Сердюк С. М. Екологічна оцінка забруднення важкими металами урбанізованих територій Дніпропетровсько-Дніпродзержинської агломерації. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Дніпропетровський національний університет, Дніпропетровськ, 2004.
Проведена екологічна оцінка ступеня забруднення важкими металами ґрунтів, снігового покриву, хвойної деревної рослинності на території Дніпропетровсько-Дніпродзержинської агломерації. Складено картосхеми геохімічних ореолів розповсюдження важких металів. Визначено індивідуальні особливості щодо накопичення важких металів інтродукованими хвойними деревними рослинами. Проведено детальний аналіз специфіки сезонного акумулювання важких металів у процесі старіння хвої ялини звичайної (Picea abies (L.) Н. Karst), сосни звичайної (PinussylvestrisL.),сосни кримської (PinuspallasianaD. Don.) та біоти східної (Platycladus orientalis (L.) Franco). Розроблена високоточна математична модель розповсюдження важких металів в атмосферному повітрі від стаціонарного джерела забруднення.
В умовах різного за характером та інтенсивністю антропогенного впливу зростання вмісту важких металів у природних компонентах збільшується в наступному порядку: рекреаційна зона «спального» району селітебна зона «спального» району рекреаційна зона промислово розвинутого району селітебна зона промислово розвинутого району промислова зона.
Запропонована оцінка ступеня забруднення важкими металами природних депонуючих компонентів (ґрунтів, снігового покриву, хвойної деревної рослинності) території Дніпропетровсько-Дніпродзержинської агломерації.
Длятериторії Дніпропетровського мегаполіса (загальна площа становить 39,68 тис. га, територія дослідження – 19,25 тис. га) визначені
для ґрунтів зона дуже сильного забруднення – 2,2 тис. га, зона сильного забруднення – 10 тис. га, зона середнього забруднення – 7,05 тис. га, умовно чиста зона відсутня;
для снігового покриву – зона середнього забруднення (0,12 тис. га), зона слабкого забруднення (8,33 тис. га), умовно чиста зона (10,8 тис. га), при цьому зони дуже сильного і сильного забруднення снігового покриву відсутні.
Установлено, що сформовані техногенні ореоли забруднення, як снігового, так і ґрунтового покривів, характеризуються складною будовою і просторовою локалізацією. Аномалії важких металів у даних поверхневих утвореннях поліелементні за складом і характеризуються асинхронно проявленими типами високих концентрацій окремих елементів, що пов'язано з технологічними особливостями промислових виробництв і метеорологічною ситуацією. При цьому вони охоплюють різні функціональні зони досліджуваної урбоекосистеми.
Проведений аналіз проб снігу, ґрунтів і надземних органів хвойної деревної рослинності, відібраних узгоджено, показав, що як в абіотичних, так і в біогенних компонентах м. Дніпропетровська максимальний вміст заліза і марганцю відзначено на території металургійного заводу ім. Петровського, трубопрокатних заводів ім. Леніна та ім. К. Лібкнехта; міді – у межах трубопрокатних заводів ім. Леніна та ім. К. Лібкнехта, приладобудівного заводу; цинку – на території трубопрокатного заводу ім. К. Лібкнехта, лакофарбового заводу ім. Ломоносова; нікелю – в межах металургійного заводу ім.Петровського; свинцю – на території трубопрокатного заводу ім. К. Лібкнехта і металургійного заводу ім. Петровського; кадмію – у межах заводів «Дніпропрес» і «Дніпрошина».
На території м. Дніпродзержинська максимальний вміст заліза, марганцю, міді, цинку, нікелю, свинцю відзначено в пробах з території Дніпровського металургійного комбінату, кадмію – з Баглійського коксохімічного заводу.
У ґрунтовому покриві м. Дніпропетровська локальні перевищення гранично допустимих концентрацій становлять для Cu – 98,5 рази; Zn – 50,0; Ni – 73,1; Pb – 9,7; Cd – 19,1 рази.
У ґрунтовому покриві м. Дніпродзержинська максимальний вміст Mn перевищує гранично допустимий в 3,2 рази; Cu – 98,5; Zn – 54,4; Ni – 82,4; Pb – 9,9; Cd – 8,0 рази.
Максимальний вміст Mn у ґрунтовому покриві території м.Дніпродзержинська перевищує його вміст у ґрунтовому покриві м.Дніпропетровська в 3,0 рази; Zn– 1,1; Ni – 1,2 рази. Вміст Cu і Pb у ґрунтах на території підприємств як Дніпропетровська, так і Дніпродзержинська знаходиться на одному рівні. Ґрунтовий покрив у заводській зоні м. Дніпропетровська в 2,2 рази більше містить Cd, ніж на території промислових підприємств м. Дніпродзержинська.
У сніговому покриві території м. Дніпропетровська локальні перевищення гранично допустимих концентрацій для Fe складають 21,3 рази; Mn – 30,4; Cu – 33,0; Zn – 33,9; Ni – 22,3; Pb – 27,1 рази.
