Экологический мониторинг морей океанов

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Экологический мониторинг океана

Обоснование и организация комплексного экологического мониторинга океана является самостоятельной задачей [31].[ . ]

Комплексный экологический мониторинг океана — это система наблюдений, анализа, оценки и прогноза состояния океана; он включает в себя физическую, геохимическую и биологическую составляющие.[ . ]

В задачи экологического мониторинга океана (физическая составляющая) входит систематический анализ, наблюдения и прогноз термодинамических процессов и процессов распространения антропогенных примесей, определяющих экологическую ситуацию в океане. Физическая составляющая экологического мониторинга тесно связана с климатическим мониторингом и, таким образом, исследования в этой области являются элементом Всемирной климатической программы. В рамках этой программы значительное внимание уделяется изучению влияния свойств и динамики океана на тепло- и газообмен с атмосферой, на глобальный круговорот тепла, влаги и различных химических соединений, особенно двуокиси углерода, в климатической системе. В ее задачи также входит определение влияния различных антропогенных воздействий на важнейшие геофизические явления в океане, на процессы взаимодействия океана с атмосферой, на состояние климатической системы, в том числе криосферы.[ . ]

Экологический мониторинг океана (геохимическая составляющая) охватывает систематический контроль, оценку и прогноз уровней загрязнения морских экосистем, включая скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан, их содержание в морской воде, накопление во взвешенном веществе, донных отложениях, биоте; скорости удаления загрязняющих веществ из морской воды за счет биогенной седиментации и микробного метаболизма.[ . ]

Основными задачами экологического мониторинга океана является создание системы наблюдений за источниками и факторами антропогенных воздействий и биологическими эффектами в морских экосистемах, а также определение допустимой нагрузки на экосистемы (разрабатываемой на основе оценки, анализа и прогноза состояния океана).[ . ]

Читайте также:  Дивноморское прибой до моря

Научные аспекты организации экологического мониторинга океана детально изложены в наших работах [21, 65].[ . ]

Перестройки в сообществах и популяциях, вызываемые антропогенным загрязнением, могут носить острый характер (в результате импактных воздействий в случае аварийных разливов нефти с судов, при выносе реками значительного количества загрязняющих веществ и т. п.), либо хронический характер — при небольших, но длительно действующих факторах загрязнения. В последнем случае биологические последствия помогут иметь весьма инерционный характер. В этом случае чрезвычайно важным представляется выбор подходящих биологических объектов для наблюдения и контроля.[ . ]

Биологическая индикация положена в основу биотестирования — биологического метода оценки характера и степени загрязнения морской среды.[ . ]

В качестве биотестов широко используются различные виды фитопланктона, зоопланктона, моллюски, отдельные представители ихтиофауны, морские микроорганизмы.[ . ]

Источник

3.3. Организация наблюдений за состоянием вод морей и океанов

Теоретический аспект проблемы охраны морских и океаниче­ских вод от загрязнения заключается в составлении научно обо­снованных рекомендаций по регламентации (или полному запре­щению) сброса отходов, согласно которым процессы естественной утилизации должны постоянно превалировать над процессами загрязнения и приводить к устранению нарушений в морской среде и сдвигов в экологических системах. Для этого необходимо решить широкий круг вопросов, среди которых можно выделить наиболее важные:

систематические наблюдения и оценка состояния морских вод и влияние загрязнения на естественные физико-химические и гид­робиологические условия;

изучение путей и параметров распространения и естественной утилизации загрязняющих веществ для последующего определе­ния возможного режима их сброса в море;

прогноз динамики загрязнения морских вод на ближайшую п дальнюю перспективу по заданным значениям сброса отходов, гидрометеорологическим и гидрохимическим условиям;

разработка рекомендаций по оптимальному режиму сбросов в конкретных участках морей и океанов.

В настоящем разделе будут рассмотрены правила наблюде­ний качества воды морей и устьевого взморья рек (морских вод) по физическим, химическим и гидробиологическим показателям. В отличие от пунктов наблюдений качества поверхностных вод, пункты наблюдений качества морских вод подразделяют на I, II и III категории. Категорию выбирают с учетом расположения и мощности источников загрязнения, а также состава, концентра­ции загрязняющих веществ, региональных и физико-географиче­ских условий.

