Следствие этого — неполнота, фрагментарность информации. На практике это означает возможность недоучета: источника загрязнения, оказавшегося в стороне от точек опробования; залпового выброса в интервале времени между отбором проб; поллютанта, не контролируемого в данной точке. Размеры такого рода потерь информации обратно пропорциональны детальности работ: густоте расположения точек, частоте отбора проб, полноте анализа.
Мегоды контроля затрязненности воздушной и водной средн. Они опираются на сложившуюся в рамках метеорологии и пшрологии практику использования сравнительно редкой сети стационарных постов с единовременным отбором проб по единой про грамме. Так, согласно действующей методике мониторинга, в городе с населением от 500 тыс. до 1 млн жителей организуется 5-10 постов; более 1 млн — от 10 до 20 постов, с отбором проб три-четыре раза в сугки. Гидрохимию поверхностных вод контролируют посты
на крупных реках, удаленные друт от друга на сотни юшометров, с интервалами между отбором проб порядка месяцев. В результате обобщения этих данных получается весьма генерализованная картина, характеризующая степень загрязнения районов и городов в целом, протяженных отрезков крупных рек и их бассейнов (рис. 3, 4).
Современная мировая тенденция в организации контроля ди
намичных геокомпонентов заключается в широком внедрении систем автоматизированных датчиков, объединенных в сети и позволяющих отслеживать динамику загрязнения в режиме реального времени. Так, на сервере Агентства по охране окружающей среды (ЕРА) США Ьпр://шш‘‚“.ера.3о“/а1п1ош можно получить информацию о содержании озона, уровнях загрязнения атмосферного воздуха по штатам США, а также отдельным районам Австралии, Великобритании, Мексики; на сервере аналогичные данные по городам Андапусии (Испания); 111тр:// материалы мониторинга по территории Бельгии; 1тр://ш\у.з|Ь.тГ.$1ос1‹Ьо1т‚зе/ — результаты мониторинга воздушного бассейна Стокгольма и т.д.
Количество подобных серверов в настоящее время лавинообразно растет; внутренняя структура их разнообразна. При этом число ния и отчетности об объемах сточных вод по городам [88]:
Классы водоемов по качеству воды: 1 — относительно чистые 2 ренно загрязнснные (1—2.5); 3 — загрязненные 4 грязные 5 чрезвычайно грязные (> 10).
Максимальные превышения ПДК: 6 — в 1-10 раз; 7 — в 8 в 9 - в 10 ингредиенты.
Годовой объем сброса сточных вод в городах (млн м’): 18 — от 5 до 25; 19 — от 25 до 50; 20 — от 50 до 100; 21 — от 100 до 500; 22 — от 500 до 1000; 23 — от 1000 до 2000; 24-26 — виды сточных вод: 24 — загрязненные без очистки; 25 — недостаточно очищенные; 26 — нормативно чистые.
Годовое поступление загрязнений в условных кг с 1 км’ водосбора: 27 1; 28 от | до 50; 29 — от 50 до 100; 30 — от 100 до 500; 31 — от 500 до 1000; 32 -— от 1000 до 5000; 33 — > 5000.
Прочие обозначения: 34 — границы водосборов.
характеризуемых точек в городах обычно невелико‚ а совершенствование технических средств получения и обработки данных о загрязнении практически не сопровождается увеличением густоты сетей опробования и числа контролируемых ингредиентов.
Методы контроля депонирующих компонентов среды. Они сложились, главным образом, в рамках геологических (сплошное картирование путем «захаживания» территорий с густотой, отвечающей масштабу) и биологических (сопоставление показателей основной и контрольной групп) наук. При этом следует различать депонируюшие компоненты разного характера распространения, исследование которых направлено на решение разных задач. Так, почвы, снег, донные отложения пригодны для территориально-непрерывного картографирования с получением максимально дифференцированной, мозаичной картины распределения загрязнений (рис. 5).