У межах м. Дніпродзержинська максимальний вміст у снігу Fe перевищує гранично допустимий в 27,7 рази; Mn – 44,5; Cu – 25,8; Zn – 37,2; Ni – 23,8; Pb – 32,7 рази.
Максимальний вміст Fe у сніговому покриві промислових підприємств м. Дніпродзержинська перевищує його вміст на території заводів м.Дніпропетровська в 1,3 рази; Mn – 1,5; Zn і Ni – 1,1; Pb – 1,2 рази. Протилежна ситуація спостерігається відносно Cu іCd:у сніговому покриві території підприємств м. Дніпропетровська міститься в 1,3 рази більше Cuта в 2,3 рази більше Cd,ніж у сніговому покриві заводів м. Дніпродзержинська.
У дворічній хвоїялини звичайної, що зростає на території промислових підприємств м. Дніпродзержинська, концентрація Znперевищує в 1,2 рази його вміст у дворічній хвої ялини звичайної, використаної при озелененні заводів м.Дніпропетровська. Вміст Cu, Ni і Cd у хвої з території заводів м.Дніпропетровська відповідно в 1,5; 1,25 та 1,7 рази більше, ніж на території промислових підприємств м. Дніпродзержинська. Вміст в пробах дворічної хвої Fe та Pb з території підприємств як Дніпропетровська, так і Дніпродзержинська знаходиться на одному рівні.
Складена автором серія картосхем відображає ступінь забруднення важкими металами снігового, ґрунтового покривів, хвойної деревної рослинності території м. Дніпропетровська та м. Дніпродзержинська. Виявлені центри найбільш контрастних сніго- та ґрунтово-геохімічних, біогеохімічних аномалій віднесені до території найбільш агресивних промислових підприємств в аспекті забруднення середовища важкими металами. Техногенні ореоли з меншою інтенсивністю мають переважно широтне поширення. З віддаленням від центра аномалій комплексність і інтенсивність їх швидше знижується в підвітряному просторі, ніж у навітряному, відповідно до рози вітрів території дослідження.
Виявлено екологічні особливості поглинання металів інтродукованими хвойними деревними породами.
Установлено можливість використання інтродукованих хвойних деревних порід у біоіндикації та режимних біомоніторингових дослідженнях забруднення важкими металами урбоекосистем. Індикаторним органом при діагностиці загального забруднення важкими металами урбанізованих територій як в умовно фонових, так і в деструктивних місцезростаннях виступає дворічна хвоя хвойних деревних порід.
Визначено специфіку сезонного акумулювання важких металів у процесі старіння хвої ялини звичайної,сосни звичайної, сосни кримської і біоти східної.
На основі математичної моделі Г. І. Марчука (1982) запропонована модифікована модель розповсюдження важких металів від стаціонарного джерела техногенної емісії в атмосфері.
Отримано рівняння прогнозу розповсюдження важких металів в атмосферному повітрі по 8 румбах у реальних фізико-географічних умовах території дослідження.
Публікації автора:
Сердюк С. М. Ялина звичайна (Pisea abies (L.) Karst) як біоіндикатор забруднення зовнішнього середовища важкими металами // Вісник Дніпропетр. ун-ту. Сер. Біологія. Екологія. – 2001. – Вип. 9, Т.2. – С.186–192.
Сердюк С. Н. Аккумулирование химических элементов интродуцированными породами деревьев в условиях экранирующего влияния высотных сооружений // Вісник Дніпропетр. ун-ту. Сер. Біологія. Екологія. – 2002. – Вип. 10, Т.2. – С.137 – 142.
Сердюк С. М. Особливості накопичення металів-полютантів хвойними породами дерев в умовах сильного антропотехногенного пресингу // Питання біоіндикації та екології: Зб. наук. пр. – Запоріжжя, 2002. – Вип. 7, №2–3. – С.26–32.
Пасечный Г. В., Сердюк С. Н. Биомониторинговые исследования экологического состояния урбанизированных территорий (на примере г. Днепродзержинска) // Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель: Міжвуз. зб. наук. пр. – Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. – Вип. 7 (32). – С.120–125.
Сердюк С. М. належать фактичні дані щодо біогенного накопичення важких металів надземними органами хвойних деревних порід та їх аналіз (80,0%).
Сердюк С. Н. Опыт зонирования почвенного покрова урбоэкосистемы по степени загрязнения тяжелыми металлами // Грунтознавство. – 2004. – Т. 5, №1-2. – С. 79–85.
Пасічний Г. В., Сердюк С. М. Динаміка важких металів в ґрунтовому покриві у зв’язку з техногенним забрудненням оточуючого середовища (на прикладі м.Дніпропетровська) // Екологія і природокористування: Наук. пр. Ін-ту проблем природокористування та екології НАН України. – Дніпропетровськ, 2002.– Вип. 4. – С. 111–117.
