Средства контроля окружающей природной среды




Скачать 394.96 Kb.
НазваниеСредства контроля окружающей природной среды
страница2/3
Дата публикации03.04.2014
Размер394.96 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Журналистика > Документы
1   2   3

Контроль загрязнения суши (биолитосферы). В последнее время все большее распространение получают методы дистанционного ис­следования участков суши земной поверхности с применением спут­ников, лазерной и радарной техники.

Для мониторинга биолитосферы используется радарная аэросъем­ка. ^ Радарная аэросъемка (РАС) — получение изображений местности с помощью радаров, установленных на летательных аппаратах.

Существует разнообразная аппаратура для радарной аэросъемки, которая дает оперативную и подробную информацию. РАС приме­няют для значительных площадей и получают изображение малых мас­штабов, благодаря чему радарная аэросъемка является мощным обоб­щающим способом изучения ландшафтных особенностей.

Для аэроисследования геологического строения земной коры, по­иска и разведки месторождений полезных ископаемых используют сле­дующие методы дистанционной индикации: фотосъемку, магнитные способы, гамма-съемку, электроразведку, гравитационную разведку, радиолокацию. В настоящее время экологический интерес к этим методам особенно проявляется при проектировании топливно-энер­гетических комплексов, изыскании железнодорожных трасс, выборе места заложения плотин, электростанций, проектировании трубопро­водов, каналов, тоннелей и других объектов.

В сельскохозяйственном секторе экономики получают развитие аэрометоды почвенно-растительного контроля с использованием ла­зерной и радарной техники. Эти методы позволяют определить высо­ту деревьев, количество растений, измерить поток энергии, входя­щей в экосистему и выходящей из нее (соотношение поглощенной и отраженной радиации), получить данные, позволяющие предусмот­реть распространение и статистические параметры растительности в зонах, где нет наземного контроля. Особенно перспективными явля­ются лазерные исследования, при помощи которых можно провести учет пастбищных земель или обработанных участков; измерить очаги фитопатогенных факторов и предотвратить их распространение; выя­вить лесные пожары и т.п.

Для оценки состояния почвы и сельскохозяйственных культур, решения вопросов планирования агрометео- и агротехмероприятий необходимо прогнозировать оптимальные сроки сева, нормы и сроки полива, дозы питания и подкормки, меры борьбы с заморозками, засухой, сорняками, вредителями. При этом важно иметь достовер­ные, оперативные и широкомасштабные данные о температуре по­чвы и ее вертикальном профиле (температуре воздуха), влажности почвы по вертикальному разрезу, кислотности, гумусности почвы, сведения о состоянии посевов, снежном покрове.

Состояние посевов принято характеризовать следующими парамет­рами: биометрическими (биомасса, площадь листовой поверхности, высота, густота, площадь покрытия растительностью), повреждениями (полегание, поражение болезнями и вредителями), засоренностью (вид сорняков, количество, степень развития). Существенным экологичес­ким параметром, которым оценивается антропогенное воздействие на посевы, является загрязненность почв пестицидами, тяжелыми метал­лами, канцерогенами.

Изучение вышеперечисленных параметров основано на биомет­рии, т.е. совокупности приемов планирования и обработки данных биологических исследований методами математической статистики, а также оптических характеристик почвенно-растительного покрова.

Изучение почвенно-растительного покрова в видимой части спек­тра основано на зависимости отражательной способности поверхнос­ти от ее физических свойств. Для почв, покрытых растительностью, в отраженном световом потоке можно выделить составляющие, обра­зованные почвенной поверхностью, растительной поверхностью и многократными переотражениями от границ воздух — растительность и растительность — почва (или более тонкой сложной структурой ти­пов растительности и типов почв). На отражательные свойства ока­зывают также влияние запыленность растительной массы, ветер, тип минерального питания растений, концентрация в атмосфере водяно­го пара, заснеженность и другое.

Важную роль в литосферньгх исследованиях играет дистанцион­ный контроль сезонного снежного покрова. Изучение снежного по­крова (граница покрова, глубина, плотность, температура, влагосодержание) проводят с помощью активных и пассивных радиояркостных методов, использующих диапазон электромагнитных волн от видимого до метрового. Разбивая множество отраженных от поверх­ности объекта сигналов на группы сигналов, близких между собой по частоте (или длине волны), можно получить четкую картину границы снега, совокупности снега и деревьев, деревьев.

Одним из практически полезных методов почвенного контроля является метод изучения поверхностных радиоволн в различных его вариантах. К поверхностным радиоволнам относят электромагнит­ные волны, которые при своем распространении как бы прижаты к земной поверхности. Примером поверхностных радиоволн могут слу­жить волны, излучаемые радиовещательными станциями.
^ Биофизические средства контроля. Важной составляющей совре­менного мониторинга является биоэкологический мониторинг (санитарно-гигиенический), в основе которого лежат наблюдения над со­стоянием окружающей среды с точки зрения ее влияния на состояние здоровья человека и населения, т.е. человеческой популяции.

