Спосіб контролю стану навколишнього середовища

Способ контроля состояния окружающей среды, включающий периодическую фиксацию состояния биообъектов, отличающийся тем, что из биообъектов формируют геометрически ограниченные два или более элемента, составляющие заранее выбранный видеообраз, причем в различных элементах размещают биообъекты с различной чувствительностью к изменению окру-жающей среды и по преобразованному видеообразу судят о состоянии окружающей среды. Ю (13) 39121 (11) UA ространение родов и видов на карту. Поэтому оперативность и достоверность такого способа низки. В основу изобретения поставлена задача контроля состояния окружающей среды путем создания единого видеообраза из биообъектов с различной чувствительностью к изменениям окружающей среды, что позволяет повысить оперативность контроля за изменением состояния окружающей среды и обеспечить его достоверность. Решение поставленной задачи достигается тем, что из биообъектов формируют геометрически ограниченные два или более элемента, составляющие единый исходный видеообраз, причем в различных элементах размещают биообъекты с различной чувствительностью к изменению состояния окружающей среды; периодически фиксируют состояние биообъектов и по преобразованному в результате изменения состояния окружающей среды видеообразу судят о состоянии окружающей среды. Отличительными признаками способа являются формирование из биообъектов геометрически ограниченных двух или более элементов, составляющих единый исходный видеообраз, причем в различных элементах размещают биообъекты с различной чувствительностью к изменению окружающей среды, а по преобразованному в результате изменения состояния окружающей среды видеообразу судят о состоянии окружающей среды. Благодаря введению в способ искусственно созданных геометрически ограниченных элемен (19) Изобретение относится к области контроля за состоянием окружающей среды и предназначено для преобразования изменения состояния окружающей среды (например, изменения содержания токсичных загрязняющих газов в атмосфере) в видеообраз с помощью биообъектов. Известен способ определения уровня загрязненности атмосферного воздуха с помощью лишайников (Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. – Киев: Наук. думка, 1978, стр. 205), который заключается в периодическом картировании встречаемости лишайников и регистрации моментов исчезновения отдельных родов лишайников. На основании натурных наблюдений и экспериментальной газации построены индикаторные шкалы, характеризующие выживаемость определенных видов лишайников при определенных концентрациях газа, что позволяет определить концентрации токсичных газов. Этот способ выбран нами в качестве прототипа. Общими признаками прототипа и предлагаемого способа являются использование различных родов и видов растений с различной чувствительностью к определенным концентрациям токсичных газов. Причиной, мешающей достижению поставленной задачи, является сложная процедура картирования, требующая специалиста высокой квалификации, умеющего различать различные роды и виды лишайников и делать заключение о их состоянии, а также выполнять большой объем рутинной ручной работы по нанесению областей расп C2 ______________________________ 39121 тов видеообраза исключаются операции распознавания отдельных биообъектов, определение их состояния и последующего картирования, что повышает оперативность способа при периодическом контроле состояния окружающей среды и обеспечивают его достоверность. На фигуре изображен видеообраз, состоящий из двух элементов. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в нем используются несколько родов или видов биообъектов, различных по чувствительности к изменениям состояния окружающей среды. Из этих биообъектов, например растений, формируют два или несколько геометрически ограниченных элемента, причем в различных элементах расположены биообъекты с различной чувствительностью к изменению состояния окружающей среды. Чувствительность различных состояний (биообъектов) к различным загрязняющим атмосферу газам приведена в таблице (Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения, Киев: Наук. думка, 1978, стр. 210–216). На чертеже показан образ, сформированный из двух геометрически ограниченных элементов А и В на фоне С. Элемент А сформирован из растущих деревьев или кустарников, нечувствительных к загрязнению воздуха определенным токсичным газом. Элемент В сформирован из растущих деревьев или кустарников, чувствительных к загрязнению воздуха этим же токсичным газом. Фон С образован травянистой растительностью. При слабом изменении состояния окружающей среды чувствительные и нечувствительные к нему биообъекты развиваются нормально и не изменяют своего внешнего вида (цвета, отражающей способности и т. д.), что не приводит к изменению исходного видеообраза при периодическом контроле его состояния. И тогда, в случае использования видеообраза, изображенного на фигуре, он имеет форму начальной буквы слова "добре", что соответствует слабому загрязнению среды. При более сильных изменениях состояния окружающей среды развитие чувствительных к нему биообъектов угнетается и это сказывается на их внешнем виде, например, происходит усыхание листьев, хвои или их некроз. При этом изменяется внешний вид геометрически ограниченного элемента, это приводит к изменению единого видеообраза, состоящего из элементов, что обнаруживают при периодическом контроле за состоянием видеообраза. Как видно из фигуры в этом случае, видеообраз приобретает форму начальной буквы слова "погано", что соответствует плохому состоянию окружающей среды. При очень сильных изменениях окружающей среды угнетаются биообъекты в обоих элементах и видеообраз исчезает вообще. Состояние видеообразов периодически фиксируются визуально или с помощью технических средств, например, многозональной фотокамерой, с самолета, спутника или любого другого летательного аппарата. Пример 1. Если токсичным газом является сернистый ангидрид (SO2), то в качестве растений в элементе А высажен тисс ягодный (Taxus baccata), у которого появление видимых повреждений на листьях наступает при концентрации SO2, равной 50 мГ/м3. В элементе в высажена ель европейская (Picea exelsa), у которой повреждения листьев наступает при концентрации SO2, равной 0,3 мГ/м3 (Илькун Г.М. Газоустойчивость растений. – Киев: Наук. думка, 1971, стр. 111, 16–18 строка сверху). При концентрации SO2 в воздухе менее 0,3 мГ/м3, растения в элементах А и В развиваются одинаково хорошо. Оба элемента формируют начальную букву слова "добре", что соответствует малому загрязнению воздуха газом SO2, не превышающем 0,3 мГ/м3. При концентрации SO2 больше 0,3 мГ/м3, но меньше 50 мГ/м3, хвоя ели, растущей в элементе В, изменяет свой цвет, и в результате нормально развивающиеся растения тисса ягодного в элементе А сформируют начальную букву слова "погано", что соответствует плохому состоянию окружающей среды с сильным загрязнением воздуха газом SO2. При концентрации SO2 в воздухе большей, чем 50 мГ/м3, видеообраз исчезает вообще, так как листья растений в элементах А и В усыхают. Пример 2. Если токсичным газом является фтористый водород (HF), то в качестве растений в элементе А высажен дуб, устойчивый к концентрации HF в воздухе, равной 0,1 мГ/м3. В качестве растений в элементе В высажена лиственница, у которой при концентрации HF, равной 0,1 мГ/м3, появляются внешние признаки повреждения хвои (Илькун Г.М. Газоустойчивость растений. – Киев: Наук. думка, 1971, стр. 111, 1–14 строки снизу). При концентрации HF в воздухе менее 0,1 мГ/м3, растения в элементах А и В развиваются одинаково хорошо. Оба элемента формируют начальную букву слова "добре", что соответствует малому загрязнению воздуха газом HF, не превышающем 0,1 мГ/м3. При концентрации HF равной или больше 0,1 мГ/м3 хвоя лиственницы, растущей в элементе В, изменяет свой цвет, и в результате нормально развивающиеся растения дуба в элементе А сформируют начальную букву слова "погано", что соответствует плохому состоянию окружающей среды и загрязнению воздуха токсичным газом HF с концентрацией больше 0,1 мГ/м3. Пример 3. В качестве биообъекта используются всходы сельскохозяйственных культур, окружающая среда – воздух и почва, состояние окружающей среды оценивается температурой заморозков. В кн. Гродзинский А.М., Гродзинский Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. – К.: Наук. думка, 1973, на стр. 518 приведены граничные температуры заморозков, при которых всходы различных сельскохозяйственных культур вымерзают. Горох, капуста, овес, пшеница яровая, ячмень замерзают, если температура воздуха ниже –10оС; бобы, вика яровая, брюква не выдерживают температуру заморозков –8оС; конопля, лен, морковь – 5оС; картофель, кукуруза, просо – 3оС. 2 39121 Гибель всходов от заморозков определяется визуально или с помощью зональных фотокамер с самолета или спутника по их почернению. По полученному вследствие гибели некоторых видов всходов видеообразу возможно определить температуру заморозков, т.е. состояние окружающей среды. Пример 4. В качестве биообъектов используются микроорганизмы, окружаящая среда – это питательный раствор, а состояние окружающей среды оценивается величиной рН питательного раствора. В кн. Работнова И.Л. Роль физико-химических условий (рН и rH2) в жизнедеятельности микроорганизмов. – М.: АН СССР, 1957, на стр. 83 приведены данные о чувствительности микроорганизмов к величине рН среды: – бактерия Thiobacillus thiooxydans хорошо растет при 1