Анотація до роботи:

Клименко Т.К. Біоекологічні особливості розповсюдження важких металів в урбосистемах промислового Дніпродзержинська. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Дніпропетровський національний університет Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2007.

Досліджено біоекологічні особливості розподілу важких металів в урбосистемах м. Дніпродзержинська. Проведено вивчення особливостей компонентів урбосистем різного функціонального призначення: властивостей ґрунтів, особливостей формування рослинного покриву. Досліджено вміст важких металів в поверхневому шарі ґрунтів міста та їх внутрішньопрофільний розподіл, визначено вплив властивостей ґрунтів на просторову неоднорідність вмісту в них важких металів. Проведено оцінку рівнів забруднення ґрунтів урбосистем важкими металами з використанням різних методичних підходів, визначено склад і структуру геохімічних аномалій у ґрунтах, а також джерела їх виникнення, визначено буферну здатність ґрунтів у відношенні до забруднень їх важкими металами. Проведено оцінку рівнів забруднення рослин видів Taraxacum officinale та Poa angustifolia важкими металами, визначено особливості процесу розподілу металів у системі „ґрунт – рослина”, досліджено можливість використання рослин виду Taraxacum officinale в якості індикаторів забруднення ґрунтів важкими металами і толерантність рослин виду Poa angustifolia до забруднення ґрунтів цими полютантами. Проведено класифікацію ґрунтів і урбосистем м. Дніпродзержинська за рівнем забруднення їх компонентів важкими металами і за буферною здатністю ґрунтів.

1. Ґрунтовий покрив м. Дніпродзержинська набув значних перетворень: переважно всі досліджувані ґрунти характеризуються низьким вмістом гумусу, лужною і слабко-лужною реакцією, підвищеною щільністю, середнім ступенем карбонатності. В правобережній частині міста ґрунти за гранулометричним складом переважно суглинисті, в лівобережній – піщані і супіщані. Встановлено, що більш високою буферною здатністю у відношенні до забруднень важкими металами характеризуються ґрунти Східної зони, дещо нижчою – Центральної і Західної, низькою буферною здатністю характеризуються ґрунти Лівобережної зони.

2. Встановлено, що за абсолютним вмістом у ґрунтах міста важкі метали розташовуються у такий ряд: Fe > Mn > Zn > Pb > Cu > Ni > Cd. Максимальний вміст валових, рухомих і доступних для рослин форм ВМ визначено в ґрунтах Східної і Центральної зон міста, мінімальний – в ґрунтах Лівобережної зони міста. Просторова неоднорідність вмісту важких металів в ґрунтах м. Дніпродзержинська обумовлена особливостями розташування промислових об’єктів, потужністю і складом їх атмосферних викидів, геоморфологічними особливостями території міста, відмінностями ґрунтових властивостей і природою самих металів. Найбільша варіабельність вмісту притаманна вмісту валових форм Cu, Zn і Pb, рухомих форм Cu, Zn і Cd.

3. Встановлено, що на розподіл валових форм важких металів впливають вміст валового заліза, карбонатів, фізичної глини, а також кислотно-лужні умови. На розподіл рухомих форм впливають їх валовий вміст, вміст валового заліза, карбонатів і кислотно-лужні умови. Характер розподілу важких металів у профілі ґрунтів залежить від напрямку та інтенсивності їх механічних перетворень, а також від гранулометричного складу ґрунтів. Підвищені кількості всіх досліджуваних металів було виявлено у верхніх корененасичених горизонтах ґрунтів.

4. В ґрунтах м. Дніпродзержинська виявлено концентрації валових і рухомих форм Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cd і Fe, які перевищували фонові. В промислових, залізничних транспортних і складській урбосистемах було зафіксовано перевищення вмісту у ґрунтах валових і рухомих форм Cu, Zn, Ni, Pb та Cd відносно фону на один порядок. В ґрунтах урбосистем в Лівобережній зоні виявлено від’ємні аномалії валових і рухомих форм Mn, Cu, Ni, Pb та Cd.

5. Встановлено, що найбільшим рівнем забруднення (надзвичайно сильним) характеризуються ґрунти промислової урбосистеми на території Дніпровського металургійного комбінату (СПЗ = 153), мінімальним – ґрунти рекреаційних і селитебної урбосистем в Лівобережній зоні (СПЗ < 3). Надзвичайно сильним рівнем активного забруднення характеризуються ґрунти промислових урбосистем на території металургійного комбінату (Z_а=190,2) і ЗАТ „Метиз” (Z_а=160,7) в Центральній зоні, а також залізничної транспортної урбосистеми (Z_а=173,7) в Східній зоні міста.

6. Встановлено, що буферні властивості ґрунтів впливають на співвідношення у ґрунтах валових і рухомих форм Mn, Cu, Zn, Pb та Fe. Запропоновано для порівняльної оцінки рівня забруднення ґрунтів в межах міста використовувати інтегральний показник забруднення, який враховує буферні властивості ґрунтів. Інтегральний показник забруднення ґрунтів дає змогу виявити реальне забруднення ґрунтів, особливо з низькою буферною здатністю. Показано, що в якості критерію оцінки забруднення міддю, цинком, свинцем та кадмієм ґрунтів, які не зазнають істотних механічних втручань, можна використовувати значення елювіально-акумулятивного коефіцієнту.

