ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені Юрія ФЕДЬКОВИЧА

РОДІНКОВА ВІКТОРІЯ ВАЛЕРІЇВНА

УДК 616-022.854

ПОВІТРЯНИЙ МОНІТОРИНГ ПИЛКУ АЛЕРГЕННИХ РОСЛИН УРБАНІЗОВАНОЇ ЕКОСИСТЕМИ НА ПРИКЛАДІ

м. ВІННИЦІ

03.00.16 – екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Чернівці – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Вінницькому національному медичному університеті ім. М.І. Пирогова МОЗ України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

Пухлик Борис Михайлович

Вінницький національний медичний університет ім. М.І.Пирогова, завідувач кафедри фтизіатрії з курсом клінічної імунології та алергології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Руденко Світлана Степанівна

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, професор кафедри загальної та експериментальної екології, Міністерство освіти і науки України

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник

Савицький Володимир Дмитрович

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, завідувач лабораторії палеоботаніки

Провідна установа: Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка

НАН України

Захист відбудеться “18 ” травня 2005 р. о 12.00 год на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 76.051.05 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича, за адресою: вул. Лесі Українки, 25 (ІІІ корпус університету, аудиторія 81), м. Чернівці, 58012, Україна.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича за адресою: вул. Лесі Українки, 23, м. Чернівці, 58012, Україна.

Автореферат розісланий “____”______________ 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Копильчук Г.П.

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Діагностика та успішне лікування полінозів, на які хворіє 5-15% всього населення (Балаболкин, 1996), потребує вичерпної інформації про причину виникнення цих захворювань. Адже видовий спектр рослин, які продукують у повітря алергенний пилок, є притаманним певній географічній зоні і змінюється в залежності від місяця року та кліматичних факторів. Тому при потребі специфічної діагностики та лікування алергічних захворювань, зумовлених впливом пилку рослин, - полінозів, лікарю-алергологу необхідно знати, пилок яких саме представників флори міг викликати недугу у даному конкретному випадку.

Як свідчать доступні дані літератури, аеропалінологічні дослідження в Україні були започатковані у 1936 році професором Д.К. Зєровим, але згодом були припинені. Як наука, аеропалінологія в Україні практично не існує, тоді як за кордоном вона набула суттєвого розвитку. Зокрема, аеропалінологічний моніторинг (збір та підрахунок пилкових зерен, які знаходяться у повітрі) розпочався у США у 1916 році, у Великобританії – з 1942 року (Environmental Change and Allergic Disease, 1994). Вченими цих країн, а також країн, які приєднались до створення регіональних аеропалінологічних календарів, були інтенсифіковані старі та розроблені нові підходи до проблеми визначення видового спектру аеропалінофлори у даному регіоні, створені мережі аеромоніто-рингу, регулярно здійснюється аеропалінологічний прогноз.

В останнє десятиріччя аеропалінологічні дослідження були відроджені у м. Києві зусиллями лабораторії палеоботаніки Інституту ботаніки ім. Холодного НАНУ. Проте екстраполювати ці дані на інші області України, зважаючи на природнокліматичні та господарчі особливості міста Києва, не є можливим: кожне місто України має неповторне геокліматичне положення. Тому пересічні загальні дані про наявність тих чи інших видів алергенних рослин у певному регіоні, а також про терміни продукування ними пилку можуть суттєво відрізнятись. Від точності цих даних значною мірою залежить успішність профілактики і лікування полінозів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація є фрагментом планової наукової роботи Вінницького національного медичного університету “Удосконалити, апробувати нові форми алергенів для місцевої специфічної імунотерапії алергічних захворювань (пероральні, назальні) і запровадити їх у практику” (Номер держреєстрації № 0100V004687).

Мета і завдання дослідження. Метою нашої роботи було визначення систематичного складу рослин, пилок яких знаходиться в повітрі над урбанізованою екосистемою міста Вінниці у різні пори року, а також створення календарю пилкування цих рослин із врахуванням факторів, які впливають на палінацію.

Відповідно до мети, були визначені такі завдання:

1. Визначити склад рослинного пилку у повітрі над містом Вінниця, провести його систематизацію.

2. Встановити терміни пилкування видів різних ботанічних таксонів та систематичних груп у регіоні.

3. Визначити зв’язок між розповсюдженням пилку та метеорологічними й природнокліматичними факторами.

4. Визначити вплив атмосферного забруднення на кількість пилкових зерен у повітрі досліджуваної екосистеми.

5. Надати інформаційну допомогу алергологам міста Вінниці з метою покращення діагностики пилкових алергічних захворювань.

Об’єкт дослідження – характер пилкування рослин, які можуть викликати алергію та пристосовані до існування в урбанізованій екосистемі м. Вінниці.

Предмет дослідження – час, тривалість та відносна масивність палінації представників алергенної палінофлори.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше у місті Подільського регіону України було проведене дворічне вивчення аеропалінофлори, що дало змогу встановити склад алергенного пилку у повітрі урбанізованої екосистеми м. Вінниці. Вперше було вивчено вплив метеорологічних факторів та чинників забруднення атмосфери на терміни пилкування рослин та розповсюдження пилку у повітрі названої екосистеми. Вперше для нашого регіону було складено інтегрований календар пилкування алергенних рослин, який може застосовуватись у діагностиці полінозів.

