Анотація до роботи:

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.

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.

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=Y₀exp(CX)=0,25exp(X) (R²=0,604), яка може бути використана для прогнозу стану довкілля за показниками здоров'я населення у вигляді X=ln4Y 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.

Публікації автора:

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).