В последние годы первостепенное значение приобретает задача контроля за состоянием целостного организма и, естественно, возни­кает необходимость разработки общей методологии системного проек­тирования радиоэлектронной физиологической аппаратуры. В настоя­щее время существует большое разнообразие методик проведения био­логических анализов, контактных средств контроля состояния человеческого организма, комплексов тепловизионных, томографических исследований.

Тенденции развития средств биофизического контроля (комфорт­ность, оперативность, высокопроизводительность, достоверность), особенно в связи с появлением космической медицины, систем чело­век — оператор, глобальным решением задач здоровья, свидетель­ствуют о целесообразности более активной разработки и серийного освоения неконтактных методов и систем контроля. При этом необ­ходимо рациональное совмещение неконтактных и традиционных кон­тактных датчиков, разнообразных методологий контроля и диагноза. Учитывая, что в медицинской электронике изделие морально устаре­вает в среднем за 4—5 лет, необходимо сопоставлять как научно-тех­нический уровень разработок, так и сроки их практического внедре­ния.

В человеческом теле имеется около 500 разновидностей тканей с различными электроакустическими свойствами, из чего вытекает це­лесообразность комплексирования биофизического контроля как по принципам (активный, пассивный), так и по типам зондирующих полей (электромагнитные, акустические). В связи с этим встают за­дачи электромагнитной и акустической совместимости датчиков кон­троля, сопряжения полученных данных в единый диагностический медико-биологический банк.

Первые практически пригодные активные звуколокационные устройства для работы в воздушной среде появились в послевоенный период и предназначались для ориентации слепых, профилирования стен, измерения уровней заполнения жидкостью. Однако в физиоло­гическом контроле является важным не дальность локации, а чув­ствительность измерений.

Электромагнитный метод контроля в медицине и биологии стали использовать в начале XX века. Так, в 1924 г. было установлено, что кожа обладает способностью флюоресцировать синеватым цветом, оттенки которого у разных людей неодинаковы. Интенсивность и цвет флюоресценции кожи зависит от ее пигментации, кровенапол­нения, состояния рецепторов, желез и др.

Учитывая важность знания упругих свойств внутренних органов и тканей и диагностические возможности ультразвуковых волн, электромагнитно-акустический метод неконтактного подповерхностного контроля приобретает важную роль. Метод основан на переходе в кожном покрове энергии лазерного излучения в ультразвуковые зон­дирующие волны, которые затем неконтактно регистрируются при выходе из тела.

Необходимо учитывать, что эффективность подобного преобразо­вания энергии элекгромагнитного поля в энергию акустических коле­баний сравнительно мала (по отношению к традиционным электроаку­стическим преобразователям), а также то, что акустическое давление при переходе из тела в воздух увеличивается всего в 1,5—2,0 раза. При численных оценках величины эффективности необходимо учитывать, что интенсивность облучающего кожу электромагнитного сигнала дол­жна быть не более 50 мВт/ем2, интенсивность образованного акусти­ческого сигнала — менее 30 мВт/см2, а также ряд других ограничений.

Изучая органы чувств человека, исследователи пришли к заклю­чению, что они являются естественными биологическими датчика­ми контроля. Например, глаза представляют собой неконтактные электромагнитно-биологические индикаторы в диапазоне зондиру­ющих волн 380—760 нм; уши являются неконтактными акустобио-логическими индикаторами, имеющих ограниченный спектральный диапазон восприятия акустических сигналов (20 Гц — 20кГц). Так­тильные рецепторы кожи возбуждаются при прикосновении к ним или давлении на них. Тепловые рецепторы кожи различают тепло или холод. В частности, рука человека чувствует изменения температуры в 1 "С.
Наземные средства контроля

Биологические методы. Система оценки степени загрязнения ат­мосферного воздуха, водоемов и почвы, основанная на учете состоя­ния соответствующих экосистем, называется биоиндикацией. Методы биоиндикации основываются преимущественно на двух принципах: регистрации обнаружения характерных организмов (биоиндикаторов) и анализе видовой структуры биоценозов.

Биоиндикатор (indicator — указатель) — организм, вид или сооб­щество, по наличию, состоянию и поведению которого можно с боль­шой достоверностью судить о свойствах среды, в том числе о присут­ствии и концентрации загрязнителей.

Согласно В. В. Соколову (1994 г), живые индикаторы имеют боль­шие преимущества, устраняя применение дорогостоящих и трудоем­ких физико-химических методов для определения степени загрязне­ния среды: они суммируют все без исключения биологически важные данные о загрязнениях, указывают скорость происходящих измене­ний, пути и места скоплений в экосистемах различного рода токсикантов, позволяют судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы и человека.