ИССЛСДОВЗНИС растительных ТКш-ши нршзодишн ььширични, для МВЖТСРРИТОРИЭЛЬНЫХ И хронологических СОПОСТЗВЛСНИЙ, ИЗУЧСНИЯ миграции И ДИНЗМИКИ концентраций ПОЛЛЮТЗНТОВ. МЕТОДОЛОГИческая и метрологическая несопоставимость результатов, получаемых разными составными частями существующей системы экологического мониторинга [69], — следствие их межведомственной и междисциплинарной разобшенности. При этом практически не рассматривается вопрос о способах размещения контрольных точек, разработанный в географических науках [9] (простая случайная, районированная, систематическая и районированная систематическая неуравновешенная выборки).
Получаемая на основе данных опробования пространственновременная и поингредиентная картина распределения концентраций поллютантов будет адекватна реальности лишь в том случае, если размеры потерь информации вследствие дискретности опробования окажутся меньше флукгуаций загрязнений по территории, времени и составу. Полнота изучения территориальной структуры загрязнения лимитируется густотой опробования. Для депо
нируюших компонентов среды, в отличие от динамичных, она практически не ограничена.
2.2.5. Биоиндикаторы
Общие вопросы. Состояние биоиндикаторов‚ т.е. организмов, чутко реагирующих на изменения внешней среды, — это своеобразный результируюший показатель экологической обстановки. К числу их очевидных достоинств относится постоянный характер восприятия внешних воздействий и объективность реакций на эти воздействия. В принципе биоиндикационной является всякая реакция организма на состояние среды. Однако информация о содержании такого воздействия может быть получена только при изучении специфической реакции, т.е. такой, при которой происходящие изменения могут быть связаны с определенным фактором [20]. Характер же реакций организма, как и содержание его связей с внешней средой вообще, тем сложнее и неоднозначнее, чем слож
нее сам организм.
Биоиндикация может осуществляться на разных уровнях организации живой материи:
по биохимическим и физиологическим реакциям;
анатомическим, морфологическим и поведенческим откло
нениям; флористическим и фаунистическим изменениям; биогеоценотическим изменениям [20]. Биоиндикация на уровне отдельного вида способна выявить по специфической реакции действие конкретного загрязнения; биоиндикация на уровне сообщества нацелена на оценку общего уровня загрязненности [7].
Совершенствование методов биоиндикации направлено на выявление механизма проявления реакций на загрязнение. При этом выявляются особенности влияния на биоиндикационные реакции как со стороны внешних по отношению к организму факторов, так и собственно физиологических процессов. Так, Н. В. Гетко [36] показал, что поступившие в листья фитотоксиканты неравномерно распределяются в пределах листовой пластины и всего растения, концентрируясь в верхушках и краях. Обшеизвестны факты неравномерного воздействия токсичных веществ на разные орга
ны человека и животных, концентрации их в определенных тканях. Поэтому важнейшая сторона биоиндикационных исследований — обеспечение генетической однородности материала и стандартизация условий выращивания [7]‚ что плохо сочетается с территориальной дифференциацией результатов и, следовательно, возможностью их картографического использования.
Общее число видов и их ассоциаций, применяемых в биоиндикационных целях, едва ли поддается количественной оценке. При этом не всегда легко провести грань между биоиндикационНЫМИ ИССЛСДОВЭНИЯМИ И ЧИСТО бИОЛОГИЧССКИМИ. ДОСТЯТОЧНО ЧЗСТО ОбЪВКТОМ ИССЛСДОВЗНИЯ СТЗНОВЯТСЯ не те ПЗРЗМСТРЫ, КОТОРЫЕ НСОбХОДИМЫ ДЛЯ характеристики ЭКОЛОГИЧССКОЙ обстановки, а те, которые УДОбНСС И ПРИВЫЧНСС ИЗМСРЯТЬ. В КЭЧССТВС ИНДИКЗТОРНЬКХ групп И ВИДОВ СПСЦИЗЛИСТЫ ОбЫЧНО ПРСДЛЭГЗЮТ ТС, на КОТОРЫХ сами специализируются, хотя информативность их может оставаться неизвестной [32]. В целом преобладает использование растительных биоиндикаторов и данных медицинской статистики о состоянии здоровья населения. Реже практикуются биоиндикационные наблюдения за животными.
