Мониторинг загрязнения водной среды реки Херота с помощью методов биоиндикации

или сбросов из известных или  потенциальных источников не  только  количество

выбросов, но и их флуктуации во времени  имеют большое  значение.  Необходимо

удостовериться, что  система  наблюдения  зафиксирует  эти  флуктуации  (это

особенно  важно  при   мониторинге   загрязнения,   поскольку   концентрации

загрязняющих веществ в среде меняются очень быстро).

      После  определения   мест  пробоотбора  наблюдений   наступает   стадия

проведения измерений и наблюдений, включающая полевые  операции  (измерения,

проводимые  на  месте,  пробоотбор,  обработка   и   консервирование   проб,

идентификация и доставка в лабораторию) и лабораторные  измерения/наблюдения

(измерение концентраций  загрязняющих  веществ,  использование  биотестов   в

лабораторных условиях и т.п.).

      Лабораторные анализы  и полевые измерения должны проводиться со ссылкой

на используемые методики и  рекомендации.  Контроль  качества  данных  может

осуществляться с применением  статистических  методов,  выполнением  анализа

шифрованных проб и т.д.

      Выбор методов  и средств измерений параметров  источников воздействия  и

факторов окружающей среды зависит  не только от того,  за  каким  компонентом

или параметром вы намерены вести  наблюдения, но и от задач  вашей  программы

в  целом.  Например,  не  всегда  необходимо  привлечение   инструментальных

методов определения загрязняющих веществ — существуют достаточно  простые  и

информативные  приемы,  не  требующие  сложного   оборудования   и   высокой

профессиональной   подготовки   (визуальные   методы,   некоторые    способы

биоиндикации и т.п.).

      Стадия пробоотбора представляет собой весьма важный  этап  организации

экологического  мониторинга.  Прежде  всего,  необходимо  обеспечить   такие

условия, при которых проба  отражала  бы  реальное  содержание  определяемых

компонентов в окружающей среде. При этом большое значение имеет  сам  объект

исследования.  При  изучении  водных  систем  часто  имеет   смысл   уделить

первоочередное   внимание   донным    отложениям,    накапливающим    многие

загрязняющие  вещества  и  отражающим  долговременную картину загрязнения.

Наконец, нужно помнить о том,  что  для  уменьшения  случайных  погрешностей

целесообразно проводить несколько  параллельных  определений,  что  ведет  к

увеличению минимального объема пробы(11).

      Во избежание загрязнений  уже на стадии отбора пробы следует принимать

специальные меры предосторожности. Такие меры обычно подробно  описаны  либо

в самих методиках, либо в специальных  руководствах по анализу.  Неаккуратное

обращение и неправильное хранение могут привести к изменению  состава  пробы

вследствие фотолитического или  термического разложения, химических  реакций,

микробиологических превращений  и т.д.

      Во многих случаях  практикам  приходится  прибегать   к  консервированию

пробы  —   операции,   позволяющей   проводить   аналитические   работы   не

непосредственно в полевых условиях, а через некоторое время.

      Стадия   пробоподготовки   является   первой    ступенью    собственно

аналитической фазы. Помехи от неизвестных  факторов  должны  быть  полностью

исключены. Цель подготовки  пробы  —  перевод  определяемого  компонента  (и

пробы) в форму, пригодную для  анализа с помощью выбранного метода,  удаление

мешающих веществ или  их  маскирование,  а  в  некоторых  случаях  —  строго

известное изменение концентрации  (разбавление  или  концентрирование)  так,

чтобы предполагаемое  содержание  определяемого  компонента  было  близко  к

середине рабочего диапазона используемого  метода анализа.

      Документирование  результатов  —  важная  составляющая   экологического

мониторинга. Документировать необходимо все стадии работы, начиная с  отбора

проб. Отбор проб обычно оформляется  протоколом, который подписывают  все  его

участники. Форму протокола  можно  разработать  самому  или  заимствована  у

государственных служб.

      Протокол отбора проб  должен  составляться  непосредственно  в  момент

пробоотбора. В конфликтных случаях (особенно при обращении в суд)  протокол,

составленный  «задним  числом»,  может  стать  достаточным  основанием   для

признания результатов недействительными.

