данните за всяка отделна<br />
проба са средна аритметична от три аналитични измервания.<br />
Пробоподготовката и химичните анализи бяха извършени в лабораторията по<br />
Аналитична химия към Химическия факултет на ПУ „Паисий Хилендарски“ с<br />
участието на доц. д-р Веселин Кметов и доц. д-р Виолета Стефанова по проект GAMA<br />
(Green Analytical Methods Academic Centre), финансиран от Фонд „Научни<br />
изследвания“ и в Регионална лаборатория - Пловдив към ИАОС.<br />
4.7. Определяне на рН, електропроводимост, водно съдържание и<br />
количество на микро- и макроелементи в проби от пчелен мед<br />
Физико-химичният анализ включваше определяне на водното съдържание (Honey<br />
refractometer Atago HHR-2N 12–30%, Japan), електропроводимост (C, µS cm -1 , ± 1%) в
20% разтвор при 20°С (MultiLine P3, WTW, Germany) и pH (20% разтвор, ± 0.01, Jenway<br />
pH-meter 3310, England).<br />
Около 10 g материал беше третиран с 15 ml азотна киселина (9,67 М) за едно<br />
денонощие. Мокрото опепеляване беше продължено чрез загряване на водна баня,<br />
последвано от прибавяне на 2 ml водороден пероксид. Това третиране беше повтаряно<br />
до пълно разграждане. Филтратът беше разреден с двойно дестилирана вода (0,06 µS<br />
cm -1 ) до обем от 25 ml. Съдържанието на Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na,<br />
Ni, P, Pb, S, Sr, V, Zn беше определено чрез атомно-емисионна спектрометрия с<br />
индуктивно свързана плазма (ICP–AES), използвайки инструмент SPECTROFLAME<br />
(Germany). Данните за всяка зона са средна аритметична от три проби, а данните за<br />
всяка отделна проба са средна аритметична от три аналитични измервания.<br />
4.8. Определяне съдържанието на фотосинтетични пигменти<br />
Извличането на пигментите бе извършено съгласно методиката на Schlyk (1965). По<br />
0,1 g растителен материал от всяка средна проба беше стрит в порцеланово хаванче.<br />
Екстракцията на пигментите беше извършена с добавяне на 10 ml 90% ацетон. След<br />
филтриране, абсорбцията беше отчетена на Спектрофотометър SPECOL 11<br />
(Лаборатория по Екология, Биологически факултет, ПУ „Паисий Хилендарски“) при<br />
дължина на вълната 440,5 nm за каротиноиди, 662 nm за хлорофил a и 644 nm за<br />
хлорофил b. Всички анализи бяха извършени в три повторения.<br />
4.9. Статистическа обработка на резултатите<br />
За оценяване достоверността на измерените концентрации на химичните елементи е<br />
приложен дискриптивен статистически анализ (t-test, dependent samples), за разделянето<br />
им по групи е приложен клъстер-анализ (Unweighted pair-group average linking and<br />
Pearson’s index distance measure), а взаимоотношенията между отделните елементи в<br />
изследваните проби са тествани чрез използване на коефициенти за корелация по<br />
Спиърман (Spearman rank correlation). Всички статистически анализи са извършени с<br />
програма STATISTICA 7.0 (StatSoft Inc., 2004).<br />
5. РЕЗУЛТАТИ И ОБСЪЖДАНЕ<br />
В хода на изследването са отчитани концентрациите на 26 химични елемента, които<br />
условно могат да бъдат разделени на макро- и микроелементи. Към макроелементите се<br />
отнасят калций (Ca), калий (K), магнезий (Mg), натрий (Na), фосфор (P) и сяра (S), а<br />
към микроелементите - алуминий (Al), арсен (As), бор (B), берилий (Be), бисмут (Bi),<br />
кадмий (Cd), кобалт (Co), хром (Cr), мед (Cu), желязо (Fe), живак (Hg), манган (Mn),
молибден (Mo), никел (Ni), олово (Pb), селен (Se), стронций (Sr), уран (U), ванадий (V)<br />
и цинк (Zn).<br />
Динамиката в съдържанието на всеки един от изследваните елементи, както в<br />
различните биомонитори, така и в отделните зони на гр. Пловдив, е представена<br />
подробно в дисертационния труд. Тъй като става въпрос за значителен обем данни, тук<br />
са представени само установените от нас тенденции в обобщен вид.<br />
Пасивен биомониторинг<br />
По отношение на дървесните видове доказахме, че Betula pendula е по-добър<br />
биоакумулатор на Cr, Cu, Ni, S, V и Zn, следвана от Acer platanoides, а най-слаби<br />
акумулативни способности показа Aesculus hippocastanum (Фиг. 2). Независимо от това,<br />
и трите растителни вида успешно могат да се използват за целите на фитомониторинга.<br />
Концентрация, mg kg -1<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0.1<br />
0.01<br />
Acer platanoides Aesculus hippocastanum Betula pendula<br />
S Zn Cu Ni Cr V<br />
Фиг. 2. Съдържание на Cr, Cu, Ni, S, V и Zn (mg kg -1 сухо тегло) в листа от<br />
изследваните дървесни видове<br />
Обща тенденция при трите дървесни вида би могла да се изведе за елементите Cd,<br />
Cr, Fe, Mn, Pb и V. Анализът показа, че между тях съществува зависимост и синергизъм<br />
в действието им, доказателство за което е положителната корелативна връзка и<br />
попадането им в еднакви групи на сходство и за трите изследвани дървесни вида (Фиг.<br />
3). Вероятно механизмът, по който тези елементи се акумулират от растенията, е доста<br />
близък. Тези резултати ни дават основание да предположим, че в района на нашето<br />
изследване посочените елементи имат общ произход, а именно като отпадни продукти<br />
от автомобилния транспорт – в това число емисии от отработено гориво, износване на<br />
феродо и гуми.
