Главная – Журналы – Поиск по журналам

Работа посвящена исследованию состава выходного сигнала лазерных активных оптических систем на парах металлов в различных условиях работы. Выполнена экспериментальная оценка влияния временных характеристик лазерных активных оптических систем на выходную мощность излучения. Предложен метод определения вклада усиленного спонтанного изучения (ASE) в выходной сигнал самосопряженной схемы и схемы с независимым источником подсветки. На основании экспериментальных данных установлен оптимальный момент времени поступления входного сигнала в активную среду усилителя для обеспечения максимального значения «сигнал/шум» на выходе. Для схемы с независимым источником подсветки при временной задержке (-4,3; +25,8) нс на осциллограммах наблюдается полное подавление ASE в выходном сигнале. Для самосопряженной схемы достигнуть полного подавления не представляется возможным. Минимальное значение ASE в самосопряженной схеме составило 80 мВт (≈ 2% от мощности выходного сигнала). Результаты работы могут быть полезны при исследовании усилительных характеристик активных оптических систем на парах металлов, а также при визуально-оптической диагностике в схемах лазерного монитора, реализованных на их основе.

Углекислый газ (CO₂) является одним из основных парниковых газов, изучение влияния которого на атмосферу в глобальном и региональном масштабах носит актуальный характер. Развитие технических средств дистанционного газоанализа атмосферы связано с разработкой новых и модернизацией существующих лидарных технологий зондирования. В настоящей работе представлены результаты разработки импульсной лидарной системы дифференциального поглощения для зондирования СO₂ в ближней ИК-области спектра (~ 2 мкм) на горизонтальных трассах в атмосфере. Описаны комплектация и техническое исполнение составных частей лидара, характеристики лидарной системы. Приведены данные лидарных измерений временного хода концентрации СO₂ в г. Томске в зимний период на выбранной трассе зондирования с использованием топографической мишени (лесополоса). Восстановлены концентрации СO₂ в диапазоне 435,2-445,1 ppm, соответствующие фоновому состоянию атмосферы. Для подтверждения корректности лидарных данных проведены синхронные измерения концентрации СO₂ с использованием мобильного газоанализатора; погрешность лидарных измерений составляет 1,3%. Результаты работы могут быть полезны при проектировании, изготовлении и модернизации импульсных лидарных систем ИК-диапазона для дистанционного зондирования СO₂, а также других атмосферных газов.

В последние десятилетия “в омуте” экологических аспектов и проблем возник информационный бум вокруг понятия “биоразнообразие”. Негативным следствием широкой популярности стала размытость смыслового содержания и бесформенность конструкции полюбившегося понятия. Это осложняло взаимопонимание специалистов научной и житейской экологий. Настоятельно востребованы уточнения дефиниции понятия “биоразнообразие” и рамок его использования, структуризация и связь его объекта интереса с эволюционной теорией. Для этого предлагается упорядоченная система из четырех структурных категорий биоразнообразия, воплощающих эволюционные потенции популяционно-видового, биоценотического, биогеоценотического и биосферного уровней организации жизни. Категории биоразнообразия обозначены символами α, β, γ и Σ. Их возникновение и продолжительное существование обусловлены не только сложнейшей конфигурацией ареалов, возникшей благодаря возможностям биоты, но в большей мере - особенностями строения абиотической матрицы внешней среды. В первую очередь имеют значение современные стоково-водосборные материково-океанические и реликтовые бассейны, утратившие былую связь с Мировым океаном. Такие мегаместообитания, четко ограниченные друг от друга орографическими, гидрологическими, климатическими барьерами, способствуют изоляции и предоставляют биоте возможность свободного выбора комплекса экологических условий. Однако воспользоваться ими могут не любые биологические виды, а только обладающие подходящим набором преадаптаций, способные ужиться друг с другом и стереотипно воспроизводить стандартный набор биоты в течение длительного отрезка времени. Акцентировано внимание на биогеоценозах и их катенных композициях - грандбиомах, приуроченных к гелиопоясам широтного простирания и их производным - климатическим, почвенным, ландшафтным зонам. Биогеоценозы и грандбиомы как элементы γ-биоразнообразия, в отличие от предыдущих категорий, обладают способностью вовлекать в свой контакт не только живое, но и косное, создавать биокосное вещество, гарантируя превращение неуютной коры выветривания в комфортную среду жизни, регулируемую биотой по своему усмотрению. Каждая последующая по ходу эволюции категория биоразнообразия не уничтожала и не подавляла предыдущие, а взаимовыгодно инкорпорировала их в свою структуру на правах автономии. Такая конструкция напоминает серию матрешек, вложенных друг в друга, что многократно умножает устойчивость системы биоразнообразия и его потенциал, гарантируя длительную пролонгацию жизни во времени и всюдность в пространстве земной поверхности.