Під час проведення дослідження нами була оновлена методика ацетолізної обробки пилкових зерен, що дало змогу її здешевити. Зокрема, ацетатний ангідрид було замінено на льодяну ацетатну кислоту із збереженням відповідної кількості діючої речовини у реагентній суміші.

Практичне значення отриманих результатів. Результати нашої дисертації певним чином доповнять раніше проведені в Україні дослідження в урбанізованій екосистемі м. Києва і можуть дати змогу започаткувати новий для країни науково-практичний напрямок “Алергологічна аеропалінологія”.

За результатами нашого аеромоніторингу, додатково до загальновідомого в Україні спектру алергенів, виробничники МП “Імунолог” створили з регіональної сировини алергени грабу звичайного (Carpinus betulus L.) та сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) та апробували їх. Це допомогло розширити уяву про причинні фактори полінозів у населення України. Практичної перевірки потребують алергени таких потенційно небезпечних для вінничан рослин як гіркокаштан звичайний (Aesculus hippocastanum L.) та липа серцелиста (Tilia cordata Mill.), масивність палінації яких у відповідні місяці є у Вінниці досить суттєвою.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно виконано всі основні фрагменти дисертаційної роботи. Зокрема:

- зібрано, вивчено та проаналізовано 143 вітчизняних та іноземних джерела літератури;

- власноруч організовано три пункти аеропалінологічного моніторингу у м. Вінниці;

- безпосередньо проведено дворічний моніторинг складу пилку та термінів пилкування окремих ботанічних таксонів;

- проведено ацетолізну обробку та верифікацію пилкових зерен на 607 скельцях;

- знайдені закономірності між змінами метеорологічних факторів та масивністю палінації рослин у. Вінниці;

- обраховані коефіцієнти кореляції та проаналізований вплив чинників забруднення повітря на кількість зібраних пилкових зерен;

- надані практичні рекомендації щодо створення регіональних алергенів;

- проведено статистичний аналіз отриманих результатів, їх узагальнення, безпосередньо написано 4 статті, здійснено 5 доповідей та написано 5 тез, дисертаційну роботу та автореферат.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались на міжнародній науково-практичні конференції “New Approaches to Understanding the Ecology of Urban Plant Communities” (“Нові підходи до вивчення екології урбанофлори”), що проходила у Києві у 2000 р.; на науково-практичній конференції з міжнародною участю “Сучасні аспекти хронобіології та хрономедицини” (Чернівці, 2002 р.); на наукових конференціях молодих вчених та фахівців Вінницького медуніверситету у 2000, 2002 та 2003 роках; на 1 з’їзді алергологів України (Київ, квітень 2002), на конференції алергологів “Раннє виявлення і профілактика алергічних захворювань”, яка проводилась у Вінницькому національному медичному університеті у лютому 2003 р.

У 2000 році матеріали дисертаційного дослідження, представлені до доповіді на XIX Конгресі Європейської Академії алергології та клінічної імунології (EAACI), здобули грант. У 2003 р. матеріали дослідження були представлені у стендовій доповіді на XXII Конгресі EAACI у Парижі (Франція).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 4 статті у профільних періодичних виданнях, що рекомендовані ВАК України, а також 5 наукових робіт у тезах з’їздів і науково-практичних конференцій.

Структура дисертації. Робота складається з вступу, огляду літератури, 5 розділів власних досліджень, заключення, де проведені аналіз та узагальнення одержаних результатів, містить також висновки, практичні рекомендації та список використаної літератури, що складається з 143 джерел, в т.ч. 78 - зарубіжних. Роботу викладено на 150 листках друкованого тексту форматом А4, вона ілюстрована 21 таблицею, 41 рисунком, 16 фотографіями пилкових зерен.

Основний зміст роботи

Огляд літератури. “Аеробіологія” – вчення про живі організми в атмосфері. Перелік цих організмів включає пилкові зерна, спори грибів, рештки комах. До об’єктів аеропалінології входять і забруднювачі повітря, наприклад, озон, сульфати, а також небіологічні макрочастки, які взаємодіють з біологічними (такі як частки шин), тощо. Проте, у практичному сенсі аеробіологія здебільшого вивчає видовий склад та зміни концентрації пилкових зерен та спор грибів, які перебувають у повітрі протягом року. За даними С.Н. Куприянова (1970), існує більш як 700 найменувань алергенних рослин та їх пилку. Проте, на практиці мають значення лише ті рослини, які найбільш часто викликають поліноз. До таких належать, насамперед, анемофільні рослини, що мають пристосування для розповсюдження їх пилку за допомогою вітру. Р.Б. Нокс (1985) зазначає, що лише 30 з більш як 300 родин квіткових рослин є анемофільними, а сенсибілізуючі властивості пилку можуть проявлятись при наявності у них відповідних властивостей. Згідно постулатів Томмена (Thommen) (Нокс, 1985), рослина може розглядатись як алергенна за таких умов:

1) Рослина утворює значну кількість пилку. На посівах таких розповсюджених видів як райграс високий (Arrhenatherum elatius (L.) J. et C. Presl), грястиця звичайна (Dactylis glomerata L), медова трава (Holcus L.), кожний колос дає від двох до п’яти мільйонів пилкових зерен., тоді як рослини костру (Bromus L.) й вівсюга (Avena L.) викидають менш як 1000 зерен пилку (Нокс, 1985).

