1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО

САКУН ОКСАНА АНАТОЛІЇВНА

УДК 57.043+575.167+534.29+613.648.2

ОЦІНКА ТА ПРОГНОЗУВАННЯ ВПЛИВУ

ШУМОВОГО Й ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ЗАБРУДНЕННЯ

НА ПРИРОДНО-ЗАПОВІДНІ ТА РЕКРЕАЦІЙНІ ТЕРИТОРІЇ

21.06.01 – екологічна безпека

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Кременчук – 2016

2

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Кременчуцькому національному університеті імені Михайла

Остроградського Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор,

Никифоров Володимир Валентинович,

Кременчуцький національний університет імені

Михайла Остроградського, перший проректор

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор,

Адаменко Ярослав Олегович,

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу, завідувач кафедри екології

кандидат технічних наук,

Поліщук Дмитро Володимирович,

Виробниче об’єднання «Машинобудівний завод»

м. Світловодськ, головний інженер

Захист дисертації відбудеться « 11 » березня 2016 р. о 1300

годині на

засіданні спеціалізованої вченої ради К45.052.05 Кременчуцького

національного університету імені Михайла Остроградського за адресою: 39600,

м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, ауд. 4211.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Кременчуцького національного

університету імені Михайла Остроградського за адресою: 39600, м. Кременчук,

вул. Першотравнева, 20.

Автореферат розісланий « 09 » лютого 2016 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К45.052.05 В.С. Бахарєв

1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією з проблем екологічної безпеки в Україні є стан

акустичного забруднення довкілля. Доведено, що міський шум згубно діє на

організм людини, вражає органи слуху, центральну нервову систему, викликає

хвороби серця і судин, головні болі, порушує обмін речовин і сон, викликає інші

неспецифічні фізіологічні реакції людини, є прямою або опосередкованою

причиною багатьох захворювань. Також, в умовах розвитку інформаційних

технологій відчутним видом фізичного (хвильового) забруднення природного

середовища стає електромагнітне випромінювання (ЕМВ). Сучасні наукові

дослідження щодо вирішення проблем шумового та електромагнітного

забруднення компонентів довкілля мають переважно антропоцентричний підхід.

Моделі оцінки та прогнозування дії зазначених чинників екологічної небезпеки,

заходи та засоби підвищення рівня екологічної безпеки мають на меті

забезпечення нормативного стану довкілля саме для людини. У той же час, у

межах розвинених урбосистем присутні рекреаційні зони, більшість з яких має

статус природоохоронних територій. Функціональна ефективність таких територій

в умовах постійного антропогенного (насамперед, техногенного) навантаження

визначається, в першу чергу, станом природних угруповань, біотичної складової

екосистем (біоти), вплив на стан об’єктів якої зазначених чинників екологічної

небезпеки вивчений не достатньо.

Аналіз основних нормативних документів України з питань захисту довкілля

від шкідливого впливу шуму й ЕМВ дозволяє констатувати недостатній рівень

наукового обґрунтування градації рівнів шумового навантаження та відсутність

системи нормування рівнів ЕМВ на біоту об’єктів природно-заповідного фонду

(ПЗФ). Наявна оцінка рівнів екологічної небезпеки шумового та

електромагнітного забруднення для рекреаційних територій на прикладі

охоронних зон техногенно навантажених урбосистем є недосконалою, відсутні

моделі прогнозування впливу шумового та електромагнітного забруднення на

екосистеми об’єктів ПЗФ.

Таким чином, дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуального

науково-практичного завдання, що полягає у вивченні шкідливого впливу шуму та

ЕМВ на стан екологічної безпеки рекреаційних зон і природно-заповідних

територій населених міст із подальшою розробкою науково обґрунтованих

градацій рівнів екологічної небезпеки за умов однофакторної та комплексної дії

зазначених чинників на біотичні об’єкти.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна

робота виконана згідно з планом науково-дослідних робіт кафедр «Екологічної

2

безпеки та організації природокористування» та «Біотехнології та здоров’я

людини» Кременчуцького національного університету імені Михайла

Остроградського у рамках наступних програм, де здобувач являється виконавцем:

«Довкілля-2020»; «Розробка наукового обґрунтування щодо створення об’єкту

природно-заповідного фонду України – ботанічної пам’ятки природи місцевого

значення на базі міського парку імені Івана Котлова».

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є оцінювання

впливу шумового та електромагнітного забруднення на стан природно-заповідних

і рекреаційних територій із подальшим прогнозуванням змін станів екологічної

безпеки для використання в системах екологічного моніторингу.

Для досягнення вказаної мети поставлені наступні завдання:

– провести аналіз особливостей шкідливого впливу чинників шумового

забруднення (ШЗ) та ЕМВ на стан біологічних організмів;

– розробити універсальну методику визначення впливу стрес-фактору на

біологічні тест-об’єкти в умовах водного та повітряного середовищ із

урахуванням критерію активності модельних організмів;

– визначити вплив на тест-об’єкти акустичного та електромагнітного

забруднення, що формується джерелами ЕМВ промислової частоти, а також

сумісної дії обох чинників;

– розробити систему оцінки стану рекреаційних зон та об’єктів ПЗФ під

впливом шумового та електромагнітного забруднення, базуючись на встановленні

градацій рівнів екологічної небезпеки, сформованої дією зазначених чинників;

– розробити методику визначення прогнозованої реакції живих організмів

на дію ШЗ та ЕМВ залежно від рівня впливу та тривалості дії чинників

екологічної небезпеки;

– на прикладі конкретного об’єкту провести зонування території за рівнями

екологічної небезпеки, сформованої чинниками шумового та електромагнітного

забруднення.

Об’єктом дослідження є шумове та електромагнітне забруднення природно-

заповідних та рекреаційних територій населених міст.

Предметом дослідження є оцінка та прогнозування шумового та

електромагнітного забруднення довкілля в межах природно-заповідних та

рекреаційних територій в умовах систематичного антропогенного та техногенного

навантаження.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження базуються на застосуванні

методів логічного аналізу та узагальнення. Для оцінки достовірності результатів

експериментів використовувалися математико-статистичні методи. Визначення

3

рівнів шумового забруднення проводилося з використанням традиційних

методів акустичного зондування середовища, стан електромагнітного забруднення

досліджували методом вимірювання індукції магнітного поля, з використанням

методу біотестування визначалися ліміти шкідливості акустичного та

електромагнітного впливів на модельні тест-об’єкти. Просторове переміщення

тест-об’єктів вивчалося на основі аналізу кадрів відеоматеріалу, отриманих

шляхом розкадровки за допомогою комп’ютерних програми Windows Movie

Maker та аналізу серійних фотографій. Обробка результатів проводилася з

використанням карт Google, пакетів Microsoft Office, StatGraphics, для

картографування шумового та електромагнітного забруднення застосовано

прикладний пакет Surfer.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в такому:

– вперше науково обґрунтована доцільність застосування біологічних

модельних організмів Daphnia magna Straus та Drosophila melanogaster L. як тест-

об’єктів оцінки рівня шкідливого впливу шумового та електромагнітного

забруднення на біоту, що надає можливість використовувати їх при проведенні

моніторингу станів екологічної безпеки;

– вперше закладено наукові засади створення системи оцінки стану об’єктів

довкілля під впливом шумового та електромагнітного забруднення, базуючись на

встановленні градацій рівнів екологічної небезпеки, що дає можливість визначати

доцільність застосування певних заходів із забезпечення екологічної безпеки;

– удосконалено методику оцінки рівня шумового та електромагнітного

забруднення шляхом використання еволюційних рівнянь, що дозволяє

прогнозувати реакцію живих організмів на дію шуму й електромагнітного

випромінювання залежно від рівня впливу та тривалості дії чинників екологічної

небезпеки;

– розширено наукові уявлення щодо зонування територій за рівнями

екологічної небезпеки, сформованої чинниками шумового та електромагнітного

забруднення в умовах однофакторного чи сумаційного їх впливу з метою

забезпечення екологічної безпеки в межах рекреаційних зон та територій об’єктів

ПЗФ.

