Мониторинг состояния атмосферы. Влияние дымо - газовых выбросов на живые системы. Руководитель проекта: Балабушевич Е. В Руководитель проекта: Балабушевич Е. В.

Актуальность ОПРЕДЕЛЕНА СЛЕДУЮЩИМИ АСПЕКТАМИ: Высокий уровень содержания сернистого газа в атмосфере планеты, в т.ч. в Новосибирске, за счет антропогенного влияния Способность сернистого газа усиливать токсичность других загрязнителей атмосферы, в.т.ч. действие табака Стабильно высокое количество курящих в России, в т.ч. детей и молодежи Исследования, проведенные в Новосибирске, показали, что уже в 6х классах средних школ курят больше 4% девочек, к 8 классу этот показатель достигает 13, 5 %, а по окончании школы – 28,2 %. По данным Российского Онкологического Научного центра, 19% мальчиков и 4% девочек в возрасте лет пытались курить, а среди летних школьников 35% мальчиков и 10% девочек сообщили, что будут курить.

Цель работы: Сравнительное изучение влияния дыма табака и сернистого газа на живые системы на примере комнатных растений.

Задачи работы: 1.Изучить влияние табака на комнатные растения 2.Изучить влияние двуокиси серы на комнатные растения 3.Провести сравнительный анализ влияния дымо-газовых выбросов на объекты и выявить индикационные признаки 4.Разработать способы пропаганды здорового образа жизни с использованием наглядных модельных экспериментов по влиянию табачного дыма на комнатные растения

Объекты исследования Мезофиты Традесканция белоцветковая (Tradescantia albiflora Kunth) Суккуленты (от лат. successio - сочный ) Каланхоэ (Kalanchое daigremontiana) Все виды растений являются типичными, наиболее часто встречающимися озеленителями помещений; они неприхотливы, не требуют особого ухода. В силу этого они представляют удобную модель для изучения характера ответных реакций растений в условиях абиотического стресса. Склерофиты Хлорофитум хохлатый (Chlorophytum comosum ariegatum)

Биологическая характеристика объектов исследования - хлорофитум Хлорофитум хохлатый (семейство лилейные)- травянистый многолетник с клубневидно утолщенными корнями. Родина - влажные тропические леса Южной Африки. Листья узкие, ланцетные, до см длиной и 1-2 см шириной, ярко-зеленые ( у формы variegatum листья имеют белые полоски по краям ), в густой прикорневой розетке. Цветки мелкие, зеленовато-белые, в кистевидных соцветиях, расположенных на длинных цветоносах, на которых развиваются также дочерние розетки листьев с воздушными корнями, способные к укоренению. Размножение семенами и отделением отпрысков.

Биологическая характеристика объектов исследования - традесканция Традесканция белоцветковая (семейство Коммелиновые ) - многолетнее растение с ползучим укореняющимся в узлах стеблем. Родина- Бразилия. Стебель округлый, сочный, темно-зеленый, голый. Листья чисто-зеленые, почти сидячие, заостренно-яйцевидные, до 5-7 см длиной и 2,5 см шириной. Цветки мелкие, белые, звездообразные в соцветиях-завитках. Цветет ранней весной, хорошо размножается самосевом, а также вегетативным способом - черенками от молодых побегов, высаженными в любой влажный субстрат или воду. Растение влаголюбивое и теневыносливое, к температурным условиям не требовательно.

Биологическая характеристика объектов исследования – каланхоэ Каланхоэ (семейство толстянковые) - многолетнее растение до см в длину с прямым неветвящимся, снизу древеснеющим стеблем. Родина - тропики Африки. Листья расположены попарно, черешковые, вытянутые, с сердцевидным основанием, край листа тупозубчатый. Между зубцами видны выводковые почки, из которых развиваются молодые растения. Экспериментальные растения были выращены искусственно в горшках, размножены вегетативным способом: традесканция - стеблевыми черенками, хлорофитум - дочерними розетками, каланхоэ - дочерними побегами.

Методы исследования Для проведения экспериментов использовали фумигационную камеру (модель окружающей среды). Камера представляла собой куб из плексиглаза с длиной ребра 0,91 м. Объем камеры - 0,75 м3. Камера снабжена съемной крышкой для удобства помещения исследуемых растений и вентилятором для равномерного распределения дымо-газовых выбросов внутри камеры.

Схема эксперимента

Проведённые эксперименты 1) Влияние различных концентраций двуокиси серы; 2) Влияние различных концентраций дыма табака; 3) Совместное влияние различных доз SO 2 и табачного дыма. ПДК (предельно допустимая концентрация) - максимальное содержание вредных веществ в единице объема воздуха, почвы или воды, которые при ежедневном воздействии в течении длительного времени на организм не вызывают в нем патологических изменений и заболеваний, а также не нарушают нормальной деятельности человека. Двуокись серы получали путем проведения химической реакции: Na 2 SO 3 +H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +SO 2 +H 2 О В камере создавались необходимые концентрации двуокиси серы ( ПДК). ПДК двуокиси серы равна 0,5 мг/м 3. Выбор диапазона концентраций двуокиси серы и/или табака связан с необходимостью наблюдения широкого спектра ответных реакций в системе: активация - подавление. Известно, что минимальные концентрации SO 2 вызывают активацию многих физиологических процессов, что связано с биогенной природой атома серы. В то время как высокие концентрации выступают в качестве ингибитора фотосинтеза и сопряженных процессов обмена веществ.

Анализ морфо-анатомической структуры Морфо- Анатомическая Структура Степень Открытости устьиц Размеры устьичных апертур Цитоскелет

Определение характера внешних признаков повреждаемости растений Повреж- дения ТургорНекрозыГабитусХлорозы

Результаты исследований Результаты исследований Традесканция белоцветковая

Влияние газо-дымовых выбросов на открытость устьиц в листьях традесканции

Результаты исследований Результаты исследований Хлорофитум хохлатый

Влияние газо-дымовых выбросов на открытость устьиц в листьях хлорофитума % от общего числа устьиц концентрация SO 2, ПДК концентрация дымовых выбросов, папиросы

Результаты исследований Результаты исследований Каланхоэ

Влияние газо-дымовых выбросов на открытость устьиц в листьях каланхоэ верхняя поверхность листа % от общего числа устьиц

Выводы 1.Действие двуокиси серы в целом негативно отражается на состоянии и жизнедеятельности комнатных растений, также как и действие табачного дыма. В случае их совместного воздействия мы наблюдаем усиление токсического влияния, т.е. ярко выраженный синергизм. 2.Такие признаки, как появление некрозов, снижение тургорного давления, уменьшение устьичных апертур, явление плазмолиза, могут служить диагностическими критериями в случае поражения растений низкими дозами кислых газов (двуокись серы) и табачного дыма. Основные методики и результаты наших научных исследований уже используются в гимназии для пропаганды здорового образа жизни. В гимназии успешно реализован ряд проектов и акций здоровьесберегающей тематики – «Мое право на сигарету», «Курить или не курить – решай сам», «А курят ли растения?» и др.

Спасибо за внимание!