1) Acer platanoides<br />
2) Aesculus hippocastanum<br />
3) Betula pendula<br />
Фиг. 3. Клъстер-анализ на база концентрации на елементите в листа от изследваните<br />
дървесни видове
При тревистите видове като ефективен биоакумулатор за най-голям брой от<br />
изследваните елементи, особено тежки метали и токсични елементи като Al, Cd, Cr, Cu,<br />
Hg, V и Zn, с доказано високи биоакумулационни способности бихме могли да посочим<br />
Taraxacum officinale (complex), следван от Capsella bursa-pastoris и Plantago lanceolata<br />
(Фиг. 4). При последния вид установихме достоверна тенденция и при акумулацията на<br />
B, Mn, P, S, Sr.<br />
Фактът, че в по-голямата част от нашите проби съдържанието на редица елементи е<br />
по-високо в подземната фитомаса, е доказателство за това, че при тези видове поголямо<br />
значение има замърсяването на почвата, а не на въздуха. Ние обаче считаме, че<br />
в резултат от сухото и мокро атмосферно отлагане, част от атмосферните замърсители<br />
попадат бързо в почвата, тоест двете форми на замърсяване са тясно свързани, което би<br />
трябвало да се взима предвид при разработването на методики за фитомониторинг с<br />
тревисти растителни видове.<br />
1000<br />
Концентрация, mg kg -1<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0.1<br />
0.01<br />
Capsella bursa-pastoris Plantago lanceolata Taraxacum officinale<br />
Al Zn Cu Cr V Cd Hg<br />
Фиг. 4. Съдържание на Al, Cd, Cr, Cu, Hg, V и Zn (mg kg -1 сухо тегло) в листа от<br />
изследваните тревисти видове<br />
В заключение, на база получените резултати от проведения пасивен фитомониторинг<br />
анализирахме степента на замърсяване в избраните зони на територията на гр. Пловдив.<br />
При статистическия анализ на данните доказахме, че само за пет от изследваните<br />
елементи (Cd, Mn, Pb, Sr, Zn) могат да се посочат достоверни различия в<br />
разпределението им по зони.<br />
При клъстер-анализа най-голяма степен на близост показаха Зона 6 (ЖК<br />
„Смирненски“) и Зона 7 (Парк „Отдих и култура“), към които последователно се<br />
присъединиха Зона 5 (ПЗ „Бунарджик“) и Зона 4 (Бул. „Руски“), а в друга група се
отделиха Зона 1 (ИЗК „Марица“), Зона 3 (ЖП гара „Тракия“) и Зона 2 (Парк „Лаута“)<br />
(Фиг. 5).<br />
За нас представляваше интерес да съпоставим стойностите на изследваните метали в<br />
листата на използваните биомониторни видове между избраните по урбанистичния<br />
градиент зони. На база получените резултати за биоакумулация на анализираните<br />
елементи, по степен на замърсяване изследваните зони на територията на гр. Пловдив<br />
формираха следния низходящ ред: Зона 3 > Зона 4 > Зона 2 > Зона 5 > Зона 1 > Зона 6<br />
> Зона 7.<br />
Макар и без категорично изразена тенденция по отношение на всички изследвани<br />
елементи, зоната на ЖП гара „Тракия“ (Зона 3) се очерта като най-силно натоварена със<br />
Pb, Sr и Zn. Районът около ИЗК „Марица“ (Зона 1) като цяло показа най-ниски нива на<br />
Cd, Pb и Zn в анализираните проби.<br />
Разположените в центъра на града Зона 4 (Бул. „Руски“) и Зона 5 (ПЗ „Бунарджик“)<br />
са близки по степен на антропогенно натоварване, а Зона 6 (ЖК „Смирненски“) и Зона<br />
7 (Парк „Отдих и култура“) – сравнително по-малко повлияни, доказателство за което<br />
са значително по-ниските концентрации на елементите в тях.<br />
Фиг. 5. Клъстер-анализ на база концентрации на елементите в отделните зони при<br />
пасивния биомониторинг<br />
Съгласно теорията за урбанистичния градиент, който ни беше един от критериите за<br />
подбор на пунктове, замърсяването би трябвало да намалява в посока от центъра към<br />
периферията на града. Нашите резултати потвърждават до определена степен тази<br />
теория. Изключение правят Зона 3 и само за определени елементи Зона 1 и Зона 2. Найвероятно<br />
това се дължи на местоположението им (на изток от центъра), а съгласно
розата на ветровете за гр. Пловдив преобладаващата част от тях са от запад на изток,<br />
тоест те играят важна роля за преноса на атмосферните замърсители в тази посока.<br />
При Зона 3 (ЖП гара „Тракия“) допълни фактори са железопътния транспорт и<br />
КЦМ-Пловдив. По данни на РИОСВ точно в периода на нашето изследване е<br />
констатирана промяна в посоката на вятъра от юг на север, което вероятно е повишило<br />
степента на атмосферно замърсяване с определени елементи.<br />
Като цяло, имайки предвид спецификата на изграждането на гр. Пловдив, наличието<br />
на големи зелени площи и обилно залесяване с дървета на главните транспортни<br />
артерии, бихме могли да говорим за проявяването на т.н. каньон-стрийт ефект. Според<br />
него високите сгради, дървета и други прегради (каквито са тепетата) възпрепятстват<br />
разсейването на емитираните в този участък замърсители, като по този начин<br />
допринасят за задържането и рециркулацията им в приземния въздушен слой. Вероятно<br />
това е причината за отделянето на тези две зони, разположени в централната градска<br />
част.<br />
Резултатите от приложения пасивен мониторинг показаха, че за гр. Пловдив като<br />
цяло типа атмосферно замърсяване е сравнително хомогенно разпределен, с лек превес<br />
на една или друга форма на замърсяване в различните зони. Нашите резултати<br />
потвърждават изказаното от Atanasov et al. (2006) становище, че само около 5% от<br />
констатираните атмосферни замърсители в гр. Пловдив се дължат на индустриалното<br />
производство, а останалите 95% се емитират от различни източници, сред които превес<br />
има транспорта.<br />
В синхрон с тези заключения е установената от нас най-висока степен на<br />
замърсяване в централните зони - елементите, които ние установихме като основни<br />
замърсители, са с произход, който не може бъде отнесен само към промишлеността.<br />
Активен мониторинг<br />
При активния мониторинг с колектори със Sphagnum girgensohnii установихме, че<br />
при макроелементите K и P е налице зависимост между времето на експозиция на<br />
колекторите и количеството им в пробите - посочените елементи достоверно понижиха<br />
концентрациите си с удължаване периода на експозиция на атмосферно въздействие в<br />
сравнение с контролната проба. При елементите Cu, Fe, Hg, Ni и Pb бе доказано<br />
правопропорционално увеличаване на съдържанието им в колекторите с удължаване на<br />
времето на експозиция. Средното ниво на Al, Ca, Cd, Co, Cr, Na, Sr, U, V и Zn, също<br />
нарасна, но обща тенденция не можа да бъде изведена в четирите изследвани зони. При
елементите Cd, Cr, Cu, Na, Pb и Zn доказахме най-висока степен на биоакумулация в<br />
Sphagnum girgensohnii в сравнение с контролната проба (Фиг. 6).<br />
10000<br />
Концентрация, mg kg -1<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0.1<br />
0.01<br />
K P Na Fe Al Zn Pb Cu Ni V Cr Cd Hg<br />
Контрола 30 дни 90 дни 150 дни SD<br />
Фиг. 6. Съдържание на Al, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Na, Ni, P, Pb, V и Zn (mg kg -1 сухо<br />
тегло) в колектори със Sphagnum girgensohnii след съответния период на експозиция<br />
За по-голямата част от изследваните елементи в колекторите със Sphagnum<br />
girgensohnii установихме по-ниски концентрации, само при As и Mn те бяха значително<br />
по-високи (2,5 пъти) в сравнение със съответните нива в други урбанизирани райони<br />
като гр. Белград (Aničić et al., 2009) и гр. София (Culicov & Yurukova, 2006).<br />
Клъстерният анализ показа, че съществува зависимост между Cr, Fe, V, както и<br />
между Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, като подобно групиране бе установено и при пасивния<br />
биомониторинг с дървесни видове (Фиг. 7).<br />
Фиг. 7. Клъстер-анализ на база концентрации на изследваните елементи в колекторите<br />
със Sphagnum girgensohnii след експозиция от 30, 90 и 150 дни
Това би могло да се обясни с проявата на синергистични взаимодействия между тези<br />
елементи, както и с наличие на общ произход, вероятно свързан с автомобилния<br />
транспорт.<br />
При активния мониторинг с колектори с Pseudevernia furfuracea установихме, че<br />
макроелементите K, P и S с удължаване периода на експозиция на атмосферно<br />
въздействие достоверно понижават концентрациите си в сравнение с контролната<br />
проба. През периода на нашето изследване елементите Al, Cu, Ni, U и Zn достоверно<br />
увеличиха концентрациите си в колекторите с увеличаването на времето на експозиция<br />
в сравнение с контролата (Фиг. 8).<br />
Установените от нас нива на Cu и Zn са значително по-високи (2-4 пъти) в сравнение<br />
със стойностите в други урбанизирани райони, като например гр. София (Culicov &<br />
Yurukova, 2006) и гр. Ацера, Италия (Basile et al., 2008).<br />
Тези данни съвпадат само до известна степен с резултатите от бриофитния вид<br />