2) Пилок рослини має достатню летючість. Пилок можна вловити на висоті до 2 км й на величезних відстанях від місць росту рослин; що його продукують.

3) Флористичний вид широко розповсюджений на даній території.

4) Алергенним може бути пилок, який продукується у великих кількостях рослинами, що не запилюються вітром. Для території України це, насамперед, ентомофільні рослини.

Матеріали та методи досліджень. Аеропалінологічні дослідження, які включають моніторинг пилку у повітрі м. Вінниці, що проводився гравіметричним методом; ацетолізну обробку зібраних пилкових зерен сумішшю сірчаної та льодяної оцтової кислот; виготовлення тимчасових мікропрепаратів; верифікацію отриманих даних.

Проводився також аналіз залежності розповсюдження пилкових зерен аеропалінофлори від метеорологічних факторів та деяких чинників забруднення атмосфери. Він включає збір даних щодо температури, відносної вологості повітря, опадів, швидкості та напрямку вітру у м. Вінниці та параметрів забруднення атмосфери пилом, чадним газом, окисом азоту; обрахунок коефіцієнтів кореляції між кількістю зібраного П та метеорологічними факторами у м. Вінниці за допомогою програми Excell 2000; вирахування коефіцієнтів кореляції між масивністю палінації та окремими чинниками забруднення атмосфери.

Для проведення аеропалінологічних досліджень у 1999-2000 роках нами були встановлені пункти моніторингу на дахах трьох будівель у різних адміністративних районах міста Вінниці. Відносна висота пунктів спостереження – 25, 25 та 15 метрів.

Ми застосовували гравіметричний метод, що був описаний Г. Эрдтманом (1956) та А.Д. Адо (1970). Цей метод є простим та найдешевшим з існуючих аеропалінологічних методів й дозволяє визначити якісний склад пилку, що знаходиться в атмосфері (Паттерсон Р., Греммэр Л. К., Гринбергер П. А., 2000), а тому відповідає меті нашого дослідження. Крім того, атласи пилкових зерен, за якими верифікувався наявний на склі пилок, містять фотографії та описи пилкових зерен, підданих ацетолізній обробці. Саме її, на відміну від волюметричних методів, передбачає ідентифікація пилку, зібраного гравіметричним методом.

Аеромоніторинг у Вінниці проводився з березня по жовтень. На початку та у кінці сезонів палінації – у березні та жовтні, - скельця змінювались один раз на три дні, у решту місяців – один раз на два дні. Як клейку для пилку субстанцію ми використовували вазелінову олію.

Перед ідентифікацією зібраний матеріал піддавали ацетолізній обробці сумішшю льодяної ацетатної (СН3СООН) та концентрованої сульфатної кислот (Н2SO4 конц) у об’ємному співвідношенні 10:1.

Пилкові зерна ідентифікували за допомогою мікроскопу "Люмам" при збільшеннях ?77, Ч112, Ч192,5 ?а ?280. Збільшення змінювали залежно від розмірів зерен та структури екзини.

За літературними джерелами нами був вивчений видовий склад потенційно алергенної флори Вінниччини, а також - будова пилкових зерен цих рослин. Потенційно алергенними є анемофільні рослини, що мають пристосування для розповсюдження їх пилку за допомогою вітру. Їх пилок реєструється у повітрі впродовж періодів палінації у великих кількостях. Нокс (1985) зазначає, що лише 30 з більш як 300 родин квіткових рослин є анемофільними

В залежності від величини виділяють дуже мілкі (діаметром до 10 мкм), мілкі (10-25 мкм), середні (25-50 мкм), великі (50-100 мкм), велетенські (100-200 мкм) та гігантські (діаметром більше 200 мкм) пилкові зерна. Алергенні властивості має переважно мілкий та середній пилок.

Результати дослідження. Згідно з результатами дослідження, у Вінниці спостерігається дві хвилі палінації: весняна та літньо-осіння. Перша, весняна, триває квітень та травень. Головними пилкопродукуючими рослинами цього періоду є дерева. Це, зокрема, представники родів граб (Carpinus L.), береза (Betula L.), вільха (Alnus Mill.), дуб (Quercus L.) та в’яз (Ulmus L.). Найбільш розповсюдженим є пилок грабу звичайного (Carpinus betulus L.), берези бородавчастої (Betula pendula Roth) та рослин роду дуб (Quercus L.). Наявність пилку саме цих рослин у повітрі відповідає їх біологічним особливос-тям активної весняної пилкопродукції (Доброчаева та ін., 1987).

Початок другої, літньо-осінньої, хвилі палінації, припадає на другу половину липня. Головними пилкопродукуючими рослинами цього періоду є злаки та бур’яни, що теж не суперечить їх біологічним особливостям (Доброчаева та ін, 2000). Проте, друга палінаційна хвиля вже не є такою масивною як весняна. Серед рослин, що її формують - група щириця/лободові (Amaranthus L./Chenopodiaceae) (в тому числі - роди амброзія (Ambrosia L.) та полин (Artemisia L.)).

