Экологический мониторинг

Летучие углеводороды Лесные пожары, природный метан Автотранспорт, испарение нефтепродуктов В районах с развитой промышленностью до 0,3

Полициклические ароматические углеводороды - Автотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводы В районах с развитой промышленностью до 0,01

 

 

Многие отрасли энергетики и промышленности образуют не только максимальное количество вредных выбросов, но и создают экологически неблагоприятные условия для проживания жителей как крупных, так и среднего размера городов. Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к повышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

 

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест — это максимальные концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 минут, 24 часа, 1 месяц, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия.

Загрязнение гидросферы

 

Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Россия относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Однако состояние ее водоемов нельзя назвать удовлетворительным. Антропогенная деятельность приводит к загрязнению как поверхностных, так и подземных источников воды.

 

Основными источниками загрязнения гидросферы являются сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других предприятий и объектов; захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность; аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах; атмосферный воздух, загрязненный различными веществами и другие.

 

Поверхностные источники питьевой воды ежегодно и все в большей степени подвергаются загрязнению ксенобиотиками разной природы, поэтому снабжение населения питьевой водой из поверхностных источников представляет все большую опасность. Около 50% россиян вынуждены использовать для питья воду, которая не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по ряду показателей. Качество воды 75% водных объектов России не отвечает нормативным требованиям.

 

В гидросферу ежегодно сбрасывают более 600 млрд. т энергетических, промышленных, бытовых и другого рода сточных вод. В водные пространства попадают более 20–30 млн. т нефти и продуктов ее переработки, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное ведение сельского хозяйства. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Многие загрязнители гидросферы способны вступать в химические реакции и образовывать более вредоносные комплексы.

 

Загрязнение воды обусловливает подавление функций экосистем, замедляет естественные процессы биологической очистки пресных вод, а также способствует изменению химического состава пищи и организма человека.

 

Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТом 2761-84 “Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора”; СанПиН 2.1.4.544-96 “Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников”; ГН 2.1.5.689-98 “Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения” и др.

 

Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах. Нормы устанавливаются для следующих параметров воды водоемов: содержание примесей и взвешенных частиц, привкус, цветность, мутность и температура воды, показатель рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, ПДКв химических веществ и болезнетворных бактерий. ПДКв — это максимально допустимое загрязнение воды водоемов, при котором сохраняется безопасность для здоровья человека и нормальные условия водопользования. Например, для бензола ПДКв составляет 0,5 мг/л.

 

37. БИОЛОГИЧЕСК МОНИТОРИНГ

6.1. Регулирующее воздействие биоты  на окружающую природную среду

Впервые в докладе Всемирной комиссии ООН по окружающей среде и

развитию в Рио-де-Жанейро в 1987 г. предложена, как основная перспектива

развития нашей цивилизации, концепция «устойчивого развития природы и

общества». Согласно этим представлениям, главная угроза существованию

человечества заключается в разрушении естественной биоты Земли. Биота Земли

рассматривается как единственный механизм поддержания пригодных для жизни

условий окружающей среды в локальных и глобальных масштабах. Главным

свойством жизни в этой системе взглядов считается способность видов к

поддержанию тех факторов окружающей среды, которые пригодны для

существования биоты на любом экосистемном уровне, а не способность к

непрерывной адаптации в изменяющихся условиях этой среды.

Биотическая регуляция окружающей среды является важным механизмом

управления окружающей средой, основанным на видах, отобранных в процессе

эволюции, содержащих необходимую для управления средой, генетическую

информацию. Возможность выживания человечества состоит в восстановлении

естественной биоты на территориях, достаточных для сохранения ее способности к

регуляции окружающей среды в глобальных масштабах.

Следует сказать, что современный этап научно-технического прогресса

характеризуется революционными изменениями в биологии. Биология,

составляющая научную основу биологических процессов и систем, за последние

несколько десятилетий сделала огромный скачок (Хиггинс и др., 1988) на пути

познания жизненных явлений, и прежде всего в области микробиологии,

энзимологии, молекулярной биологии и молекулярной генетике. Она вышла на

лидирующие позиции в современном естествознании, на молекулярный и

субклеточный уровень. Обострившиеся на пороге ХХ1 века экологические

проблемы уже не могут быть решены теми традиционными методами, которые

использовались ранее. Поэтому возникла необходимость в разработке и внедрении

принципиально новых методов и технологий, в которых осуществляется целевое

применение биологических систем и процессов в различных сферах деятельности

человека в т.ч. и организации мониторинга изменения среды обитания. В связи с

этим биоиндикация и биодиагностика в последнее время приобретают все большее

значение.

