Методы контроля загрязнения окружающей среды

     стояния окружающей среды:

          • определение метеорологических  характеристик: вертикальные профили  температуры, интегральные

     характеристики  влажности, характер облачности;

          • контроль динамики атмосферных  фронтов, ураганов, получение карт  крупных стихийных бедствий;

          • определение температуры подстилающей  поверхности, оперативный контроль и классификация за-

     грязнений почвы и водной поверхности;

          • обнаружение крупных или  постоянных выбросов промышленных  предприятий;

          • контроль техногенного влияния  на состояние лесопарковых зон;

          • обнаружение крупных пожаров  и выделение пожароопасных зон  в лесах;

          • выявление тепловых аномалий  и тепловых выбросов крупных  производств и ТЭЦ в мегаполисах;

          • регистрация дымных шлейфов  от труб;

          • мониторинг и прогноз сезонных  паводков и разливов рек;

          • обнаружение и оценка масштабов  зон крупных наводнений;

          • контроль динамики снежных  покровов и загрязнений снежного  покрова в зонах влияния промышлен-

     ных предприятий. 

                                  1.3.3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

                                             ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

          Совершенно очевидно, что оценка  экологической обстановки на  территории в ходе формирования  эффек-

     тивной системы государственного экологического мониторинга невозможна без использования методов биоди-

     агностики качества окружающей среды. 
 

          Оценивать качество окружающей  среды, степень её благоприятности для человечества необходимо, преж-

     де  всего, в целях:

          • определения состояния природных  ресурсов;

          • разработки стратегии рационального  использования региона;

          • определения предельно допустимых  нагрузок для любого региона;

          • решение судьбы районов интенсивного  промышленного и сельскохозяйственного использования, за-

     грязненных  территорий и т.д.;

          • решения вопроса о строительстве,  пуске или остановке определённого предприятия;

          • оценки эффективности природоохранных  мероприятий, введения очистных  сооружений, модернизации

     производства  и т.д.;

          • введения новых химикатов  и оборудования;

          • создания рекреационных и  заповедных территорий.

          Ни один из этих вопросов не может быть объективно решён лишь на уровне рассмотрения формальных

     показателей, а требует проведения специальной  разносторонней оценки качества среды  обитания, т.е. необхо-

     дима интегральная характеристика её состояния, биологическая оценка.

          Прямые (интегральные) методы оценки  экологической обстановки в свою  очередь тоже можно разделить

     на  две группы – биоиндикации и биотестирования (последние называют также токсикологическими метода-

     ми).

          Объектом исследования первых  являются организмы или сообщества организмов-биоиндикаторов, на-

     блюдаемые в естественных условиях обитания.

          Биоиндикаторами называются растительные  и животные организмы, наличие, количество и состояние

     которых служат показателями изменения качества среды их обитания. Глубина биоиндикации может быть

     различной от простой визуальной диагностики  растений до изучения иммунных и генетических изменений в

     организме индикаторов.

          Вторая группа методов изучает  реакции тест-объектов – организмов, помещаемых в исследуемую среду.

     Они подразумевают оценку токсических  свойств загрязняющих веществ с использованием модельных живых

     систем (тест-объектов). Оценка токсичности производится, как правило, в лабораторных условиях.

          Методы биоиндикации основаны на наблюдениях отдельных организмов, популяции или сообществ орга-

     низмов в естественной среде обитания с целью определения по их реакциям (изменениям) качества окружаю-

     щей среды. В сельском хозяйстве широко применяется метод биоиндикации для диагностики питания сельско-

     хозяйственных культур. Данный метод визуальной биоиндикации основан на изучении внешних признаков фи-

     то- и биоценозов, которые отражают качественные изменения среды обитания.

          В качестве признаков визуальной биоиндикации используется внешний вид растений. Таких признаков,

     связанных с нарушением питания растений, множество, в частности: замедление роста стеблей; ветвей и кор-

     ней; пожелтение; бурение; загибание листьев; «краевые ожоги»; образование гнили; одревеснение стеблей и др.

          Для целей биоиндикации качества окружающей среды могут применяться популяционные и экосистемные

     критерии, которые характеризуются показателями: численности и биомассы отдельных  видов; соотношением в

     сообществах различных видов, их распределение по обилию и т.п.