Серед таксонів, продукція пилкових зерен яких у повітря урбоекосистеми влітку була значною, – рослини роду липа (Tilia L.) (наприкінці червня) та гіркокаштан звичайний (кінський) (Aesculus hippocastanum L.) (травень-червень); рослини родин осокові (Cyperaceae) (травень; серпень), розоцвіті (Rosaceae) (травень-червень) та інші. Пилкові зерна. рослин роду сосна (Pinus L.) реєструвався у повітрі вінницької екосистеми протя-гом тривалого часу з липня по жовтень, але загальна щільність пилкових зерен у перерахунку на кв. см. покривного скла (пилкових зерен/см2) рослин цього роду була значною лише у 2000 році.

Чітке вираження хвиль палінації бачимо й при аналізі загальної кількості пилкових зерен, зібраних за кожен місяць аеропалінологічних досліджень (табл. 1).

Так, частка верифікованого пилку рослин від загальної середньомісячної кількості зібраних за відповідний рік пилкових зерен, у квітні 1999 року складає 40,78%, у квітні 2000 року – 49,16%, що вказує на найбільшу потенційну небезпечність розвитку полінозу у м. Вінниці саме в квітні.

Проте, якщо у 1999 році у травні, серпні та вересні - інших потенційно небезпечних у плані сенсибілізації населення місяцях - було зібрано приблизно однакову кількість пилкових зерен: близько 13%, то у 2000 році другу позицію за кількістю зібраних зерен з часткою у 28,17% посідав травень. Наступним за ним був серпень з часткою 16,22% (табл. 1).

Таблиця 1

Частка пилку(%)*, зібраного в окремі місяці спостережень, пилкових зерен/см2

Місяці

Роки | 1999 | 2000

П.з./см2 | Частка,% | П.з./см2 | Частка,%

Березень | 8,83±0,63 | 1,16 | 23,34±2,45 | 0,62

Квітень | 295,93±8,6840,78 | 1920,06±81,349,16

Травень | 98,32±2,3212,82 | 1051,21±26,6 | 28,17

Червень | 81,93±1,7311,37 | 150,29±4,12,92

Липень | 59,79±1,57,91 | 38,10±2,10,79

Серпень | 84,11±2,512,57 | 654,53±15,416,22

Вересень | 91,69±3,112,98 | 69,99±5,11,71

Жовтень | 2,89±0,1 | 0,5 | 24,67±1,10,42

Всього | 723,49 | 100 | 3932,19 | 100

*Примітка: друге число у вічці – середнє квадратичне відхилення від середнього за місяць значення зібраних п.з.

За даними вінницького міського алергологічного кабінету, що працює на базі міської клінічної лікарні №1 (Стремедловський, 2003), у 1999 та 2002 рр. до пилкових зерен злакових (Poaceae) були чутливими 86,7% та 86,2% вінницьких пацієнтів. До пилкових зерен бур’янів – 44,6% та 44,8% відповідно. Реакція на пилок дендрофлори не так виражена: у 1999 та 2002 рр. сенсибілізація до пилкових зерен дерев спостерігалась лише у 13,3% та 14,3% чутливих до пилку жителів м. Вінниці. В групі злаків (Poaceae) найбільш алергенним є пилок жита (Secale L.) та грястиці (Dactylis L.), у групі бур’янів – полину (Artemisia L.), дерев – грабу (Carpinus betulus L.) (за результатами тестування 2002 р) та берези (Betula L.). Наявність у місті Вінниці двох хвиль палінації корелює з літературними даними для міст Києва (Савицький та ін., 2002) та Фрунзе (Киргизстан) (Кобзар та ін. 1990), де також спостерігали дві хвилі підвищення концентрації пилку в атмосфері. Проте, спектр зібраного у Вінниці пилку відрізняється від того, що був характерним для хвиль палінації у названих регіонах. Так, за даними Савицкого та Савицкої (2002), провідними таксонами в аеропалінопробах Києва були представники дендрофлори. Зокрема, роди береза (Betula L.), вільха (Alnus Mill.), сосна (Pinus L.), тополя (Populus nigra L.) та дуб (Quercus L.), тоді як у Вінниці кількість пилкових зерен тополі (Populus nigra L.) та сосни (Pinus L.) була не такою значною.

Щодо трав, то у Києві серед лідерів не вказується група щириця/лободові (Amaranthus L./Chenopodiaceae), яка за кількістю зібраних у Вінниці пилкових зерен входила до складу першої трійки наймасовіших таксонів в обидва роки.

Проте, вищеназвані дослідники (Савицький та ін., 2002) відмічають домінуюче положення лободових (Chenopodiaceae) у палінопробах з українського заповідника Хомутівський степ. Зважуючи на те, що Київ, де переважає флора деревних порід, знаходиться у лісовій зоні, а в Хомутівському степу домінуюче положення мають пилкові зерна Chenopodiaceae, припускаємо відповідність якісно проміжного складу зібраних у вінницькій екосистемі пилкових зерен географічному розташуванню нашого міста у лісостеповій зоні: тут до першої трійки входять як “лісова”, так і “степова” флори. Причому, співвідношення пилкових зерен деревних та трав’яних порід серед палінофлори, яка пилкує максимально, у Вінниці у 1999 було приблизно однаковим (рис.1).

