Введение

1. Почвенно-экологический мониторинг и его место в системе экологического мониторинга

1.1. Экологический и почвенно-экологический мониторинг: цели и задачи

1.2. Особенность почвы как объекта мониторинга

1.3. Аккумуляция и рассеяние веществ в ландшафте

2. Методология почвенно-экологического мониторинга

2.1. Выбор контрольных участков

2.2. Показатели экологического состояния почв, подлежащие контролю при мониторинге

2.3. Импактный (локальный), региональный, глобальный и фоновый почвенно-экологический мониторинг

3. Современное состояние экологического мониторинга в России

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

??????? ? ????? ?. ????????, ????????? ?????? ???????????? ? ???????? ????????????? ????? (?????????? ?. ?., 2004), ??? ???????, ??????????????? ?????? ?????????? ???????? ????????????. ????????????? ?????-???? ????????? ??????????, ???? ??? ??????? ????? ???????? ??????????? ? ???? ???????, ????? ????????? ?????????? ? ????????, ??? ??????????? ???????????????? ??????????? ????????? ???????. ? ???????? ????????????????? ?????? ???????????? ????????, ??????? ????? ????????? ???????????? ?????. ??? ? ??????? ??????, ? ???????????? ???? ???? ??????????????? ?????????, ???????? ???????? ??????????????? ???????, ?????? ????????? ?????????? ? ???????????, ??????????? ??? ?????? ????? ???????? ?????????? ? ?????? ??????. ??? ?????????? ???????? ????? ?????????? ???????, ????????, ????????? ????????????, ???? ???????????????????? ??????????, ????????? ????????? ?????????? ? ?????????????? ?????????? ????????? ?????????. ???????????????? ????? ?????? ???????? ????? ???????? ???????????? ? ???????, ? ????? ?????? ???????????????? ??????? ???????? ????????? ? ????????? ???????? ?????? ????????????? ????????. ???????? ????? ??????????? ??????????????? ???????????? ? ???????????? ????????????? ? ???????? ?????????? (????????, ??? ??????????? ????????).

Как правило, разумная деятельность человека вызывающая техногенез направлена на достижение позитивных целей (например, лесомелиорации на болоте). Но любое действие порождает, согласно второму началу термодинамики, диссипацию энергии. Образующаяся таким образом неупорядоченная энергия есть энтропия, которая поглощается системами, сопряженными с преобразуемой в положительную сторону системой. В системах поглощающих энтропию развивается негативный техногенез.