(Sphagnum girgensohnii), който също използвахме при активния биомониторинг.<br />
Подобни на установените от нас различия в способността на мъхове и лихенизирани<br />
гъби да акумулират елементи, както и специфичните им предпочитания към някои от<br />
тях, са съобщени и от други автори (Culicov & Yurukova, 2006; Giordano et al., 2009).<br />
Концентрация, mg kg -1<br />
10000<br />
1000<br />
100<br />
10<br />
1<br />
0.1<br />
0.01<br />
K S P Fe Al Na Zn Pb Cu V Cr Ni Cd U<br />
Контрола 30 дни 90 дни 150 дни SD<br />
Фиг. 8. Съдържание на Al, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Na, Ni, P, Pb, S, U, V и Zn (mg kg -1 сухо<br />
тегло) в колектори с Pseudevernia furfuracea след съответния период на експозиция<br />
При клъстерния анализ Al, V, Pb, Cr, Fe и Hg се отделиха от останалите елементи,<br />
които допълнително се подразделиха на по-малки групички. Голяма близост бе<br />
установена и между макроелементите K, P и S (Фиг. 9).
Фиг. 9. Клъстер-анализ на база концентрации на изследваните елементи в колекторите<br />
с Pseudevernia furfuracea след експозиция от 30, 90 и 150 дни<br />
В заключение от проведения активен фитомониторинг с мъхове и лихенизирани<br />
гъби, на база получените резултати за биоакумулацията на анализираните елементи, по<br />
степен на замърсяване изследваните четири зони на гр. Пловдив могат да се подредят в<br />
следния низходящ ред: Зона 3 > Зона 4 > Зона 1, Зона 6.<br />
Клъстер-анализът показа сходно групиране на зоните при активния<br />
фитомониторинг въз основа на установените количества на елементите в колекторите:<br />
най-голяма близост между Зона 1 (ИЗК „Марица“) и Зона 6 (ЖК „Смирненски“),<br />
следвана от Зона 4 (Бул. „Руски“) и накрая Зона 3 (ЖП гара „Тракия“) (Фиг. 10).<br />
Фиг. 10. Клъстер-анализ на база концентрации на елементите в отделните зони при<br />
активния биомониторинг
Тези резултати са в синхрон с установеното разпределение на изследваните<br />
елементи по зони при използването на биоиндикаторните дървесни и тревисти видове<br />
при проведения пасивен биомониторинг.<br />
Фотосинтетични пигменти<br />
Според редица автори (Илькун, 1978; Македонска & Славова, 1981; Гетко, 1989;<br />
Singh & Mishra, 1988) количеството на пигментите в растенията също може да бъде<br />
използвано при биомониторинг на атмосферното замърсяване, тъй като промените в<br />
пигментното съдържание са сред първите признаци за въздействието на замърсителите<br />
върху растенията. Имайки предвид изключително голямата роля на хлорофила за<br />
осъществяването на фотосинтезата си поставихме за цел да проверим до каква степен<br />
неговата концентрация е повлияна от антропогенното натоварване, като по този начин<br />
потвърдим или отхвърлим посочените хипотези.<br />
Анализът на пигментното съдържание в изследваните листа от покритосеменни<br />
растения показа значителни различия между отделните видове, зони за пробосъбиране<br />
и сезони.<br />
На база концентрацията на хлорофил a и b в листата изследваните широколистни<br />
дървета могат да бъдат подредени в следния низходящ ред: Acer platanoides > Aesculus<br />
hippocastanum > Betula pendula.<br />
При изследваните тревисти видове този ред изглежда по следния начин: Taraxacum<br />
officinale (complex) > Plantago lanceolata > Capsella bursa-pastoris.<br />
При анализа на концентрациите на хлорофил a и b в листните проби от изследваните<br />
растителни видове бяха установени следните тенденции:<br />
1) Понижаване на концентрациите на хлорофила в листата от широколистните<br />
дървета към края на вегетацията, с изключение на Acer platanoides в Зона 6 и Зона 8;<br />
Betula pendula в Зона 4, Зона 1 и Зона 8. (Фиг. 11);<br />
2) По-значително намаляване количеството на хлорофил b от това на хлорофил a в<br />
листата от широколистните дървета към края на вегетацията (Фиг. 12);<br />
3) По-високи стойности (до 2 пъти) на съотношението хлорофил a/b при<br />
тревистите в сравнение с изследваните дървесни видове: 1,3 при Acer platanoides, 1,9<br />
при Betula pendula, 2,3 при Aesculus hippocastanum, 2,36 при Taraxacum officinale, 2,46<br />
при Plantago lanceolata, 2,75 при Capsella bursa-pastoris,.<br />
4) Нарастване на съотношението хлорофил a/b през есента при 73% от<br />
анализираните листни проби от дървесните видове (Фиг. 13).