Реакции растений на загрязнение воздуха. Они изучаются с годов столетия [61]; по данному вопросу имеется многочисленная литература. Преимущества растительных биоиндикаторов, как инструментов мониторинга загрязнения атмосферы, заключаются в относительной дешевизне‚ хорошей воспроизводимости результатов, непрерывности восприятия внешних воздействий.
Реакции растений на загрязнения изучались как в естественных, так и в искусственных условиях, в том числе в камерах с регулируемым режимом. При этом был установлен сложный (неоднозначный или нелинейный) характер таких реакций:
ЭКСПОНСНЦИЭЛЬНЫЙ РОСТ ПЛОЩЗДИ ПОРЗЖСНИЯ ЛИСТЗ ПО мере
повышения концентраций фитотоксикантов; вытеснение острых реакций хроническими по мере роста
продолжительности воздействия; ’ восстановительные процессы при прерываний воздействия
(в случае если не превышен определенный порог);
сложные зависимости характера реакций от геофизических
факторов, питания растения, стадии его развития, видовых и сортовых различий [51, 100].
Эффекты воздействия загрязнений на растения подразделяются на острые, т.е. возникающие при кратковременном воздействии экстремальных концентраций (хлороз или некроз тканей, опада
ние листьев, плодов, лепестков цветов, свертывание листьев, искривление стеблей), и хронические, т.е. имеющие место при длительном воздействии относительно невысоких концентраций (замедление или прекращение роста) [61], хотя различить в конкрет
ных случаях непосредственные реакции на загрязнения и их отдаленные (постстрессовые) последствия не всегда возможно [141]. В качестве биоиндикаторов практически используются растения, имеющие определенные пределы газоустойчивости‚ в том числе к конкретным веществам: ряд видов лишайников (наиболее чувствительны к диоксиду серы); высшие растения, такие как кизил (индикатор хлора), гладиолус и тюльпан (индикаторы фторида водорода), латук‚ шпинат и свекла листовая (индикаторы основного компонента фотохимического смога — пероксиацетилнитрата) [61] и др.
Разработаны методы определения количественных показателей биоиндикационных реакций. К ним относятся показатели степени повреждения листовых пластин (в процентах от площади) [51]; индекс повреждения хвои, равный отношению средней длины опаленной части хвоинок к средней длине иголок, выраженный в процентах [78]. Подобные показатели либо балльные оценки применяются на уровне высших растений в целом и их сообществ. Вчастности, широкое распространение получила пятибалльная
шкала оценки состояния деревьев:
здоровые; ослабленные (поврежденные); ’ сильно ослабленные (сильно поврежденные);
ПРИ биоиндикации ПО НИЗШИМ растениям В бОЛЬШСЙ СТСПСНИ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПОКЗЗЗТСЛИ ВИДОВОГО разнообразия, ТЗКИС КЗК ЧИСЛО ВИДОВ ЛИШЗЙНИКОВ, ВСТРСЧВННЫХ В ПРЁДСЛЗХ УСЛОВНО ВЫДСЛСННОГО КВЭДРЗТЁ! ГОРОДСКОЙ территории. ОДНави
образия в полной мере проявляются на достаточно больших и более) площадях, при числе видов 35О—4ОО и более [141], что не создает благоприятных предпосылок для высокой разрешающей способности получаемых в итоге карт.
В Германии [147] была установлена четкая прямая зависимость между размерами городов и видовым разнообразием растительности в их пределах. Поэтому правомерность использования показателей видового разнообразия для оценки экологической обстанов
ки вызывает сомнения.
Ограничения возможностей биоиндикации загрязнений обусловлены также неоднозначностью дозе-ответных реакций растений. Так, чувствительность лишайников к сернистым соединениям зависит от влажности [61], характера субстрата и других факторов. Смеси загрязняющих веществ влияют на организмы иначе,
чем те же ингредиенты по отдельности: возможны взаимоотношения алдитивности (суммирования воздействий), синергизма (взаимоусиления) и антагонизма (взаимоослабления) [б1]. В связи с этим предлагается изучать воздействия на растения смесей поллютантов, характерных для определенных типов производств [141]. Однако практическая реализация этого предложения затруднена в связи с долговременной неоднородностью состава выбросов крупных предприятий в рамках технологических циклов, а также вследствие изменений технологии и осуществления природоохранных мероприятий. Поэтому карты разнообразия флоры лишайников, отражающие загрязненность городской атмосферы (лихеноиндикационные), составленные для Стокгольма [118], Монреаля [176], Таллина [56], Санкт-Петербурга [42], опираются на местные за
кономерности и позволяют решать локальные задачи.
Для того чтобы данные о состоянии биологических объектов могли быть проинтерпретировань1 в категориях качества среды, необходимо обеспечить:
генетическую однородность материала; высокую избирательность биоиндикационных реакций.
Обе задачи могут быть эффективно решены лишь в искусственных условиях. Так, в Нидерландах, имеющих площадь 41,5 тыс. км2, кроме 220 обычных станций мониторинга на основе физико-химических методов анализа существуют 40 станций биомониторинга, где ведутся наблюдения за растениями, полученными из эталонных семян и произрастаюшими в искусственно поддерживаемых стандартных условиях [61]. Без соблюдения указанных условий, обеспечивающих возможность интерпретации результатов в кате гориях КЗЧССТВЗ среды, бИОИНДИКЗЦИОННЫС ИССЛСДОВЗНИЯ ИМСЮТ тенденцию вводиться к чисто биологическим (изучение морфологических особенностей, структуры и состояния популяций, устойчивости популяций к внешним воздействиям). Решение же задач экологического нормирования на основе изучения реакций на организменном уровне, с полным перебором видов, «...хотя и обеспечит полную занятость биологов на длительную перспективу, но получить нормативы для экосистем позволит не раньше, чем они, возможно, станут не столь актуальными ввиду исчезновения объекта нормирования» [53, с. 95]. Сложность процедур обеспечения ре
презентативности ведет к тому, что получить результаты удается
для единичных пунктов..
Параллельно с биоиндикацией атмосферных загрязнений картографирование состояния растительности в Западной Европе раз
вивается как самостоятельное направление экологических исследований и контроля качества среды. Наибольший опыт накоплен в Германии, где регулярно проводятся обследования лесов с оценкой состояния деревьев по пятибалльной шкале, с составлением СООТВСТСТВУЮЩИХ карт. ЭТИ ИССЛСДОВЗНИЯ НС НЗЦСЛСНЫ на ПОЛУЧЕНИС ОДНОЗНЗЧНЫХ РСЗУЛЬТЗТОВ (В ОТНОШЕНИИ ПОЛЛЮТЗНТОВ И ИХ ИСТОЧНИКОВ), НО ЯВЛЯЮТСЯ МСТОДОМ ПОЛУЧСНИЯ интегральной ПОЛУКОЛИЧССТВСННОЙ ОЦСНКИ ЭКОЛОГИЧССКОЙ обстановки.
ИСПОЛЬЗОВЗНИС РЗСТИТСЛЬНЫХ биоиндикаторов В ЭКОЛОГИЧССКОМ картографировании в целом сдерживается характером их распространения. Возможности их выбора резко уменьшаются по мере
роста степени нарушенности экосистем и достигают минимума на
густонаселенных, сильно загрязненных территориях, т.е. там, где потребность в индикаторах максимальна.
Применение метко-статистических характеристик. В эколото-картографических целях применение медико-статистических характеристик тем эффективнее, чем выше плотность населения. Состояние здоровья населения характеризуют:
величины смертности и заболеваемости (общие или по от
дельным заболеваниям и их группам; для всего населения территорий или по половозрастным и социально-профессиональным группам); ‘ показатели физического развития, а также обобщающие их
интегральные показатели здоровья.
