Экологический мониторинг

Г) Биота. 
В понятие биота включаются объекты растительного и животного мира, обитающие на исследуемой территории. 
На примере этих объектов контролируется содержание загрязнителей, имеющих склонность к накоплению в растениях и животных, то есть веществ, содержание которых в биологических объектах выше, чем в абиотических средах. Это явление называется биоаккумуляцией. 
Первопричина биоаккумуляции в том, что поступление загрязнителя в живой объект происходит значительно легче, чем его выведение или разложение. Например, радиоактивный металл стронций (Sr 90) накапливается в костной ткани животных, так как его свойства весьма близки к кальцию, который является основой минеральной составляющей костей. Другой пример - хлорорганические пестициды. Эти вещества хорошо растворяются в жирах и плохо растворимы в воде (это свойство в химии называется липофильностью). В результате, из кишечника вещества попадают не в кровь, а в лимфу. В животных и растениях накапливаются также тяжелые металлы, радионуклиды, токсичные органические соединения (пестициды, полихлориро-ванные бифенилы).

13. Системность 
Частично мы уже говорили о необходимости учитывать взаимосвязи сред и объектов при отборе проб. 
Идеальная система исследований должна быть в состоянии проследить путь ЗВ от источника до стока, и от выходной точки до мишени (объекта воздействия). Система мониторинга должна работать таким образом, чтобы, изучая взаимодействия между средами, описывать пути биохимического круговорота веществ. Для этого и используется системный подход, позволяющий создавать модели переноса. 
На суше основным путем распространения и переноса ЗВ является атмосфера. Поступление веществ связано с концентрацией их в воздухе и выпадениями из атмосферы с осадками и сухими выпадениями. Вынос происходит реками, ручьями и поверхностным смывом в период снеготаяния и дождя. Выноса за пределы территории может и не быть, а вещества аккумулируются в так называемых аккумулятивных ландшафтах - низинных болотах, понижениях, оврагах и озерах. Чтобы связать все обследованные компоненты в единую систему необходим сбор параметров основных абиотических и биотических показателей объектов и экосистем в целом.

Основными абиотическими показателями являются:

Климатические: 
1) Температура воздуха и давление - для приведения объема прокаченного воздуха при отборе проб к нормальным условиям, а также для моделирования процесса переноса ЗВ. 
2) Скорость и направление ветра - пути переноса ЗВ от источника, идентификация источника, моделирование процесса переноса, наблюдения за выбросом от предприятия (источника). 
3) Количество осадков - вычисление выпадений ЗВ из атмосферы. Гидрологические:

уровень воды,

скорость течения  и объем стока - 
необходимы для определения времени отбора проб и расчета объема выноса ЗВ и определения источника (пути поступления).

Почвенные: объемный вес почвы, тип и генетические горизонты, механический состав. Важно также учитывать аэрированность, дренированность и обводненность почв. Эти показатели характеризуют интенсивность обеззараживания загрязнителей. Например, в анаэробных условиях (без доступа кислорода в почве преобладают восстановительные реакции) и в условиях повышенного увлажнения (признаком чего являются следы оглеения на почвенном профиле) большинство пестицидов и других сложных углеводородов (например полихлорированные бифенилы) довольно быстро разлагаются или пожираются анаэробными микроорганизмами. Биотические параметры: ключевые параметры экосистем собираются для обнаружения эффекта загрязнения и для расчета биогеохимических циклов и транслокаций ЗВ в экосистемах. Основными параметрами являются: продуктивность, опад, суммарная биомасса и фитомасса. Важной характеристикой, которую используют при организации долговременного мониторинга состояния природных экосистем является скорость разложения опада.

14. Многокомпонентность 
Современная индустрия и сельское хозяйство используют огромное количество токсичных соединений и элементов и, соответственно, являются мощными источниками загрязнения окружающей среды. Многие из них являются ксенобиотиками, т.е. синтетическими веществами, не свойственными живой природе. Причиной ухудшения экологической обстановки и угнетения биоты может быть любое из веществ. Контроль по всему спектру загрязнителей до недавнего времени был практически невозможен. Тенденции развития аналитических методов и приборов привели к тому, что сейчас вполне реально получить информацию об ультрамалых концентрациях практически всех веществ. Однако, эти приборы слишком дороги для широкого внедрения в практику, да в этом и нет необходимости. Достаточно выделить наиболее опасные или наиболее информативные вещества, и по ним проводить тщательный контроль. При этом, естественно, приходится мирится с имеющимися в распоряжении инструментальными методами анализа.

В программе  ГСМОС выделены основные, наиболее опасные (приоритетные) загрязнители и наиболее важные среды для их контроля (табл. 1). Чем выше класс приоритетности, тем выше их опасность для биосферы и тем тщательнее контроль. 
Данные по основным приоритетным загрязнителям необходимы и достаточны для проведения комплексной характеристики загрязнения территории. Многие из них показательны для целого класса загрязнителей. Условно, загрязнители по поведению в природной среде можно разделить на 3 типа:

1. Вещества, не  склонные к накоплению в природных  средах и к переходу из одной среды в другую (транслокации). Как правило, это газообразные соединения. 
Приоритетная среда наблюдений - воздух. 
2. Вещества, частично склонные к накоплению, в основном в абиотиче¬ских средах, а так же мигрирующие в различных средах. К таким веществам относятся нитраты и другие удобрения, некоторые пестициды, нефтепродукты и др. 
Приоритетная среда - природные воды, почва. 
3. Вещества, накапливающиеся в живой и неживой природе и включающиеся в биогеохимические циклы экосистем. В эту группу входят наиболее опасные для организма животных и человека вещества - пестициды, диоксины, полихлорированные бифенилы (ПХБ), тяжелые металлы. 

15. Создание системы местного мониторинга.

 Начиная создавать  систему местного мониторинга  загрязнений окружающей среды, следует: 
1) Четко определить территорию исследования. 
2) После этого необходимо определить ближние и удаленные источники загрязнения. Эта работа называется - инвентаризация источников загрязнения . Для ее проведения необходимо на территории Вашего проживания и(или) исследования определить действующие и другие возможные источники загрязнения и вещества, которые могут выбрасывать эти источники, а также оценить объем выбросов выделяемых ЗВ (мощность источников). Источники, при этом, разделяют на точечные и площадные. Точечные, или организованные, источники локализованы на местности, т.е. имеют определенную точку выброса, например, в виде трубы. Это могут быть промышленные предприятия, дома с печным отоплением, котельные, свалки.

Площадные, или  неорганизованные, источники не имеют определенной трубы - ЗВ выбрасываются по определенной площади. Это автомобильные и железнодорожные магистрали, сельхозугодия, на которых применяются удобрения и пестициды, лесные угодья, которые могут обрабатываться инсектицидами и дефолиантами. 
Различают локальные источники, т.е. расположенные на территории исследования или в пределах 10-20 км от нее и региональные, расположенные в 50-200 км. При этом следует попытаться оценить источники и выделить наиболее мощные, определяющие уровень загрязнения Вашей местности.

Важно также  обратить внимание на пути распространения  ЗВ. Вещества от источника в окружающую среду могут поступать в виде выброса в атмосферу или сброса в водоток или канализацию.

3) На третьем  этапе, используя знания и методики биоиндикации, следует попытаться обнаружить эффекты.

4) Четвертый  этап включает комплексное обследование  всех сред исходя из имеющихся  у вас средств измерений. Здесь  на первых порах большую пользу  принесут простые планшетные  исследования, например снегомерная съемка и анализ проб снега на содержание и состав твердых частиц и концентрацию ионов водорода (рН). После проведенного обследования Вы уже можете судить о степени промышленного и сельскохозяйственного загрязнения Вашей местности и определить наиболее значимые источники загрязнения.

5) После этого  можно приступать к подфакельным  наблюдениям. Суть подфакельных  наблюдений заключается в том,  что по направлению преобладающих  ветров на равном удалении  от источника закладываются пункты (точки) сбора информации. При этом хорошо сочетать различные методы исследования - химические, биологические (например биоиндикацию), географические и др. Сравнивая результаты, полученные по подветренным точкам, находящимся на разном удалении от источника между собой и с контрольной точкой можно наглядно показать влияние данного предприятия на состояние среды и определить зону его воздействия.

16. Заключение. Значение экологического мониторинга.

        Переходя  от  созерцания  явлений   окружающей  среды  через  механизмы приспособления к осознанному и усиливающемуся воздействию  на  них,  человек постепенно усложнял методику наблюдения за природными  процессами  и  вольно или невольно вовлекался в  погоню  за  самим  собой.  И  если  во  времена  Ньютона человечество  любовалось  целостностью  этого  мира,  то  теперь  одним   из стратегических помыслов человечества является  нарушение  этой  целостности, неизбежно вытекающее из  коммерческого  отношения  к  природе  и  недооценки глобальности   этих   нарушений.   Человек   изменяет   ландшафты,   создаёт искусственные   биосферы,   организует   агротехноприродные   и  полностью техногенные биокомплексы, перестраивает динамику  рек  и  океанов  и  носит изменения в климатические  процессы.  Двигаясь  таким  путём,  он  все  свои научные и технические возможности  до  недавнего  времени  обращал  во  вред природе и в конечном итоге самому себе. Обратные отрицательные  связи  живой природы всё  активнее  сопротивляются  этому  натиску  человека,  всё  чётче проявляется несоответствие целей природы и человека. И  вот  мы оказываемся свидетелями приближения к кризисной черте, за которой род  Homo  sapiens  не сможет существовать.

      И  в   этом   смысле   системы мониторинга являются  тем механизмом, который  поможет предотвратить сползание человечества к катастрофе.

      Спутником человеческой активности  являются всё возрастающие  по  своей мощности катастрофы. Природные катастрофы происходили всегда. Они – один  из элементов эволюции биосферы.  Ураганы,  наводнения,  землетрясения,  цунами, лесные пожары  и  т.  п.  приносят  ежегодно  огромный  материальный  ущерб, поглощают  человеческие  жизни.  Одновременно  всё   более   набирают   силу антропогенные  причины  многих  катастроф.  Регулярные  аварии  танкеров   с нефтью, катастрофа в Чернобыле, взрывы на  заводах и складах с выбросами отравляющих веществ и другие  не  предсказуемые катастрофы  – реальность

нашего  времени.  Нарастание   числа   и   мощности   аварий   демонстрирует

беспомощность человека перед лицом приближающейся экологической  катастрофы.

Отодвинуть  её  может  только  быстрое  широкомасштабное  внедрение   систем мониторинга. Такие системы  успешно внедряются в Северной  Америке,  Западной Европе и Японии.

      Другими словами, ответ на вопрос  о необходимости мониторинга можно считать решённым положительно.