Концентрация, mg g -1<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 4 Зона 5 Зона 6 Зона 7 Зона 8<br />
A. platanoides, пролет A. platanoides, есен A. hippocastanum, пролет<br />
A. hippocastanum, есен B. pendula, пролет B. pendula, есен<br />
Фиг. 11. Съдържание на общ хлорофил в изследваните дървесни видове (mg g -1 св.т.)<br />
Концентрация, mg g -1<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
Acer platanoides<br />
Aesculus<br />
hippocastanum<br />
Betula pendula<br />
Хлорофил a, пролет Хлорофил a, есен Хлорофил b, пролет Хлорофил b, есен<br />
Фиг. 12. Съдържание на хлорофил a и хлорофил b в листа от изследваните дървесни<br />
видове през пролетния и есенния сезон на 2010 г. (mg g -1 св.т.)<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 4 Зона 5 Зона 6 Зона 7 Зона 8<br />
A. platanoides, пролет A. platanoides, есен A. hippocastanum, пролет<br />
A. hippocastanum, есен B. pendula, пролет B. pendula, есен<br />
Фиг. 13. Динамика в съотношението хлорофил a/b при изследваните дървесни видове
По принцип, спад в стойностите на този параметър е типичен за есенния сезон, но<br />
тези резултати биха могли да се обяснят с механизма за подтискане на хлорофилното<br />
съдържание, едновременно с превръщането на хлорофил b в хлорофил a при<br />
деградацията на пигментите (Fang et al., 1998).<br />
Резултатите за съотношението хлорофил a/b сочат, че то е най-ниско в пробите от м.<br />
юни, което може да се обясни с наличието на по-големи количества новосинтезиран,<br />
слабо свързан с пигмент-белтъчния комплекс хлорофил a. Тази лабилна форма е поподатлива<br />
на екстремални въздействия и се разрушава по-лесно от хлорофил b. С<br />
настъпването на физиологичната зрялост на листата, количеството на здраво свързания<br />
хлорофил a се увеличава, което се отразява и върху съотношението хлорофил a/b.<br />
Установените в нашето изследване по-ниски стойности на съотношението между<br />
двата вида хлорофил в началните месеци и тяхната динамика могат да се свържат и с<br />
изказаните от Душкова & Нинова (1977), Malhotra (1977), Rao (1977), Grill et al. (1981)<br />
становища, че промените в хлорофилното съдържание характеризират устойчивостта и<br />
степента на адаптация на растенията към постоянно и/или високо ниво на атмосферно<br />
замърсяване в средата.<br />
Извършеният клъстер анализ на база пигментно съдържание в изследваните листни<br />
проби от всички биомонитори при пасивния фитомониторинг показа отделянето на<br />
Зона 1 от останалите, които допълнително бяха подразделени в две групи: Зона 2, Зона<br />
3 и Зона 7, от една страна, и Зона 4, Зона 5, Зона 6 и Зона 8, от втора (Фиг. 14).<br />
Фиг. 14. Клъстер-анализ на база концентрацията на хлорофил в отделните зони<br />
Посоченото групиране на зоните на база съдържание на хлорофил в листата от<br />
изследваните дървесни и тревисти видове съвпада с групирането, което установихме на
база биоакумулацията на химични елементи в същите листни проби. Това вероятно се<br />
дължи на повишеното количество на тези елементи, механизмите на физиологичното<br />
им действие и границите на адаптивни възможности на изследваните растителни<br />
видове.<br />
Поради факта, че в последно време в научната литература все повече се обръща<br />
внимание на концентрацията на каротиноидите в листата и в много случаи се<br />
препоръчват като по-надежден критерий за целите на биомониторинга, то от 2012 год.<br />
ние започнахме да изследваме и тяхното количество. Тъй като това са първични данни,<br />
и то в началото на вегетацията на растенията, а същевременно от тези проби все още<br />
нямаме данни за биоакумулацията на елементи, то не бихме се наели да направим<br />
категорични заключения относно възможностите и ефективността на този показател в<br />
подобен род изследвания.<br />
Три от изследваните видове (Acer platanoides, Plantago lanceolata и Capsella bursapastoris)<br />
показаха тенденция към повишаване концентрацията на каротиноидите с<br />
повишаването на степента на антропогенния натиск. При Aesculus hippocastanum и<br />
Taraxacum officinale тенденцията би могла да се определи като противоположна, а при<br />
Betula pendula не бе установена зависимост. Измерените нива на каротиноидни<br />
пигменти в листата на изследваните дървесни видове през м. юни 2012 г. показаха<br />
понижаване при Aesculus hippocastanum и Acer platanoides и повишаване при Betula<br />
pendula (особено в по-силно повлияните зони) в сравнение с пробите от м. април<br />
същата година (Фиг. 15).<br />
Концентрация, mg g -1<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
0<br />
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 4 Зона 5 Зона 6 Зона 7<br />
A. platanoides април A. platanoides юни A. hippocastanum април<br />
A. hippocastanum юни B. pendula април B. pendula юни<br />
Фиг. 15. Концентрации на каротиноиди в изследваните дървесни видове (mg g -1 св.т.)
