WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Влияние электромагнитных полей на растительные и животные организмы

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ГОРДЕЕВА Мария Андреевна

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

НА РАСТИТЕЛЬНЫЕ И ЖИВОТНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

03.02.08 – экология (биология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Тюмень 2013

Работа выполнена на кафедре общей биологии Государственного аграрного университета Северного Зауралья

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор, Ильминских Николай Геннадьевич
Официальные оппоненты: Козлов Олег Владимирович, доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории промысловых беспозвоночных Госрыбцентра Золотов Геннадий Валентинович, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и методики ее преподавания Рязанского государственного университета
Ведущая организация: Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева

Защита диссертации состоится «27» июня 2013 г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.02 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу:

625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Тел./факс: (3452) 46-87-77; E-mail: dissTGSHA@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного аграрного университета Северного Зауралья

Автореферат разослан « 25 » мая 2013 года

Учёный секретарь Литвиненко

диссертационного совета _______________________ Наталья Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Для биосферы Земли электромагнитный фон является источником получения информации и важным фактором изменчивости. В ходе эволюционного развития структурно-функциональная организация экосистем адаптировалась к естественному фону магнитного поля (МП). На современном этапе человек существенно трансформирует естественное геомагнитное поле, нередко резко повышая его напряженность и придавая ему новые параметры (Пресман, 1968; Кудряшов, 2008). Одним из основных источников изменения параметров естественного магнитного поля являются электромагнитные поля линий электропередач (ЛЭП). Сеть ЛЭП неуклонно расширяется в связи с увеличением промышленного использования электроэнергии. Расширение сети ЛЭП сопряжено с их возрастающим многофакторным воздействием на естественные экосистемы. Следовательно, актуально изучение воздействия данного фактора на биологические системы на всех уровнях их организации.

Герпетобионты и гидробионты, как организмы, обитающие в двух специфических средах – наземной и водной, являются чуткими индикаторами изменения состояния окружающей среды. Эти экологические группы животных являются классическим объектом экологических исследований, и их индикаторная значимость несомненна, однако воздействие электромагнитных полей (ЭМП) на указанные группы изучено недостаточно.

Цель исследований – изучение воздействия компонентов электромагнитного поля разной интенсивности на биосистемы различной организации.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать фауну герпетобионтов на трассах ЛЭП, проанализировать зависимость структуры их сообществ от электромагнитных излучений разной интенсивности.

2. Исследовать воздействие ЭМП промышленных частот на различные группы живых организмов на цитологическом и организменном уровнях.

3. Изучить влияние МП слабых интенсивностей на культуры гидробионтов.

4. Проанализировать эффект воздействия ЭМП на живые организмы.

Научная новизна работы. Впервые изучены состав, структура и динамика сообществ герпетобионтов, обитающих на территориях, подверженных воздействию ЭМП разного напряжения.

Получены данные по влиянию ЭМП различной интенсивности на представителей нескольких экологических и систематических групп организмов, как в полевых, так и в лабораторных условиях. Выявлено ингибирующее и стимулирующее влияние электромагнитного поля разной интенсивности на исследованные организмы.

Практическая значимость работы. Полученные данные по стимулирующему воздействию магнитных полей низкой интенсивности позволяют расширить возможности применения методов биотестирования на гидробионтах. Материалы могут быть реализованы при разработке проекта санитарно-защитных зон предприятий, при организации мониторинга окружающей среды. Результаты исследований представляют интерес для специалистов, работающих в области биологии, экологии, гигиены и здравоохранения, лесного и сельского хозяйства.

Положения, выносимые на защиту.

1. Электромагнитное поле ординирует пространственную структуру сообществ герпетобионтов, что связано не только с его ингибирующим, но и стимулирующим эффектом.