      Результаты  лабораторных   исследований   должны   быть   записаны   в

лабораторный журнал. Все первичные  результаты (протоколы, рабочие журналы  и

прочая документация) должны сохраняться  в течение  всего  времени,  пока  вы

оперируете полученными результатами.

      Если полученный  цифровой  материал  достоверен  и  надежен,  отражает

реальное состояние исследуемого объекта в момент проведения  наблюдений,  то

необходимо его представлять в  виде таблицы.

      Целесообразно включать  в таблицы данных все полученные  результаты,  а

считанные средние величины и  отклонения  от  них,  а  также  дополнительную

информацию,  необходимую  для  корректной  интерпретации  результатов.  Это,

например,  информация  о  действующих  стандартах,  фоновом   или   реперном

значении определяемого параметра, характерный  интервал  значений  параметра

по результатам прошлых измерений, необходимые  примечания.  В  тех  случаях,

когда  определение  исследуемой  величины  проводят  независимо   различными

методами, следует   внести   в   таблицу   информацию   об   альтернативных

методиках(10).

      Корректно  оформленные   таблицы  результатов  не  менее   важны,   чем

протоколы пробоотбора  и  описание  источников  воздействия,  выступающих  в

качестве причин загрязнения окружающей среды.

      Приведенные  таблицы   содержат  как  собственно  полученный   цифровой

материал, так и сведения, которые  могут (и  должны)  быть  использованы  для

интерпретации результатов.

 

      Интерпретация и  представление полученных  результатов  в  значительной

мере определяют возможности использования  данных для  принятия  экологически

значимых решений.

      Процесс интерпретации  полученных результатов можно  коротко описать как

анализ данных, целью которого является получение как можно  большего  объема

информации о процессах, к которым  данные имеют (или  предположительно  могут

иметь) отношение.  Интерпретация  результата,  как  количественного,  так  и

качественного, подразумевает ответы на следующие вопросы:

      Каковы причины  полученных результатов (т. е., почему  получены  именно

эти результаты)? При этом имеются  в виду  не  только  причины  методического

характера (им следует уделять внимание на более ранних  этапах  программы  —

при  планировании  измерений,  отборе  проб,  собственно  измерениях).  Если

полученные  данные  достоверны,   следует   задать   вопросы   о   причинах,

обусловивших   наблюдаемые   явления.   Каков   источник    зафиксированного

загрязнения (предприятие, дачный поселок, естественный процесс)?  Что  можно

сказать  о  применяемом  производственном  процессе  на  основании   анализа

сточных вод предприятия?

      Соответствуют ли  полученные результаты тому, что  вы ожидали?  Если  да

(нет),  то  почему?  Невнимание  к  этому  вопросу   способно   привести   к

обнародованию «сенсационных» данных, которые не  подтвердятся  впоследствии.

Каковы следствия наблюдаемых  явлений? Речь здесь, главным образом,  идет  не

о  прогнозе  (особенно  в  случае  общественных  организаций).  Должен  быть

поставлен вопрос о том, что практически означает полученный  результат  —  с

точки зрения здоровья  населения,  состояния  экосистемы  и  т.п.  При  этом

следует принимать во внимание ответы на первые два вопроса.  Это,  например,

означает, что следует ставить  вопрос не только о том, каково воздействие  на

окружающую среду обнаруженного  вещества, но  и  о  том,  каково  воздействие

производственного процесса, признаком  которого является это вещество.

      Лишь получив ответы  на все три вопроса, можно  быть  уверенным  в  том,

что отнесся к интерпретации  результатов должным образом.

 

 

 

                       Глава 3. Методика биоиндикации.

      Контроль  состояния   наземных  и   водных   экосистем   осуществляется

преимущественно  по  физико-химическим  характеристикам.  В  мониторинге  же

кроме этого необходимо применять  и  биологические  показатели:  особенности

структуры сообществ, соотношение  отдельных групп видов  фауны  и  флоры,  по

количественному их  развитию  и  т.д.  В  целях  биоиндикации  биологические

показатели следует рассматривать  как структурные характеристики.