?????? ??????? ????????????, ? ???????? ???????? ???????? (? ??? ????? ? ????????? ????????????? ? ???? ???????? ???????) ???????? ???????? ??????????????? ????????, ????????? ???????? ? ?? ???????????????? ???????????, ??? ????? ??????? ????????? ????????? ????????????? ????????, ????????? ?????????. ??????????? ????? ???????? ??????? ? ???????? ????????? ???? ?? ?????? ??????? ? ????????? ?? ??????? ????????? ????????????????? ???????????? ? ??????????? ??????. ???????? ???????? ????? ??????? ??????? ??????? ????? ???????????? ????? ????? ?????????????. ????? ??????? ???????? ?? ???????, ??? ?? ??? ? ???????????? (?????? ?. ?., 2001). ?? ???? ???? ???????? ??? ??????? ?? ???????? ???????????????, ?? ??????????? ???????? ??, ??? ???????? ? ???????, ???????????? ??????? ? ????? ??????? ????????????????? ?????? ????? ????????????. ??? ??????? ?? ???????????? ???????? ?? ?? ??????????, ???????????, ????????????? ? ???????????, ??? ?????????????? ??????, ?? ????????? ?????????, ???? ???????????. ? ????????? ????? ?? ????? ???? ???????? ??????? ?????????????? ???????????, ???????????? ???? ????? ?????????? ?? ?????????? ? ???????? ? ????????? ?? ???????????. ?? ?????????? ?. ?. (2002) ????????????? ?????????? ? ??? ??????? ?????????? ?????????? ?????????? ? ???????????? ? ???????, ?????? ?????????? ? ????????? ?????????? ????? ? ????? ?????? ????????, ?????????? ? ???????? ? ??????? ?????????? ?????????? ?????, ??????? ???????? ??? ????????. ???????? ??????? ??????? ????????? ??? ??????????? ?? ?????????? ????? ?????????, ?? ?????????? ? ??????????? ??? ????????????? ??????????. ?????? ???????? ?? ?????? ???????? ???????? ?????????, ?? ? ??, ??? ??? ????????? ?? ???? ???????? ???????????, ??? ?????? ????? ??????????????, ?? ????????? ? ?????? ??????? ??????????? ????????? (?????? ?. ?., 1985). ????? ?????????????? ??????????? ?????????? ???????? ?????, ??????? ?? ?????????? ??? ?????????? ?????????????? ?????????, ????????? ????????? ??????????? ?? ?????????? ?????. ? ????????? ??????????? ??????? ???? ???????? ??????? ?????????? ????, ???? ?????? ???? ????? ????? ?? ?????????? ???? ???????????? ???????. ??????????? ?? ????? 6 ????? ????????????-??????????? ???????????, ??????? ????? ??????? ??????? ?????? ????????? ????:- ?????? ? ???????? ??????;- ?????????, ??????????????, ???????????;- ?????????????;- ?????????? ??????????, ??????? ?????????? ? ????????????????;- ?????????? ? ?????????? ????? ??? ?????????????, ?????? ???????? ??????????;- ?????????? ??????????? ???? (??????? ?. ?., 1989). ????? ? ????????? ??????????? ????????? ?????????, ? ?? ????????? ? ??? ????????? ??????????? ??????????? ????????????? ?????????? ???????????. ??????? ? ????????? ?? ???????????? ??????????? ? ??????????????, ???????? ?????? ????????????? ??????, ????????? ??????????????? ?????????? ??? ??????, ??????????? ? ????????????? ??????????????, ?????????????? ?????? ?? ?????????????, ?????????????????? ?????????? ??????????? ????????? ? ?????????? ???????? ? ??????????? ????, ????????? ?? ??????????? ????????? ? ? ?????????? ?????? ?????????? ? ????????????? ????????? ???? ????????????? ??????? (??????????????, 2001; ?????????? ?. ?., ????????? ?. ?., 2004).

Тяжелые металлы начали изучать одними из первых. Они поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами промышленных предприятий, а свинец - с выхлопными газами автомобилей. Описаны случаи, когда большие количества тяжелых металлов попадали в почву с оросительными водами, если выше водозабора в реки сбрасывались сточные воды промышленных предприятий. Из атмосферы в почву тяжелые металлы попадают чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в гидроксиды, карбонаты или в форму обменных катионов. Общее количество свинца, которое может задержать метровый слой почвы на одном гектаре, достигает 500 - 600 т. Почвы песчаные, малогумусные, устойчивы против загрязнения; это значит, что они слабо связывают тяжелые металлы, легко отдают их растениям или пропускают через себя с фильтрующимися водами. На таких почвах возрастает опасность загрязнения растений и подземных вод. В этом заключается одно из трудноразрешимых противоречий: легко загрязняющиеся почвы предохраняют окружающую среду, но почвы, устойчивые к загрязнению, не обладают защитными свойствами в отношении живых организмов и природных вод.

В северном полушарии, на территориях высокой промышленной освоенности большую проблему представляют кислотные дожди. Их выпадение - результат выброса в атмосферу продуктов сжигания топлива, а также выбросов металлургических и химических заводов. Действие кислых дождей на почвы неоднозначное. В северных, таежных зонах они увеличивают вредную кислотность почв, способствуют повышению содержания в почвах растворимых соединений токсичных элементов - свинца, алюминия.