2. Слабые импульсные магнитные поля оказывают стимулирующее, но видоспецифичное воздействие на гидробионты.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на XVI Всероссийской научно-практической конференции «Словцовские чтения» (Тюмень, 2004); Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2004, 2005, 2006); Международной научно-практической конференции «Экология фундаментальная и прикладная: проблемы урбанизации» (Екатеринбург, 2005); VIII Всероссийской научно-практической конференции «Зыряновские чтения» (Курган, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Тобольск научный» (Тобольск, 2010); Международной научно-практической конференции «Перспективы инновационного развития АПК» (Тюмень, 2010); Региональной конференции молодых ученых «Научно-техническое творчество молодежи – агропромышленному комплексу Сибири и Урала» (Тюмень, 2010); Межрегиональном семинаре по вопросам ведения Красных книг субъектов Российской Федерации (Курган, 2010); Региональной научно-практической конференции «Менделеевские чтения» (Тобольск, 2010, 2011); Международной конференции «Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов» (Тюмень, 2010, 2011, 2012); на заседании лаборатории наземных экосистем Тобольской комплексной научной биостанции РАН (Тобольск, 2012); на физическом семинаре ИМЕНИТ ТюмГУ (Тюмень, 2012); на заседаниях кафедры общей биологии ГАУ СЗ (Тюмень, 2010-2012).

Личный вклад соискателя. Материалом для диссертации послужили собственные полевые и лабораторные исследования.

Публикации. Автором опубликованы 24 научные работы, из них по теме диссертационного исследования – 20, в том числе 2 в изданиях, рецензируемых ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 198 страницах машинописного текста, иллюстрирована 24 таблицами и 66 рисунками, состоит из введения, 4 глав, выводов и 6 приложений. Список использованной литературы включает 253 источника, из них 50 на иностранных языках.

Благодарности. Автор выражает благодарность и признательность научному руководителю, д.б.н., профессору Н.Г. Ильминских за помощь в подготовке диссертации, д.б.н., профессору ТюмГУ С.Н. Гашеву за ценные консультации, к.ф.-м.н., доценту ТюмГУ В.М. Флягину за помощь в оценке физических параметров ЛЭП; к.б.н., с.н.с. ИПОС СО РАН М.Н. Казанцевой и зав. оранжереей ТюмГУ И.В. Кузьмину за помощь в геоботанических описаниях исследованных просек ЛЭП, В.А. Столбову и С.Д. Шейкину (ТюмГУ) за помощь в таксономической идентификации ряда групп герпетобионтов; коллективу филиала «Аэронавигация севера Сибири» ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» за всестороннюю помощь и поддержку.

Содержание работы

1 Обзор литературы

В главе представлен обзор важнейших публикаций по проблеме воздействия ЭМП на различные компоненты экосистем. Рассматриваются естественное магнитное поле Земли и искусственные ЭМП разных частот и интенсивностей во всем спектре их воздействия на живые системы различной иерархии.

Во второй части главы рассмотрены особенности герпетобионтов и гидробионтов как индикаторов состояния экосистем, и приведены результаты воздействия ЭМП на эти группы организмов.

2 Материал и методы исследования

Исследования герпетобионтов проводили в 2010-2011 годах на просеках ЛЭП разного напряжения (220 кВ, 10 кВ, 0,4 кВ). Всего было отработано в 2010 году 2700 ловушко-суток (л/с), собрано 775 экземпляров герпетобионтов. В 2011 году было отработано 9360 л/с, отобрано 7962 представителя герпетобия. Отлов герпетобионтов проводился методом почвенных ловушек Барбера (Barber, 1931). На каждой трассе ЛЭП было выделено 5 зон, ловушки устанавливались по градиенту снижения интенсивности ЭМП в направлении от центрального токонесущего провода в сторону границы санитарно-защитной зоны с шагом в 2,5 метра (ЛЭП 10 кВ и 0,4 кВ) и 5 метров (ЛЭП 220 кВ) с 3-х кратной повторностью.

Характеристики ЭМП определялись при помощи измерителя магнитного поля ИМП-05 и измерителя электрического поля ИЭП-05. Измерялось электрическое напряжение (В/м), магнитная индукция (нТл). Наведенные почвенные токи определялись вольтметром. Измерение параметров ЭМП проводилось по стандартным методикам (Szuba, 2009).

Исследовали простые крахмальные зерна картофеля по стандартной методике йодным методом (Хржановский, 1989). Пыльцу сосны отбирали на границе санитарно-защитной зоны, фертильность определяли йодным методом (Паушева, 1988).

В лабораторных условиях исследовали воздействие ЭМП на культуре кубинских тараканов (Blaberusт craniifer). В качестве источника ЭМП использовался генератор промышленных частот «Вега-5М» (пр-во СССР). Облучение проводилось ежедневно с экспозицией 2 часа в течение 4 месяцев.