Сердюк С. М. проаналізовано специфіку акумулювання важких металів ґрунтами в умовах техногенного навантаження (75,0%).
Пасічний Г. В., Сердюк С. М. Геоекологічні моніторингові дослідження вмісту важких металів у ґрунтах техногенно змінених ландшафтів (на прикладі м.Дніпродзержинська) // Вісник Дніпропетр. ун-ту. Сер. Геологія. Географія. – 2002. – Вип. 4. – С.161 – 166.
Сердюк С. М. проаналізовано екологічну ситуацію в м. Дніпродзержинську щодо забруднення міських ґрунтів важкими металами (75,0%).
Мисюра А. Н., Бибик О.В., Товчигречко С. Н. Использование снежного покрова для индикации загрязнения природной среды тяжелыми металлами // Докл. 4-й Всерос. науч.-практ. конф. «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». – Санкт-Петербург, 1999. – С. 461.
Сердюк С. М. (Товчигречко С. Н.) належать фактичні дані вмісту важких металів у сніговому покриві (35,0%).
Сердюк С. Н., Рузина Е. Н., Волок О. Н. Влияние антропогенных факторов на содержание тяжелых металлов в почвах урбанизированных территорий // Наук. пр. конф. „Проблеми ландшафтного різноманіття України”. – Київ, 2000. – С.303–306.
Сердюк С. М. належать фактичні дані вмісту важких металів у ґрунтовому покриві та аналіз їх просторового поширення (50,0%).
Сердюк С. Н. Биогеохимический критерий оценки экологического состояния крупных урбоэкосистем // Матеріали Всеукр. конф. „Біорізноманіття природних і техногенних біотопів України”. – Донецьк, 2001. – Ч.1: Фізіологія, біохімія рослин і грибів. Флора і рослинність техногенно трансформованих територій. – С. 219–222.
Сердюк С. Н. Особенности аккумулирования микроэлементов хвоей Pinus sylvestris L. и Pinus pallasiana D. Don в условиях техногенеза // Тези доп. Міжнар. конф. „Екологія кризових регіонів України”. – Дніпропетровськ, 2001.– С. 93.
Сердюк С. Н. Биогеохимическая индикация экологического состояния урбанизированных ландшафтов // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Биосфера и человек». – Майкоп, 2001. – С. 394–396.
Сердюк С. Н. Влияние загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами на здоровье населения // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Биосфера и человек». – Майкоп, 2001. – С. 396–398.
Сердюк С. Н. Нормирование тяжелых металлов в снежном покрове // Тез. 5-й Пущинской конф. молодых ученых «Биология – наука 21го века». – Пущино, 2001. – С. 283.
Сердюк С. Н. Биогеохимия тяжелых металлов в условиях автотранспортных геосистем // Тезисы 5-ой Пущинской конф. молодых ученых «Биология – наука 21го века». – Пущино, 2001. – С. 284.
Сердюк С. М. Забруднення повітря важкими металами в умовах міської агломерації // Наук. пр. конф. „Регіональні екологічні проблеми”. – Київ, 2002. – С. 223–224.
Сердюк С. Н. Урбоэкосистема как техногенный субрегион биосферы // Матеріали наук. конф. „Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно-змінених територіях”. – Кривий Ріг, 2002. – С. 352–354.
Сердюк С. М. Грунтово-екологічні моніторингові дослідження промислових об’єктів м. Дніпродзержинська // Пр. Міжнар. наук. конф. „Екологічні проблеми довкілля та шляхи їх вирішення”. – Полтава, 2002. – С. 64–66.
Сердюк С. М., Пасічний Г. В. Грунтово-екологічні моніторингові дослідження техногенного забруднення важкими металами міського середовища (на прикладі м. Дніпропетровська) // Матеріали 1-ї Міжнар. конф. „Екологічний світогляд ХХІ віку” – Дніпропетровськ, 2002. – С. 58–61.
Сердюк С. М. належать фактичні дані вмісту важких металів у ґрунтовому покриві, аналіз джерел їх надходження у середовище та висновки (50,0%).
Пасечный Г. В., Сердюк С. Н. Мониторинг загрязнения городской среды тяжелыми металлами, содержащимися в промышленных выбросах (на примере г. Днепропетровска) // Матеріали молодіжної наук. конф. „Окружающая среда – ХХІ”. – Дніпропетровськ, 2002. – Ч. ІІ. – С. 87–89. – Рос.–Деп. в ДНТБ України 02.06.03 р., №77-Ук 2003.
Сердюк С. М. оцінено надходження важких металів у сніговий покрив урбоекосистеми від стаціонарних джерел емісії (40,0%).
Рубан В. И., Сердюк С. Н. Моделирование пространственного распространения тяжелых металлов от стационарного источника техногенной эмиссии // Материалы 1-й Междунар. геоэколог. конф. «Геоэкологические проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами» – Тула, 2003. – С.503–511.
Сердюк С. М. належать теоретичні основи створеної математичної моделі та її фактична реалізація (75,0%).