Пункты I категории предназначены для наблюдения качества морских вод в прибрежных районах, имеющих важное народно­хозяйственное значение. Пункты, как правило, располагаются в следующих районах: водопользования населения; в портах и припортовых акваториях; в местах нереста и сезонных скоплений ценных рыб и других морских организмов; местах сброса город­ских сточных вод и сточных вод промышленных и сельскохозяй­ственных комплексов; разведки, добычи, разработки, транспорти­ровки полезных ископаемых; на устьевом взморье крупных рек.

Для наблюдения качества морских вод в прибрежных районах и в районах открытого моря, а также для исследования сезонной и годовой изменчивости уровня загрязненности морских вод пред­назначены пункты II категории. Они располагаются, как правило, в районах, где поступление загрязняющих веществ происходит за счет миграционных процессов.

Пункты III категории предназначены для наблюдений каче­ства морских вод в районах открытого моря, для исследования годовой изменчивости загрязненности морских вод и для расчета баланса химических веществ. Пункты должны быть расположены в районах, где концентрации загрязняющих веществ обычно наи­более низкие.

Как известно, количество и расположение пунктов наблюдений качества морских вод должны обеспечить получение информации, необходимой для выполнения задач, поставленных перед сетью ОГСНК. Местоположение вертикалей, их количество и количество горизонтов для получения наиболее полной информации о загряз­нении морских вод на каждом пункте определяется расположе­нием и мощностью источников загрязнения, а также составом, концентрацией и формой нахождения загрязняющих веществ и некоторыми другими условиями.

Количество вертикалей в пункте наблюдений качества мор­ских вод определяется шириной устьевого взморья:

Ширина реки, м .

. . . . . . . . . 1000

Количество вертикалей . . . 1 3 5

Как правило, одну вертикаль располагают посередине русла, а остальные—равномерно по его ширине.

Количество горизонтов на вертикали определяется с учетом глубины объекта наблюдений, состава и концентрации загрязня­ющих веществ. Наблюдения за нефтяными и хлорированными углеводородами проводятся на поверхности, на глубинах 5, 10 и 20 м, а также у дна, за синтетическими поверхностно-активными веществами (СПАВ) и фонолами—на трех горизонтах: поверх­ность, 10 м, дно. В более широком диапазоне глубин проводятся наблюдения за тяжелыми металлами, на поверхности, на горизон­тах 10, 50 и 1000 м и у дна. Остальные наблюдения по полной или сокращенной программе наблюдений качества морских вод (см. табл. 20) проводятся на всех горизонтах, кроме 5-метрового.

Отбор проб зоопланктона производят планктонной сетью (газ № 38) в слоях 0—10, 10—25, 25—50, 50—100, 100—200, 200—500 м. Дополнительным горизонтом является слой скачка температуры, на котором проводятся все определения.

Для пунктов наблюдений, расположенных на устьевом взморье в замыкающем створе при глубине реки 1—5 м, замеры прово­дятся на поверхности и у дна реки. При глубине реки 5—10 м наблюдения проводятся на поверхности, на половине глубины и у дна, а при глубине реки более 10 м—на поверхности, через каждые 5 м и у дна реки.

Состав и объем работ в пунктах наблюдений качества морских вод должны отвечать определенным задачам и удовлетворять за­просы заинтересованных народнохозяйственных организаций в информации о качестве вод в прибрежных зонах промышлен­ных районов, рыбохозяйственных зонах, в районах крупных, осо­бенно портовых городов, морских нефтепромыслов, а также в зонах, удаленных от районов интенсивной хозяйственной деятель­ности человека. Все это обусловливает различие программ для разных пунктов наблюдений. Программы наблюдений качества морских вод по разным показателям приведены в табл. 3 и 4.