Крупнотоннажные отходы различных производств, отвалы гидролизного лигнина, золы тепловых электростанций, отвалы при добыче угля оказывают локальное влияние. Такие отвалы занимают немалые площади, выводя из пользования земельные угодья, а многие из них представляют вполне конкретную опасность для окружающей среды. Отвалы многих горных пород содержат пирит, который самопроизвольно на воздухе окисляется до H₂ SO₄ .

Нефтяное загрязнение почв относится к числу наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменяет свойства почв, а очистка от нефти очень сильно затруднена. Последствия для почв, вызванные нефтезагрязнением, можно без преувеличения назвать чрезвычайными. Нефть обволакивает почвенные частицы, почва не смачивается водой, гибнет микрофлора, растения не получают должного питания. Наконец, частицы почвы слипаются, а сама нефть постепенно переходит в иное состояние, ее фракции становятся более окисленными, затвердевают, и при высоких уровнях загрязнения почва напоминает асфальтоподобную массу (Орлов Д. С., 1996). Загрязнение почв приводит к формированию очагов социально-экологической напряженности (рис. 1). Они формируются вокруг наиболее загрязненных промышленных центров. В структурном отношении в указанных очагах выделяется эпицентр, а далее вокруг него две зоны, одна из которых, в зависимости от ветрового режима, характера выбросов и их рассеивания, примыкает к эпицентру и переходит во вторую, которая может распространяться на десятки километров от эпицентра и санитарно-защитной зоны (Гичев Ю. П., 2002).

Рисунок 1 – Структура очага социально-экологического напряжения (Гичев Ю. П., 2002)

Кроме химического загрязнения почв, очень проблематичны на всей планете процессы радиоактивного загрязнения почв, их эрозии, дефляции, дегумификации, изменением под действием орошения и многие другие последствия чрезмерного роста человеческого вида. Поэтому всё более нарастает актуальность своевременного и результативного мониторинга за состоянием окружающей среды, почвенного покрова. Следствием чего должны является достоверные прогнозы, включающиеся в социальные проекты и программы хозяйственной деятельности человека.

1. ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И ЕГО МЕСТО В СИСТЕМЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

1.1 Экологический и почвенно-экологический мониторинг: цели и задачи

Термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

??????? ?????????????? ??????????? ?????? ???????????, ????????????????? ? ????????????? ?????????? ?: - ????????? ?????????? ?????; - ???????? ??????????? ? ????????? ????????? ????????? (?. e. ?? ?????????? ? ???????? ???????????); - ???????????? ????????? ? ???????? ?? ????? ? ?????; - ???????????? ???????? ????????. ????? ???????, ? ??????? ?????????????? ??????????? ?????? ?????????? ?? ?????????? ????????? ???????? ? ?????????? ?? ??????????? ? ????????? ?????????????? ???????????.? ???????????? ? ???????????? ????????????? ? ???????????? ?? ??????? ????????? ?????????? ???????? ??? ???????? ??????????? ????????????: - ?????????? ?? ????????? ??????????? ? ?????????? ?????; - ?????? ???????????? ????????? ?????; - ??????? ????????? ?????????? ????????? ????? ? ?????? ??????????????? ?????????. ???? ??????? ??????????? ?? ???????? ???????????? ?? ?????????? ????????? ?????, ?? ???????? ?????????? ??????????? ??? ???????? ???????????? ???????? ??????? ?????????? (??????? ?. ?., 1989).

Существуют различные подходы к классификации мониторинга (по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения). Отраженная на рис.2 классификация охватывает весь блок экологического мониторинга, наблюдения за меняющейся абиотической составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на эти изменения. Таким образом, экологический мониторинг включает как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуществлении.

