Екологія - Васюкова Г.Т. - 8.6.3. Біологічні методи контролю за станом навколишнього середовища

Існуюча на сьогодні система контролю за станом навколишнього середовища має ряд істотних недоліків. Загальна кількість реальних забруднювачів, що потрапляють у навколишнє середовище, оцінюється величиною порядку 104. Нормується для атмосферного повітря і водойм господарсько-побутового використання близько 800, а стандартні методики визначення розроблені лише на 120. Але навіть такі кількості вимагають у масштабах країни значних витрат трудових і матеріальних ресурсів.

Тому звичайно проводяться аналізи на 40—50 забруднювачів, при обов'язковому визначенні -18.

Основні недоліки властиві аналітичним методам контролю за рівнем забруднень навколишнього середовища вдається уникнути, застосовуючи біологічні методи з використанням живих організмів, тобто біотестування, де розглядається дія окремих забруднювачів чи їхньої суми на ті чи інші живі організми, які називають тест-об'єктами. Як тест-об'єкти використовуються дрібні прісноводні ракоподібні — дафнії. При цьому, про ступінь забруднення води судять по кількості загиблих організмів. Іншими тест-об'єктами можуть служити різні мікроорганізми, водорості, деякі види високочутливих до забруднень риб, наприклад, форель.

Застосовуючи біотестування для контролю забруднень атмосфери як тест-об'єкти використовуються різні рослини. Так, сосни й інші хвойні породи чуттєві до фтористих сполук і сірчистого ангідриду. При підвищенні концентрацій цих речовин в атмосфері у хвойних порід починають засихати вершини. Деякі квіти, наприклад, гладіолуси, під впливом забруднювачів можуть змінювати забарвлення чи форму. Підвищеною чутливістю до забруднення атмосфери відрізняються мохи і лишайники.

8.6.4. Перспективні фізико-хімічні методи контролю забруднення навколишнього середовища

Зараз усе більше поширення одержують інструментальні методики визначення виду і концентрації забруднень, засновані на сучасних фізико-хімічних приладах.

При аналізі складу стічних вод усе частіше застосовують "багатокомпонентні" методи.

Аналіз органічних сполук по функціональних групах (наприклад, NH₂ — група, ОН — група й ін.) виконують різними хімічними, електрохімічними, спектральними чи хроматографічними методами.

По масштабах здійснення інструментальні методи аналізу можна розділити на: технологічні, виконувані в основному лабораторіями підприємств, регіональні і глобальні.

Регіональні інструментальні методи аналізу заснованій автоматизованій системі контролю забруднення повітря в промисловому регіоні чи на декількох підприємствах, дозволяють одержати по каналах зв'язку безупинну інформацію про концентрацію домішок. Інформація надходить від автоматичних газоаналізаторів, встановлених у різних місцях регіону, виводиться на індикаційне табло, а потім обробляється ЕОМ.'

Для глобального контролю стану навколишнього середовища виконується, в основному, зондування атмосфери оптичною і радіаційною апаратурою.

Останнім часом в усьому світі підвищена увага приділяється розробці і використанню лазерів для дистанційного визначення забруднення атмосфери. Таких установок існує два типи: перші — сполучають лазер і локатор, вимірюють зворотне розсіювання атмосферою випромінювання лазера і сканування лазерним променем, вивчають просторовий розподіл домішок у повітрі; другі — розміщують лазер-випромінювач і приймач на одному кінці траси чи бази, а відбивач і — на іншому кінці, і досліджують вони вміст аерозолів у повітрі.

Успіхи фізичної й аналітичної хімії дозволяють застосовувати сучасні точні методи і прилади для визначення концентрації забруднень у дуже складних сумішах, шо містять велике число компонентів. Прикладом служить трансформаційний інфрачервоний фур'є-спектрометр, що може "продивитися біля кілометра забрудненого повітря, ідентифікувати всі хімічні сполуки, що знаходяться в ньому, і визначити їхню концентрацію до рівня декількох десятих часток відсотка''.

Кожна багатоатомна молекула поглинає інфрачервоні хвилі, які характерні для її молекулярної структури. Таким чином, кожна індивідуальна речовина має свій діапазон інфрачервоного поглинання, що відрізняє її від будь-якої іншої речовини Аналізуючи ці спектри можна визначити, які молекули маються в обсязі, що аналізується. Фур'є-перетворювачі (спектральний аналіз складних функцій шляхом розкладання в ряди Фур'є) дозволяють проаналізувати спектри поглинання в автономному режимі й одержувати негайну відповідь у ході виміру.

Таким чином, математичні методи, реалізовані вбудованої в прилад ЕОМ, забезпечують нові якісні можливості аналітичних методик.

Результати розвитку фундаментальних досліджень дозволяють створити селективні детектори на принципово новій основі, наприклад, викликуваній лазером флуоресценції чи на основі хемілюмінесценції при потраплянні забруднень на детектор. Так, лазерні пристрої диференціального сканування успішно вимірюють, на рівні десятих відсотка, хвости діоксиду сірки з труб. Діодні лазери дозволяють виявляти в безупинному режимі забруднювачі, що потрапляють із двигунів внутрішнього згоряння.

Могутні методи і засоби в дослідженні забруднень дають електрохімія, хроматографія і спектрометрія.

Сучасні досягнення в сфері мікропроцесорів і міні-ЕОМ знаходять застосування в контролі навколишнього середовища для розробки програмувальних пристроїв, що вимірюють, для автоматичної обробки результатів вимірів.