Практичне значення одержаних результатів.

1. Використання розробленого методу оцінки рівня шкідливого впливу

шумового та електромагнітного забруднення на живі організми із застосуванням у

якості тест-об’єктів Daphnia magna Straus та Drosophila melanogaster L. з

урахуванням критерію їх активності дозволяє достовірно визначати реакції живих

організмів на дію ШЗ та ЕМВ залежно від рівня впливу та тривалості дії чинників.

4

2. Запропонована градація рівнів екологічної небезпеки при дії чинників

шумового та електромагнітного забруднення дає можливість проводити експрес-

оцінки стану екологічної безпеки рекреаційної зони чи об’єкту ПЗФ за

зазначеними чинниками.

3. Одержані нелінійні регресійні моделі активності біологічних тест-об’єктів

дозволяють прогнозувати реакцію живих організмів на дію ШЗ та ЕМВ залежно

від тривалості впливу та інтенсивності стрес-фактору.

Запропоновані рекомендації щодо підвищення рівня екологічної безпеки за

чинниками шумового та електромагнітного забруднення апробовано та

впроваджено на території Регіонального ландшафтного парку «Кременчуцькі

плавні» (акт впровадження від 30.04.2014).

Результати досліджень із визначення особливостей формування екологічної

небезпеки на територіях природно-заповідного фонду Кременчуцького району,

результати зонування об’єктів ПЗФ за рівнем акустичного та електромагнітного

забруднення, проект заходів із забезпечення екологічної безпеки, систему градації

рівнів шумового та електромагнітного забруднення використано в навчальному

процесі на природничому факультеті Полтавського національного педагогічного

університету імені В.Г. Короленка під час викладання ряду екологічних дисциплін

(акт впровадження від 25.05.2014).

Результати досліджень впливу шуму та електромагнітного поля

використовуються в навчальному процесі підготовки бакалаврів у

Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського за

напрямами 6.051401 – «Біотехнологія», 6.010203 – «Здоров’я людини» (акт

впровадження від 16.05.2014), 6.040106 – «Екологія, охорона навколишнього

середовища та збалансоване природокористування» (акт впровадження від

29.05.2015).

Особистий внесок здобувача. Основні наукові результати, що наведені у

дисертації та винесені на захист, отримано автором особисто. Ідея роботи,

постановка задач та шляхи їх вирішення також запропоновані автором.

Експериментальні та прикладні дослідження, їх впровадження проводились за

безпосередньою участю здобувача. Формування завдань дослідження, аналіз і

обговорення отриманих результатів здійснювались під керівництвом д.б.н.,

професора Никифорова В.В. Моделювання дії на біоту електромагнітного поля

симетричного та несиметричного асинхронних електричних двигунів проводилося

на базі лабораторій біотестування та біоіндикації, елементів та спеціальних систем

електропривода КрНУ за участю д.т.н., професора Чорного О.П.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві,

деталізовано в переліку публікацій за темою дисертації.

5

Апробація результатів дисертації. Результати теоретичних та практичних

досліджень за напрямком дисертаційної роботи доповідались та обговорювались

на наукових конференціях різних рівнів, а саме: Міжнародному науковому

симпозіумі «Неделя эколога – 2015» (м. Дніпродзержинськ, 2015 р.), Міжнародних

науково-практичних конференціях «Проблеми екологічної безпеки»

(м. Кременчук, 2010–2015 рр.), Міжнародних науково-технічних конференціях

студентів, аспірантів та молодих учених «Актуальні проблеми життєдіяльності

суспільства» (м. Кременчук, 2010–2015 рр.), Міжнародних науково-технічних

конференціях «Фізичні процеси та поля технічних і біологічних об’єктів»

(м. Кременчук, 2012–2015 рр.), Міжнародних науково-практичних конференціях

«Ідеї академіка Вернадського та науково-практичні проблеми сталого розвитку

регіонів» (м. Кременчук, 2011–2015 рр.), XV Міжнародній науково-практичній

конференції студентів, аспірантів та молодих учених «Екологія. Людина.

Суспільство» (м. Київ, 2012 р.), VIII Міжнародній науково-практичній

конференції за участю молодих вчених «Еколого-правові та економічні аспекти

екологічної безпеки регіонів» (м. Харків, 2013 р.), XV Міжнародній науково-

технічній конференції «Проблеми енергоресурсозбереження в електротехнічних

системах. Наука, освіта і практика» (м. Кременчук, 2014 р.), І Всеукраїнській

науковій конференції «Збереження біорізноманіття в контексті сталого розвитку»

(м. Черкаси, 2015 р.), ХІІ Всеукраїнській науково-практичній інтернет-

конференції «Вітчизняна наука на зламі епох: проблеми та перспективи розвитку»

(м. Переяслав-Хмельницький, 2015 р.), V Всеукраїнській студентській науковій

конференції «Сучасні проблеми природничих наук» (м. Ніжин, 2010 р.), ІІ

Всеукраїнській молодіжній науково-практичній конференції «Екологічні

проблеми регіону» (м. Рубіжне, 2013 р.), Всеукраїнській конференції «Регіональна

екологія: сьогодення та напрями розвитку» (м. Полтава, 2014 р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковано в 28 наукових

роботах, зокрема: 1 колективній монографії; 8 статтях, з яких: 2 статті у

закордонних видання, 5 – у фахових виданнях України з технічних наук; 19 тезах

доповідей наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 4

розділів, загальних висновків, списку використаних джерел і 4 додатків. Текст

роботи із 22 таблицями, 71 рисунком викладено на 157 сторінках, список

використаних джерел із 264 найменувань розміщено на 28 сторінках, 4 додатки –

на 7 сторінках. Загальний обсяг роботи складає 192 сторінки.

6

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи,

сформульовано мету та завдання досліджень, визначено наукову новизну й

практичну цінність одержаних результатів, наведено дані про особистий внесок

здобувача, апробацію результатів дисертації, структуру та обсяг роботи.

У першому розділі «Сучасний стан вивченості шумового та

електромагнітного впливу на біоту» проаналізовано публікації щодо екологічної

небезпеки, що формується при дії акустичного й електромагнітного забруднення

на тварин та їх угруповання, розглянуто умови та специфіку нормування шуму й

ЕМВ на території України, інших країн. Аналітичним оглядом механізмів

формування негативних змін у стані біологічних організмів під дією шумового та

електромагнітного забруднення визначено групи модельних організмів (МО)

(аеро- та гідробіонтів), реакції яких на дію зазначених стрес-факторів є

прогнозованими та дозволяють використовувати їх у якості тест-об’єктів (ТО) у

системах моніторингу станів екологічної безпеки. Проаналізовано основні

нормативні документи України щодо захисту довкілля від шкідливого впливу

шуму й ЕМВ. Установлено, що в Україні недостатньо розвинені дослідження з

наукового обґрунтування градації рівнів шумового навантаження, отриманих на

основі вивчення шкідливої дії на біоту ПЗФ, та відсутня система нормування

ЕМВ, зокрема для екосистем охоронних територій.