Рис. 1 Співвідношення пилкових зерен дерев та трав, м. Вінниця, 1999р. | Рис. 2 Співвідношення пилкових зерен дерев та трав, м. Вінниця, 2000р.

Проте, у 2000 році кількість пилку дендрофлори серед наймасовіших таксонів склала чверть від загальної кількості зібраних пилкових зерен (рис.2). Таке співвідношення утворилось через велику кількість пилкових зерен берези (Betula pendula Roth.), зібраних у 2000 році: з 2888 зібраних в другий рік спостереження пилкових зерен наймасовіших таксонів 2045 або 70,79% належали Betula pendula Roth.

Якщо ж для побудови діаграми пилкування дерев та трав у 2000 (рис. 2) використати дані про масивність пилкопродукції Betula у 1999 році, отримаємо теоретичне співвідношення пилкових зерен дерев та трав для 2000 року (рис. 3). Це співвідношення знову ж таки є ідеальним для лісостепової зони і співпадає з отриманим у 1999 році: 49% трав: 51% дерев.

Рис. 3 Теоретичне співвідношення

пилку дерев та трав, м. Вінниця, 1999-2000 рр.

Масивна палінація берези у 2000 році може бути пояснена сприятливими для пилкування таксону погодними умовами у період, що передує вегетаційному. Адже кількість пилку у повітрі та ступінь його розповсюдження мають високий рівень кореляції з відносною вологістю повітря, а особливо (r=0,8) з – температурою (Кобзарь та ін., 1990). Підвищення температури весною та влітку збільшують продукцію пилку та його поширеність у повітрі, а підвищена вологість повітря та опади зменшують концентрацію пилку в атмосфері.

Цікаво, що дослідження Munuera Giner M., Carrion Garcia J.S., Garcia Selles J. (1999) свідчать: на масовість продукування пилкових зерен мало впливає внутрішньосезонна погода. Велике значення має погода у період, що передує вегетаційному. Так погода у лютому – на початку березня детермінує інтенсивність пилкопродукції, а вже погодній комплекс безпосередньо під час сезону палінації визначатиме реальну кількість пилкових зерен у повітрі (при інтенсивних опадах, наприклад, і після них вона може дорівнювати нулю (Губанкова, 1973)). За даними вінницького гідрометеоцентру (Агрометеорологічний бюлетень за 1999-2000 сільськогосподарський рік, 2000), у лютому 2000 року була надзвичайно тепла погода, середньомісячна температура на 3,7-4,8?С перевищувала норму. Така погода сприяла формуванню масивних палінаційних хвиль саме у 2000 році.

Всередині сезону найбільш чітко простежувалась кореляція між кількістю зібраного нами пилку та температурою повітря, відносною вологістю та швидкістю вітру (табл. 2).

Підвищення температури у весняний період 1999 року сприяло пилкопродукції дерев та кущів (r=0,3-0,7). Помірним (Лакин, 1973) зв’язок між температурою та розподілом пилку (r=0,408 та r=0,448 відповідно, помірна ступінь зв’язку ознак) залишався і в серпні. Це може вказувати на початок палінації трав, і узгоджується з даними Кобзарь, та ін (1990).

Пряма залежність розподілу пилку від коливань температури добре простежується у жовтні 1999 та 2000 рр (r=0,678 та r=0,708 відповідно), коли терміни закінчення вегетаційного періоду гербофлори залежать в першу чергу від погоди, а найперше – від температури повітря.

При збільшенні вологості повітря спостерігалась обернена кореляція: кількість пилкових зерен зменшувалась майже у всі місяці спостереження.

Швидкість вітру виявляла переважно позитивний вплив на кількісний склад пилку в повітрі, проте значення мав і напрямок

вітру. Так, весною помірний та високий ступені кореляції швидкості вітру й кількості пилкових зерен спостерігались при південних напрямках вітру. Влітку кореляція була значною при західних вітрах, а восени – при східних та південних.

Кількість опадів у всі місяці спостережень 1999 року негативно впливала на динаміку зібраного пилку і виявилась чи не найважливішим метеорологічним чинником вказаного періоду. У 2000 році на динаміку пилку більше впливала температура повітря, помірна, значна і сильна кореляція розподілу пилку з якою спостерігалась впродовж 6 із 8 місяців спостережень. Така різниця “причинних” метеофакторів могла виникнути через різний досезонний комплекс погодних умов, коли напрочуд тепла погода лютого і березня 2000 року (Агрометеорологічний бюлетень за 1999-2000 сільськогосподарський рік, 2000) сприяла інтенсивніший пилкопродукції, насамперед, дерев (див. вище).