В целях биоиндикации используются низшие и высшие растения, микроорганизмы, различные виды животных. Так, чрезвычайно чут­кими индикаторами загрязнения воздуха, учитывая особенности их биологии и физиологии, служат лишайники и мхи. Массовая гибель лишайников вызывается относительно малым уровнем загрязнения воздуха диоксидом серы. Именно по этой причине, как считают спе­циалисты, в окрестностях крупных промышленных городов ряда за­падноевропейских стран почти полностью исчезли многие виды ли­шайников. В странах Скандинавии в качестве индикатора загрязне­ния атмосферного воздуха тяжелыми металлами используют сфагновые мхи.

Многочисленные наблюдения показали, что антропогенное за­грязнение атмосферы существенно воздействует на высшие растения; изменяет окраску листьев, вызывает некроз (омертвение), опадание листьев, изменение формы роста и ветвления и другие.

Например, типичными признаками повреждения при загрязне­нии приземного воздуха диоксидом серы являются: у сосны обыкно­венной — побурение кончиков игл хвои, у ясеня американского — обширное междужилковое обесцвечивание листьев и т.д. В.А. Врон­ским (1996 г.) составлена таблица, где даны основные растения — индикаторы загрязнения атмосферного воздуха различными химичес­кими веществами.

Хвойные породы являются наиболее чувствительными к различным химическим загрязнениям воздуха и особенно страдают от диоксида серы. Чувствительность к нему убы­вает в последовательности: ель — пихта — сосна — лиственница. На­дежными индикаторами на озон являются наиболее чувствительные сорта табака, томаты, цитрусовые.

^ Основные растения — индикаторы загрязнения атмосферного воздуха

Химические

загрязнения


Важнейшие древесные

породы


Сельскохозяйственные и декоративные растения


Диоксид серы SO2


Ель (европейская

Серебристая)

Пихта европейская Сосна обыкновенная, Банкса,

Ясень американский


Пшеница, ячмень, гречиха

Люцерна, горох

Клевер, хлопчатник

Фиалка


Фтористый водород


Ель европейская

Пихта европейская

Сосна обыкновенная

Орех грецкий


Виноград, абрикос,

Петрушка, гладиолус,

Ландыш, тюльпан, нарцисс рододендрон


Аммиак


Граб обыкновенный

Липа серцевидная


Сельдерей

Махорка


Хлористый водород


Ель европейская

Пихта кавказская

Лиственница европейская

Ольха клейкая

Лещина обыкновенная

Фасоль обыкновенная

Шпинат, редис

Смородина

Клубника


Озон


Сосна Веймутова


Табак, картофель, соя

Томаты, цитрусовые


Тяжелые металлы


Тсуга канадская

Вяз гладкий

Боярышник

обыкновенный

Овсяница

Орхидеи

Бромелиевые



Интересно, что обычная крапива является биоиндикатором высо­кой концентрации в почве кальция; многие растения-галофилы (солелюбы) указывают на высокую степень засоления почвы. Некото­рые водные организмы свидетельствуют о степени загрязнения воды (например, личинки некоторых двукрылых насекомых). В Германии разработана и широко применяется методика использования светя­щихся бактерий с целью индикации загрязняющих веществ в про­мышленных сточных водах. О чистоте воды часто судят по нормаль­ному развитию высших ракообразных и некоторых водорослей.

В целях определения экологического состояния водоемов исполь­зуют результаты гидробиологических наблюдений, которые дают наи­более полную информацию. Биоиндикация загрязнения водоемов включает большой набор показателей, охватывающих основные тро­фические уровни водной экосистемы: фитопланктон, зоопланктон, бентос и другие. При этом суммирующими (интегральными) показа­телями, которые способны охарактеризовать общий уровень за­грязнения вод всем комплексом токсичных веществ и, следователь­но, опасность водной среды для гидробионтов, являются битестовые (токсикологические) показатели. Соответствующий токсикологичес­кий анализ проводится с помощью приемов и методов биотестирова­ния токсичности.

Относительно новым направлением в мониторинге загрязнения водных экосистем (прежде всего пресных) является анализ и опенка загрязненности донных отложений, которые представляют собой неотъемлемую часть водной экосистемы. Донные отложения при по­ступлении загрязняющих веществ накапливают их, превращаясь в сво­его рода их хранилище (депо). При этом загрязняющие вещества мо­гут вступать друг с другом и с компонентами экосистемы в различные взаимодействия, в том числе химические. Тем самым донные отло­жения становятся источником вторичного, подчас еще более опасно­го, загрязнения.