За результатами проведеного аналізу обґрунтовано необхідність

удосконалення методології оцінки та прогнозування негативного впливу фізичних

чинників екологічної небезпеки, зокрема шуму та ЕМВ, на біологічні об’єкти, а

також розробки системи градацій рівнів екологічної небезпеки, яка формується

зазначеними чинниками, що надасть можливість визначати доцільність

застосування певних заходів із забезпечення екологічної безпеки.

У другому розділі «Об’єкти та методи досліджень» охарактеризовано

методи проведення експериментальних досліджень та теоретично обґрунтовано

методику визначення впливу шуму та магнітного поля на тест-об’єкти.

Під час проведення експериментальних досліджень використано

різнопрофільні методики, які об’єднані у наступні групи: до математичних

методів віднесено статистичні та моделювання; фізичні методи включають

приладові засоби досліджень; як біологічні методи застосовано біотестування,

біоіндикація та моніторингові спостереження.

Дослідження рівнів шумового забруднення на території об’єктів ПЗФ

проводились за допомогою вимірювача шуму DT–805 (30–100 дБ (Lo), 60–130

7

(Hi); 31,5 Гц – 8·103

Гц). Для вимірювання індукції магнітного поля на об’єктах

ПЗФ застосовувався магнітометр ТМ–191 (200/2000 мГс, 20/200 мкТл; 30 Гц –

300 Гц). Біотестування проводилося з використанням тест-об’єктів: Daphnia

magna Straus та Drosophila melanogaster L.

Розроблено методику оцінки рівня шкідливого впливу шумового та

електромагнітного забруднення на ТО, що включає оцінку ступеня їх активності,

летальність, репродуктивність, наявність і частоту тератологій. Для оцінки

активності визначених модельних організмів за результатами лабораторних

досліджень розроблено відповідну бальну систему, що наведена у таблиці 1.

Критеріями для встановлення умовних ступенів активності ТО обрано швидкість і

рівномірність, траєкторію їх руху тощо (рис. 1).

Таблиця 1

Система оцінювання активності тест-об’єктів

Бал Ступінь

активності

Стислий опис руху та поведінки тест-об’єктів

Daphnia magna Straus Drosophila melanogaster L.

1 Загальмо-

ваність

Рух майже не спостерігається:

.

, ледь помітні рухи,

згрупування на стороні,

протилежній джерелу небезпеки.

2 Знижена

активність , період «зави-

сання» 30-50 с, траєкторія руху –

ламана з малою кількістю ланок,

рух майже вертикальний (рис. 1а).

, перельоти

короткі (5 шт/хв.), час зупинки

до 120 с..

3 Стабільність

(норма) , період «зави-

сання» 20–30 с, траєкторія руху –

ламана лінія з невеликою

кількістю ланок, рух вертикально-

горизонтальний з поодиноким

перетином (рис. 1б).

, до 6 стрибків-

перельотів, час тривалості

зупинок 15–60 с, рух пов’язаний

з вирішенням фізіологічних

потреб.

4 Підвищена

активність , період «зави-

сання» 6–15 с, траєкторія руху –

ламана з великою кількістю ланок,

рух вертикально-горизонтальний з

перетинами (рис. 1в).

, кількість пе-

рельотів до 20, час зупинок 10–

15 с, рухаються переважно у

верхній площині лабораторної

ємкості.

5 Збудження , період «зави-

сання» 1–5 с, траєкторія руху –

ламана з великою кількістю ланок,

рух у вертикально-горизонтальній

площині з великою кількістю

перетинів ланок у проекції

(рис. 1г).

, шлях пробігу малий,

до 40 стрибків-перельотів,

зупинки поодинокі, тривалістю

1–2 с., хаотичний рух у верхній

площині лабораторної ємкості,

згуртування подалі від джерела

небезпеки.

8

Просторово-часові характеристики місцезнаходження ТО вивчали на основі

аналізу відеоматеріалу та серійних фотографій, шляхом розкадровки за

допомогою прикладних комп’ютерних програм.

а б в г

Рис. 1. Проекції траєкторій руху тест-об’єктів на горизонтальну площину:

а – при зниженій активності; б – у стані стабільності (норми); в – при підвищеній

активності; г – у збудженому стані.

За умовну норму летальності прийнято відсоток смертності від нуля до трьох

(загибель однієї особини у контрольній групі). Розраховано значення

репродуктивності ТО для кожного рівня шумового чи магнітного забруднення.

Зафіксовано різні види фенотипного прояву мутацій, частоту їх виникнення.

Під час проведення досліджень підтримувались стабільні умови: певна

тривалість освітлення, температура 22–25 °С; тиск 756–762 мм. рт. ст; вологість

40–50 %.

Загальну середньостатистичну активність ТО запропоновано визначати за

формулою:

,54321 54321 аааааА

(1)

де ,51особинкількість

критеріюбалутізустрічносчастотаа

%.

Отже, використання запропонованої універсальної методики дозволяє

визначати рівень впливу будь-якого стрес-фактору на ТО в умовах водного

(гідробіонти – Daphnia magna Straus) та повітряного (аеробіонти – Drosophila

melanogaster L.) середовищ. Основним системоутворюючим параметром методики

є критерії активності МО.

У третьому розділі «Оцінка та прогнозування впливу шуму та магнітного

поля на біоту» представлено результати експериментальних досліджень із впливу

шуму та ЕМВ на МО, здійснено обґрунтування системи оцінки стану об’єктів

довкілля під впливом шумового та електромагнітного забруднення на основі

градацій рівнів екологічної небезпеки.

Дослідження впливу шуму та ЕМВ на МО проводилося у три етапи

базуючись на визначенні критеріїв активності: І етап – МО піддавалися дії шуму

9

(діапазон частоти 31,5 Гц – 8 кГц); ІІ етап полягав в оцінці дії ЕМВ промислової

частоти; на ІІІ етапі вивчено одночасну дію обох фізичних чинників.

Результати дослідження активності МО залежно від тривалості та

інтенсивності впливу ШЗ наведено на рис. 2.

Рис. 2. Активність МО Daphnia magna Straus (а) та Drosophila melanogaster L.(б)

залежно від тривалості та інтенсивності ШЗ

Під час короткочасного впливу (рис. 2а) найбільший сплеск збудженості

Daphnia magna Straus зареєстровано у перші 10 хв. за інтенсивності шуму на рівні

71–80 дБ, можливі прояви неспокою. У діапазоні в 80–90 дБ спостерігається

висока збудженість дафній, вони мігрують у нижні шари рідини. При

порівняльному аналізі активності Drosophila melanogaster L. (рис. 2б) найбільша

збудженість організмів характерна для всіх досліджених звукових рівнів у перші

30 хв. та після години дії стрес-фактору. У проміжку часу 40-60 хв. впливу

фіксується гальмування активності. Доведено, що протягом перших 30 хв. МО

Drosophila melanogaster L. відчувають неспокій, під час наступного періоду (40-

60 хв.) настає стадія резистентності організмів, відбувається включення

адаптивних процесів, після години дії шуму виникає період зниження

адаптаційної реакції організмів, виснаження організмів або загибель.

Залежність активності МО Daphnia magna Straus та Drosophila

melanogaster L. від тривалості та інтенсивності шуму має вигляд нелінійних

регресійних рівнянь (2) та (3) відповідно, де 1x – рівень стрес-фактору, 2x – час дії

стрес-фактору:

22

9-

212121

104,90732

000832863.010000044692.00003009911.00736218.04651,4

x

xxxxxRL

(2)

а б

10

22

8-

212121

011,34623

20,000119110420,00000293070,000040260,00280417+2,5126

x

xxxxxRL

(3)

На основі проведених досліджень створено блок-схему поведінкової

активності МО під впливом ШЗ (рис. 3).