Таблиця 2

Місячна кореляція характеру розповсюдження пилку з метеорологічними факторами, м. Вінниця, 1999-2000 роки

Місяці спостере-жень | Коефіцієнт кореляції з метеорологічними факторами

Середньодобовою температурою повітря, ?C | Віднос-ною во-логістю, % | Швидкістю вітру, м/с | Опадами, мм

1999 рік

Березень | 0,706 | -0,920 | 0,829 | -0,469

Квітень | 0,057 | -0,449 | 0,759 | -0,469

Травень | 0,213 | -0,064 | 0,287 | -0,117

Червень | -0,093 | 0,128 | 0,444 | -0,021

Липень | -0,148 | 0,159 | 0,206 | -0,331

Серпень | 0,408 | -0,436 | 0,526 | -0,419

Вересень | 0,221 | -0,279 | -0,202 | -0,087

Жовтень | 0,436 | -0,257 | 0,181 | -0,554

2000 рік

Березень | 0,324 | -0,585 | 0,626 | -0,353

Квітень | 0,336 | -0,131 | 0,220 | -0,265

Травень | 0,434 | -0,164 | 0,293 | 0,014

Червень | 0,183 | -0,304 | -0,217 | -0,197

Липень | 0,284 | -0,099 | 0,393 | 0,152

Серпень | 0,448 | -0,318 | 0,113 | 0,197

Вересень | 0,678 | 0,135 | -0,207 | -0,554

Жовтень | 0,708 | -0,399 | 0,443 | 0,114

Це і обумовило більшу кількість зібраних у 2000 роки пилкових зерен. Проте не тільки погода впливає на характер палінації рослин. Метеорологічним бюро Вінницької області проводиться моніторинг вмісту у повітрі м. Вінниці атмосферного пилу, нітроген (ІV) оксиду (NO2) та карбон (ІІ) оксиду (СО), що дало змогу порівняти вміст у повітрі пилкових зерен та названих субстанцій (табл. 3).

Таблиця 3

Місячна кореляція характеру розповсюдження пилку з деякими чинниками забруднення атмосфери, м. Вінниця, 1999-2000 роки

Місяці спостережень | Коефіцієнт кореляції з факторами забруднення атмосфери

Атмосферний пил | СО | NO2

1999 рік

Березень | 0,910 | 0,461 | -0,241

Квітень | -0,054 | 0,417 | -0,344

Травень | -0,079 | -0,235 | -0,152

Червень | -0,249 | -0,300 | -0,185

Липень | -0,196 | -0,536 | -0,013

Серпень | -0,013 | 0,229 | -0,020

Вересень | 0,066 | -0,505 | -0,090

Жовтень | 0,081 | -0,312 | 0,358

2000 рік

Березень | -0,254 | -0,404 | 0,313

Квітень | 0,173 | 0,294 | 0,328

Травень | 0,284 | -0,809 | -0,198

Червень | 0,449 | 0,305 | 0,096

Липень | -0,305 | -0,027 | 0,385

Серпень | 0,069 | 0,109 | 0,065

Вересень | -0,393 | 0,544 | 0,692

Жовтень | 0,310 | 0,233 | -0,012

Атмосферний пил справляв як позитивний, так і негативний вплив на щільність пилкових зерен на предметному склі: вочевидь, забруднення чинить не прямий, а опосередкований, через метеофактори, вплив на концентрацію пилку в повітрі (Кобзарь та ін., 1990).

Найбільше із забруднюючих чинників на кількість пилку впливав СО. Причому, вплив карбон (ІІ) оксиду на щільність зібраних пилкових зерен був як позитивним, так і негативним (табл. 2): за даними літератури (Кобзарь В.Н. та ін. 1990) карбон (ІІ) оксид може підвищувати вміст пилку у повітрі або сприяє седиментації пилкових зерен на поверхню предметного скла.

На відміну від попереднього забрудника, NO2 справляв виражену негативну дію на кількість пилкових зерен на покривному склі впродовж 1999 року (табл. 2). Причому, негативні кореляції співпадали у часі із вищою від ГДК (0,085 мг/м3) концентрацією NO2. Це узгоджується з даними Кобзарь та ін. (1990), які показали, в основному, негативний вплив NO2 на концентрацію пилку у повітрі.

Узагальнюючи інформацію про характер палінації рослин у м. Вінниці, ми склали інтегрований календар пилкування наймасовіших таксонів у обласному центрі (табл. 4-5). Цей календар містить у своєму складі таксони, що кількісно переважають у повітрі Європи в цілому (Савицький та ін. 2000, 2002). Це родини злакових (Poaceae), березових (Betulaceae) (береза (Betula L.), вільха (Alnus Mill.)), соснових (Pinaceae) (сосна (Pinus L.)), букових (Fabaceae) (дуб (Quercus L.)) та рід подорожник (Plantago L.). У Києві в 1999 році в десятку наймасовіших (у порядку зменшення) входили роди береза (Betula L.), вільха (Alnus Mill.), сосна (Pinus L.), полин (Artemisia L.); родина злакових (Poaceae); роди клен (Acer L.) та дуб (Quercus L.), які входили до числа таксонів з найвищою пилкопродукцією і у Вінниці. Причому, терміни палінації багатьох із цих таксонів є близькими до вінницьких. Так, лише піки вільхи (Alnus Mill.) та родини злакових (Poaceae) не співпали у часі із київськими, що не дивно й пояснюється, найперше, різним географічним положенням урбоекосистем, а, отже, й фенологічними особливостями рослин. У Вінниці пік палінації вільхи в обидва роки спостерігався у другій декаді квітня, а у Києві він позначений для першої декади цього місяця. Щодо злакових (Poaceae), то близьким до київського є вінницьке підвищення кількості пилкових зерен родини у другу декаду червня. У Києві пік спостерігається у третю декаду того ж місяця. Решта палінаційних піків однакових таксонів для обох урбоекосистем співпадають, відрізняється здебільшого склад палінопроб, на що було вказано раніше. Подібність якісного складу та співпадіння піків концентрацій палінофлори

Таблиця 4

Інтегрований календар весняної палінаційної хвилі

п/п | Таксони | Декади реєстрації пікових концентрацій пилкових зерен відповідних таксонів у 1999 та 2000 рр.