В процессе экологических исследований почв применяют различ­ные биологические показатели, «дыхание» почвы, численность гри­бов, дрожжей и др. При этом учитывают несколько показателей, поскольку их «чувствительность» к разным загрязняющим веществам значительно отличается.

В работах по выявлению зон экологического неблагополучия, когда необходимо предварительно оценить экологическое состояние почв. Основными показателями являются критерии физической деградации, химической и биологической загрязненности. При этом в качестве признака биологической деградации (например, вследствие токсичес­кого воздействия) служит снижение уровня активности микробной массы, а также показатель дыхания почвы.

В последнее время в качестве комплексного показателя загрязне­ния почвы специалисты рекомендуют использовать показатель фитотоксичности. Фитотоксичность — тестовый интегральный показатель, характеризующий свойство загрязненной почвы подавлять прораста­ние семян, рост и развитие высших растений.

Известно, что сточные воды, поступающие в водоемы, даже пос­ле очистных сооружений содержат токсические вещества, способные нанести значительный ущерб водным экосистемам, а следовательно, и здоровью человека.

Токсичность воды может быть обнаружена с помощью химичес­ких и биологических методов.

Химические методы, давая возможность с высокой точностью определять концентрации загрязняющих веществ, тем не менее не позво­ляют оценить реальные биологические эффекты как отдельных веществ, так и их комплексов и, тем более, продуктов их трансформации. До­бавим к этому, что в настоящее время, по оценке А.М. Никанорова и Т.А. Хоружей (1999 г.), контролируется всего около 0,3% поступаю­щих в среду обитания веществ.

Условно биологические методы можно разделить на методы биоиндикации вод и биотестирования.

Методы биоиндикации позволяют получить данные, которые ха­рактеризуют отклик водных биоценозов на то или иное антропоген­ное воздействие. Правда, указанный отклик формируется за опреде­ленный, подчас длительный промежуток времени. Поэтому, страдая определенной консервативностью, данный метод не позволяет выя­вить возможные адаптационно-приспособительные изменения в вод­ных сообществах.

В отличие от биоиндикации, методы биотестирования представля­ют собой характеристику степени воздействия на водные биоценозы. Указанные методы позволяют получить достаточно надежные данные о токсичности конкретной пробы загрязненной воды, чем приближают­ся к химическим. Но в отличие от последних они позволяют реально оценить токсические свойства воды, обусловленные наличием комп­лекса загрязняющих химических веществ.

Таким образом, биотестирование воды представляет собой оцен­ку качества воды по ответным реакциям водных организмов, которые являются в этих случаях тест-объектами.
1   2   3

Похожие:

Средства контроля окружающей природной среды iconРоль государства и граждан в охране окружающей природной среды. Экологические...
Закон Украины «Об охране окружающей природной среды» определяет правовые, экономические и социальные основы организации охраны окружающей...

Средства контроля окружающей природной среды iconОхрана окружающей природной среды. Состояние нормативной экологической...
Одной из задач данного совещания является рассмотрение вопросов охраны окружающей природной среды

Средства контроля окружающей природной среды iconЗакон Украины «Об охране окружающей природной среды»
Охрана окружающей природной среды, рациональное использование природных ресурсов, обеспечение экологической безопасности жизнедеятельности...

Средства контроля окружающей природной среды iconНа церемонии присутствовал первый заместитель начальника государственного...
В украине получило благодарность за подписью начальника государственного управления охраны природной окружающей среды в Днепропетровской...

Средства контроля окружающей природной среды iconПрограмма охраны окружающей природной среды
Украине, как целевой фонд в составе местного бюджета с целью компенсации средств для финансирования природоохранных и ресурсосберегающих...

Средства контроля окружающей природной среды iconРешение
Согласно Закону Украины "Об охране окружающей природной среды", статьи 26 Закону Украины "О местном самоуправлении в Украине", в...

Средства контроля окружающей природной среды iconО Фонде охраны окружающей природной среды
Украины, Законом Украины «Об охране окружающей природной среды», постановлением Кабинета Министров Украины от 17. 09. 1996 №1147...

Средства контроля окружающей природной среды iconПрограмма способствует улучшению окружающей природной среды в городе,...
О работе отдела по охране труда, окружающей природной среды, чрезвычайных ситуаций и гражданской защиты населения по выполнению Программы...

Средства контроля окружающей природной среды iconРезультаты работы Государственного управления охраны окружающей природной...
На протяжении 2009 года Управлением была проведена значительная работа в сфере охраны окружающей природной среды, которая имела системную...

Средства контроля окружающей природной среды icon1. Кто и на каком основании должен платить сбор за загрязнение окружающей природной среды?
В связи с этим предприятие заставляют уплачивать сбор за загрязнение окружающей природной среды и вносить плату за размещение отходов...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<