Спецификой почв Норильского промышленного района (НПР) являются аномально высокие естественные концентрации тяжелых металлов (ТМ), в частности Ni и Cu. В таких условиях дополнительное поступление поллютантов в почвы с высокой кислотностью снижает устойчивость микрофлоры почв и увеличивает риски гибели растительности. В предыдущие десятилетия выявлено негативное воздействие пылеаэрозольных выбросов промышленных предприятий НПР, содержащих SO2, Ni и Cu, на состояние почв и накопление ТМ в растительности. Целью данного исследования является оценка современного состояния почв и растительности в пределах зон воздействия предприятий НПР различного характера и выявление степени их влияния. На примере трех экологических трансект оценено воздействие длительного пылеаэрозольного и однократного контактного химического загрязнения, а также механической трансформации в зоне строительства промышленных объектов. Влияние пылеаэрозольного загрязнения зафиксировано на всех трансектах, на двух из которых отмечены наибольшие значения показателя степени антропогенной трансформации растительности (0,5-1). Наиболее негативное влияние отмечается на участках, где на пылеаэрозольное загрязнение накладывается контактное химическое загрязнение. Фактор контактного химического воздействия помимо изменения состава и свойств приводит к изменению строения профилей почв. Фактор механической трансформации оказывает заметное воздействие как на состав фитоценозов, так и на строение профиля почв. При этом содержание ТМ при механической трансформации не превышает показатели, характерные для геохимического фона. Восстановление растительности и почв на таких участках начинается сразу после прекращения механического воздействия.

Исследованы возможность и перспективы использования пауков в качестве биоиндикатора степени антропогенного воздействия в Норильском промышленном районе. На трех трансектах полигонов (“Кайеркан”, “Норильск” и “Талнах”), расположенных в окрестностях г. Норильска на разном удалении от крупных промышленных объектов, проведены учеты пауков-герпетобионтов с помощью почвенных ловушек. Всего обнаружено 119 видов пауков. Наиболее богатыми видами оказались полигоны трансекты “Норильск”, где был собран 71 вид. Расчет коэффициента ранговой корреляции Спирмена между расстоянием от предприятия и параметрами разнообразия таксоценов позволил установить значимую корреляцию почти исключительно для полигонов трансекты “Кайеркан” в 2022 и 2023 гг., положение которой в большей степени соответствовало преобладающему направлению ветров в районе Норильска. Таксономическое разнообразие пауков на этой трансекте также оказалось самым бедным. С расстоянием от завода положительно коррелировали индексы разнообразия, общее число видов, а также число видов и особей пауков-линифиид и соотношение между числом особей линифиид и пауков-волков. В 2023 г. от расстояния значимо зависел только последний параметр. Только в 2022 г. статистически значимой была корреляция с расстоянием от завода динамической плотности пауков на трансекте “Норильск”. Ординация полигонов трех исследованных линий в разные годы методом неметрического многомерного шкалирования показала, что дифференциация полигонов, во-первых, хорошо соответствовала биотопическим различиям полигонов на всех трансектах, во-вторых, полигоны лучше дифференцировались до наступления фенологического лета и связанного с этим повышения температур и полного формирования различных ярусов растительности. Установлено, что напочвенные пауки могут быть использованы в качестве индикаторов негативного воздействия, при этом крайне важно проводить исследования в сходных биотопических условиях, максимально минимизировав их различия, а при анализе обязательно учитывать особенности сезонной динамики и влияния межгодовых флуктуаций климатических факторов.

Проанализировано видовое разнообразие фито-, зоопланктона и зообентоса 28 арктических озер п-ова Таймыр, расположенных в радиусе около 100 км от г. Норильска. Целью было сравнение биоразнообразия в четырех поясах, выделенных на основании степени удаленности озер от предприятий ГМК “Норникель“: поясах значительного воздействия (ПЗВ), среднего, незначительного и фонового (ПСВ, ПНВ и ПФВ соответственно). При анализе бета-разнообразия на основе индекса Брея - Кертиса не выявлено достоверных различий между озерами ПЗВ и всех остальных групп. Существенная перестройка структуры планктонных и бентосных сообществ отмечена только в шести озерах, расположенных в непосредственной близости от промышленной зоны. В остальных озерах изменения менее выражены, а формирование сообществ, вероятно, в большей степени определяется природными факторами, а не уровнем антропогенного воздействия. Выявлены достоверные различия между поясами по среднему числу видов и индексу Шеннона: для зоопланктона эти показатели были достоверно выше в озерах ПФВ и ПНВ, чем в озерах ПСВ и ПЗВ, а для бентоса - в ПСВ по сравнению с ПЗВ. Достоверные изменения биомассы отмечены только для фитопланктона: в ПЗВ она оказалась достоверно выше, чем в ПСВ. Таким образом, число видов, индекс Шеннона и биомассу следует учитывать в дополнение к изменениям видового состава при индикации степени воздействия промышленных предприятий на планктонные и бентосные сообщества. Отмеченные изменения аналогичны перестройкам структуры планктона и бентоса, происходящим при эвтрофировании водоемов.