          Для получения более достоверных,  долгосрочных прогнозов наряду  с видами-индикаторами отслеживают-

     ся изменения, происходящие в популяциях устойчивых видов, способных выдерживать значительные возму-

     щающие воздействия (воздействия экологически неблагоприятных факторов) в течение длительного времени.

          Под влиянием загрязняющих веществ  в организме происходят перестройка структуры и функции клеток.

     Результаты  гистологических исследований таких  изменений могут свидетельствовать о качестве окружающей

     среды. Злокачественный рост клеток, дегенеративные изменения или появление некротических  очагов характе-

     ризуют высокую степень токсичности среды обитания.

          Патолого-анатомические и гистологические методы биоиндикации особое внимание уделяют изучению

     репродуктивной  системы, любые изменения которой  непосредственно связаны с жизненно важными парамет-

     рами  популяции. Репродуктивная система  очень чувствительна к стрессовым воздействиям, и любое нарушение

     можно рассматривать как сигнал о наличии  неблагоприятных изменений в окружающей среде.

          Эмбриональные методы диагностики  базируются на том обстоятельстве, что наиболее уязвимыми к воз-

     действию  внешних возмущений являются ранние стадии развития многоклеточных организмов. На стадиях

     дробления и формирования зародышевых органов  и тканей даже незначительные воздействия, как правило,

     приводят  к видимым уродствам более  поздних стадий или даже гибели зародышей. В качестве биоиндикаторов

     обычно  используются быстро развивающиеся  и дающие многочисленное потомство организмы (рыбы, моллю-

     ски, земноводные, насекомые). Данные организмы могут быть использованы и как тест-объекты для биотести-

     рования окружающей среды.

          Более тонкими и точными методами  биодиагностики являются иммунологические и генетические методы.

          Иммунологические – основаны на измерениях показателей иммунной системы под воздействием внешних

     возмущающих факторов. В результате любого рода отрицательного воздействия на иммунную систему живых

     организмов  в первую очередь изменяется функциональное состояние иммунокомпетентных клеток – спленоци-

     тов и лимфоцитов. При введении в клетки организма специальных веществ – стандартных мутагенов (липопо- 
 

     лисахаридов и др.) – в зависимости от вида воздействия ингибирование реакции может свидетельствовать о

     нарушении иммунологического статуса организма.

          Генетические методы позволяют  анализировать генетические изменения, возникающие вследствие небла-

     гоприятных внешних воздействий. Появление таких изменений характеризует мутагенную активность среды, а

     возможность их сохранения в клеточных популяциях отражает эффективность иммунной потенции организма.

          В нормальных условиях большая  часть генетических аномалий  удаляется из популяций посредством им-

     мунной системы организма. Наличие таких аномалий можно использовать в качестве индикатора стресса, ве-

     дущего к продукции аномальных клеток и снижению способности иммунной системы организма их уничто-

     жать.

          Такое разнообразие методов биоиндикации говорит об их несовершенстве. Действительно, биоиндикация

     предусматривает контроль уже состоявшегося или  происходящего загрязнения компонентов окружающей сре-

     ды по функциональным характеристикам их обитателей и экологическим характеристикам организмов.

          Разработка единой системы показателей  токсичного загрязнения окружающей  среды на сегодняшний день

     встречает серьезные трудности. Постепенные  изменения видового состава формируются в результате длитель-

     ного отравления и становятся явными в случае далеко зашедших изменений. Таким образом, видовой состав не

     даёт  оценки на момент исследования. В этом плане методы биоиндикации загрязнения окружающей среды

     инерционны. В холодное время года системы  биологической индикации малоэффективны.

          Однако отличительная простота  методов оценки экологической  обстановки методами биоиндикации, от-

     сутствие потребности в специальном инструментальном обеспечении являются их бесспорным достоинством.

          Умение объединить в комплексную  форму биоиндикацию, биотестирование и химико-аналитические ме-

     тоды диагностики экологической обстановки позволяет минимизировать затраты на исследования. Именно

     комплексное использование методов обеспечивает перспективу биоиндикации.

          Методы биотестирования. Биотестирование как способ интегральной оценки токсичности загрязнений

     уже достаточно давно используется в  системе мониторинга качества окружающей среды за рубежом и начинает

     применяться в нашей стране. Аргументами в  пользу целесообразности использования  подходов биотестирова-