Мониторинг воздушной среды

Загрязнение воздушной среды оказывает непосредственное и косвенное влияние на человека, живую и неживую природу. Помимо выбросов разнообразных химических (в том числе радиоактивных) веществ, к загрязнению атмосферы следует отнести:

  • — выбросы большого количества водяного пара, т. к. это приводит к увеличению коррозийного воздействия внешней среды, появлению неблагоприятных метеорологических явлений (гололед, туман), ухудшению видимости и т. д.;
  • — акустические излучения, или шум;
  • — электромагнитное излучение;
  • — тепловое загрязнение, или выбросы большого количества нагретых воздушных масс.

При оценке состояния воздушной среды проводят мониторинг загрязнения.

Из основных загрязняющих воздух веществ, являющихся наиболее распространенными и опасными, обычно выделяют следующие категории:

  • — углеводороды и другие летучие органические соединения (ЛОС);
  • — угарный газ, или окись углерода — СО;
  • — оксиды серы, преимущественно сернистый газ или двуокись серы — S02;
  • — соединения свинца и других тяжелых металлов;
  • — озон и другие фотохимические окислители;
  • — оксиды азота;
  • — совокупность взвешенных частиц.

При сжигании горючих ископаемых (угля, нефти, газа) большая часть содержащейся в них серы превращается в диоксид серы. При всех видах сгорания различных материалов в воздухе происходит реакция атмосферного азота с атмосферным кислородом и образуются оксиды азота. Эти оксиды реагируют с атмосферным кислородом и водой, образуя кислоты (серную и азотную). Кислоты вместе с дождем могут выпадать на поверхность земли, воздействуя на почву и организмы. Нейтральная величина pH равна 7, но дождевая вода в чистом воздухе имеет pH 5, 6 вследствие воздействия углекислоты воздуха.

В результате воздействия загрязняющих веществ, находящихся в окружающем растение воздухе, таких как двуокись серы, окислы азота, углеводороды, кислоты, тяжелые металлы, в растениях происходит вымывание (выщелачивание) соединений кальция и магния, разрушение хлорофилла, повреждение устьичного аппарата, что вызывает потерю влаги и подавление морозоустойчивости растения, нарушение синтеза фитогормонов, понижение ассимиляции и сопротивления вредителям.

Выпавшие из атмосферного воздуха на почву частицы (осаждение пылевидных частиц, аэрозолей и др.) увеличивают в ней дальнейшее подкисление, накопление соединений тяжелых металлов и освобождение токсичных ионов алюминия, что ведет к повреждению корней, а поражение почвенных организмов — к замедлению процессов разложения.

Устойчивость растений к различным загрязняющим веществам различна. Очень чувствительны к низким концентрациям в воздухе двуокиси серы лишайники, хвойные, пшеница, хлопчатник, салат-латук, ячмень, табак; стойкие к воздействию — кукуруза, картофель, роза.

Лишайники реагируют особенно чутко: сначала исчезают кустистые, потом листовые и, наконец, накипные виды.

Хвоя сосны в зонах сильного загрязнения диоксидом серы приобретает темно-красную окраску, которая распространяется от основания иглы к ее острию; игла отмирает и опадает, просуществовав всего один год.

У злаков (особо чувствителен мятлик однолетний — Роа annua) вследствие воздействия диоксида серы на листьях появляются светло-коричневые или белесоватые полосы по обеим сторонам центральной жилки, сохраняющей зеленую окраску.

Чувствительны к содержанию фтористого водорода в воздухе пшеница, кукуруза, сосна; стойкие — хлопчатник, одуванчик, картофель, роза, табак, томаты, виноград.

Симптомы поражения: хлороз, сопровождающийся отмиранием листьев; у хвойных пород — побеление, а потом потемнение концов игл и опадание хвои.

Токсичность хлористого водорода сильно выражена у семечковых, лещины, винограда, земляники садовой, пихты, ели, сосны Веймутова. Более устойчивы крестоцветные, зонтичные, тыквенные, гераниевые, аралиевые, гвоздичные, вересковые, сложноцветные.