7. Визначено вміст і розподіл важких металів в трав’янистих рослинах видів Taraxacum officinale і Poa angustifolia, які є найбільш поширеними в урбосистемах м. Дніпродзержинська. Ряди накопичення металів рослинами мають вигляд: Fe > Mn > Zn > Cu = Pb > Ni = Cd (Taraxacum officinale), Fe > Mn > Zn > Cu > Pb > Ni > Cd (Poa angustifolia). Кульбаба лікарська накопичує порівняно більші кількості Pb та Cd. Виявлено відносно більшу варіабельність вмісту важких металів у кульбабі лікарській, ніж у тонконозі вузьколистому. Встановлено, що тіснота кореляції між вмістом цих металів у рослинах і ґрунті більше виражена у кульбабі лікарській.

8. Максимальний рівень забруднення важкими металами кульбаби лікарської виявлено в промисловій урбосистемі на території Дніпровського меткомбінату в Центральній зоні та в залізничній транспортній урбосистемі в Східній зоні міста. Забруднення тонконогу вузьколистого не перевищувало середнього рівня. Мінімальним рівнем забруднення важкими металами рослин обох видів характеризуються урбосистеми в Лівобережній зоні. Показано, що рослини виду Taraxacum officinale можна використовувати в якості індикаторів у пасивному моніторингу забруднення міського середовищаважкими металами.

9. Встановлено, що провідними факторами, які впливають на розподіл металів у ґрунтах промислових і транспортних урбосистем, є антропогенні, селитебних і рекреаційних – природні. Найбільшим вмістом важких металів у ґрунтах і рослинах характеризуються промислові, залізничні транспортні і складська урбосистеми, найменшим – селитебні урбосистеми. Рівні забруднення рекреаційних урбосистем залежать від розташування їх на території міста. Запропоновано класифікацію урбосистем м. Дніпродзержинська за вмістом в ґрунтах важких металів, за рівнем забруднення рослин-індикаторів і за буферними властивостями ґрунтів.

10. Отримані результати можуть бути використані природоохоронними і санітарними службами м. Дніпродзержинська для підвищення ефективності моніторингових досліджень стану міського середовища, а також службами озеленення міста для покращення стану урбофітоценозів.

Публікації автора:

1. Клименко Т.К. Техногенез, як провідний фактор ґрунтоутворення в урболандшафтах (на прикладі м. Дніпродзержинська) // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. – Дніпропетровськ: ДДУ, 2001. – С. 164-169.

2. Клименко Т.К. Особливості розповсюдження важких металів в ґрунтах урбоекосистем Придніпровського регіону (на прикладі м.Дніпродзержинська). // Вісн. Дніпроп. ун-ту. Сер. Біологія, екологія. – 2004.- Вип. 12. № 1.– С. 72-75.

3. Цвєткова Н.М, Клименко Т.К., Журавльова А.В. Закономірності розповсюдження свинцю в ґрунтах урбоекосистем в умовах інтенсивних техногенних навантажень (на прикладі м.Дніпродзержинська) // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. – Дніпропетровськ: ДДУ, 2004. – С. 258–266. Сформульовано мету, зібрано і проаналізовано матеріал, зроблено висновки, оформлено роботу – 70 %.

4. Цвєткова Н.М., Клименко Т.К. Техногенні аномалії важких металів у ґрунтах урболандшафтів степового Придніпров'я (на прикладі м. Дніпродзержинська) // Ґрунтознавство. – 2005. – Т. 6, № 1-2. – С. 45–52. Сформульовано мету, проведено польові та лабораторні дослідження, зроблено висновки, оформлено роботу – 70 %.

5. Клименко Т.К., Михайліченко М.М. Особливості ґрунтів урбанізованих ландшафтів // Вісн. нац. техн. ун-ту „ХПІ”. Тематичн. вип. – 2004.- № 29. – С. 23-26. Сформульовано мету, зібрано матеріал, оформлено роботу – 90 %.

6. Сорокин Е.В., Клименко Т.К., Рябошапка С.И. Состояние воздушного бассейна г. Днепродзержинска // Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій: Мат. ІІІ Всеукр. наук.-метод. конф. Дніпродзержинськ, 2000. – С. 14-15. Сформульовано мету, зібрано матеріал, оформлено роботу – 80 %..

7. Клименко Т.К. Роль почвенных исследований в системе мониторинга состояния городской среды // Екологія кризових регіонів України: Тези доп. Міжнародн. конф., м. Дніпропетровськ, 2001. – С. 28.

8. Клименко Т.К., Цвєткова Н.М. Специфіка накопичення важких металів трав’янистою рослинністю промислового міста // Мат. ХІІ з’їзду Українського ботанічного товариства, Одеса, 2006. – С. 118. Сформульовано мету, проведено лабораторні дослідження, оформлено роботу – 85 %.

9. Клименко Т.К., Кармазіна В.В. Вплив ґрунтових властивостей на розподіл важких металів у ґрунтах міських екосистем // Мат. І Всеукр. з’їзду екологів, м. Вінниця, 2006. – С. 257. Сформульовано мету, проведено лабораторні дослідження, оформлено роботу – 80 %.

10. Клименко Т.К., Кармазіна В.В. Розподіл рухомих і потенційно-рухомих форм важких металів у ґрунтах урболандшафтів м. Дніпродзержинська // Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій: Мат. VІ Всеукр. наук.-метод. конф., м.Дніпродзержинськ, 2006. – С. 78-79. Сформульовано мету, проведено лабораторні дослідження, оформлено роботу – 80 %.

11. Клименко Т.К. Особливості розподілу важких металів в трав’янистій рослинності урболандшафтів м. Дніпродзержинська // Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій: Мат. VІ Всеукр. наук.-метод. конф. Дніпродзержинськ, 2006. – С. 80.