Основной особенностью проблемы определения загрязняющих веществ в биосферных заповедниках является, с одной стороны, чрезвычайно низкий уровень их содержания в анализируемых объектах, с другой — одновременное присутствие в пробах сопутствующих антропогенных и природных соединений, способных оказывать при анализе мешающее влияние. Высокая чувствительность и специфичность анализов в этих условиях может быть достигнута в большинстве случаев путем значительного обогащения (концентрирования) отбираемых проб и использования наиболее совершенных физико-химических методов и приборов для анализа.

Необходимо отметить, что методов, специально разработанных для определения фоновых концентраций загрязняющих веществ, во многих случаях не существует. Требуется поэтому большая работа по изучению возможности использования для этой цели методов, первоначально предназначенных для определения более высоких уровней загрязнения. Важная роль в обеспечении сопоставимости измерений, проводимых в биосферных заповедниках различных стран, должна принадлежать разработке стандартных образцов и эталонов, а также проведению международных сравнительных испытаний методов и приборов (интеркалибровок).

Необходимая частота наблюдений определяется вариабельностью показателей состояния объектов окружающей среды и чувствительностью применяемых методов. В связи с тем, что наиболее мобильной средой является атмосфера (а для морских биосферных заповедников — и водная среда), необходимо предусмотреть более частые наблюдения для этих сред. Наблюдения за загрязнением поверхностных и подземных вод, почв, биообъектов могут проводиться сравнительно редко, например, в основные гидрологические и вегетационные фазы.

Для минимизации локального воздействия на окружающую среду в пределах биосферных заповедников пункты наблюдений должны быть сосредоточены в буферных зонах биосферных заповедников, а также должна максимально использоваться автоматическая и дистанционная аппаратура.

Ниже рассматриваются некоторые существующие способы анализа основных загрязняющих веществ, применение которых позволяет начать эти наблюдения в биосферных заповедниках.

Сернистый газ. Ни один из известных в настоящее время серийных автоматических приборов не пригоден для определения фоновых концентраций двуокиси серы (1 мкг/м3). На первом этапе наблюдений в биосферных заповедниках, видимо, придется ограничиться одним из ручных методов, рекомендуемых ВМО (например, методом Веста—Гаека).

Озон. Фоновые концентрации озона могут варьировать от единиц до 100—200 мкг/м3. Для измерения таких концентраций сейчас выпускаются автоматические газоанализаторы, построенные на различных принципах, но, возможно, наилучшим является анализатор, основанный на принципе хемолюминесценции, которая возникает при реакции озона с этиленом.

Окислы азота. Фоновые значения содержания двуокиси азота могут колебаться от 0,4 до 10 мкг/м3 окиси азота — составляют менее 6 мкг/м3 и надежное определение таких низких концентраций представляет собой еще не полностью решенную проблему.

Окислы углерода. Необходимая точность определения двуокиси углерода (±2 ррm при измеряемой величине 320 ррm) может быть достигнута с помощью автоматических анализаторов, в которых использован метод недисперсионной инфракрасной спектрофотометрии. Фоновые концентрации окиси углерода порядка 0,1 мг/м3 могут быть измерены, например, с применением газохроматографического метода, при котором окись углерода восстанавливается до метана (катализатор — никель), который и регистрируется пламенно-ионизационным детектором.

Реакционноспособные углеводороды. Их низкая фоновая концентрация (менее 10 мкг/м3) требует применения автоматических газовых хроматографов с чувствительностью не ниже 6 мкг/м3.

Для определения состава взвешенных частиц и атмосферных осадков пригодны стандартные способы, рекомендуемые ВМО.

Более сложной задачей является определение в частицах и осадках токсичных металлов (свинец, ртуть, мышьяк, кадмий) из-за фонового содержания этих металлов в фильтрах и других используемых материалах. Что касается самих методов определения этих металлов, то комбинация из таких методов, как нейтронно-активационный, атомно-абсорбционный и спектрофотометрический, позволяет решить все намечаемые задачи.

ДДТ и полихлорбифенилы определяются достаточно надежно с помощью газожидкостной хроматографии. Для фонового мониторинга необходимо обеспечить методику концентрирования и раздельного определения этих веществ.

Нефтепродукты в природных (морских) водах могут быть определены различными методами, но, пожалуй, наиболее чувствительным является методика с использованием инфракрасного поглощения групп СН, СН2 и СН3.

В заключение необходимо отметить, что методы и организация мониторинга загрязнения окружающей среды в биосферных заповедниках являются сложной научной и технической проблемой и поэтому они требуют самого широкого международного сотрудничества и кооперации.