Экологический мониторинг

Периодичность измерения  для каждого конкретного вида индивидуальна и зависит от длительности генерации. В процессе тестирования конкретного вида на каждой фоновой  станции все регулируемые в вегетационных  камерах — экостатах параметры абиотической среды (температура, влажность, освещенность) следует установить на уровнях, типичных для периода вегетации этого конкретного вида в регионе данной станции. В ходе последующих экспериментов эти характеристики необходимо поддерживать неизменными. Уровни загрязнения используемых в эксперименте сред (воздуха, воды, почвы) соответствуют текущему фоновому состоянию загрязнения в этом регионе.

Указанные измерения производятся на станциях фонового мониторинга в  каждом биосферном заповеднике. Организация  — научный куратор определяет выбор одного конкретного тестового  вида для каждой из указанных выше групп. При выборе этого вида рекомендуется  учитывать распространенность вида в экосистеме региона, разработанность  соответствующих экспериментальных методов, чувствительность вида к воздействию загрязнений, его роль в экосистеме региона и отдавать предпочтение видам, наиболее перспективным в этих аспектах(таблица 1).

Таблица 1 –Фоновые наблюдения, проводимые по лабораторной подпрограмме контроля состояния биоты

Тестируемая группа	Контролируемый  показатель	Количество тестов в год
Простейшие	Относительный прирост численности ( в сутки)	12
Бактерии		12
Водоросли		12
Лишайники	Относительный прирост биомассы ( в год)	1
Мхи		1
Высшие растения		4

 

Достоверное изменение  (увеличение или уменьшение) контролируемого  параметра –  коэффициента размножения, – наличие соответствующей устойчивой тенденции свидетельствует об изменении  популяции контролируемого вида в регионе фоновой станции  за счет изменения состояния загрязнения.

Б. Подпрограмма прогноза ответных реакций биоты на воздействие загрязняющих веществ включает комплекс экспериментов по измерению коэффициента размножения видов при различных состояниях загрязнения среды по отдельным загрязняющим веществам и при фиксированных остальных абиотических условиях. Эти измерения ориентированы на прогноз состояния биоты и принципиально отличаются от измерений, выполняемых в подпрограмме А, тем, что они «разовые». Для выбранного вида не зависимый от плотности коэффициент размножения измеряется с требуемой точностью, и эксперименты над этим видом прекращаются.

Эксперименты с каждым из выбранных видов производятся, как и в подпрограмме А, в вегетационных  камерах — экостатах. Все абиотические условия, кроме концентраций загрязняющих веществ, устанавливаются на типичных средних по ареалу данного вида показателях.

Эксперименты по измерению  коэффициента размножения для каждого  из видов проводятся отдельно с каждым из загрязняющих веществ приоритетного  перечня. Тестирование каждого вида данным загрязняющим веществом производится при различных концентрациях, начиная  от современной фоновой концентрации загрязняющего вещества. Концентрации остальных ингредиентов соответствуют  современным фоновым.

В рамках предлагаемой программы  необходимо изучить воздействие  на биоту приоритетных загрязняющих веществ в соответствии программой абиотического мониторинга.

Принципом выбора системы  видов — тест-объектов является минимизация ошибки интерполяции ответной реакции на загрязнение биоты в целом на основе данных о чувствительности тест-объектов. Выбор видов — тест-объектов уже предполагает схему интерполяции данных о чувствительности к загрязнениям с множества тест-объектов на множество всех видов. Оптимальный вариант выбора системы тест-объектов обеспечивает наименьшую среднюю ошибку такой интерполяции. Уже сейчас можно предложить близкий к оптимальному последовательный план тестирования.

На последовательных этапах рекомендованные классы являются наиболее представительными в видовом  отношении для своих систематических  групп — надцарств, царств, подцарств и отделов (типов) соответственно.

Научный центр выбирает из приведенных классов конкретные виды для тестирования, принимая во внимание разработанность методов  измерений, экологическую значимость вида, его чувствительность к загрязнению среды, распространенность и другие показатели.

Получаемая в этом разделе  информация о поле чувствительности биоты к изменению загрязнения природных сред (доза — ответная реакция) сама по себе может служить основанием для простейшего ориентировочного прогноза. Для получения более точного прогноза кроме этой информации требуются данные о межвидовых взаимодействиях.

В. Подпрограмма полевого контроля состояния биоты. Необходимость осуществления этой подпрограммы диктуется теми ошибками и неточностями, которые неизбежно возникнут при оценке и прогнозе состояний биоценозов в рамках подпрограмм А и Б. Периодическая верификация модельных прогнозов состояния биоты требует осуществления традиционных учетов численности выборочных природных популяций. При этом для контроля рекомендуются именно те биологические виды, которые будут признаны наиболее чувствительными к воздействию в ходе реализации подпрограмм А и Б.

Для осуществления корректного  и оптимального учета численности  с известной точностью требуется  иметь априорную информацию об автокорреляционной функции распределения плотности  популяции контролируемого вида в пространстве и времени. Данные о такого рода автокорреляционных функциях для особо чувствительных видов (или же до осуществления подпрограмм  А и Б для подозреваемых  в этом свойстве) следует систематически собирать и хранить в научном  центре. Исходным материалом для подобных оценок могут служить результаты традиционных учетов численности.

 

 

 

3. Методы и приборы  для комплексного мониторинга  загрязнения.

 

Основной особенностью проблемы определения загрязняющих веществ  в биосферных заповедниках является, с одной стороны, чрезвычайно  низкий уровень их содержания в анализируемых  объектах, с другой — одновременное  присутствие в пробах сопутствующих  антропогенных и природных соединений, способных оказывать при анализе  мешающее влияние. Высокая чувствительность и специфичность анализов в этих условиях может быть достигнута в  большинстве случаев путем значительного  обогащения (концентрирования) отбираемых проб и использования наиболее совершенных  физико-химических методов и приборов для анализа.

Необходимо отметить, что  методов, специально разработанных  для определения фоновых концентраций загрязняющих веществ, во многих случаях  не существует. Требуется поэтому  большая работа по изучению возможности  использования для этой цели методов, первоначально предназначенных  для определения более высоких  уровней загрязнения. Важная роль в  обеспечении сопоставимости измерений, проводимых в биосферных заповедниках различных стран, должна принадлежать разработке стандартных образцов и  эталонов, а также проведению международных  сравнительных испытаний методов  и приборов (интеркалибровок).

Необходимая частота наблюдений определяется вариабельностью показателей  состояния объектов окружающей среды  и чувствительностью применяемых  методов. В связи с тем, что  наиболее мобильной средой является атмосфера (а для морских биосферных заповедников — и водная среда), необходимо предусмотреть более  частые наблюдения для этих сред. Наблюдения за загрязнением поверхностных и  подземных вод, почв, биообъектов могут проводиться сравнительно редко, например, в основные гидрологические и вегетационные фазы.

Для минимизации локального воздействия на окружающую среду  в пределах биосферных заповедников пункты наблюдений должны быть сосредоточены  в буферных зонах биосферных заповедников, а также должна максимально использоваться автоматическая и дистанционная  аппаратура.

Ниже рассматриваются  некоторые существующие способы  анализа основных загрязняющих веществ, применение которых позволяет начать эти наблюдения в биосферных заповедниках.

Сернистый газ. Ни один из известных в настоящее время серийных автоматических приборов не пригоден для определения фоновых концентраций двуокиси серы (1 мкг/м³). На первом этапе наблюдений в биосферных заповедниках, видимо, придется ограничиться одним из ручных методов, рекомендуемых ВМО (например, методом Веста—Гаека).

Озон. Фоновые концентрации озона могут варьировать от единиц до 100—200 мкг/м³. Для измерения таких концентраций сейчас выпускаются автоматические газоанализаторы, построенные на различных принципах, но, возможно, наилучшим является анализатор, основанный на принципе хемолюминесценции, которая возникает при реакции озона с этиленом.

Окислы азота. Фоновые значения содержания двуокиси азота могут колебаться от 0,4 до 10 мкг/м³ окиси азота — составляют менее 6 мкг/м³ и надежное определение таких низких концентраций представляет собой еще не полностью решенную проблему.

Окислы углерода. Необходимая точность определения двуокиси углерода (±2 ррm при измеряемой величине 320 ррm) может быть достигнута с помощью автоматических анализаторов, в которых использован метод недисперсионной инфракрасной спектрофотометрии. Фоновые концентрации окиси углерода порядка 0,1 мг/м³ могут быть измерены, например, с применением газохроматографического метода, при котором окись углерода восстанавливается до метана (катализатор — никель), который и регистрируется пламенно-ионизационным детектором.

Реакционноспособные углеводороды. Их низкая фоновая концентрация (менее 10 мкг/м³) требует применения автоматических газовых хроматографов с чувствительностью не ниже 6 мкг/м³.

Для определения состава  взвешенных частиц и атмосферных  осадков пригодны стандартные способы, рекомендуемые ВМО.

Более сложной задачей  является определение в частицах и осадках токсичных металлов (свинец, ртуть, мышьяк, кадмий) из-за фонового содержания этих металлов в фильтрах и других используемых материалах. Что касается самих методов определения  этих металлов, то комбинация из таких  методов, как нейтронно-активационный, атомно-абсорбционный и спектрофотометрический, позволяет решить все намечаемые задачи.

ДДТ и полихлорбифенилы определяются достаточно надежно с помощью газожидкостной хроматографии. Для фонового мониторинга необходимо обеспечить методику концентрирования и раздельного определения этих веществ.

Нефтепродукты в природных (морских) водах могут быть определены различными методами, но, пожалуй, наиболее чувствительным является методика с  использованием инфракрасного поглощения групп СН, СН₂ и СН₃.

В заключение необходимо отметить, что методы и организация мониторинга  загрязнения окружающей среды в  биосферных заповедниках являются сложной  научной и технической проблемой  и поэтому они требуют самого широкого международного сотрудничества и кооперации.

 

Заключение.

 

Рассматривая данную тему, можно  сделать вывод, что в развитии системы особо охраняемых природных территорий много проблем.

Причина этих проблем заключается  в незнании и непонимании соответствующими должностными лицами в регионах истинного  значения, задач и специфики заповедников и национальных парков как охраняемых природных территорий и, одновременно, природоохранных, научно-исследовательских  и эколого-просветительских учреждений.

Значимость и польза для регионов, отдельных людей и природы  в создании заповедников и национальных парков очевидны. Для регионов –  это выгодное вложение в инфраструктуру.

А позитивная их деятельность позволит максимально использовать в интересах  региона свой природоохранный, рекреационный, научный и интеллектуальный потенциал.

Особо охраняемые природные территории предназначены для сохранения природной  чистоты, не тронутой человеком, для  сохранения уникальных элементов живой  природы. Такие территории позволяют  человечеству сохранить памятники  культуры и древности, прикоснуться к истории нашей планеты.

И только когда мы осознаем достоинства  и значимость национальных парков, заповедников и биосферных резерватов, мы сумеем достойно ими пользоваться без причинения ущерба для их профильных природоохранных задач.

 

Список литературы.

1. Биосферные заповедники. / под ред. В.Е.Соколова, Т.В.Васильева. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1977 – 272 с.
2. Биосферные заповедники. / под ред. В.Е.Соколова, Ю.А.Израэля. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1982 – 276 с.
3. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность. − М.: Высшая школа, 2002 – 406 с.
4. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. − М.: Высшая школа, 1994 – 276 с.
5. Богуславский М.М. Международная охрана культурных ценностей. - М.: Международные отношения, 1999.-176 с.
6. Лесная энциклопедия: В 2-х т., т.2/Гл.ред. Воробьев Г.И.!?! Ред.кол.: Анучин Н.А., Атрохин В.Г., Виноградов В.Н. и др. - М.: Сов. энциклопедия, 1986.-631 с., ил.
7. Международное право: Учебник / Отв. ред. Ю.М. Колосов, В.И. Кузнецов. - М.: Международные отношения, 2005.- 204 с.
8. Международные нормативные акты ЮНЕСКО, М., 2007.
9. Международные нормативные акты ЮНЕСКО / Сост.И.Д.Никулин. - М.: Изд. фирма “ Логос ”, 2006.
10. Уранов Г.В ЮНЕСКО: к 40-летию деятельности. - М.: Международные отношения, 2007.
11. Болбас М. М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 1993.-256с.
12. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат.1991. -442с.
13. ГОСТ 22.1.02-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование.
14. ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест;