Лекция № 17 Тема: эколого-геохимический мониторинг

1. Виды эколого-геохимического мониторинга.

2. Методы проведения ландшафтно-геохимического мониторинга.

1 Виды эколого-геохимического мониторинга

Экологический мониторинг –слежение за состоянием природных систем и их изменением под воздействием антропогенных нагрузок. Важной составной частью этого мониторинга является геохимический мониторинг, т.е. наблюдение за геохимическими параметрами природных и техногенных ландшафтов.

Различают фоновый и импактный геохимический мониторинг

Фоновый геохимический мониторинг заключается в наблюдении за распределением и поведением химических элементов и соединений в ландшафтах вне сферы влияния локальных источников загрязнения. Он занимает важное место в международных программах по окружающей среде ЮНЕСКО и ЮНЕП и проводится главным образом на фоновых станциях и биосферных заповедниках (И.П. Герасимов, Ю.А. Израэль, Ф.Я. Ровинский, В.Е. Соколов, М. Gwine, R. Munn и др.). Фоновый мониторинг дает информацию не только о локальных параметрах конкретных ландшафтов станций и заповедников. Проводимый на единой методической основе во многих странах, он позволяет оценивать глобальные изменения природной среды. Поэтому фоновый мониторинг иногда называют глобальным.

Без определения содержания элементов в окружающей среде, которое было до глобально-регионального (фонового) загрязнения, невозможно оценить уровень техногенного загрязнения. Кроме традиционных геохимических методов изучения ландшафтов и их компонентов при этом используются специфические приемы и объекты (глубокие горизонты верховых торфяников, растения из гербариев, многолетние льды, погребенные почвы, волосы и кости человека, старые вина и т.д.).

Импактный геохимический мониторинг –это слежение за региональным и локальным антропогенным воздействием в местах кризисных экологических ситуаций –городах, промышленных центрах, зонах радиоактивного загрязнения и т.д.

По иерархии ландшафтов или экосистем мониторинг делится на комплексный (экосистемный, геосистемный) и компонентный (атмосферный, водный, биологический, почвенный). Методология геохимии ландшафта, базирующаяся на сопряженном анализе отдельных блоков ландшафта, особенно адекватна целям комплексного экологического мониторинга.

2 Методы проведения ландшафтно-геохимического мониторинга

Существует несколько методов ландшафтно-геохимического мониторинга.

Метод кларков. Так называются исследования распространенности химических элементов в различных природных средах –от глобальных геосфер до локального уровня (ландшафтов, экосистем). Кларки являются геохимической константой, отражающей фоновое распределение элементов и соединений, без знания которого невозможна оценка импактного воздействия.

Наряду с достоинствами (массовость, сопоставляемость) метод кларков имеет и недостатки. Прежде всего это излишняя обобщенность данных, полученных в результате статистической обработки, малая степень сепарации геохимических материалов. Самое главное, он не дает целостного представления о геохимических и биогеохимических процессах в таких сложных системах, как природные и тем более техногенные ландшафты.

Анализ геохимической структуры ландшафта (R, L-анализ). Фоновый и импактный мониторинг должен базироваться на изучении миграции химических элементов в ландшафтах, учитывать роль и место геохимических барьеров и зон выщелачивания в распределении элементов, на представлениях об элементарных и каскадных ландшафтно-геохимических системах. Для оценки геохимического состояния и ответных реакций природных ландшафтов на внешнее воздействие используются представления о фоновой геохимической структуре ландшафта, отражающие характер связей между различными компонентами.

Фоновые и техногенные геохимические структуры должны устанавливаться для отдельных регионов с учетом зонально-провинциальной и локальной ландшафтно-геохимической типичности (центральные, типичные части регионов) и уникальности (пограничные районы, экотоны, дельты рек и др. территории), лито-, палео- и биогеохимической дифференциации ландшафтов, степени их геохимической автономности, подчиненности и латеральной контрастности, близости к техногенным источникам и т.д.

Различные ландшафты имеют не только определенную радиальную и латеральную геохимическую структуру, но и свойственные только им типы атмо-, гидро- и биогеохимического круговорота и баланса веществ. Нарушение того или иного типа круговорота и баланса веществ, появление дисбаланса часто являются индикатором антропогенного воздействия.

Существуют два направления исследования состояний ландшафтов для целей мониторинга. Первое из них пользуется как бы методом кларков, но с учетом временных изменений параметров. Это направление в целом преобладает сейчас в программе фонового геохимического мониторинга в биосферных заповедниках и на фоновых станциях. Второе направление исследований –анализ фонового функционирования ландшафта на основе изучения потоков и балансов вещества и энергии, биогеохимических круговоротов элементов. Данное направление не является специфическим для геохимии ландшафта и наибольшее развитие получило в экологии, биогеоценологии и почвоведении, где установлены фундаментальные закономерности энергетических и биогеохимических циклов на локальном и глобальном уровнях.