Для многих растений известны предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в воздухе. Величины ПДК (мг/м3) диоксида серы: для пеларгонии зональной, тимофеевки луговой, сирени обыкновенной — 0,2; барбариса — 0,5; овсяницы луговой, смородины золотистой — 1,0; аспидистры, клена ясенелистного — 2,0. ПДК аммиака: для тимофеевки луговой — 1,0; пеларгонии зональной — 2,5; сирени обыкновенной — 9,0; аспидистры — 15,0. ПДК формальдегида: для тимофеевки луговой — 2,5; пеларгонии зональной — 5,0; аспидистры — 6,5; овсяницы луговой — 1,0.

На различной чувствительности растений к загрязняющим веществам основана биоиндикация загрязнения воздуха. Так, в ФРГ выделяют следующие биоиндикаторы загрязнения воздуха: общего загрязнения — лишайники и мхи; тяжелыми металлами — слива, фасоль обыкновенная; диоксидом серы — ель, люцерна; фто^ ристым водородом — косточковые плоды, гладиолусы; хлористым водородом — береза бородавчатая, земляника лесная; аммиаком — подсолнечник, конский каштан; сероводородом — шпинат, горох; фотосмогом — крапива, табак; полициклическими ароматическими углеводородами — соя, недотрога обыкновенная.

Гладиолусы сорта «Снежная королева» используют как биоиндикаторы на фтористые соединения в США и Канаде. По мере увеличения концентрации токсиканта в воздухе верхняя часть листьев у растений отмирает.

Признаки повреждения голосемянных растений при остром воздействии пороговых концентраций газов в атмосферном воздухе: двуокиси серы — красно-коричневая суховершинность; двуокиси азота — красно-коричневый дистальный некроз хвои и веток; озона — дистальный некроз, прекращение роста хвои; пероксиацетилнитрата — хлороз, раннее старение хвои; фторидов, редких металлов, кислотного дождя, аммиака — дистальный некроз; этилена — низкорослость, сброс хвои.

Признаки повреждения покрытосемянных растений при остром воздействии пороговых концентраций газов в атмосферном воздухе: диоксида серы и диоксида азота — межж’илковые некротические пятна; озона — крапинки на верхней поверхности; пероксиацетилнитрата — бронзирование нижней поверхности листа; фторидов — некроз кончика и краев листьев; редких металлов — меж- жилковый хлороз, некроз кончика и краев листьев; кислотного дождя (pH менее 3,0) — некротические пятна; аммиака — межжилковые пятна некроза; хлора — хлороз, крапчатость верхней поверхности листа; этилена — хлороз, некроз, сброс листвы; сероводорода — межжилковые пятна некроза.

Под действием загрязнения воздуха возникает явление, называемое гибель лесов, характеризующееся осветлением (дефолиацией), т.е. изреживанием кроны в результате потери хвои и листьев.

У лиственных пород, в особенности буковых, происходит нарушение роста боковых побегов, ведущее к образованию неестественно длинных хлыстовидных побегов, измельчение листьев; появляются листья с зубчатыми краями в результате нарушения роста на участках между прожилками листа; опадающие (зеленые) листья. Другие симптомы деградации: пожелтение из-за нехватки магния; белые пятна на листьях и хвое в результате повреждения озоном. Из присутствующих в воздухе загрязняющих веществ наиболее опасен для лесов диоксид серы.

Любое научное исследование невозможно без математической обработки данных, которая позволяет оценить среднюю величину изучаемого параметра, достоверность полученного результата, связь изучаемого параметра с другими явлениями природы. Существует множество приемов обработки и учебных пособий по ним.

Математическую обработку результатов можно проводить на компьютере с помощью пакета статистических программ типа «Statgraphics», а также на программируемых калькуляторах.

Ведение экологического мониторинга позволяет количественно оценить все те негативные процессы в природе, которые вызывает деятельность человека. Оно же позволяет увидеть и положительные результаты природоохранных мероприятий и тем самым понять, «что такое хорошо и что такое плохо».

Сущность природопользования не в том, чтобы поставить природу себе на пользу, а в определении, какой образ жизни вести и в каких формах осуществлять деятельность, чтобы принести природе пользу, участвуя в восстановлении природных систем, в совершенствовании, гармонизации отношений человека и биосферы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >