2. Методы мониторинга воздушной среды
Роль атмосферы в природных процессах огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них — на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования. Чистый воздух необходим для жизни человека, растений и животных. Атмосферные загрязнения оказывают отрицательное влияние на живые организмы, что приводит к сокращению численности, видового разнообразия животных и растений, заболеваемости человека. Основные составные части атмосферного воздуха подразделяют на три группы: постоянные, переменные и случайные. К первой группе относятся кислород (21% по объему), азот (около 78%) и благородные газы (около 1%). Ко второй группе относятся диоксид углерода
При работе двигателей на этилированном бензине в выхлопных газах содержатся оксиды азота, соединениясвинца (количество свинца в воздухе находится в прямой зависимости от интенсивности движения и может достигать
диоксид серы, оксиды углерода, аммиак, сероводород, фенол, хлор, углеводороды, сероуглерод, фторсодержащие соединения,серная кислота, аэрозольная пыль,тяжелые металлы, радиоактивные соединения и многие другие вредные вещества. Кислоты вместе с дождем могут выпадать на поверхность земли, воздействуя на почву, растительность и живые организмы. Известно, что в нейтральной среде значение рН = 7, а дождевая вода в относительно чистом воздухе имеет рН = 5,6 вследствие воздействия углекислоты воздуха. Помимо выбросов химических веществ, серьезными загрязнениями атмосферы являются выбросы большого количества водяного пара, шум, электромагнитное излучение, тепловое загрязнение, в том числе выбросы большого количества нагретого воздуха. Оценку состояния воздушной среды можно сделать, используя как климатический мониторинг, так и мониторинг загрязнения. К основным параметрам метеорологических исследований относятся температура воздуха (максимальная, минимальная, суточная, среднесуточная); характеристика ветра (скорость и направление); влажность воздуха; атмосферные явления (виды облаков, осадки жидкие и твердые); состояние подстилающей поверхности в радиусе до 100 м от места наблюдения (трава зеленая или пожелтевшая; почва сухая пылящая, сухая непылящая, влажная, мокрая; снег и т. д.). Обычно климатический мониторинг проводится на метеоплощадке. Часть параметров определяется визуально, а для некоторых из них требуются специальные приборы: термометры, анемометры для определения скорости ветра, психрометры для определения влажности воздуха. Оценку состояния воздушной среды можно проводить с использованием биоиндикационных, физических и химических методов исследования. Из биоиндикационных методов программа экомониторинга предусматривает определение степени чистоты воздуха по сосне обыкновенной
и лишайникам. Кроме того, чистоту воздуха можно определить по химическому анализу снегового покрова, кислотности дождевых осадков, запыленности воздуха и автотранспортной нагрузке, также включенных в программу ШЭМ.
2.2.Биоиндикционные методы мониторинга воздушной среды
Сильнейшее антропогенное воздействие на фитоценозы оказывают загрязняющие вещества в окружающем воздухе, такие, как диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и др. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серосодержащего топлива (работа предприятий теплоэнергетики, котельных, отопительных печей населения,
а также транспорта, особенно дизельного).
Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Даже незначительное наличие диоксида серы в воздухе хорошо диагностируется лишайниками — сначала исчезают кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы (рис. 3). Там, где имеются возможности — наличие определителей или гербарных материалов, а также опыт работы с лихенофлорой, можно проводить мониторинг встречаемости и степени покрытия по отдельным видам эпифитных лишайников.Наиболее информативными по загрязнению диоксидом серы являются различные виды лишайников — Lecanora, Usnea, Alectoria, Cetraria.
Из высших растений повышенную чувствительность к SО2 имеют хвойные (кедр, ель, сосна). Устойчивы к загрязнению бересклет, бирючина, клен ясенелистный (рис. 1).
Ель Сосна Липа Малина Сирень Ель Бузина Тисс Бересклет Бирючина
мелколистная колючая черная ягодный
Рис. .1. Чувствительность различных деревьев и кустарников к диоксиду серы (по Курберу и Дитману)
Для ряда растений установлены границы их жизнедеятельности и предельно допустимые концентрации диоксида серы в воздухе. Величины ПДК (мг/куб.м): для тимофеевки луговой, сирени обыкновенной — 0,2;барбариса — 0,5; овсяницы луговой, смородины золотистой— 1,0; клена ясенелистного — 2,0 .
Чувствительны к содержанию в воздухе других загрязнителей (например, хлороводорода, фтороводорода) такие растения, как пшеница, кукуруза, пихта,
ель, земляника садовая, береза бородавчатая. Стойкими к содержанию фтороводорода в воздухе являются хлопчатник, одуванчик, картофель, роза, табак, томаты, виноград, а к хлороводороду — крестоцветные, зонтичные, тыквенные, гераниевые, гвоздичные, вересковые, сложноцветные.