Рис. 3. Блок-схема етологічної активності МО залежно від тривалості та

інтенсивності дії ШЗ

Результати дослідження активності МО залежно від тривалості впливу та

значення індукції магнітного поля (мкТл) представлено на рис. 4.

а б

Рис. 4. Активність МО Drosophila melanogaster L .(а) та Daphnia magna Straus (б)

залежно від тривалості впливу та інтенсивності індукції магнітного поля

11

Під час дії ЕМВ відмічено максимальне зростання активності МО на 10 та

40 хв. дослідження (рис. 4а). Моделі регресійної залежності активності

гідробіонтів (4) та аеробіонтів (5) є поліномами другого степеня.

Протягом експерименту організми реагують на стрес-фактор підвищенням

своєї активності. Однак варто зазначити, що після припинення впливу

спостерігається нормалізація активності. Етологічна активність МО залежно від

інтенсивності ЕМВ представлена на рис. 5.

Рис. 5. Блок-схема етологічної активності МО залежно від тривалості та

інтенсивності дії ЕМВ

При дослідженнях довготривалого впливу ЕМВ на аеробіонтів зафіксовано

прояви нових форм мутацій, що виявляються у посиленні деформацій частин тіла.

Фенотипний прояв перших мутацій зафіксовано при постійній дії ЕМВ 50 Гц

ІМП ≥ 2,25 мкТл. При показниках ІМП 2,25–5 мкТл частота мутацій Drosophila

melanogaster L. упродовж трьох генерацій коливається у межах 0,2-1 % (рис. 6),

найбільш вираженими є деформація черевця та видозміни крил. При дії ЕМВ 5–

20 мкТл спостерігається виникнення мутацій (до 3 %) на фоні високої летальності

(>15%).

22

9-

212121

102,72533

0,0880847-7690,00000137+430,000020910,495767+3,07982

x

xxxxxRB

(4)

22

8-

212121

018,4961

0,153511 9880,00000704140,00001918-0,524286+3,19344

x

xxxxxRB

(5)

12

Рис. 6. Частота мутацій

Drosophila melanogaster L.,

індукованих ЕМВ

00,2 0,7

1

0

0,6

1,8

3

0

1

2

3

4

P F1 F2 F3

ча

сто

та

му

та

цій

,%

покоління МО

2,25 - 5 μТ

5 - 20 μТ

На третьому етапі дослідження здійснено

моделювання довготривалого одночасного впливу

обох стрес-факторів на МО. Враховуючи значний

відсоток летальності гідробіонтів при дії ШЗ з

рівнем вище 70 дБ проаналізовано вплив чинників

небезпеки на МО Daphnia magna при значеннях

шумового навантаження на рівні 55-60 дБ та ЕМВ

зі значенням ІМП 0,5–0,8 мкТл. Досліджено рівень

летальності молодих та дорослих МО (рис. 7).

Установлено летальність саме молодих особин на

рівні 20%, що зумовлено недостатньою розвиненістю у них адаптивних

механізмів. Має місце ефект сумації негативної дії обох стрес-факторів на молоді

особини гідробіонтів, адже за умов впливу кожного чинника окремо рівень

смертності не перевищував 10%.

Рис. 7. Динаміка летальності Daphnia (ІМП 0,5–0,8 мкТл, рівень шуму 55–60 дБ)

Для більш детального аналізу довготривалого одночасного впливу обох

стрес-факторів на аеробіонтів проведено спостереження змін активності та

частоти мутацій (тератологій) при щоденному 4-годинному та 9-годинному впливі

стрес-факторів (рівень ШЗ 70–80 дБ, ІМП 0,8-20 мкТл) протягом трьох генерацій

(F1–F3). ЕМВ індуковано за допомогою симетричних та несиметричних

електричних двигунів з метою порівняння динаміки тератологій (табл. 2).

Таблиця 2

Порівняльна динаміка тератологій (F1–F3) МО

Тератології Симетричний двигун Несиметричний двигун

F1 F2 F3 F1 F2 F3

Норма 68.3 % 65.1 % 64.0 % 75.0 % 60.7 % 59.0 %

Аномалія: 31.7 % 34.9 % 36.0 % 25.0 % 39.3 % 41.0 %

безкрилі особини – 0.8 % – 3.7 % 3.5 % –

редуковані крила 1.4 % – – 7.0 % 6.5 % –

деформоване черевце 2.1 % 4.7 % – 7.5 % 8.0 % –

непропорційні частини тіла 28.2 % 29.4 % 36.0 % 6.8 % 21.3 % 41.0 %

логарифмічна (молоді

особини)

13

Під час вивчення ефекту сумації дії обох стрес-факторів нових фенотипних

проявів мутацій Drosophila melanogaster L. не зафіксовано, порівняно з мутаціями

другого етапу досліджень. Однак, установлено, що загальна частота мутацій є на

10-13 % більшою у порівнянні з контрольною групою МО.

Одержані результати експериментальних досліджень слугували базисом для

розробки й обґрунтування градації рівнів екологічної небезпеки шумового та

електромагнітного забруднення для біоти, у тому числі в межах охоронних зон

рекреаційних та природно-заповідних територій (табл. 3 та 4 відповідно).

Таблиця 3

Градація рівнів екологічної небезпеки впливу шумового забруднення для

об’єктів ПЗФ

Рівень

екологічної

небезпеки

Інте

нси

вн

ість

шум

у, д

Б

Характеристика

реакції МО у водних

та повітряних умовах

Daphnia magna Straus Drosophila

melanogaster L. Активність, б.

Реп

род

укти

в-

ніс

ть,

на

1

осо

би

ну

Лет

альн

ість

,

%

Активність, б.

Реп

род

укти

вн

іст

ь,

на

1

осо

би

ну

Коротк

о-

час

ни

й в

пли

в

Довго

три

-вал

ий

вп

ли

в

Коротк

о-

час

ни

й

вп

ли

в

Довго

три

ва

ли

й в

пли

в

Нестерпний 100–

120

Суттєве зниження

репродуктивності, у

гідробіонтів – повна

загальмованість та

висока смертність.

0–1 0–2 <45 >80 2,4–

4

2,2–

4,1

118–

148

Дуже

високий

95–

100

Різкі коливання

активності – від

станів загальмова-

ності до збудженості.

2–5 1–4 45–

56 46,7

2,2–

5

2,4–

4,1

121–

180

Високий 80–

95

Активність тест-

об’єктів коливається

від зниженого стану

до збудження,

зниження репро-

дуктивності.

4,6–

5

1,7–

4

63–

72 26,8

2,5–

4,5

2,6–

3,4

147–

202

Підвищений 63–

79

Частота та різкість

перепадів активності

зростає, зниження

репродуктивності.

2–

4,8

2–

4,1

64–

73 23,5

2–

4,5

2,8–

3,3

184–

195

Допустимо

високий

55–

62

Несуттєві перепади

активності та

репродуктивності.

2,7–

3,1

2,9–

3,1

72–

85 6

2,4–

3,6

2,9–

3,4

192–

203

Нормативний 40–

50

Стабільний стан МО. 3 3

75–

84 3 3 3

193–

210

14

Таблиця 4

Градація рівнів екологічної небезпеки впливу електромагнітного

забруднення для об’єктів ПЗФ

Рівень

екологічної

небезпеки

Інте

нси

вн

ість

ІМ

П,

мкТ

л Характеристика

реакції МО у водних

та повітряних умовах

Daphnia magna Straus Drosophila

melanogaster L.

Активність,

б

Реп

род

укти

вн

ість

, н

а 1 о

соб

ин

у

Лет

альн

ість

, %

Активність,

б

Реп

род

укти

вн

ість

,

на

1 о

соб

ин

у

Лет

альн

ість

, %

Коротк

очас

н

ий

вп

ли

в

Довго

три

вал

ий

вп

ли

в

Коротк

очас

н

ий

вп

ли

в

Довго

три

вал

ий

вп

ли

в

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Сублетальний >34

Різкі перепади ак-

тивності від повної

загальмованості до

збудження зі значною

летальністю.

0–5 0–5 0–

20 >85

0,5–

5

0,4–

5

32–

58 >60

Нестерпний 17,2–

34

Максимальна збудже-

ність переходить у

загальмованість. Зни-

ження репродуктив-

ності

0,7–

4,9

0,6–

4,8

15–

24 74

0,5–

4,9

0,7–

4,6

92–

121 53

Дуже

високий

8,8–

17,2

Різкі коливання актив-

ності – від станів

збудження до загаль-

мованості. Зниження

репродуктивності.

1–4,9 0,7–

4,7

32–

47 50

1–

4,8

1,1–

4,5

121–

180 46

Високий 5,2–

8,8

Активність колива-

ється від зниженого

стану до збудження.

Незначне зниження

репродуктивності.

1,4–

4,7

1–

4,6

51–

57 43

1,5–

4,8

1,3–

4

163–

215 23,3

Підвищений

1,5–

5,2

Частота та різкість

перепадів активності

зростає, змінюється

репродуктивність.

2,9–4,8 1,5–

4,3

53–

65 17

1,8–

4,6

1,5–

3,7

191–

207 20

Допустимо

високий

0,3–

1,4

Несуттєві перепади

активності та репро-

дуктивності.

2,8–

4,2

2,6–

4

63–

81 10

2,8–

4,4

2,7–

3,6

197–

202 13

Нормативний 0,1–

0,3

Стабільний стан МО. 3,1–

3,8

2,8–

3,4

75–

84 0–3

2,9–

3,4

2,8–

3,2

193–

210 0–3

Очікувану (прогностичну) реакцію живих організмів на вплив чинників

шумового та електромагнітного забруднення запропоновано визначати на основі

залежності:

15

(6)

де – прогнозна активність МО під впливом шуму, бали; – прогнозний

рівень шуму, дБ; – прогнозна активність МО під впливом ЕМВ, бали; –

прогнозний рівень ІМП, мкТл; – тривалість дії чиннику екологічної небезпеки.

Застосування наведеної залежності при прогнозування рівнів екологічної

небезпеки разом із результатами натурних досліджень дозволяє зменшити

похибку при подальших розрахунках з урахуванням технічного стану джерела

забруднення, ефективності впроваджених заходів зі зниження рівнів екологічної

небезпеки: озеленення, екранування й інших рішень. Фактичне прогнозування

реакції МО ( та ) здійснюється з урахуванням параметрів прогнозних рівнів

шуму чи ІМП за формулами регресійних залежностей активності МО (2-5) чи на

основі табличних даних результатів натурних експериментів (табл. 3, 4).

У четвертому розділі «Екологічна безпека природно-заповідних та

рекреаційних територій регіону дослідження» визначено основні джерела

шумового та електромагнітного забруднення на території рекреаційних зон та

об’єктів ПЗФ м. Кременчука та Кременчуцького району, надано характеристику

джерел екологічної небезпеки, проведено зонування рівнів екологічної небезпеки

для об’єктів ПЗФ, представлено основні заходи, спрямовані на підвищення рівня

екологічної безпеки.

Установлено, що парк «Придніпровський» є найбільш акустично

забрудненим об’єктом ПЗФ Кременчуцького району. Здійснено зонування парку

за рівнями шумового та електромагнітного забруднення (рис. 8).

Рис. 8. Зонування частини парку «Придніпровський» за рівнем забруднення

м

м

16

Зонування надає можливість наочного визначення зон однофакторного чи

сумаційного негативного впливу. На прикладі парку «Придніпровський»

встановлено, що максимальні рівні екологічної небезпеки характерні для

розважальної зони. Зафіксовані значення ІМП при роботі атракціонів у декілька

разів перевищують європейські стандарти. Шумових зон больового порогу та

нестерпності не виявлено. Наявна зона екологічної небезпеки з дуже високим

рівнем шуму, до якої входять райони з інтенсивним рухом транспортних засобів із

увімкненими приладами подачі звукових сигналів, та зони з високим і підвищеним

рівнем шуму – розважальні зони парку. Установлено, що у зоні роботи атракціонів

наявний ефект сумації шумового та електромагнітного забруднення. Одержані

результати слугували базисом для розробки пропозицій щодо дієвих

організаційно-технічні заходів із підвищення рівня екологічної безпеки стосовно

зазначених чинників.

ВИСНОВКИ

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій подано

теоретичне узагальнення та нове рішення актуальної науково-прикладної задачі

щодо оцінювання та прогнозування впливу шумового та електромагнітного

забруднення на природно-заповідні та рекреаційні території.

Найважливіші наукові та практичні результати, одержані в дисертації:

1. Проаналізовано особливості формування екологічної небезпеки при дії

чинників шумового та електромагнітного забруднення. За результатами аналізу

літературних джерел та власних узагальнень установлено, що ступінь шкідливого

та небезпечного впливу шуму на живі організми, в основному, залежить від рівня

та характеру шуму, форми та тривалості впливу, а також індивідуальних

особливостей організму. Біологічні ефекти ЕМВ зумовлені інформаційними

взаємодіями ЕМП з системами організму, що сприймають інформацію з

навколишнього середовища і відповідно регулюють процеси життєдіяльності.

Виявлено недосконалість нормативної та методологічної бази з питань оцінки

рівнів шкідливого впливу зазначених чинників на стан біоти в межах

рекреаційних та природоохоронних зон.

2. Розроблено універсальну методику, що дозволяє визначати рівень впливу

будь-якого стрес-фактору на тест-об’єкти в умовах водного (Daphnia magna

Straus) та повітряного (Drosophila melanogaster L.) середовищ. Основним

системоутворюючим параметром методики є критерії активності модельних

організмів з урахуванням швидкості та траєкторії їх руху, просторового

переміщення.

17

3. Експериментально досліджено вплив на біоту чинників акустичного та

електромагнітного забруднення за умов як моновпливу так і одночасної дії.

Виявлено залежність між рівнем акустичного та електромагнітного забруднення,

часом експозиції та станом тест-об’єктів. Установлено стимулюючі і пригнічуючі

дози досліджуваних фізичних чинників, що впливають на розвиток організмів. Під

впливом шуму активність тест-об’єктів коливається зі значною амплітудою (1–

5 балів), яка зростає зі збільшенням інтенсивності шуму. Показано, що рівень

ЕМВ понад 2,5 мкТл при довготривалому впливі викликає не лише зміни

поведінкового характеру, але й генетичні зміни. При значеннях параметрів полів

на рівні 4 мкТл та 70 дБ за температури 35 ºС зафіксовано тератогенез модельних

організмів більше 7 %. Доведено, що біологічні ТО дозволяють мінімізувати

похибку результатів визначення ефекту сумації акустичного та електромагнітного

впливу на біоту, порівняно з математичними методами дослідження.