При анализа на пигментното съдържание включихме и съотношението между зелени<br />
и оранжеви пигменти (Фиг. 16). По-високо съотношение между общ хлорофил и<br />
каротиноиди при изследваните дървесни видове установихме в по-силно антропогенно<br />
повлияните зони: през м. април в листата от Acer platanoides (2,4 в Зона 4), а през м.<br />
юни - от Aesculus hippocastanum (4,6 в Зона 5).<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
Зона 1 Зона 2 Зона 3 Зона 4 Зона 5 Зона 6 Зона 7<br />
A. platanoides април A. platanoides юни A. hippocastanum април<br />
A. hippocastanum юни B. pendula април B. pendula юни<br />
Фиг. 16. Съотношение между съдържание на общ хлорофил и каротиноиди в<br />
изследваните дървесни видове<br />
От трите тревисти вида, по-високи стойности установихме в по-силно замърсените<br />
зони при Taraxacum officinale (в Зона 3, Зона 2, Зона 5 и Зона 4 съотношението бе над 2,<br />
а в Зона 6, Зона 7 и Зона 1 – около 1,9) и Plantago lanceolata (в Зона 4 и Зона 3<br />
съотношението бе над 2,3, а в останалите – около 2,2). При Capsella bursa-pastoris пониски<br />
стойности бяха отчетени при по-висока степен на замърсяване (в Зона 3 и Зона 4<br />
съотношението бе 1,91 и около 2 в останалите изследвани зони).<br />
Съотношението между количествата на хлорофилите и каротиноидите при нормални<br />
условия има стойности в рамките на 4,2-5 при светлолюбиви и 5,5-7 при сенколюбиви<br />
растения (Lichtenthaler, 1982). Измерените в хода на нашето изследване стойности през<br />
м. април 2012 г. са около 2 пъти по-ниски от горепосочените, което може да се дължи<br />
както на влиянието на урбанизираната среда, така и на някои физиологични процеси,<br />
характерни за началото на вегетацията на растенията. През м. юни в листата от Acer<br />
platanoides и Aesculus hippocastanum съотношението между фотосинтетичните<br />
пигменти достигна до 4, но при Betula pendula стойностите останаха около 2. Този<br />
резултат може да се свърже с установените от нас по-високи биоакумулационни<br />
способности на този вид в сравнение с другите два,които сме изследвали.
Пчелен мед<br />
Някои автори (Latorre et al., 1999; Przybylowski & Wilczynska, 2001; Hernandez et al.,<br />
2005; Staniškienė et al., 2006) посочват пчелния мед като възможен биомонитор на<br />
състоянието на околната среда. Тъй като пчелите обикновено прелитат разстояние от<br />
около 4 km в радиус от кошера им, те покриват площ от порядъка на 50 km 2 , при което<br />
влизат в контакт не само с въздуха, но също и с почвата и водата, следователно<br />
концентрациите на химични елементи (най-вече тежки метали) в меда ще отразяват<br />
съответните им количества в целия регион (Tong et al., 1975; Höffel, 1982; Altmann,<br />
1983, Bromenshenk et al., 1985; Bogdanov et al., 1986; Lebedev & Murashova, 2004;<br />
Ioannidou et al., 2004).<br />
При анализа на пробите от пчелен мед (събрани от 5 зони на територията на гр.<br />
Пловдив и 4 в близост до града) установихме, че количеството на изследваните макрои<br />
микроелементи намалява в следния ред: K > Ca > P > S > Mg > Na > Fe > Zn > Ni > Al<br />
> Pb > Cu > Sr > Mn > As > Cr > V, Co, Cd. Данните от това предварително проучване на<br />
пчелния мед в района на Пловдив показаха приблизително ниско съдържание на тежки<br />
метали и токсични елементи, което предполага че консумацията на произведен в<br />
района на проучването пчелен мед не предполага опасност за човешкото здраве.<br />
6. ИЗВОДИ<br />
6.1. Пасивен мониторинг<br />
1) Видовете Acer platanoides, Aesculus hippocastanum и Betula pendula могат<br />
успешно да се използват при фитомониторинг на атмосферно замърсяване в градска<br />
среда, като от тях по-добри биоакумулативни способности показва Betula pendula.<br />
2) Видовете Capsella bursa-pastoris, Plantago lanceolata и Taraxacum<br />
officinale могат успешно да намерят приложение при фитомониторинг на атмосферно<br />
замърсяване в градска среда, а Taraxacum officinale (complex) бе потвърден като един от<br />
най-подходящите за тази цел.<br />
3) Като основни замърсители в изследваните зони на гр. Пловдив могат да<br />
бъдат посочени следните елементи: Cd, Cr, Fe, Mn, Pb, V и Zn.<br />
4) В Зона 3 (ЖП гара „Тракия“), Зона 4 (Бул. „Руски“) и Зона 5 (ПЗ<br />
„Бунарджик“) установихме най-висока степен на антропогенно натоварване по
отношение замърсяване на атмосферния въздух, а в Зона 6 (ЖК „Смирненски“) и Зона 7<br />
(Парк „Отдих и култура“) - най-ниско.<br />
6.2. Активен мониторинг<br />
1) Видовете Sphagnum girgensohnii и Pseudevernia furfuracea бяха<br />
потвърдени като ефективни биомонитори за провеждане на активен мониторинг на<br />
атмосферното замърсяване в градски райони.<br />
2) Тридесетдневния период от време за експозиция на колекторите е<br />
оптимален при провеждане на активен мониторинг със Sphagnum girgensohnii и<br />
Pseudevernia furfuracea.<br />
3) Зона 3 (ЖП гара „Тракия“) и Зона 4 (Бул. „Руски“) бяха потвърдени при<br />
активния мониторинг като най-силно антропогенно повлияни и с влошено качество на<br />
въздуха.<br />
6.3. Пигменти<br />
1) Хлорофилът и каротиноидите могат да се използват успешно като<br />
биоиндикатори при изследване на атмосферно замърсяване.<br />
2) Поради неспецифичността в пигментната реакция към различен тип<br />
въздействия, бихме препоръчали да не се прилагат самостоятелно, а в комбинация с<br />
други параметри (морфологични, биохимични, физиологични) за целите на<br />
фитомониторинга.<br />
6.4. Изследваният пчелен мед от района на гр. Пловдив като цяло показа ниско<br />
съдържание на тежки метали и токсични елементи.<br />
6.5. Атмосферният въздух в гр. Пловдив е с влошени качества, по-силно<br />
изразени в централната градска част и в зоните, разположени в посока изток и югоизток<br />
от нея.<br />
6.6. Водеща роля за замърсяването в гр. Пловдив имат емисиите от<br />
автомобилния транспорт и битовата дейност, а по-малка – индустриалните източници.<br />
6.7. Разпределението на типа замърсяване на атмосферния въздух в гр. Пловдив<br />
е сравнително хомогенно. Не могат да бъдат посочени ясно изразени точкови и<br />
линейни източници на замърсяване.<br />
6.8. Паралелното прилагане на методите на пасивния и активния<br />
биомониторинг, съчетани с допълнителни екофизиологични параметри, предполага<br />
обезпечаването на достатъчно надеждни данни за извършване на комплексна оценка на<br />
атмосферното замърсяване в градска среда
7. ПРИНОСИ<br />
7.1. Научни<br />
7.1.1. С оригинален характер<br />
1) Паралелно е проведен пасивен и активен биомониторинг на атмосферното<br />
замърсяване в градска среда, при което са използвани едновременно седем вида висши<br />
растения.<br />
2) Съвместно са приложени методи за използване на организми от различни<br />
систематични групи (лихенизирани гъби, мъхове, тревисти растения, дървесни видове)<br />
като биомонитори на атмосферно замърсяване.<br />
3) Съвместно са използвани различни екофизиологични параметри за целите на<br />
биомониторинга и оценка на атмосферно замърсяване в градска среда.<br />
4) Приложен е урбанистичният градиент за целите на биомониторинга на<br />
атмосферно замърсяване.<br />
5) Чрез проведения комплексен фитомониторинг е посочена водещата роля на<br />
фактори като автомобилен транспорт, стопанска и битова дейност, за влошаване<br />
качеството на атмосферния въздух в урбанизирана среда, в сравнение с емисиите от<br />
индустриални източници.<br />
6) Пчелният мед е използван като биомонитор за оценка на атмосферното<br />
замърсяване.<br />
7.1.2. С потвърдителен характер<br />
7) Betula pendula е посочена като по-добър биоакумулатор за Cr, Ni, S и Zn.<br />
8) Taraxacum officinale (complex) е доказан като ефективен биомонитор за<br />
тежки метали и токсични елементи.<br />
9) Sphagnum girgensohnii е посочен като по-подходящ за целите на<br />
биомониторинга в сравнение с Pseudevernia furfuracea.<br />
10) Фотосинтетичните пигменти могат да се използват за целите на<br />
биомониторинга на атмосферно замърсяване.<br />
7.2. Научно-приложни<br />
11) Посочени са преимуществата на биомониторинга при осъществяването на<br />
системни наблюдения с цел оценка на състоянието и прогноза за възможните<br />
изменения в компонентите на околната среда.<br />
12) Представена е методична база за провеждане на пасивен и активен<br />
фитомониторинг на атмосферно замърсяване в градска среда.