6.2. Биологический мониторинг как  составляющая часть экологического

мониторинга

Поскольку оценка качества почвы, воды и воздуха приобретает в

настоящее время большое значение, необходимо определять как реально

существующую, так и возможную в будущем степень нарушения окружающей

среды. Для этой цели используют два принципиально разных подхода: физико-

химический и биологический. Биологический подход развивается в рамках

направления, которое получило название биоиндикации и биомониторинга.

79

При организации биологического мониторинга выделяют подсистему

наблюдений за реакцией основных составляющих биосферы – биотической

составляющей Целью биологического мониторинга является анализ природных

объектов по биотическим показателям для экологического их контроля. В рамках

поставленной цели основной задачей биологического мониторинга является

определение биотической составляющей биосферы, ее отклика, реакции на

антропогенное воздействие, определение функции состояния и отклонения этой

функции от нормального состояния на различных уровнях: молекулярном,

клеточном, организменном, популяционном, уровне общества. Биологический

мониторинг предназначен для решения следующих задач: 1) Информационное

обеспечение деятельности по сохранению биоты, т.е. определение состояния

биотической составляющей биосферы (на различных уровнях организации

биосистем) и ее реакции на антропогенное воздействие; 2) Оценка состояния

окружающей среды по биотическим параметрам. Особую роль играет выявление

начальных стадий неблагоприятных изменений среды, к которым многие

компоненты биоты на много чувствительнее, чем человек. Биологический

мониторинг включает мониторинг живых организмов – популяций (по их числу,

биомассе, плотности и др. функциональным и структурным признакам),

подверженных антропогенному воздействии. Его объектами могут быть отдельные

виды флоры и фауны, а также экосистемы. Например, хвойные породы

чувствительны к радиоактивному загрязнению, лишайники – к тяжелым металлам,

многие представители почвенной фауны – к техногенному загрязнению. В этой

подсистеме выделяются следующие наблюдения: 1) за важнейшими популяциями

как с точки зрения существования экосистемы, характеризующей своим состоянием

благополучие той или иной экосистемы, так и с точки зрения большой

хозяйственной ценности, например, ценные виды растений или породы рыб; 2) за

наиболее чувствительными к данному виду воздействия популяциями; 3) за

состоянием здоровья человека, воздействием окружающей среды на человека; 4) за

популяциями – индикаторами.

Таким образом, подсистемой биомониторинга является мониторинг популяции

конкретных биологических видов: 1) средообразующих популяций, очевидно для

существования всей экосистемы (например, популяции доминирующих видов

деревьев в лесных экосистемах); 2) популяций, имеющих большую хозяйственную

ценность (например, ценные виды рыб); 3) популяции-индикаторы, состояние

которых характеризует степень благополучия той или иной экосистемы и которые

наиболее чувствительны к антропогенному воздействию (например, планктонные

рачки Epishura baikalensis в озере Байкал в зоне воздействия целлюлозно-бумажного

комбината).

6.3. Методы биоиндикации и биотестирования  среды обитания

Оценка устойчивости природных экосистем к различным видам загрязняющих

веществ проводится методами биотестирования и биоиндикации (Беккер, 1989;

Дикарев, 1999; Акимова, 2001; Дьяченко, 2003 и др.).

80

По мнению С.С. Тимофеевой (2002), биотестирование – это экспериментальная

оценка влияния загрязнителей на живой организм из фоновых чистых районов. Г.И.

Дьяченко (2003) дает следующее определение понятию биотестирование как оценка

качества среды обитания при активном вмешательстве в природные процессы путем

постановки эксперимента в природных или лабораторных условиях. Суть

биотестирования сводится к определению последствий взаимодействия подопытных

организмов (тест-объектов) с испытываемой средой. О степени вредного

воздействия среды судят, сопоставляя изменения характеристики тест-объектов при

различной продолжительности опыта в изучаемых средах. Например, для водной

среды.

Наиболее перспективным в биологическом мониторинге водной среды является

использование гидробионтов для целей оценки ее качества. При этом в процессе

биотестирования дается экспериментальная оценка влияния воды, содержащей

загрязнения, на стандартную культуру гидробионтов или организм из чистого

района.

В настоящее время состояние биоиндикации характеризуется следующими

важнейшими особенностями:

• признание важности использования биоиндикаторов на всех уровнях

организации живого;

• предпочтение интегрированных показателей состояния биологических систем;

• рост шкал исследования из-за понимания, что локальная угроза может стать

региональной и биосферной;

• переход от точки зрения, что оптимальным является состояние природы до

вмешательства человека, к распознаванию многих «приемлемых» состояний под

влиянием человека;

• понимание необходимости распознавать ранние симптомы нарушения, пока

расходы на восстановление не стали слишком велики.

Метод оценки абиотических и биотических факторов местообитания при