Лабораторные исследования по воздействию слабых импульсных магнитных полей (СИМП) проводились на трех видах гидробионтов. В 2005 г. было отработано 13 серий эксперимента по воздействию СИМП на ветвистоусого рачка Ceriodaphnia affinis. Оценивалась плодовитость и выживаемость самок. Облучение проводили однократно, с экспозицией 90 мин. В 2006 г. поставлены эксперименты с моллюсками: обыкновенным прудовиком (Lymnaea stagnalis) и роговой катушкой (Planorbis corneus rubrum). Изменение состояния брюхоногих моллюсков оценивали по выживаемости, изменению массы и размеров тела, показателям потенциальной и реальной плодовитости. Экспозиция эксперимента составляла 30 (прудовик) и 60 суток (катушка). За трое суток до начала эксперимента опытные партии моллюсков однократно обрабатывали магнитными излучениями. В качестве генератора магнитных полей использовали прибор «Т-101» (Патент № 2155081) (Солодилов, 2000), генерирующий импульсные магнитные поля, не превышающие по напряженности 2•10-5 А/м.





Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при помощи пакета статистических программ Statistica 8.0. Вычисляли основные статистические показатели, t-критерий Стьюдента, непараметрический критерий Краскела-Валлиса и медианный критерий, проводили однофакторный и двухфакторный дисперсионный анализ.

3 Влияние ЭМП промышленной частоты на состав, структуру и динамику численности и биомассы герпетобионтов и других организмов просек ЛЭП

3.1 Физико-географическое описание района исследований. Район исследований расположен в Нижнетавдинском районе Тюменской области, в окрестностях деревень Московка и Аракчина, в 36 км к северу от г. Тюмень, на юге Западной Сибири.

3.2 Состав и структура растительности изученных биотопов. Исследованные трассы ЛЭП располагаются в пределах территории с луговым типом растительности вторичного происхождения, сформировавшимся после вырубки леса. Все просеки испытывают на себе умеренное антропогенное воздействие. На всех участках присутствуют виды рудеральной флоры.

3.3 Физические характеристики электромагнитного поля исследованных ЛЭП. Характеристики ЭМП существенно различались на разных трассах ЛЭП. Напряженность электрического поля снижались от первой зоны к пятой (табл. 1). Значения МП зависят от электрического, поэтому его показатели на исследованных просеках имели ту же тенденцию изменений, что и показатели электрического поля. Наведенные почвенные токи (разница потенциалов и средняя напряженность электрического поля) практически не различались в разных зонах на всех исследованных ЛЭП, следовательно, не могли оказывать дифференцирующего воздействия на населяющие их организмы герпетобия, и не использовались в дальнейшем анализе.

Известно, что средняя напряженность естественного электрического поля у поверхности Земли составляет 130 В/м (Пресман, 1968; Тверской, 1962). На ЛЭП 0,4 кВ соответствующие показатели не превышали естественный фон, что связано с наличием заземления у трансформаторной подстанции. При измерении напряженности электрического поля на расстоянии 20 метров от трассы ЛЭП 0,4 кВ, его значение соответствовало пятой зоне данной трассы (22,26 В/м). Таким образом, просека ЛЭП 0,4 кВ может являться условно контрольной, и распределение на ней герпетобионтов может использоваться для сравнения с другими просеками для изучения влияния ЭМП на организмы.

Таблица 1 – Основные характеристики ЭМП исследованных трасс ЛЭП

Зоны

на профиле

Напряженность электрического поля Е, В/м

Магнитная индукция В, нТл

Наведенные почвенные токи, В/м

Средняя напряженность электрического поля, В/м

Плотность потока энергии S,

Вт/м2

220 кВ

1

1290

854,44

158,09

0,11

877

2

1180

566,11

169,25

0,11

531

3

970

324,44

154,14

0,10

250

4

730

187,78

132,98

0,09

109

5

510

123,89

177,06

0,12

50,3

10 кВ

1

507,72

305,00

144,43

0,09

123

2

254,61

214,5

158,82

0,10

43,4

3

115,50

157,5

160,67

0,10

14,5



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.