4. Розроблено систему оцінки стану об’єктів довкілля під впливом шумового

та електромагнітного забруднення, базуючись на встановленні градацій рівнів

екологічної небезпеки. Виділено такі рівні як: нормативний, допустимо високий,

підвищений, високий, дуже високий, нестерпний, сублетальний. Установлено, що

межа можливостей для модельних організмів спостерігається при рівнях шуму 95-

100 дБ чи ІМП 8,8-17,2 мкТл (дуже високий рівень впливу). Виявлено різкі

коливання активності тест-об’єктів від стану збудження до загальмованості,

летальність становить більше 40 %. Повну загальмованість, загибель гідробіонтів

зареєстровано за інтенсивності шуму 100-120 дБ (рівень нестерпності).

Запропонована градація рівнів екологічної небезпеки дає можливість проводити

експрес-оцінку стану екологічної безпеки рекреаційної зони чи об’єкту ПЗФ за

зазначеними чинниками.

5. Доведено, що очікувана реакція живих організмів на дію шумового та

електромагнітного забруднення ґрунтується на оцінці активності біоти за

регресійними залежностями з урахуванням прогнозних рівнів впливу стрес-

факторів та тривалості дії чинників екологічної небезпеки. Очікувані рівні

шумового та електромагнітного забруднення враховують інтенсивність шуму чи

індукцію магнітного поля кожного джерела екобезпеки на об’єкті спостереження.

6. Охарактеризовано фізичні чинники формування екологічної небезпеки

антропогенного походження на прикладі територій об’єктів ПЗФ м. Кременчука та

Кременчуцького району. Установлено, що серед антропогенних джерел

забруднення домінують транспорт (для всіх досліджуваних об’єктів ПЗФ) та

розважальні зони (для Придніпровського парку, Міського саду та рекреаційних

зон РЛП «Кременчуцькі плавні»), лінії електропередачі. На підставі встановлених

рівнів шумового та електромагнітного забруднення проведено зонування об’єктів

18

ПЗФ, визначено зони, де проявляється ефект сумації та однофакторного впливу

ШЗ чи ЕМВ, що надало можливість запропонувати дієві організаційно-технічні

заходи щодо підвищення рівня екологічної безпеки.

Результати дисертаційних досліджень використовуються в навчальному

процесі підготовки бакалаврів за напрямами «Біотехнологія» та «Здоров’я

людини», «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване

природокористування» у Кременчуцькому національному університеті імені

Михайла Остроградського та на природничому факультеті Полтавського

національного університету імені В. Г. Короленка. Практичні рекомендації

використовуються у природоохоронній діяльності об'єкту ПЗФ України – РЛП

«Кременчуцькі плавні».

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Наукові праці, в яких опубліковані основні наукові результати дисертації:

1. Никифоров В. В. Екологічні пріоритети Кременчука: сучасний стан і

перспективи: колективна монографія / Никифоров В. В., Шмандій В. М.,

Артамонов В. В., Бахарєв В. С., Гальченко Н. П., Новохатько О. В., Пасенко А. В.,

Дігтяр С. В., Сакун О. А. // Кременчук: ПП Щербатих О.В., 2016. – 100 с.

(Здобувачем проаналізовано стан природно-заповідного фонду м. Кременчука під

впливом акустичного та електромагнітного забруднення, проведено

картографування об’єктів).

Статті у виданнях іноземних держав:

2. Mykhaylo Zagirnyak. Experimental research of electromechanical and

biological systems compatibility / M. Zagirnyak, O. Chornyi, V. Nykyforov, O. Sakun,

K. Panchenko // Przegląd elektrotechniczny. Czasopismo Stowarzyszenia Elektryków

Polskich (SEP) – 2016. – №1. – С. 128–131. (Здобувачем проаналізовано реакцію

Drosophila melanogaster на дію асинхронних двигунів, установлено та описано

фенотипні зміни тератогенного характеру).

3. Сакун О. А. Экологическая опасность влияния магнитного поля

промышленной частоты на тест-объекты / О. А. Сакун // Международный

сборник научных статей «Экологические проблемы постсоветского пространства»

(РФ). – 2014. – №1. – С. 104–109.

Статті у фахових виданнях:

4. Оцінка та прогнозування впливу шумового та електромагнітного

забруднення на природно-заповідні та рекреаційні території / В. В. Никифоров,

О. А. Сакун, В. С. Бахарєв // Вісник КрНУ імені Михайла Остроградського,

випуск 4/2015 (93). – С. 90–95. (Здобувачем обґрунтовано систему екологічного

моніторингу, запропоновано модель оцінки впливу шуму та ЕМВ на біоту з

урахуванням очікуваних рівнів шуму та індукції магнітного поля на основі реакції

модельних організмів).

19

5. Сакун О. А. Екстраполяція результатів впливу магнітного поля з нижчих

гетеротрофів на вищі / О. А. Сакун // Вісник Кременчуцького національного

університету імені Михайла Остроградського. – Кременчук, 2015. – Вип. 1,

ч.2/2015. – С. 122–127.

6. Сакун О. А. Визначення ступеня негативного впливу шуму та магнітного

поля на тест-об’єкти / О. А. Сакун // Вісник Кременчуцького національного

університету імені Михайла Остроградського. – Кременчук, 2014. – Вип. 3. –

С. 149–154.

7. Сакун О. А. Джерела техногенної екологічної небезпеки на території

об’єктів природно-заповідного фонду регіону досліджень / О. А. Сакун //

Екологічна безпека. – Кременчук: КрНУ, 2014. – № 2 (18). – С. 83–86.

8. Sakun O. A. Noise Pollution of the territory of Prydniprovskiy Park as а

Forming Factor of Environmental Hazard / O. A. Sakun // Вісник Кременчуцького

національного університету імені Михайла Остроградського. – Кременчук, 2012. –

Вип. 6/77. – С. 101–103.

Опубліковані праці апробаційного характеру:

9. Сакун О. А. Проект заходів щодо зниження рівня екологічної небезпеки на

території об’єктів ПЗФ м. Кременчука та Кременчуцького району / О. А. Сакун //

Матеріали ХІІ Міжнародної науково-технічної конференції «Фізичні процеси та

поля технічних і біологічних об’єктів» – Кременчук: КрНУ, 2015. – С. 81–82

10. Сакун О. А. Екосистемне різноманіття РЛП «Кременчуцькі плавні» під

впливом шуму та електромагнітного випромінювання / О. А. Сакун,

А. В. Пасенко // Матеріали Всеукраїнської наукової конференції «Збереження

біорізноманіття в контексті сталого розвитку». – Черкаси, 2015. – С. 126–127.

(Здобувачем здійснено екосистемну оцінку РЛП, проведено картографування

території парку на основі рівнів шуму та ЕМВ).

11. Сакун О. А Шум та електромагнітне випромінювання як мутагенні

фактори біологічних систем / О. А. Сакун, В. В. Никифоров, А. В. Пасенко,

О. О. Никифорова // Матеріали ХVІ Міжнародної науково-практичної

конференції "Ідеї академіка Вернадського та науково-практичні проблеми сталого

розвитку регіонів". – Кременчук, 2015. – С. 67–68. (Здобувачем проаналізовано

канцерогенні властивості ЕМВ та шуму на прикладі реакції Drosophila).

12. Сакун О. А. Оцінка екосистемного різноманіття Придніпровського парку з

урахуванням впливу шумового та електромагнітного забруднень / О. А. Сакун,

А. В. Пасенко, О. О. Никифорова, Д. В. Пасенко // Доклады международного

научного симпозиума «Неделя эколога – 2015», 13–16 апреля 2015 г. –

Днепродзержинск: ДГТУ. – 2015.– С. 46–47. (Здобувачем вивчено зміни

екосистемного різноманіття під дією шуму та магнітного поля).