Декади

березня | Декади

квітня | Декади

травня | Декади

червня | Декади

липня | Декади

серпня | Декади

вересня | Декади

жовтня

І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ

1 | Граб звичайний (Carpinus betulus) | П* | Д* | к*

2 | Береза (Betula) | п | Д | к

3 | Дуб (Quercus) | П | Д | Д | к

4 | Вільха (Alnus) | П | Д | к

5 | Розоцвіті(Rosaceae) (дерева) | П | Д | Д | к

6 | Розоцвіті (Rosaceae) (трави) | п | Д | Д | к

7 | Гіркокаштан зви-чайний (Aesculus hippocastanum) | п | Д | Д

8 | Хрестоцвіті (Brassicaceae) | Д | Д | Д | к

9 | Ясен (Fraxinus) | П | Д | Д | к

10 | Клен (Acer) | П | Д | Д | к

11 | В’яз (Ulmus) | П | Д | Д | к

*Примітка: п – початок пилкування, к – кінець пилкування, Д – пік палінації.

Таблиця 5

п/п | Таксони | Декади реєстрації пікових концентрацій пилкових зерен відповідних таксонів у 1999 та 2000 рр.

Декади

березня | Декади

квітня | Декади

травня | Декади

червня | Декади

липня | Декади

серпня | Декади

вересня | Декади

жовтня

І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ | І | ІІ | ІІІ

1 | Щириця/ Лободові (Amaranthus/Chenopodiaceae) | п | Д | Д | Д | к

2 | Злакові (Poaceae) | Д | Д | Д | Д | к

3 | Гречкові (Polygonaceae) | п | Д | Д | Д | к

4 | Полин (Artemisia) | п | Д | Д | к

5 | Амброзія (Ambrosia) | П | Д | Д | к

6 | Сосна (Pinus) | П | Д | Д | Д | к

7 | Подорожник (Plantago) | п | Д | Д | к

8 | Складноцвіті (Asteraceae) | П | Д | Д | Д | Д | к

9 | Кропива дводомна (Urtica dioica) | п | Д | Д | Д | к

10 | Липа (Tilia) | п | Д | Д | К

11 | Осокові (Cyperaceae) | п | Д | Д | Д | к

Інтегрований календар літньо-осінньої палінаційної хвилі

пояснюється, з одного боку, географічною близькістю названих екосистем. А розбіжність вказаних параметрів є наслідком, з другого боку, знаходження Києва та Вінниці у різних природних зонах (у лісовій та лісостеповій відповідно).

ВИСНОВКИ

У дисертації наведені теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми діагностики полінозів, що виявляються в визначенні складу алергенної палінофлори у повітрі урбанізованої екосистеми міста Вінниці.

1. Для м. Вінниці є характерними дві хвилі пилкування рослин – весняна та літньо-осіння. Перша - масивніша, триває з кінця березня до кінця травня і формується переважно деревною рослинністю (роди береза (Betula L.), граб (Carpinus betulus L.), дуб (Quercus L.), вільха (Alnus L.)), тоді як у формуванні другої палінаційної хвилі (кінець липня-вересень) беруть участь здебільшого трав’янисті рослини (група щириця/лободові (Amaranthus L./Chenopodiaceae), родини складноцвітих (Asteraceae) (роди амброзія (Ambrosia L.) та полин (Artemisia L.)), гречкових (Polygonaceae)).

2. Склад таксонів, продукування пилку якими було наймасовішим у м. Вінниці в обидва роки, є майже тотожним. До їх числа входять 11 таксонів-представників дендрофлори та 11 – гербофлори. Це граб звичайний (Carpinus betulus L.), роди береза (Betula L.), вільха (Alnus Mill.), дуб (Quercus L.), сосна (Pinus L.), липа (Tilia L.), в’яз (Ulmus L.), ясен (Fraxinus L.), клен (Acer L.), гіркокаштан звичайний (Aesculus hippocastanum L.), група щириця/лободові (Amaranthus L./Chenopodiaceae), родини розоцвітих (Rosaceae), хрестоцвітих (Brassicaceae), злакових (Poaceae), гречкових (Polygonaceae), складноцвітих (Asteraceae), осокових (Cyperaceae), роди полин (Artemisia L.), амброзія (Ambrosia L.), подорожник (Plantago L.), кропива дводомна (Urtica dioica L.).

3. Між сезонами палінації потрібно зважати на наявність у повітрі урбоекосистеми Вінниці пилку рослин роду сосна (Pinus L.) (квітень-вересень), а також на масову появу влітку пилкових зерен таких ентомофільних рослин, як липа серцелиста (Tilia cordata Mill.) (ІІ і ІІІ декади червня) та каштан кінський (Aesculus hippocastanum L.) (І і ІІ декади червня). Наприкінці весни та влітку сенсибілізацію може викликати пилок рослин родини гречкових (Polygonaceae) та роду сосна (Pinus L.) (І та ІІ декади травня), родини осокових (Cyperaceae) (ІІ декада травня).

