Исследование концентраций биоаэрозолей в г. Пермь
Метеорологи – это далеко не только прогноз погоды. Спектр исследований специалистов гораздо шире, чем кажется на первый взгляд. Порой изучаются необычные вещи, при этом не только профессионалами своего дела, но и будущими специалистами – студентами. Совсем недавно обучающимися кафедры метеорологии и охраны атмосферы ПГНИУ – Торсуновой Полиной и Мальковым Владиславом - начал изучаться вопрос, связанный с концентрациями пыльцы растений-аллергенов. Основные промежуточные итоги изложим в текущей статье.
В последнее время всё больше людей страдают поллинозом - аллергическим заболеванием, вызываемым пыльцой. Это происходит ввиду ухудшения экологической обстановки, качества питания. Научно установлено, что жители городов страдают от аллергии на пыльцу примерно в 5 раз чаще в сравнении с жителями сельской местности. Реакция возникает при контакте с пыльцой, поражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Появление симптомов поллиноза начинается при значении концентраций 30 зёрен на кубический метр (з/м3).
В природе большое количество растений, пыльца которых обладает выраженной аллергической активностью. Студенты ПГНИУ изучили следующие:
1. Betula (берёза)
2. Alnus (ольха)
3. Ulmus (вяз)
4. Populus (тополь)
5. Acer (клён)
6. Pinus (сосна)
7. Picea (ель)
8. Quercus (дуб)
9. Poaceae (злаковые)
10. Urticaceae (крапивные)
11. Plantago (подорожник)
12. Artemisia (полынь)
13. Ambrosia (амброзия)
14. Polygonaceae (щавель)
Сбор пыльцы в период 2010-2018 гг осуществлялся с помощью волюметрического пыльцеуловителя Буркарда, с 2019 года пыльцеуловителем Ланзони. Принцип работы основан на подаче объёма воздуха в количестве 14,4 м3/сут, что приблизительно соответствует интенсивности дыхания человека. Пыльца улавливается специальной лентой, на которой оседает пыльца при подаче воздуха. Прибор устанавливают на высоте 10-20 метров над уровнем земли, конкретно на территории ПГНИУ прибор установлен на высоте 20 метров.
Чтобы быть краткими, мы обобщили результаты исследований студентов.
Результаты исследований
Установлено, что наиболее обильное пыление за весь исследуемый период (2010-2019 гг) наблюдался у берёзы (53% от общего количества пыльцы), на втором месте крапива (20%), на третьем – сосна (8%).
Соотношения количества пыльцы от месяца к месяцу меняется, средние значения соотношений указаны на интерактивных диаграммах ниже (можно переключать элементы в легендах).
В работе также проведён временной анализ анализ абсолютных значений концентраций пыльцы. Найдены средние декадные концентрации с начала апреля до конца августа в период 2010-2019 гг, графики приведены ниже. Берёзу вынесли в отдельный график, поскольку её пик большой по значению, мешает анализу остальных растений. Небольшое пояснение: месяцы разбиты по декадам, то есть, например, Апр 1 – первая декада апреля, Апр 2 – вторая, Апр – третья. Диаграммы также интерактивные, с возможностью переключать элементы в легендах.
Исходя из временного анализа концентраций растений, можно сделать основные следующие выводы:
1. Максимальная концентрация приходится на берёзу (Betula), в первой декаде мая в среднем в атмосфере на территории ПГНИУ регистрируется около 10600 зёрен (з) в одном кубическом метре (м3);
2. Пик пыления хвойных регистрируется в третьей декаде мая (ель около 550 з/м3, сосна около 1650 з/м3);
3. Летом подавляющее количество пыльцы приходится на крапиву, она на первом месте с третьей декады июня до третьей декады августа, при этом максимум отмечается обычно во второй декаде июля, около 1730 з/м3;
4. У злаковых пик обычно наблюдается в третьей декаде июня, концентрация около 220 з/м3;
5. Позднее остальных наблюдается пик пыления у полыни, максимум которой приходится на первую декаду августа, концентрация около 430 з/м3.
На основе приведённых графиков весь период пыления можно разделить на три периода:
- первый период (апрель - май) - преобладают пыльцевые зёрна берёзы и ольхи;
- второй период (июнь - первая половина июля) - пик злаковых культур;
- третий период (вторая половина июля - начало сентября) - пик пыльцы сорных трав, в особенности полыни и крапивы.
Выше в графиках не приведён дуб, отметим его кратко отдельно. Пик концентрации дуба приходится в основном на май, реже на начало июня, при этом сама концентрация мала по значению, в среднем составляет 25 з/м3.
Даты наступления пиков концентраций из года в год меняются. Иногда разница в датах наступления пика для одного и того же растения превышает 2-3 недели, в некоторых случаях - около месяца. Значения на пике концентраций у одного и того же растения от года к году также меняются, иногда сильно. Например, у вяза в 2017 году на пике было 48 з/м3, а годом ранее, в 2016 году, - почти 1400 з/м3, то есть разница в 30 раз. Другой пример - злаки. В 2015 году на пике было 1266 з/м3, а в 2016 году - 71 з/м3. Разница в 18 раз.
Если для трав большие расхождения в концетрациях на пике можно было бы обосновать антропогенным фактором, например, кошением, то для деревьев это предположение точно не работает. Такие большие расхождения в концентрациях можно обосновать только погодными условиями: скоростью и направлением ветра, температурным фоном, влажностью, количеством осадков. Первые шаги в этом направлении уже сделаны, но окончательные результаты ещё предстоит получить.
Заключение
Выше изложены промежуточные итоги проведённой работы, которая будет продолжена. Студенты поставили задачу связать концентрации пыльцы с синоптической ситуацией, выяснить, что и в какой степени могло повлиять на даты наступления пиков и их величину. По окончании исследования текст текущей статьи будет дополнен, либо выйдет отдельно вторая часть.