13. Сакун О. А. Особливості моделювання впливу магнітного поля

промислової частоти на Drosophila melanogaster / О. А. Сакун, В. С. Зайцева //

Матеріали ХХІІ Міжнародної науково-практичної конференції студентів,

аспірантів та молодих учених «Актуальні проблеми життєдіяльності

20

суспільства». – Кременчук, 2015. – С. 392–394. (Здобувачем обґрунтовано

особливості розташування модельних організмів відносно джерела

випромінювання, описано реакцію МО на дію ЕМВ).

14. Сакун О. А. Система екологічного моніторингу впливу шуму та

електромагнітного випромінювання на об’єкти природно-заповідного фонду /

О. А. Сакун // Матеріали ХХІІ Міжнародної науково-практичної конференції

студентів, аспірантів та молодих учених «Актуальні проблеми життєдіяльності

суспільства». – Кременчук, 2015. – С. 127–128.

15. Сакун О. А. Діагностика змін пізнавальних процесів людини під впливом

шуму та електромагнітного випромінювання як складова біоекомоніторингу /

О. А. Сакун // Матеріали ХІІ Всеукраїнської науково-практичної інтернет-

конференції «Вітчизняна наука на зламі епох: проблеми та перспективи розвитку»

Зб. наук. праць. – Переяслав-Хмельницький, 2015. – Вип. 12. – С. 34–41.

16. Сакун О. А. Влияние электромагнитного излучения на живые организмы /

О. А. Сакун // Материалы Пленума Научного совета по экологии человека и

гигиене окружающей среды на тему: «Комплексное воздействие факторов

окружающей среды и образа жизни на здоровье населения: диагностика,

коррекция, профилактика». – Россия, 2014. – С. 342–344.

17. Сакун О. А. Оцінка впливу шуму та індукції на модельні організми в

умовах підвищеної температури в системі екологічного моніторингу /

Чорний О. П., Никифоров В. В, Панченко К. С., Сакун О. А. // Матеріали ХІ

Міжнародної науково-технічної конференції «Фізичні процеси та поля технічних і

біологічних об’єктів» – Кременчук: КрНУ, 2014. – С. 81–82. (Здобувачем

установлено критичні рівні ЕМВ, визначено зміну реакції МО при зростанні

температурних показників).

18. Сакун О. А. Сравнительная характеристика активности тест-объектов при

длительном воздействии шумового загрязнения / О. А. Сакун // Материалы V

Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и

специалистов с международным участием «Окружающая среда и здоровье.

Здоровая среда – здоровое наследие». – Министерство здравоохранения

Российской федерации ФГБУ «НИИ экологии человека и гигиены окружающей

среды им. А.Н. Сысина». – Россия, 2014. – С. 422–424.

19. Сакун О. А. Вплив шуму на особистість під час навчально-виховного

процесу / О. А. Сакун, Б. С. Баєв // Матеріали І Всеукраїнської науково-практичної

конференції з міжнародною участю «Сучасні проблеми викладання та наукових

досліджень біології у ВНЗ України» – Дніпропетровськ, 2014. – С. 257–259.

(Здобувачем описано поведінкові зміни людини під впливом шуму, зареєстровано

зниження уваги та пам’яті).

20. Сакун О. А. Электромагнитная совместимость электромеханических

преобразователей энергии и биологических систем: наукове видання за

матеріалами конференції / О. А. Сакун, А. П. Чорный, В. В Никифоров,

К. С. Панченко // Наукове видання за матеріалами конференції «Проблеми

21

енергоресурсозбереження в електротехнічних системах. Наука, освіта і практика».

– Кременчук: КрНУ, 2014. Вип. 1/2014 (2). – С. 212–214. (Здобувачем проведено

реєстрацію фенотипних змін Drosophila melanogaster під впливом ЕМВ і шуму

симетричного та несиметричного асинхронних двигунів).

21. Сакун О. А. Екологічна небезпека впливу електромагнітного забруднення

на репродуктивність тест-об’єкта / О. А. Сакун, Ю. В. Ритченко // Матеріали

Всеукраїнської конференції «Регіональна екологія: сьогодення та напрями

розвитку»: (22-23 квітня 2014 р.). – Полтава: ПолтНТУ, 2014. – С. 102–103.

(Здобувачем вивчено дію випромінювання на репродуктивність об’єктів).

22. Сакун О. А. Поведінкові та репродуктивні зміни у Drosophilla

melanogaster L. під одночасною дією шумового та електромагнітного забруднення

/ О. А. Сакун, Ю. В. Ритченко // Матеріали ХХІ Міжнародної науково-практичної

конференції студентів, аспірантів, та молодих учених «Актуальні проблеми

життєдіяльності суспільства». – Кременчук, 2014. – С. 410–411. (Здобувачем

проаналізовано вплив фізичних чинників, зафіксовано зміни у репродуктивності

та активності біоти).

23. Сакун О. А. Вплив акустичного забруднення на тест-об’єкт Drosophila

Melanogaster / О. А. Сакун // Матеріали ІІ Всеукраїнської науково-практичної

конференції «Екологічні проблеми регіону». – Рубіжне, 2013. – С. 210–211.

24. Сакун О. А. Зонування території Придніпровського парку на основі

показників акустичного забруднення / О. А. Сакун // Матеріали ХХ Міжнародної

науково-практ. конференції студентів, аспірантів, та молодих вчених «Актуальні

проблеми життєдіяльності суспільства». – Кременчук, 2013. – С. 248–249.

25. Сакун О. А. Акустичне та електромагнітне забруднення ботанічного

заказника «Довгораківський / О. А. Сакун // Матеріали VIII Міжнародної науково-

практичної конференції за участі молодих вчених «Еколого-правові та економічні

аспекти екологічної безпеки регіонів». – Харків, 2013. – С. 96–98.

26. Сакун О. А. Екологічна небезпека акустичного впливу на Біловагівський

заказник / О. А. Сакун // Збірка тез доповідей XV Міжнародної науково-

практичної конференції «Екологія. Людина. Суспільство». – НТУУ «КПІ», 2012. –

С. 163–164.

27. Сакун О. А. Рівні шумового забруднення території парка-пам’ятки садово-

паркового мистецтва «Придніпровський» / О. А. Сакун // Матеріали ХІІІ

Міжнародної науково-практичної конференції «Ідеї академіка Вернадського та

науково-практичні проблеми сталого розвитку регіонів». – Кременчук, 2011. –

С. 144–146.

Опубліковані праці, які додатково відображають наукові результати

дисертації:

28. Никифоров В. В. Сравнительный анализ влияния магнитного поля

симметричного и несимметричного режимов асинхронных двигателей на тест-

объекты / Никифоров В. В., Чорний О. П., Сакун О. А. // Інженерні та освітні

22

технології. [Електронний ресурс]. – Кременчук: КрНУ, 2015. – Вип. 1/2015 (9). –

С. 46−54. – Режим доступу: http://eetecs.kdu.edu.ua (Здобувачем досліджено вплив

асинхронного двигуна на живі організми, проведено порівняльну характеристику

впливу симетричного та несиметричного двигунів).

АНОТАЦІЯ

Сакун О. А. Оцінка та прогнозування впливу шумового та

електромагнітного забруднення на природно-заповідні та рекреаційні

території. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за

спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. Кременчуцький національний

університет імені Михайла Остроградського, 2016.