Рисунок 2 - Классификация экологического мониторинга (Родзевич Н. Н., 2003)

?????? ?? ?????????? ???????? ?. ?. ? ?????????? (1987)????????-????????????? ?????????? ?????? ??????? ? ?????? ?????????????? ? ?????????? ?? ?????????????? ????????? ????? ? ????? ? ?????????? ???????. ? ?????? ????????-?????????????? ??????????? ?????? ?????? ????????? ???????? ????????: 1) ?????????? ??????? ???????? ?? ???????? ????????? ?????????? ????, ????????? ??????? ????? ??????? ?????? ??????????, ????????? ???????? ???????????? ?????????, ?????????? ?????????? ???????;2) ?????????? ???????? ?? ?????????? ???????????? ?????????? ??????????;3) ?????? ??????????? ?????????? ????????? ????????? ???????;4) ?????????? ??????? ???????? ?? ???????? ????????? ????????? ????????? ? ????? ???????? ????????? ??????? ? ???????????? ????????????? ???????? ???????????????????? ???????, ?????????? ??????? ???? ??? ?????????? ????????????? ?????????;5) ??????? ??????????? ?? ?????????? ???? ?????????? ???????????? ?????????????? ??????????????? (??????? ??????????) (?????????? ?. ?. ? ??., 1989; ?????? ?. ?., 2003).??????????? ?????? ????????-?????????????? ??????????? ??????????? ?? ?????? ?????? (?????????, ????????????, ??????????), ???????????. ?????????? ?? ????? ????: ????????????? ??????????? ????????? ??????? ???? ??? ????????? ????? ?? ????????????? ? ???????????????.????????? ? ???????????? ?????????? ?????? ?????? ????????? ??????:1) ?????????????? ????????? ??????????? ? ???????????? ???????;2) ??????????? ??????? ?????????????? ??????????? ????????? ????, ???, ???????? ?? ??????????, ???????????? ???????? ????????? ???????????;3) ???????????? ??? ??????????????? ???? ? ?????????? ?????????????? ???????;4) ??????????? ????????? ???????? ???????????? ??????? ?? ?????, ? ????? ????? ????????, ??????????? ? ??????????? ????????????? ???????????? ??????? ? ?????;5) ?????? ???????????????? ???? ??????????? ? ??????????? ?? ????????????;6) ???????????? ??????????? ?? ???????? ??? ?????????? ??????????? ??????????? ????;7) ?????? ?????????????? ??????, ??????????? ??????? ? ????????? ????????? ???????????? ????. ??? ?????????? ??????????? ?????? ??????????? ?????????:1) ?????????????? ?????? ?????????????? ?????????? ????????? ?? ????? ??????? ??????????;2) ??????????? ??????? ?????????????? ??????????? ????????? ????;3) ????????? ??? ????????, ???????????, ??????????? ????????????? ?????????????? ?????????? ????????? ? ?????;4) ??????????? ???????? ?????????? ?????????????? ?????????? ????????? ? ?????? ??????? ??????????. ?????????????? ???????????, ??? ??????? ???????? ??????? ????????? ? ??????????? ???????? ?? ?????, ??????, ? ???????????? ???????, ?????????????? ?????? ?????????????? ? ????????? ??????????? ?????? ? ?? ?????????. ??? ??? ?????????? ????????????? ??????????? ??????????????? ??????????? ?????????? ?? ?????????? ?????????? ?????, ?? ???????? ?????????? ? ?????????? ???????. ??????? ??????????? ?????? ?? ?????? ????????????? ???????? ?????? ??????, ?? ? ? ???????? ????? ???? ???????????? ????????????? ? ????????????? ??????, ?????????? ?????????? ??????????? ??????? ? ???????????? ????????? ?? ?????????? ????????????? ? ?????? ??? ?? ????????? ??????. ???????????? ?????????? ??? ??????????? ?????? ???? ??????????? ?????? ?????????? ?????? ??????????? ??????????? ? ??????????? ??????? ????????? ?????????? ? ?????????? ??????????? ???? ????????????? ? ????????? ?? ?????, ????????, ???????????????????? ?????????, ??????????? ?? ????????????, ???????? ?????????? (?????? ?. ?., 2003). 1.2 Особенность почвы как объекта мониторинга ????????? ???? ??? ??????? ??????????? ???????????? ?? ?????? ? ????????? ? ????????. ????????? ?????? ?????? ???????? ?????????? ??????????? ??????????? ?????????? ???????, ??????????? ? ????????. ??????? ??????? ???????? ??????????, ????? ???????? ??????? ?????????????, ????????? ? ???????????? ???????????. ??????????? ????? ????????????? ?????? ?? ???? ???????? ???????????? ???????, ????????? ?????? ???????????? ???????????? ????? ?? ???????????? ???????????. ?????? ??????????? ????? ??? ???????? ??????? ?? ???????????. ??????????? ??????????? ? ????????? ?? ??????????? ? ????? ???????? ? ????????? ?? ???????????, ??????????? ? ?????????????? ?????????, ?????????? ?, ? ???????? ?????, ??????????. ??? ?????????? ????????? ????? ?????????????? ????????? ???????????? ???? ?? ?????? ?????????? ?????????? ? ????? (? ?????? ???????, ??????? ????????????, ?????????????? ? ???????????? ???????????), ????????????? ? ????????? ????, ???????????? ???? ????????? (??????? ?. ?., 1991 ? ??.).