Проведены количественные учеты и наблюдения за морскими птицами и млекопитающими на участке Северного морского пути (СМП) Дудинка - Мурманск. Весь маршрут разбит на три сегмента - река Енисей и Енисейский залив, Карское и Баренцево моря. Отмечено 34 вида птиц, принадлежащих к пяти отрядам, и пять видов морских млекопитающих. Обилие морских птиц в летний период на участках СМП было самым высоким в устье Енисея, Енисейском заливе (9,96 ос./10 км) и в Баренцевом море (8,02 ос./10 км). В осенний период в Карском море обилие было значительно выше (43,5 ос./10 км), чем в Баренцевом море (13,3) и в устье Енисея и Енисейском заливе (6,28 ос./10 км). Судно привлекало такие виды чаек, как моевка, морская и серебристая, которые следовали на нем до 1000 км. Основная дистанция реагирования кольчатой нерпы на движения судна 100-300 м. Рекомендуется избегать прохождения транспорта в местах скопления тюленей ближе 500 м.

Изучено изменение свойств и состава почв, разнообразия видов растений ценотических комплексов в зонах на разном удалении от предприятий Кольской ГМК в г. Мончегорске и пгт. Никель. Установлено, что в импактных зонах воздействия почвы максимально насыщены Ni, Cu, Co, а отношения подвижных Cu и Ni к Ca и Mg в поверхностных органогенных горизонтах указывают на их фитотоксичность. Растения здесь несут морфологические признаки кислотного повреждения, а их видовое разнообразие минимально. Обосновано предположение, что высокое содержание Ni, Cu, Co, Cr в почвах импактных зон может быть обусловлено не только техногенным загрязнением, но и влиянием природных геохимических аномалий над рудными месторождениями, к которым приурочены предприятия Кольской ГМК. Вблизи них сформировались техногенные геохимические аномалии, при удалении от которых в почвах снижается содержание и подвижность Ni, Cu, Co, Cr, а в фитоценозах возрастает видовое разнообразия растений. Обнаружены слабые и неоднозначные корреляционные связи между биоразнообразием растений и свойствами почв, статистическая значимость которых доказана только с Cu и Ni в почвах.

Исследован комплекс биологически активных соединений в водно-этанольных экстрактах листьев Betula pubescens ssp. czerepanovii в зоне воздействия предприятий компании “Норникель” (Кольский дивизион). Определено общее содержание фенольных соединений, флавоноидов, танинов, фенолокислот, фотосинтетических пигментов (хлорофиллы и каротиноиды) спектрофотометрическим методом и оценена антирадикальная активность. С повышением техногенного воздействия содержание фенольных соединений увеличивалось, что указывает на возможность использовать эти соединения для мониторинга и диагностики состояния окружающей среды. В большей мере ответная реакция растений на стресс проявилась для катехинов и общего содержания фенольных соединений, концентрация которых в зоне максимального воздействия возросла в 1,4-1,7 раза по сравнению с фоном. Содержание фотосинтетических пигментов (хлорофиллы, каротиноиды) в листьях березы снижалось в 1,5-1,9 раза по мере приближения к источнику загрязнения. Водно-этанольные экстракты листьев березы с полигонов, находящихся в непосредственной близости от промышленных объектов предприятия, обладали более высокой антирадикальной активностью (IC₅₀ = 0,07 мг/мл), что, возможно, связано с повышенным содержанием катехинов. Показано, что в градиенте техногенного загрязнения вариабельность содержания биологически активных соединений в листьях B. pubescens ssp. czerepanovii снижалась.

В статье представлены результаты исследования биологического разнообразия гидробионтов в водотоках верхнеамурского бассейна, находящихся в зоне влияния горнодобывающего объекта ООО “ГРК “Быстринский” (БГРК). Верхнеамурский бассейн представляет собой исторический горнорудный регион. Кроме функционирования БГРК, также другими горнодобывающими компаниями в данном бассейне производится добыча рудного и россыпного золота. Основные исследования воздействия горнорудного производства на водные экосистемы верхнеамурского бассейна связаны с изучением трансграничной р. Аргунь. Цель работы - исследование биологического разнообразия гидробионтов водотоков верхне-амурского бассейна на примере р. Газимур, в пределах зоны возможного негативного воздействия объектов БГРК. В настоящее время фактором, обогащающим гидрохимическое состояние водной среды, является гидрогеохимическая аномалия горнорудной территории. Высокая миграционная способность Al, As, Sr, Cu, Mn, Zn, Fe, V в рассматриваемых речных водах позволяет им накапливаться до концентраций, превышающих ПДК, вне зависимости от степени воздействия БГРК. Проведенные гидробиологические исследования р. Газимур и его притоков показали, что гидробионты представлены широко распространенными видами Сибири и Дальнего Востока. Сезонные и межгодовые вариации биоты связаны с изменениями климатических, гидрохимических и гидрологических показателей. Одной из возможных причин низкого видового богатства и крайне низкой численности гидробионтов вблизи БГРК (реки Тайна и Быстрая) может являться высокая мутность речной воды. По результатам проведенных исследований выделены индикаторные виды гидробионтов для последующего проведения мониторинга воздействий горнорудного производства на водные экосистемы.