У третій декаді червня фактором спричинення алергії стає подорожник (Plantago L.). З початком літа (ІІІ декада травня, ІІ - червня) у повітрі зростає кількість пилкових зерен родини злакових (Poaceae).

4. Коливання термінів та масивності пилкування рослин у різні роки пояснюються впливом перед- та внутрішньосезонних погодних умов. Опади у всі місяці спостережень 1999 року зменшували кількість зібраного пилку і виявились найважливішим метеорологічним чинником вказаного періоду. У 2000 році виявлено позитивну пряму помірну, значну і сильну кореляцію між температурою повітря та кількістю зібраних пилкових зерен у 6 із 8 місяців спостереження. Помірний та високий ступені прямої кореляції між швидкістю вітру й кількістю пилкових зерен спостерігались весною при південних напрямках вітру. Влітку пряма кореляція була значною при західних вітрах, а восени – при східних та південних.

5. Зменшення кількості пилку на предметному склі простежувалось при концентраціях нітроген (IV) оксиду, більших за ГДК. Інші чинники забруднення повітря (атмосферний пил, карбон (ІІ) оксид), суттєво не впливали на кількість зібраних пилкових зерен.

6. Узагальнена інформація про характер палінації рослин у м. Вінниці дала змогу скласти інтегрований календар пилкування наймасовіших таксонів. Цей календар можна використовувати для прогнозування складу алергенного пилку у повітрі м. Вінниці у період сезону палінації рослин, що може знайти практичне застосування для профілактики та діагностики пилкових захворювань.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. При проведенні аеропалінологічних досліджень в урбанізованих екосистемах, що відповідають територіям середніх міст, доцільно встановлювати не менше трьох пилкозбірників на найвищих будівлях у різних за характером забудови та господарського освоєння мікрорайонах. Це дає змогу провести якісний аналіз аеропалінофлори у досліджуваному повітрі населеного пункту.

2. Ацетолізну обробку пилкових зерен, зібраних гравіметричним методом, можна здешевлювати та спрощувати за допомогою заміни оцтового ангідриду на льодяну ацетатну кислоту у співвідношення до концентрованої сірчаної як 10:1. При цьому об’єм реагентної суміші збільшується до 5,5 мл.

3. Потрібно враховувати, що кількість пилкових зерен у повітрі залежить від метеоумов, зокрема, від температури повітря та опадів. Із збільшенням температури збільшується і кількість зібраного пилку. Проте, опади знижують ймовірність появи пилкових зерен у повітрі.

4. Для подальшого практичного застосування даних про наявність у повітрі пилку алергофлори, потрібно проведення постійного палінологічного аеромоніторингу.

5. Дані з інтегрованого календаря пилкування та закономірності розподілу пилку в залежності від метеорологічних факторів повинні постійно доводитись до відома практичних лікарів-алергологів.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Родінкова В.В. Особливості палінації таксонів, продукування пилку у м. Вінниця впродовж 1999-2000 років // Буковинський медичний вісник. – 2002. – Т. 6, № 3-4. – С. 186-188

2. Родінкова В.В. Аеропалінологічний моніторинг у місті Вінниці: актуальність, мета, результати // Астма та алергія, науково-практичний журнал. – 2002. – №2. – С. 61-64.

3. Родінкова В.В. Модифікація ацетолізної обробки пилкових зерен в аеропалінологічних дослідженнях // Вісник проблем біології та медицини Української медичної стоматологічної академії. – 2003. – №1. – С. 23-24.

4. Родінкова В.В. Кореляція кількості зібраного у м. Вінниці пилку алергенних рослин з метеорологічними факторами та деякими чинниками забруднення атмосфери // Проблеми екології та медицини. – 2003 р. – Т. 7, № 5-6. – С. 28-32.

5. Родінкова В.В. Деякі результати аеропалінологічного моніторингу у місті Вінниці (1999-2000 рр.) // Матеріали наукових праць І з’їзду алергологів України”. – Київ: ТОВ “Велес”, 2002. – С. 150.

6. Пухлик Б.М., Заболотний Д.І., Родінкова В.В. Розвиток аеропалінологічних досліджень в Україні – актуальний напрямок вітчизняної біології та медицини // Матеріали наукових праць І з’їзду алергологів України”. – Київ: ТОВ “Велес”, 2002. – С. 143.

7. В.В. Родінкова. Квітень як час найбільшої концентрації у повітрі пилку алергенних рослин // Тези доповідей VIII Вузівської конференції молодих вчених та науковців. – Вінниця: типографія ВНМУ, 2002. – С. 35.

8. В.В. Родінкова. Календар пилкування алергенних рослин для м. Вінниці: практична важливість отриманих резуль-татів // Тези доповідей Всеукраїнської конференції алергологів “Раннє виявлення та профілактика алергічних захворювань”. – Вінниця: RIA-поліграф, 2002. – С 12-13.

9. V. Rodinkova. Pollen calendar in Vinnitsa (Ukraine), 1999-2000 years study // Abstract book of the XXII Congress of European Academy of Allergology and Clinical Immunology “Allergy as a Global Problem”. –