Спосіб екологічного моніторингу екосистем в зимовий період

Реферат: UA 92043 U UA 92043 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сфери екологічного моніторингу навколишнього природного середовища і може бути використана для індикації рівня забруднення екосистеми в зимовий період. Сніговий покрив являє собою унікальну структуру, кількісний та якісний склад якої може в певній мірі характеризувати якість атмосферного повітря на окремій території. Як відомо, формування складу снігу відбувається ще в період його випадання, коли його кристали поглинають з атмосфери хімічні елементи, мікроорганізми та інші речовини, які в ній знаходяться в момент випадання опадів. Таким чином, якісний склад снігу залежить в значній мірі від стану забруднення тих шарів повітря, через які він проходить. Крім того, сніговий покрив, який тривалий час лежить безпосередньо біля джерела забруднення, є ідеальним сорбентом та екраном поглинання шкідливих речовин, наявних в атмосфері [1, 2]. В зв'язку з цим, сніг виступає своєрідним унікальним індикатором забруднення довкілля, характеризуючи не тільки стан атмосферного повітря, а й екосистему в цілому, так, як після танення снігу, всі наявні в ньому компоненти потрапляють у ґрунти і ґрунтові води, а далі - у природні водойми, рослини і, можливо, продовжують свою міграцію по трофічному ланцюгу живлення. Відомі в Україні способи моніторингу, індикації та тестування екологічного стану атмосферного повітря, ґрунтового покриву, водних об'єктів, як правило, стосуються кількісного виявлення забруднюючого компонента в даних об'єктах середовища, або ж передбачають використання, як тест-об'єктів, живих організмів - рослин, тварин, мікроорганізмів, ріст і розвиток яких залежить від пори року і робить неможливим або ускладненим використання даних організмів зимою. Тому, як індикатор забруднення екосистеми в зимовий період, ми пропонуємо використовувати сніговий покрив, який накопичується на досліджуваній території за певний період. Для характеристики стану снігового покриву зарубіжними вченими пропонувалися різноманітні критерії, серед яких - коефіцієнт небезпечності, в розрахунках якого передбачається використання показника ГДК хімічних речовин у воді певного господарського призначення, в залежності від того, куди надходитиме вода після танення снігу. Ми вважаємо, що таке порівняння не є цілком коректним, так як талу воду не можна відносити до будь-якої води певного господарського чи культурно-побутового призначення [3]. Відомий спосіб оцінки інтенсивності забруднення снігового покриву, який розроблявся в Республіці Татарстан Російської Федерації. Він передбачає розрахунок індексу інтенсивності забруднення снігового покриву шляхом визначення реального надходження кількості хімічних 2 елементів в одиницю маси снігу (1 кг) на одиницю площі снігу (1 м ) [4]. Недоліком даного способу є те, що для проведення відповідних розрахунків необхідно знати фонові значення складу снігового покриву для досліджуваного регіону. Нам невідомо про наявність таких даних для території України. Ще одним недоліком можна вважати те, що проводять визначення тільки хімічних елементів, не враховуючи мікробіологічний стан талої води. За прототип корисної моделі нами вибрано спосіб оцінки інтенсивності забруднення ґрунтів важкими металами за допомогою аналізування снігового покриву, згідно з яким, критерієм оцінювання інтенсивності процесу забруднення ґрунту виступає параметр часу, протягом якого відбувається подвоєння фонового вмісту токсикантів верхнього шару досліджуваного ґрунту внаслідок попадання в нього забруднюючих речовин із талого снігу [5]. Недоліком цього способу є те, що в розрахунках необхідно використовувати фонові значення вмісту важких металів в підстилаючій поверхні - 1-сантиметровий шар ґрунту під сніговим покривом, що значно ускладнює роботу дослідників. Крім того, не для всіх хімічних речовин, а тим більше мікробіологічних об'єктів є визначені їх ГДК в ґрунті. Також недоліком можна вважати те, що для відбору проб снігу необхідне спеціальне обладнання сніговідбірники, параметри місткості яких необхідно використовувати в розрахунках. Задачею корисної моделі є розробка способу екологічного моніторингу екосистеми в зимовий період. Поставлена задача вирішується шляхом відбору проб снігу на різній відстані від джерела забруднення методом конверту на ділянці 5*5 м, та подальшого аналізування талої води на наявність в ній хімічних компонентів, мікроорганізмів та інших речовин та розрахунку індексу навантаження снігового покриву не екосистему. Під час реалізації поставленої задачі нами було проведено відбір проб снігу в санітарнозахисних зонах підприємств з виробництва свинини з різною середньорічною кількістю поголів'я 