В России предлагают использовать космические снимки для оценки экологического состояния территорий. Исследование во Владимирской области показало точность и действенность метода. Новый подход может быть полезен для труднодоступных территорий, где сложно взять пробы. Однако эксперты отмечают высокую стоимость такой работы.
Российские ученые из «Лаборатории нейтронной физики» ОИЯИ при исследовании почв на наличие токсичных металлов заметили корреляцию между картой загрязнений и спутниковой картой почвенно-растительного покрова.
В исследования использовалась спутниковая карта LULC. На нее разными цветами нанесены водоемы, леса, промзоны. После анализа на примере конкретного города, ученые обнаружили совпадение между промышленными зонами и областями с повышенной концентрацией потенциально токсичных элементов. Чаще всего в промзонах располагаются металлургические предприятия. Это метод может использоваться для оценки загрязнения почвы там, где невозможно взять пробы, делая подход перспективным для экологических исследований, считают исследователи.
Метод определения загрязненных территорий с использованием карт почвенно-растительного покрова обладает несколькими преимуществами. В отличие от классического метода, где требуется отбор проб и их лабораторный анализ, этот подход менее трудоемкий и позволяет отслеживать динамику, включая сезонные изменения.
Такой метод позволяет быстро провести экспресс-оценку территории. Если на карте выявляется загрязнение, можно направиться на место, взять пробы и определить его характер. Это удобно для сельскохозяйственных целей, чтобы обнаружить превышение концентрации элементов и определить источник загрязнения.
Но в настоящее время, метод не позволяет определить конкретный элемент загрязнения. Возможно, в будущем с применением машинного обучения это ограничение можно будет преодолеть и классифицировать элементы по карте без необходимости брать пробы.
Ученые ОИЯИ использовали город Кольчугино Владимирской области для опробации метода анализа загрязнения почвы. Используя атомно-абсорбционный спектрометр (ААС), были проанализированы образцы почвы на содержание четырех опасных металлов. Затем рассчитывали потенциальный экологический риск и индексы загрязнения для оценки антропогенного влияния. Территория была разделена на шесть классов землепользования/почвенного покрова (LULC), в которых городские районы преобладали. Картосхемы показали области аномального загрязнения, которые совпадали с промышленными зонами, подтверждая результаты анализа индексов загрязнения.
Сегодня космические снимки являются важным источником информации о Земле и способны решать различные задачи, в том числе экологические. Космические снимки обладают обзорностью и высокой частотой съемки, что считается их явными преимуществами, считают эксперты.
Использование карт LULC и других видов карт стало обычной практикой при проведении инженерно-экологических исследований для оценки состояния окружающей среды. Эти карты позволяют уточнить характер землепользования в определенных районах, а также предварительно выявлять заброшенные промышленные объекты, гари, вырубки, несанкционированные свалки и другие признаки антропогенного воздействия (загрязнения) в том или ином районе.
Но есть и недостатки. Методика имеет право на существование, но она может быть убыточной. Стоимость космических снимков высока и в России часто используются иностранные спутники, которые более доступны и дешевле. В связи с этим, необходимо развивать собственное оптическое фотографирование и сканирование на разных частотах.
Фото: Patrick Hendry / Unsplash.com