У дисертації вирішується завдання щодо розробки наукового підґрунтя для

оцінки та прогнозування негативного впливу шуму та електромагнітного

випромінювання на природно-заповідні та рекреаційні території, зокрема біоту.

Обґрунтована доцільність застосування біологічних модельних організмів

Daphnia magna Straus та Drosophila melanogaster L. як тест-об’єктів для оцінки

рівня шкідливого впливу шумового та електромагнітного забруднення на біоту.

Розроблено систему оцінки стану об’єктів довкілля під впливом шумового та

електромагнітного забруднення, що базується на встановленні градацій рівнів

екологічної небезпеки. Запропоновано методику оцінки рівня шумового та

електромагнітного забруднення шляхом використання еволюційних рівнянь, що

дозволяє прогнозувати реакцію організмів на дію шумового та електромагнітного

забруднення залежно від тривалості та інтенсивності дії чинників екологічної

небезпеки. Доведено, що біологічні тест-об’єкти дозволяють мінімізувати похибку

результатів визначення ефекту сумації акустичного та електромагнітного впливу

на біоту, порівняно з математичними методами дослідження.

Результати досліджень використовуються в навчальному процесі

Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського та

Полтавського національного університету імені В. Г. Короленка. Практичні

рекомендації використано у природоохоронній діяльності об’єкту ПЗФ України –

РЛП «Кременчуцькі плавні».

Ключові слова: екологічна небезпека, шумове забруднення, електромагнітне

випромінювання, індукція магнітного поля, тест-об’єкти, модельні організми.

АННОТАЦИЯ

Сакун О.А. Оценка и прогнозирование влияния шумового и

электромагнитного загрязнения на природно-заповедные и рекреационные

территории. – Рукопись.

23

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по

специальности 21.06.01 – экологическая безопасность. Кременчугский

национальный университет имени Михаила Остроградского.

Оценка экологической ситуации как диагностика состояния природных и

природно-антропогенных экосистем и прогнозирование его изменений –

достаточно сложный вопрос, особенно в условиях отсутствия четких критериев

оценки состояния окружающей среды и нормативных ограничений вредных

физических факторов. Таким образом, диссертационную работу посвящено

решению актуальной научно-практической проблемы по созданию основы для

оценки и прогнозирования негативного воздействия шума и электромагнитного

излучения на биоту природно-охранных и рекреационных территории.

Установлено отсутствие процедуры определения влияние вредных

физических факторов на биоту, в частности в условиях водной (Daphnia magna

Straus) и воздушной (Drosophila melanogaster L.) сред. Зафиксировано, что в

Украине практически нет градации уровней шумовой нагрузки на основе изучения

вредного воздействия на биоту природно-заповедного фонда и не развита четкая

система нормирования предельно допустимых уровней электромагнитного

излучения, в томе числе и для экосистем охраняемых территорий.

Определено уровни магнитного излучения и шумовой нагрузки на природно-

заповедных и рекреационных территориях г. Кременчуга и Кременчугского

района. Приведена характеристика всех составных элементов системы

определения степени негативного влияния шума и индукции магнитного поля на

биоту: активности, летальности; репродуктивности; наличия и частоты

тератологий. Разработано и описано методику определения уровней активности

Daphnia magna Straus и Drosophila melanogaster L., общей среднестатистической

активности биоты. Созданы образцы траектории движения дафний при

пониженной активности, в состоянии стабильности, при повышенной активности

и в возбужденном состоянии. Показаны результаты исследования негативного

воздействия шума и электромагнитного поля на биоту, которое проводилось в три

этапа: первый этап – тест-объекты подвергались воздействию шума (диапазон

частоты 31,5 Гц – 8 кГц) на фоне естественного геомагнитного поля; второй этап

заключался в оценке воздействия электромагнитного излучения промышленной

частоты при фоновом шуме в пределах нормы; на третьем этапе исследования

изучалось комплексное действие обоих физических процессов одновременно.

Предложена методика оценки уровня шумового и электромагнитного загрязнения

путем использования эволюционных уравнений, позволяет прогнозировать

реакцию организмов на действие шумового и электромагнитного загрязнения в

зависимости от продолжительности и интенсивности действия факторов

экологической опасности. Доказано, что биологические тест-объекты позволяют

минимизировать погрешность результатов определения эффекта суммации

акустического и электромагнитного воздействия на биоту, по сравнению с

математическими методами исследования. Установлены критические уровни

24

индукции магнитного поля и шумового загрязнения, которые вызывают

истощение и гибель тест-объектов. Проведено зонирование природно-заповедных

территории на основании уровней экологической безопасности в результате

шумовой и электромагнитной нагрузок. Предложен проект природоохранных

мероприятий, направленных на уменьшение уровней экологической опасности

исследуемого региона в результате шумового или электромагнитного загрязнения.

Результаты исследований используются в учебном процессе Кременчугского

национального университета имени Михаила Остроградского и Полтавского

национального университета имени В. Г. Короленко. Практические рекомендации

использованы в природоохранной деятельности объекта ПЗФ Украины – РЛП

«Кременчугские плавни».

Ключевые слова: экологическая опасность, шумовое загрязнение,

электромагнитное излучение, индукция магнитного поля, тест-объекты,

модельные организмы.

ANNOTATION

Sakun O.A. Assessment and forecasting of the impact of electromagnetic and

noise pollution on protected and recreational territories. – The Manuscript.

The candidate's thesis for a speciality 21.06.01 – ecological safety. Kremenchuk

Mykhailo Ostrohradskyi National University, 2016.

The thesis solves the problem for the development of a scientific basis for

assessment and forecasting the negative impact of noise and electromagnetic radiation

on protected and recreational territories, including biota.

It was grounded the expediency of the use of biological model organisms Daphnia

magna Straus and Drosophila melanogaster L.as the test-objects for assessment of the

harmful effects of noise and electromagnetic pollution on biota. The work presents the

developed system of the assessment of environmental objects condition under the

influence of noise and electromagnetic pollution, based on the determination of

gradation levels of environmental hazards. It is proposed the method for assessing the

level of noise and electromagnetic pollution through the use of evolutionary equations

that allows to forecast the response of living organisms to the effect of noise and

electromagnetic pollution, taking into account the impact level and the duration of the

factors of environmental hazards. It is proved that biological test-objects allow to

minimize the results error of the determination the effect of summation of acoustic and

electromagnetic effects on the biota, in comparing with the mathematical research

methods.

The research results are used in educational process in Kremenchuk Mykhailo

Ostrohradskyi National University and Poltava V.G. Korolenko National Pedagogical

University. Practical guidelines is used for environmental activities in the protected

territory of Ukraine – RLP "Kremenchuk plavni".

Keywords: ecological safety, noise pollution, electromagnetic radiation, magnetic

field, test-objects, model organisms.

25

САКУН ОКСАНА АНАТОЛІЇВНА

«ОЦІНКА ТА ПРОГНОЗУВАННЯ ВПЛИВУ

ШУМОВОГО Й ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ЗАБРУДНЕННЯ НА ПРИРОДНО-ЗАПОВІДНІ ТА РЕКРЕАЦІЙНІ ТЕРИТОРІЇ»

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Спеціальність 21.06.01 – екологічна безпека

Підписано до друку 08.02.2016 р. Формат 60 90/16. Папір друкарський.

Гарнітура Times New Roman Cyr. Друк ризограф.

Ум. друк. арк. 0,9. Наклад 100 прим.

Замовлення № 15988

Віддруковано у видавничому відділі Кременчуцького національного університету

імені Михайла Остроградського