2 тварин та однаковими розмірами їх СЗЗ, в 5 точках методом конверта на ділянці 5*5 м , на різній віддаленості від територій ферм -Ом, 250 м, 500 м, у напрямку переважаючих вітрів на 1 UA 92043 U 5 10 15 20 25 даній території. В той же час, виконувалися заміри висоти снігового покриву. Для того, щоб врахувати тривалість сталого снігостою також фіксували дату випадання снігу та дату проведення відбору зразків. Наступним етапом експерименту було проведення повного гідрохімічного та мікробіологічного аналізування талої води. Результати дослідження показали неоднорідність хімічного та мікробіологічного складу води зі снігу, який був відібраний на відносно невеликій території, в одному кліматичному регіоні, але на різній відстані від джерела забруднення. Це підтверджує твердження, що сніговий покрив є унікальним індикатором забруднення атмосфери відповідної території. Так як кількісний та якісний склад снігу не відображає концентрацію відповідних компонентів в жодному з об'єктів довкілля, ні в повітрі, ні в ґрунті, ні у воді, ми вважаємо недоцільним їх порівнювати із відомими значеннями ГДК шкідливих речовин в даних середовищах. Тому ми пропонуємо ввести показник, який би характеризував умовне навантаження складу снігового покриву, що вбирає в себе різноманітні компоненти із повітряного простору, на ґрунт після його танення, і назвати його індекс навантаження снігового покриву не екосистему, на якій він лежить протягом певного періоду часу. Для цього робимо відповідні розрахунки в наступній послідовності: 1). Визначаємо орієнтовний об'єм накопиченого снігу на дослідній ділянці. 2). Визначаємо орієнтовну кількість талої води, яка утвориться з цієї кількості снігу. 3). Після аналізування гідрохімічного та бактеріологічного складу талої води, розраховуємо загальну кількість досліджуваного компонента в усій талій воді з дослідної ділянки. 4). Після цього визначаємо умовне навантаження шкідливого компонента на одиницю площі ґрунту за період сталого снігостою. В результаті проведення відповідних операцій одержуємо кінцеву формулу: 2 Cn  h   1000 3 I , t де I - індекс навантаження, мг/м2; Cn - вміст n-го компонента в досліджуваному зразку снігу, мг/л; h - висота снігового покриву, м; 2 3 - коефіцієнт для переведення об'єму снігу в об'єм талої води; 30 35 40 45 50 55 1000 - коефіцієнт для переведення об'єму талої води з м3 в літри; t - період сталого снігостою, днів Отже, запропонована нами корисна модель може бути застосована для характеристики стану забруднення екосистеми в зимовий період, використовуючи показник - індекс навантаження. Також вона дозволяє оцінити екологічний стан середовища на конкретній відстані від джерела забруднення, не враховуючи при цьому ГДК забруднюючих речовин або фонових значень відповідних компонентів для конкретної території. Джерела інформації: 1. Шумилова М.А. Снежный покров как универсальный показатель загрязнения городской среды на примере Ижевска / М.А. Шумилова, О.В. Садиуллина // Вестник Удмуртского университета.-2011. - Вип. 2. - с. 91-96. 2. Тентюков М.П. Особенности формирования загрязнения снежного покрова: морозное конденсирование техногенных эмиссий (на примере районов нефтедобычи в Большеземельской тундре) / М.П. Тентюков // Криосфера Земли.-2007. - т. XI, № 4. - с. 31-34. 3. Валетдинов Р.К. Эколого-геохимическая оценка загрязненности снежного покрова тяжелыми металлами / Р.К. Валетдинов, А.Т. Горшкова, А.Р. Валетдинов // Вестник Татарстанского отделения РЭА.-2004. - № 2. -с. 43-46 7 4. Пат. 2325640 Российская Федерация, МПК G01V9, G01N31. Способ оценки интенсивности загрязнения снежного покрова / А.Р. Валетдинов, Р.К. Валетдинов, Ф.Р. Валетдинов, А.Т. Горшкова, С.В. Фридланд, А.П. Шлычков, патентообладатель Институт экологии природных систем АН Республики Татарстан (RU). - заявл. от 01.02.2007; опубл. 27.05.2008, Бюл. № 15. 7 5. Пат. 2310844 Российская Федерация, МПК GO IN 33/24. Способ оценки интенсивности загрязнения почв тяжелыми металлами / А.Р. Валетдинов, Ф.Р. Валетдинов, А.Т. Горшкова, С.В. Фридланд, А.П. Шлычков, патентообладатель Институт экологии природных систем АН Республики Татарстан (RU). - № 2005136412/12; заявл. 23.11.05; опубл. 20.11.07, Бюл. № 32. 2 UA 92043 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб екологічного моніторингу екосистем в зимовий період шляхом аналізування кількісного та якісного складу снігового покриву, відібраного на досліджуваній території, який відрізняється тим, що проби снігу відбираються на різній відстані від джерела забруднення на 2 ділянці 5×5 м методом конверта та після проведення відповідного аналізування вираховується індекс навантаження снігового покриву не екосистему. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3