Организация почвенного мониторинга представляет собой задачу более трудную, чем мониторинга водных и воздушных сред по следующим причинам:

1) почва – сложный объект исследования, так как представляет биокосное тело, которое живет по законам и живой природы, и минерального царства;

2) почва – многофазная гетерогенная полидисперсная термодинамическая открытая система, химические взаимодействия в ней происходят с участием твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов. Постоянное влияние оказывают физические почвенные процессы (перенос влаги и испарение);

3) опасные загрязняющие почвы химические элементы Hg, Cd, Pb, As, F, Se являются природными составляющими горных пород и почв. В почвы они поступают из естественных и антропогенных источников, а задачи мониторинга требуют оценки доли влияния лишь антропогенной составляющей;

4) поступают в почву различные химические вещества антропогенного происхождения практически постоянно;

5) природное пространственное и временное варьирование содержаний химических веществ в почвах велико, что нередко определяет трудность установления степени превышения исходного уровня содержания химических веществ в почвах (Мотузова Г. В., 1994).

Многие методические вопросы почвенного мониторинга не решены. Окончательно не определено понятие «фон», «фоновое содержание». Часто современное состояние биосферы оценивают, сравнивая его с прошлым состоянием с помощью косвенных методов: путем ретроспективной экстраполяции современных данных, сопоставлением со сведениями в прежних публикациях, определением содержания загрязняющих веществ в захороненных средах и музейных образцах, используя изотопный анализ химических веществ. Все эти методы не свободны от недостатков. Наиболее эффективным представляется для оценки локального загрязнения сравнивать загрязненные почвы с незагрязненными аналогичными, а при фоновом мониторинге оценивать изменение во времени фоновых почв.

1.3 Аккумуляция и рассеяние веществ в ландшафте

При изучении распределения поллютантов в ландшафте удобно использовать методологический подход М. А. Глазовской (1988). Она предлагает рассматривать миграционную и геохимическую структуры ландшафта, в котором происходит перемещение загрязняющих веществ преимущественно с потоками влаги и течениями ветра.

Миграционная геохимическая структура ландшафтов образована системой незамкнутых круговоротов вещества с различной протяженностью в пространстве и во времени, емкостью и составом мигрирующих элементов. Наиболее протяженной круговорот – атмогидрохимический в системе суша – океан. Он осуществляется в основном с круговоротом влаги путем гидрохимического стока и возврата химических элементов с атмосферными осадками и в аэрозолях на сушу. Одновременно осуществляются внутриконтинентальные круговороты. В каскадных ландшафтно-геохимических макро- и мегасистемах суши прямая геохимическая связь между верхними и нижними звеньями каскада осуществляется водным путем с поверхностным и подземным стоком. Обратная геохимическая связь идёт преимущественно через атмосферу с воздушными массами и последующим выпадением мигрантов на поверхность с атмосферными осадками в виде пылевых масс.

Следующее место в иерархии круговоротов вещества в ландшафтной сфере занимают многообразные по емкости и скорости биогеохимические циклы вещества, протекающие внутри элементарных ландшафтов.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--