      В последнее время  все  более  широкое  развитие  имеет  количественный

подход к оценке  состояния  экосистемы  и  функционального  значения  в  ней

организмов.  Системный  подход  при   биологическом   контроле,   включающий

сочетание качественных и количественных  методов  оценки,  позволяет  более-

менее  объективно  охарактеризовать  функциональное  состояние   экосистемы,

вскрыть причины нарушения процессов  круговорота вещества  и  энергии.  Такой

путь  исследований  дает  возможность   выявить   закономерности   изменений

сообществ организмов, подверженных антропогенному  воздействию,  и  позволит

прогнозировать состояние экосистемы при изменении внешних факторов.

      Биоиндикация качества  наземных экосистем возможна  по различным видам и

сообществам  растений  и  животных.   В   исследованиях   удовлетворительные

результаты получены при изучении  высших  растений,  лишайников,  жужелиц  и

пауков.

      Для гидробиологического  анализа качества вод могут   быть  использованы

практически  все  группы  организмов,  населяющие  водоемы:  планктонные   и

бентосные беспозвоночные с особой ролью  простейших,  водоросли,  макрофиты,

бактерии и грибы. Каждая из них, выступая в роли биологического  индикатора,

имеет свои преимущества  и  недостатки,  которые  и  определяют  границы  ее

использования при решении задач  биоиндикации.

      При решении задач  биоиндикации и связанных с ними задач экологического

прогнозирования необходимо уделять  внимание трем основным аспектам:

    . выделению системообразующих  факторов и целям прогнозирования;

    . разработке соответствующих  методов и моделей;

    . проблеме оценки достоверности получаемых результатов.

      Актуальность этих  исследований косвенно подтверждается  тем, что  число

количественных методов биоиндикации на сегодняшний день все  еще  мало,  что

позволяет  вспомнить  слова  25-летней  давности  В.И.Василевича   «Как  ни

странно, но задачи фитоиндикации, вероятностные  по  своей  природе,  до  сих

пор  решаются  в  основном  без  использования   каких-либо   статистических

методов».  Все  это  заставило  первоначально   рассмотреть   ряд   основных

теоретических     подходов,     используемых      при      фитоиндикационных

исследованиях(12). Среди рассмотренных  методов  биоиндикации  (оценка  среды

по отдельным видам-индикаторам  и по  ассоциациям-индикаторам,  оценка  среды

по соотношению индикаторных групп  видов, оценка достоверности  и  значимости

индикаторов,   использование   экологических   шкал,   оценка   индикаторной

информативности видов, прямой  градиентный  корреляционный  и  регрессионный

анализы,  индикация  методом  распознавания  образов)  наиболее  эффективным

оказался прямой градиентный анализ.

      Среди  животных  на  клеточном  уровне  организации   наиболее   важное

индикаторное значение имеют  дафнии.  Преимущество  перед  другими  группами

простейших (саркодовые и жгутиконосцы) они имеют потому, что видовой состав

и численность их наиболее четко  соответствуют  каждому  уровню  сапробности

среды, они отличаются высокой чувствительностью  к изменениям  внешней  среды

и  отчетливо  выраженной  реакцией  на  эти  изменения,  имеют  относительно

крупные размеры и быстро размножаются.  Используя  эти  особенности  дафний,

можно с известной степенью точности установить  уровень  сапробности  водной

среды, не привлекая для этой цели другие индикторные организмы(12).

      Методическое руководство  по биотестированию воды разработано  с  целью

обеспечения   сотрудников   лабораторий    системы    Госкомприроды    СССР,

республиканских и местных комитетов  по охране природы, других министерств  и

ведомств пособием  для  проведения  токсикологического  контроля  сточных  и

природных вод методами биотестирования.

      В соответствии  с п. 5.7 и Приложением № 1 Правил  охраны  поверхностных

вод (1991  г.),  биотестирование  является  обязательным  элементом  системы

оценки и контроля качества воды(13).

      Методическое   руководство   включает   методики   биотестирования   с

использованием в качестве тест-объектов ракообразных, водорослей и рыб.