13) За гр. Пловдив са посочени основните замърсители на атмосферния въздух и<br />
разпределението им по зони на база съдържание на 26 химични елемента в изследвани<br />
растителни биомонитори.<br />
14) Характерът на атмосферно замърсяване на гр. Пловдив не може да се свърже<br />
с конкретни точкови и линейни източници на замърсяване.<br />
15) При оценка на атмосферното замърсяване в градска среда трябва да се взима<br />
под внимание и проявата на каньон-стрийт ефекта.<br />
ПРЕПОРЪКИ<br />
към държавни институции и фирми:<br />
1) Паралелно прилагане на методите на пасивния и активния биомониторинг,<br />
за получаване на достатъчно надеждни данни за извършване на комплексна оценка на<br />
атмосферното замърсяване в град Пловдив.<br />
2) Провеждане на целогодишен регулярен активен фитомониторинг в град<br />
Пловдив с колектори с вида Sphagnum girgensohnii.<br />
3) Приоритетно провеждане на биомониторинг в централната градска част и<br />
натоварените транспортни артерии в нея.<br />
4) Преимуществено залесяване с видове от род Betula за озеленяване около<br />
райони с интензивен трафик, стопанска и битова дейност.<br />
5) Използване на методологичната разработка при съставянето на моделни<br />
програми за оценка на качеството на атмосферния въздух.<br />
6) Изследваните тревисти видове (Capsella bursa-pastoris, Plantago lanceolata и<br />
Taraxacum officinale) да не се събират от територията на гр. Пловдив, когато се<br />
прилагат за фитотерапевтични цели.
ПУБЛИКАЦИИ<br />
във връзка с темата на дисертационния труд:<br />
1. Yurukova L., S. Petrova, N. Shopova. 2010. Inorganic characteristics of polyfloral<br />
honey in Plovdiv (Bulgaria) – Biotechnology & Biotechnological Equipment, 24 (2): 284-288<br />
2. Petrova S. 2011. Biomonitoring study of air pollution with Betula pendula Roth.,<br />
Plovdiv (Bulgaria) – Ecologia Balkanica, 3(1): 1-10.<br />
3. Petrova S., L. Yurukova. 2011. Preliminary results of chlorophyll content as a<br />
biomarker of tree tolerance to urban environment (Plovdiv, Bulgaria) – IV International<br />
Conference of Young Scientist 2011, Scientific Researches of the Union of Scientists in<br />
Bulgaria – Plovdiv, Series B. Natural Sciences and the Humanities, vol. XIII: 128-132.<br />
УЧАСТИЯ<br />
в научни конференция с материали по темата на дисертационния труд:<br />
1. ICP-Vegetation 24-th Task Force Meeting (Switzerland). Yurukova L., S. Petrova.<br />
2011. Use of mosses in an urban area, Bulgaria –Book of abstracts: 57<br />
2. Seminar of ecology 2011, Union of Scientists in Bulgaria. Petrova S., L. Yurukova.<br />
2011. Lichen-bags as a biomonitoring technique in an urban area, Plovdiv (Bulgaria) –<br />
.Proceedings and Abstracts: 72-73.<br />
3. 9-th Chemistry Conference and Workshop “Trace Components Analysis in Foods” –<br />
Plovdiv, 14-16 October 2011. E. Varbanova, V. Stefanova, D. Georgieva, Kr. Ivanov, S.<br />
Petrova, L. Yurukova. Simultaneous dtermination of P, S, K, other essential and trace<br />
elements in plant and soil samples by ICP-MS. Book of abstracts – 28.