2. Дистанционные методы наблюдений

Наблюдения за природными объектами с помощью различного типа летательных аппаратов (самолетов, вертолетов, воздушных шаров, аэростатов, дирижаблей, спутников Земли) относятся к области аэрокосмическо­го мониторинга. Чем большую высоту набирает лета­тельный аппарат, несущий средства наблюдений, тем большими становятся угол и площадь обзора.

Аэрокосмические наблюдения могут быть контактными и дистанционными (последние шире используют в практике наблюдений).

Дистанционные методы наблюдений основаны на взаимодействии излучения с веществом. Если источник излучения естественный (Солнце, Луна, звезды), то изме­рения называются пассивными. В этом случае нет возмож­ности воздействовать на изучаемый объект с помощью обратной связи. Пассивные дистанционные измерения незаменимы на основных трассах (определение О₃ с по­мощью озонометров, определение N₂O). Возможно также их применение при измерениях в надир (вертикально вниз с летящих спутников, самолетов, аэростатов) или лимбовых измерениях, когда атмосфера просматривается в лучах заходящего солнца на трассе, направленной под углом к горизонту.

Пассивные дистанционные методы (например, с ис­пользованием спутников) применяют в глобальном и ре­гиональном мониторинге. В Российской Федерации это метод многозональной видеоинформации (фотографиро­вание со спутников в различных диапазонах спектра), в США — многоспектральные сканирующие системы MSS. Самый маленький хорошо просматриваемый объект на поверхности Земли при использовании этих систем имеет размер 57 х 79 м.

Активные дистанционные методы подразумевают ис­пользование искусственных источников излучения, на­пример лазеров. Возможности этих методов шире за счет возможности изменения параметров источников излуче­ния (интенсивности и частоты), что помогает решать большее число задач, чем в пассивном мониторинге, однако длина трассы измерений в активном варианте намного меньше, так как интенсивность излучения от искусственных источников ослабляется с расстоянием экспоненциально.

Дистанционные методы наблюдений позволяют отсле­живать состояние земной поверхности, водоемов и во­дотоков, а также контролировать загрязнение атмосфе­ры такими веществами, как СО, СН₄, оксиды азота и т. д.

3. Биологические методы наблюдений

Составной частью экологического мониторинга явля­ется мониторинг биологический, т. е. система наблю­дений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных антропогенными факторами. Задача такого мониторинга — обнаружение, идентификация и опреде­ление концентраций загрязняющих веществ в биоте с ис­пользованием индикаторных организмов. Химические и физико-химические методы анализа не в состоянии охва­тить все многообразие загрязняющих веществ, которые претерпевают в окружающей среде сложные трансфор­мации, образуя подчас более токсичные соединения. Количественный анализ какой-либо примеси сам по се­бе не дает ответа на вопрос о ее биологической опаснос­ти. Поэтому необходимы методы интегральной оценки качества среды, такие как биотестирование и биоинди­кация.

Биотестирование — прием исследования, в котором о качестве среды, факторах, действующих самостоятельно или в сочетаниях, судят по выживаемости и поведению специально помещенных в эту среду организмов — тест-объектов.

Биоиндикация — очень близкий к биотестированию прием, использующий организмы, обитающие в исследуемой среде, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания.

К тест-объектам и биоиндикаторам предъявляют опре­деленные требования:

• присутствие биоиндикаторов в исследуемой среде в болышом количестве (либо доступность и простота культивирования тест-объектов);

• возможность четкой регистрации эффекта;

• достаточно высокая чувствительность;

• точность, воспроизводимость, достоверность получаемой информации.

Биотестирование и биоиндикацию можно осуществ­лять на уровне молекулы, клетки, органа (или систем ор­ганов), организма, популяции и даже биоценоза. Но не­обходимо учитывать, что

с повышением уровня организа­ции биологических систем возрастает и их сложность, неоднозначность их взаимосвязи с факторами среды.

Загрязнение воздушного бассейна и почвенного по­крова оценивают биологическими методами по состо­янию наземной растительности. При повышенных уров­нях загрязнения отмечается угнетение растительного по­крова, исчезновение отдельных видов и т. п. О качестве почвы можно также судить по активности и распростра­нению в ней почвенных организмов.

Загрязнение водных объектов оценивают по совокуп­ности данных о состоянии зоо- и фитопланктона, зообентоса, перифитона и др.

Оценку степени загрязнения окружающей среды по результатам биотестирования или биоиндикации, как пра­вило, проводят по шкале, имеющей три степени градации: «Сильное загрязнение», «Среднее загрязнение» и «Слабое загрязнение». Однако воды суши в зависимости от их гидробиологических показателей в соответствии с приня­тым в системе Росгидромета классификатором делят на шесть классов: очень чистые, чистые, умеренно загряз­ненные, загрязненные, грязные и очень грязные.

Лекция 3. Приборы экологического контроля. Классификация, принципы работы.