Несмотря на длительную историю медицинской статистики (в России, начиная с работ земских врачей 1870-х годов) и большой объем накопленной информации, картографирование на этой основе не получило большого развития в силу ряда субъективных и объективных причин.
К субъективным относится преобладание в медико-географических исследованиях внепространственных подходов, с ориентацией на сопоставление показателей «опытных» и «контрольных» (относительно чистых) районов. При этом, как правило, сравниваются показатели разных частей одного крупного промышленного города, где чистота даже окраинных «контрольных» районов бывает весьма ОТНОСИТВЛЬНОЙ. В МСДИКО-СТЗТИСТИЧССКИХ ИССЛСДОВЗНИЯХ, ВЫПОЛНСН
НЫХ РЗЗНЫМИ ОРГЗНИЗЗЦИЯМИ, ИМСЮТ МССТО РЗЗНЫС ПОДХОДЫ К ГРУППИрОВКС ДЗННЫХ, К возрастному СОСТЗВУ ИЗУЧЗВМЫХ КОНТИНГСНТОВ И Т.П.‚ ВСЛСДСТВИС ЧСГО О6НЗРУЖИВЗСТСЯ НССОПОСТЗВИМОСТЬ РЕЗУЛЬТЗТОВ. КРОМЕ ТОГО, ПРИ РЗЗЛИЧИЯХ В СОЦИЗЛЬНО-ЭКОНОМИЧССКОМ ПОЛОЖСНИИ И структуре ЛОКЗЛЬНЫХ ЭКОЛОГИЧССКИХ проблем СОПОСТЗВГОРОДОВ И ВЫЯВЛСНИС ООЩИХ ЗЗКОНОМСРНОСТСЙ СТННОВИТСЯ проблематичным.
Объективные факторы, сдерживаюшие медико-географическое картографирование:
сложный характер взаимоотношений человека, как суше
ства биосоциального, с окружающей средой; проблема территориальной привязки показателей.
Первое проявляется УЖЕ на СТЗДИИ выбора ТСРИЗУЮЩИХ ЗЗбОЛСВЗСМОСТЬ. ЕС ВСЛИЧИНЫ СУЩССТВСННО различаютСЯ В ЗЗВИСИМОСТИ ОТ ИСПОЛЬЗОВЗНИЯ СВСДЁНИЙ ПО обрашаемости ЛИбО ПО ДЗННЫМ медосмотров. ПОСЛВДНСЁ ЗНЗЧИТСЛЬНО ПОЛНСЁ И ОбЪСК— ТИВНСС, НО ООЛСС УЗКО ПО ОХВЗТУ НЗССЛСНИЯ. ПОСТЗНОВКЗ ТОГО ИЛИ
ИНОГО ДИЗГНОЗЗ ЗЗВИСИТ ОТ СОСТОЯНИЯ ЗДРЗВООХРЗНСНИЯ на ТЕРРИТОРИИ (ОСНЗЩСННОСТЬ И ДОСТУПНОСТЬ МСДИЦИНСКИХ УЧРСИЩСНИЙ, КВЗлификация медперсонала) И ДЗЖС ОТ СВОСГО РОДЗ «МОДЫ» на диагнозь1 [26].
В связи с тем, что учесть влияние всех факторов, оказавших
влияние на здоровье взрослого человека на протяжении его жизни, практически невозможно, в нашей стране преобладают медико-географические ИССЛСДОВЗНИЯ на ОСНОВЕ СОПОСТЗВЛСНИЯ ПОКЗЗДОРОВЬЯ ДСТСКИХ КОЛЛСКТИВОВ. В НЕТ развитой СЕТИ ДСТСКИХ УЧРСЖДСНИЙ, медико-статистические ПОКЗЗЗТСЛИ ОПРСДСЛЯЮТ ДЛЯ репрезентативных ГРУПП ИЛИ корректируют с учетом возрастного состава населения территориальной единицы [164]. Ни тот, ни другой подход, однако, не позволяет абстрагироваться от социально-экономических факторов, тем более что они имеют свойство вступать во взаимоотношения синергизма с экологическими факторами по схеме: «концентрация оксида угле