Программа наблюдений качества морских вод

(без гидробиологических показателей)

Определяемые показатели
* Нефтяные углеводороды (мг/дм 3 , мг/л)

* Растворенный кислород (мг/дм 3 , мг/л, %)

* Водородный показатель рН

* Визуальные наблюдения за состоянием поверхности морского водного объекта

Хлорированные углеводороды, в том числе пестициды (мкг/дм 3 , мкг/л)

Тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий, медь (мкг/дм 3 , мкг/л)

Фенолы, мкг/дм 3 (мкг/л)

Синтетические поверхностно-активные вещества (мкг/дм 3 , мкг/л) Дополнительные ингредиенты, специфические для данного района:

нитритный азот (мкг/дм 3 , мкг/л)

кремний (мкг/дм 3 , мкг/л)

соленость воды (%о)

температура воды и воздуха (°С)

скорость и направление ветра (м/с)

прозрачность воды (единицы цветности)

волнение (визуально, баллы)

Примечание. При визуальных наблюдениях отмечают явления, необычные для данного района моря (наличие плавающих примесей, пленок, масляных пятен и других включений и примесей; развитие, скопление и отмирание водо­рослей; гибель рыбы и других животных; массовый выброс моллюсков на берег; появление повышенной мутности, необычной окраски, пены и т. д.). Звездочкой обозначены показатели сокращенной программы, а периодичность проведения наблюдений по этим же показателям устанавливают в соответствии с категорией пункта наблюдений.

Программы наблюдении качества морских вод по гидробиологическим показателям

Программа наблюдений Определяемые показатели
Сокращенная Фитопланктон

общая численность клеток (клеток/дм 3 , клеток/л)

видовой состав, число и список видов

общая численность организмов (экз/м 3 )

видовой состав, число и список видов

общая численность микроорганизмов (клеток/см 3 , клеток/ мл)

количество сапрофитных бактерий (клеток/см 3 , клеток/мл)

концентрация хлорофилла фитопланктона (мкг/дм 3 , мкг/л)

Полная Сокращенная программа

Зоопланктон общая биомасса (мг/м 3 )

численность основных групп и видов (экз/м 3 )

биомасса основных групп и видов (мг/м 3 )

Фитопланктон общая биомасса (г/м 3 )

видовой состав, число и список видов

количество основных систематических групп, число групп

общая биомасса (мг/дм 3 , мг/л)

количественное распределение индикаторных групп мор­ской микрофлоры (сапрофитные, нефтеокисляющие, ксилолокисляющие, фенолокисляющие, липолитические бакте­рии (клеток/см 3 , клеток/мг)

интенсивность фотосинтеза фитопланктона (первичная про­дукция—мг С/(м 3 ? сут), мг С/(л?сут))

В пунктах I категории наблюдения осуществляются 2 раза в месяц (1-я и 3-я декады) по сокращенной программе.

В пунктах II категории наблюдения проводятся 5—6 раз в год по полной программе, а в пунктах III категории — 2—4 раза в год.

При появлении новых источников загрязнения, изменении мощ­ности, состава и форм старых, изменении вида водопользования и других сложившихся условий категория пункта и перечень наблюдаемых показателей могут быть изменены.

Данные о качестве вод (как поверхностных, так и морских). в том числе и экстренная информация о высоких уровнях загряз­нения, в соответствующей форме передаются в определенном по­рядке и определенные сроки заинтересованным организациям.

Источник

Экологический мониторинг океана, его основные составляющие (физическая, геохимическая, биологическая).

Комплексный экологический мониторинг океана — это система наблюдений, анализа, оценки и прогноза состояния океана; он включает в себя физическую, геохимическую и биологическую составляющие.

В задачи экологического мониторинга океана (физическая составляющая) входит систематический анализ, наблюдения и прогноз термодинамических процессов и процессов распространения антропогенных примесей, определяющих экологическую ситуацию в океане. Физическая составляющая экологического мониторинга тесно связана с климатическим мониторингом и, таким образом, исследования в этой области являются элементом Всемирной климатической программы. В рамках этой программы значительное внимание уделяется изучению влияния свойств и динамики океана на тепло- и газообмен с атмосферой, на глобальный круговорот тепла, влаги и различных химических соединений, особенно двуокиси углерода, в климатической системе. В ее задачи также входит определение влияния различных антропогенных воздействий на важнейшие геофизические явления в океане, на процессы взаимодействия океана с атмосферой, на состояние климатической системы, в том числе криосферы.

Экологический мониторинг океана (геохимическая составляющая) охватывает систематический контроль, оценку и прогноз уровней загрязнения морских экосистем, включая скорости поступления загрязняющих веществ в Мировой океан, их содержание в морской воде, накопление во взвешенном веществе, донных отложениях, биоте; скорости удаления загрязняющих веществ из морской воды за счет биогенной седиментации и микробного метаболизма.

Экологический мониторинг океана (биологическая составляющая) включает систематические наблюдения, оценку и прогноз биологических последствий антропогенного загрязнения и других негативных воздействий, а также выявление «критических» факторов воздействия и наиболее уязвимых звеньев в биотической составляющей морских экосистем.

Основными задачами экологического мониторинга океана является создание системы наблюдений за источниками и факторами антропогенных воздействий и биологическими эффектами в морских экосистемах, а также определение допустимой нагрузки на экосистемы (разрабатываемой на основе оценки, анализа и прогноза состояния океана).

Важным представляется выбор подходящих биологических объектов для наблюдения и контроля:

— морская микрофлора, обладающая высокой скоростью размножения, многообразием типов физиологической активности;

— молодь нейстонного сообщества, заселяющая приповерхностный мнкробиотон океана, где концентрируются загрязняющие вещества;

— макро- и мейофауна бентоса, многие формы которого интегрируют эффекты воздействия за длительный промежуток времени;

— макроводоросли в приливных зонах и шельфовых областях.

Система биологических показателей мониторинга океана должна охватывать все основные морские сообщества — нейстон, планктон, перифитон, бентос.

Для организации станций (полигонов) фонового мониторинга морской среды необходимо выбирать районы с экосистемами, имеющими различные трофические уровни, районы, удаленные от источников загрязнения, районы с легкоранимыми экосистемами.

В системе экологического мониторинга океана важное место занимает биологическая индикация поражения экосистем. Преимущество ее в том, что биологические процессы отражают интегральное влияние изменений среды; биологические процессы позволяют определить скорость и направленность происходящих изменений в окружающей среде; морская биота указывает не только пути миграции, но и места накопления химических веществ в экологических системах.

Биологическая индикация положена в основу биотестирования — биологического метода оценки характера и степени загрязнения морской среды.

В качестве биотестов широко используются различные виды фитопланктона, зоопланктона, моллюски, отдельные представители ихтиофауны, морские микроорганизмы. Биологический мониторинг осуществляется на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях.

Биологические показатели на индивидуальном уровне должны включать морфологические, этологические, биохимические, физиологические и генетические характеристики, специфические для данного вида.

Морфологические показатели — размерный состав гидробионтов, состояние жаберной мембраны рыб, формы клетки микроорганизмов; этологические показатели — характер ориентации гидробионтов в пространстве и частота движения жабер; биохимические — свойства отдельных ферментов; физиологические — потребление кислорода, скорости размножения, роста, осмотической регуляции, соотношение потребления кислорода к азоту, выделенного в процессе метаболизма; генетические показатели — скорости мутаций и т. д.

Мониторинг на уровне сообществ определяет состояние и уровень стабильности экосистемы. Именно этот аспект биологического мониторинга особенно важен, так как реализация мониторинга на индивидуальном уровне лишь указывает на появляющиеся тревожные признаки изменений, но не характеризует перестройки в экосистеме в целом.

Мониторинг на уровне популяций и сообществ включает изучение структурных и функциональных характеристик. В качестве структурных показателей обычно выбирается определение численности биомассы, числа и состава видов, их распределение во времени и пространстве; в качестве функциональных показателей — исследуется продукция и дыхание, характеризующие общее количество энергии, используемой данным сообществом.

При анализе состояния экосистемы особое внимание обращается на следующие характеристики, выявляемые в процессе наблюдений:

— соотношение ведущих таксономических групп в сообществе, индекс разнообразия;

— изменение средней биомассы доминантных групп (значительные изменения, перестройки указывают на наличие «стрессового» состояния);

— соотношение процессов продукции и деструкции органических веществ в экосистеме;

— соотношение организмов продуцентов и консументов, характеризующее трофическую структуру сообщества и определяющее степень его стабильности;

— микробиологические показатели (численность, биомасса, микроорганизмы, индикаторные формы); изменение соотношения различных физиологических групп микроорганизмов указывает на существование перестройки в сообществах;

— состояние индикаторных и критических форм гидробионтов.

Важное место отводится модельным экспериментам применительно к контролируемым экосистемам, которые воссоздают картину реакции системы на исследуемые воздействия.

Источник

Оцените статью