Экология/6. Экологический мониторинг
доцент, кандидат
геолого-минералогических наук Кудрик И.Д.
Керченский государственный морской
технологический университет
ассистент Селиван А.Ю.
Керченский государственный морской
технологический университет
ст. преподаватель Чёрный С.Г.
Херсонский национальный технический
университет
использование кластера grid в экологическом КОНТЕКСТЕ
В настоящее время в Украине, как и в других странах
бывшего СССР, создана и функционирует общегосударственная служба наблюдений и
контроля за уровнем загрязнения природной среды и экстренной информации о
резких изменениях уровней загрязнения, осуществляющая функции национальной
системы мониторинга природной среды. При этом он зачастую приводится к
физико-химическим анализам содержания отдельных загрязнителей в различных
объектах окружающей среды. Ведение мониторинга законодательно закреплено в ст.
22 Закона "Об охране окружающей природной среды", соответствующих
разделах природоохранных кодексов, положении о государственной системе мониторинга
окружающей среды, утвержденном Постановлением Кабинета Министров Украины, в
специальных отраслевых положениях о ведении государственных мониторингов
отдельных объектов природопользования.
Составляющей частью Государственного мониторинга
является биологический мониторинг, основной задачей которого является
определение состояния биотической составляющей биосферы, ее реакции на
антропогенные воздействия, изучение зависимости “доза-эффект”, “доза-ответная
реакция” в различных экспериментах, поиск критериев допустимой нагрузки на
природную среду с учетом региональных особенностей и выделение критических
звеньев в биосфере, определяющих такие нагрузки.
Растения - наиболее удобные объекты для мониторинга
загрязнения окружающей среды, так как они являются первичными звеньями
трофических цепей, выполняют основную роль в поглощении разнообразных
загрязнителей и постоянно подвергаются их действию вследствие прикрепленности к
субстрату. Решение сложной проблемы определения суммарного действия присутствующих в
окружающей среде (воде, воздухе, почве) мутагенов и промутагенов на живые
организмы возможно лишь путем организации комплексного биомониторинга разных объектов
окружающей среды и экосистем с использованием современных высокочувствительных биоиндикаторов и цитогенетических тест-систем.
Биотестирование
выполняет функцию тактического контроля происходящего загрязнения, нацеленного
на получение быстрого сигнала о токсичности.
На водном объекте оно может быть эффективным с момента начала загрязнения до
его завершения. Длительность
биотестирования зависит от задачи, поставленной исследователем. Аcute tests
выполняемые на различных тест-объектах по показателям выживаемости, длятся от
нескольких минут до 24-96 ч. Short-term
chronic tests хронические тесты длятся в течение 7 суток и заканчиваются, как
правило, после получения первого поколения тест-объектов. Chronic tests на общую плодовитость ракообразных,
охватывающие 3 поколения, длятся до рождения молоди в F3. Биотестирование, как
правило, используют до химического анализа, метод позволяет провести
экспресс-оценку природной среды и выявить "горячие точки",
указывающие на наиболее загрязненные участки акватории (территории, полигона).
На участках, где методами биотестирования выявлены какие-либо отклонения, и
исследуемая среда характеризуется как токсичная, аналитическим путем необходимо
установить причины этого явления. На наиболее загрязненных акваториях
(территориях) тест-объекты демонстрируют минимальную выживаемость
(плодовитость) в тестируемых средах, на основании чего делается вывод об острой
(хронической) токсичности тестируемой среды. Токсикометрические показатели,
используемые в биотестировании, позволяют картировать загрязненные районы. В
последние два-три десятилетия биотестирование стало общепринятым и достаточно
широко используемым методом исследования как токсичности отдельных химических
соединений, так и качества водной среды в целом. Биотест, как отклик живых
организмов на интегрированное действие любых токсикантов доказателен и
однозначно свидетельствует об агрессивности исследуемой среды. Биотестирование
имеет ряд достойных преимуществ по сравнению с другими методами оценки качества
водной среды: во-первых – при самых совершенных химических методах анализа
практически невозможно учесть все химические компоненты, которые могут
представлять потенциальную опасность; во-вторых – химические методы
исследований не дают возможность установить биологическую опасность полютантов;
в - третьих – состав загрязненных вод зачастую очень сложен, а при
взаимодействии компонентов их токсичность может существенно изменяться. Биоиндикация выявляет результат произошедшего
вредоносного воздействия на окружающую среду. Может применяться на
экологическом объекте постоянно, но эффективность его станет очевидной при
начале неблагоприятных экологических изменений.
Простые
биологические тесты, основанные на оценке визуально воспринимаемых реакций рыб
и водных беспозвоночных в токсической среде, а также изменений окраски их тела,
отличаются доступностью, простотой, дешевизной, высокой экспрессностью,
чувствительностью и воспроизводимостью. Они не нуждаются в инструментальном
оформлении и могут быть широко использованы при мониторинге различных водных
объектов, контроле промышленных и бытовых сточных вод, непосредственно в цехах
опасных производств и в целях рыбохозяйственно-токсикологической экспертизы при
выявлении причин массовой гибели рыб, и во всех других случаях, когда
необходима оперативная ориентация в токсикологической обстановке. Таким
образом, рассмотренные реакции гидробионтов могут быть квалифицированы как
потенциальные биодатчики токсикологической экспресс-информации. Их
использование позволит быстро, иногда приближенно, иногда с достаточной
степенью точности, оценить уровень токсичности тестируемой воды. В период
глобальной информатизации, не обошло стороной и данного рода исследования.
Современное направление занимают GRID, что позволяет ученым адаптировать,
преобразовывать и просто проводить исследования в различных областях знаний.
GRID - технологии сейчас стали одним из самых мощных факторов, способствующих
ускоренной интернационализации науки. В рамках EGEE в домене наук о Земле
работают ученые, которые специализируются так же и в компьютерных науках, что
позволяет представлять академический мир, экономику и европейские организации.
Используемые приложения относятся к области физике твердой Земли, геологическим
наукам, гидрологии, климатологии, метеорологии и прочее. Данные сообщества
функционируют через виртуальные организации Earth Science Research (ESR) –
исследования в области наук о Земле и Expanding GEOsciences on Demand (EGEODE)
– расширение круга интересов наук о Земле по требованию. Следует привести
пример, что в области климатологии специализация приложений в инфраструктуре
EGEE – анализ различных климатических моделей. Первым приложением промышленного
уровня, успешно работающим в области нормальной эксплуатации сервиса в
инфраструктуре проект Geocluster – программное обеспечение для обработки
сейсмических данных и исследование состава слоев земной коры; доступ возможен
через виртуальную организацию EGEODE.
Таким
образом, необходимо проведение комплексного экологического мониторинга
окружающей среды на территории техногенно-нагруженных регионов, в местах
рекреации и санитарно-курортных заведениях, который позволяет выявить
территории наиболее располагающие для оздоровления населения и для
своевременного предотвращения неблагоприятных изменений их состояния.
Литература
1.
«EGEE User and Application Portal» - http://egeena4.lal.in2p3.fr/
2.
«iSGTW» - http://www.isgtw.org/
3.
«Законодательство
Украины» - http://zakon1.rada.gov.ua/