Приборы и системы мониторинга окружающей среды

Методы химического и физико-химического анализа позво­ляют определить качественный и количественный состав за­грязняющих веществ в окружающей среде (в воздухе, в поч­ве, в воде). Оценка устойчивости природных экосистем к раз­личным видам загрязнений проводится методом биоиндикации. Биоиндикация — это обнаружение и определение антропо­генных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ.

Объектами биоиндикационных исследований могут быть от­дельные виды флоры или фауны, а также экосистемы.

Например, хвойные породы деревьев чувствительны к радио­активному загрязнению, а многие представители почвенной фа­уны — к промышленному загрязнению. Хвойные леса использу­ются для наблюдений в качестве критических экосистем.

Анализ наблюдений за такими объектами позволяет выявить экологические нарушения еще при таких уровнях загрязнения, которые не представляют опасности для населения, проживаю­щего на окружающей территории.

5.2.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ В ПОЧВЕННОМ МОНИТОРИНГЕ

Почвенный покров накапливает информацию о происходя­щих процессах и изменениях, т. е. почва является своеобраз­ным индикатором не только сиюминутного состояния сре­ды, но и отражает прошлые процессы. Поэтому почвенный (агроэкологический) мониторинг имеет более общий ха­рактер и открывает большие возможности для решения про­гностических задач. Основными показателями, которые оцени­ваются в процессе агроэкологического мониторинга, являются следующие: кислотность, потеря гумуса, засоление, загрязнение нефтепродуктами.

Кислотность почв оценивается по значению водородно­го показателя (рН) в водных вытяжках почвы. Значение рН измеряют с помощью рН-метра, иономера или потенциометра. Оптимальные диапазоны рН для растений от 5,0 до 7,5. Если кислотность, — т. е. рН меньше 5, то прибегают к изветкованию почв, при рН более 7,5-8 используют химические средства для снижения рН.

В настоящее время контроль за содержанием гумуса вхо­дит в число первоочередных задач. Изменение количества ор­ганического вещества в почве не только связано с изменением почвенных свойств и их плодородия, но и отражает влияние внешних негативных процессов, вызывающих деградацию почв.

Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. К навеске почвы добавляют окислитель (чаще всего хромпик) и кипятят. При этом органическое вещество, входящее в состав гумуса, окисляется до ССЬ и Н₂0. Количество израсходованного окислителя определяют либо титрометрическим методом, либо спектрофотометрическим. Зная количество окислителя, определяют количество органического вещества.

В последнее время применяют анализаторы углерода, в кото­рых происходит сухое сжигание органического вещества в токе кислорода с последующим определением выделившегося СО 2.

Антропогенное засоление почв проявляется при недоста­точно научно обоснованном орошении, строительстве каналов и водохранилищ. Химически оно проявляется в увеличении со­держания в почвах и почвенных растворах легкорастворимых солей — это NaCl, Na₂S0₄, MgCl₂, MgS0₄. Наиболее простой метод обнаружения засоления основан на измерении электриче­ской проводимости. Применяют определение электрической про­водимости почвенных суспензий, водных вытяжек, почвенных растворов и непосредственно почв. Этот процесс контролиру­ется путём определения удельной электрической проводимости водных суспензий с помощью специальных солемеров. При кон­троле за загрязнением почв нефтепродуктами решаются обычно три основные задачи: определяются масштабы (площа­ди) загрязнения, оценивается степень загрязнения, выявляется наличие токсичных и канцерогенных загрязнений.

Первые две задачи решаются дистанционными методами, к которым относится аэрокосмическое измерение спектральной отражательной способности почв. По изменению окраски или плотности почернения на аэрофотоснимках можно определить размеры загрязнённой территории, конфигурацию площади за­грязнения, а по снижению коэффициента отражения оценить степень загрязнения. Степень загрязнённости почв можно опре­делить по количеству содержащихся в почве углеводородов, ко­торое определяется методами хроматографии.