Мониторинг окружающей

Урок «Понятие мониторинга среды. Виды и методы мониторинга. Экологический мониторинг»

Понятие мониторинга среды. Виды и методы мониторинга. Экологический мониторинг

Мониторинг и его виды.

Огромное значение в организации рационального природо­пользования имеет изучение проблем природопользования на глобальном, региональном и локальном уровнях, а также оценка качества окружающей человека среды на конкретных территориях, в экосистемах различного ранга.

Мониторинг — это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменения состояния окружающей сре­ды под влиянием антропогенной деятельности.

Наряду с отрицательным влиянием на природу человек может в результате хозяйственной деятельности оказывать и положительное влияние.

В состав мониторинга входит:

наблюдение за изменением качества окружающей среды, факторами, воздействующими на окружающую среду;

оценка фактического состояния природной среды;

прогноз изменения качества среды.

Наблюдения могут осуществляться по физическим, хими­ческим и биологическим показателям, перспективны интегри­рованные показатели состояния окружающей среды.

Виды мониторинга. Выделяют глобальный, регио­нальный и локальный мониторинг. (Что лежит в осно­ве такого выделения?)

Глобальный мониторинг позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли.

Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда стекается информация о территориях, подвер­женных антропогенному влиянию.

Рациональное природопользование возможно при наличии и правильном использовании информации, представленной си­стемой мониторинга.

Экологический мониторинг — это система наблюдения, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия.

Задачами мониторинга являются:

• количественная и качественная оценка состояния воздуха, поверхностных вод, климатических изменений, почвенного покрова, флоры и фауны, контроль стоков и пылегазовых выбросов на промышленных предприятиях;

• составление прогноза о состоянии окружающей среды;

• информирование граждан и об изменениях в окружающей среде.

Прогноз и прогнозирование.

Что такое прогноз и прогнозирование? В различные пе­риоды развития общества способы изучения окружающей сре­ды изменялись. Одним из важнейших «инструментов» приро­допользования в настоящее время считают прогнозирование. В переводе на русский язык слово «прогноз» означает предвидение, предсказание.

Поэтому прогноз в при­родопользовании — это предсказание изменений природно-ресурсного потенциала и потребностей в природных ресурсах в глобальном, региональном и локальном масштабах

Прогнозирование — это совокупность действий, кото­рые позволяют вынести суждения относительно поведения природных систем и определяются естественными процес­сами и воздействием на них человечества в будущем.

Главной целью прогноза является оценка предполага­емой реакции окружающей природной среды на прямое или опосредованное воздействие человека, а также решение задач будущего рационального природопользования в связи с ожи­даемыми состояниями окружающей природной среды.

В связи с переоценкой системы ценностей, изменением технократического мышления на экологическое происходят изменения и в прогнозировании. Современные прогнозы долж­ны проводиться с позиций общечеловеческих ценностей, глав­ными из которых являются человек, его здоровье, качество окружающей среды, сохранение планеты как дома для чело­вечества. Таким образом, внимание к живой природе, к челове­ку делает задачи прогнозирования экологическими.

Виды прогнозов. По времени упреждения различают сле­дующие виды прогнозов: сверхкратковременные (до года), краткосрочные (до 3—5 лет), среднесрочные (до 10—15 лет), долгосрочные (до нескольких десятиле­тий вперед), сверхдолгосрочные (на тысячелетия и бо­лее вперед). Время упреждения прогноза, т. е. срок, на кото­рый дается прогноз, может быть очень разным. Проектируя крупный промышленный объект со сроками эксплуатации 100—120 лет, необходимо знать, какие изменения в окружаю­щей природной среде могут возникнуть под воздействием это­го объекта в 2100—2200 гг. Недаром говорят: «Будущее управляется из настоящего».

По охвату территории выделяют глобальные, регио­нальные, локальные прогнозы.

Существуют прогнозы в конкретных отраслях наук, напри­мер геологические, метеорологические прогнозы. В географии — комплексный прогноз, который многие считают общенаучным.

Основными функциями мониторинга являются контроль качества отдельных компонентов окружающей природной среды и определение основных источников загрязнения. На основании данных мониторинга принимаются решения для улучшения экологической ситуации, сооружают новые очистные сооружения на предприятиях, загрязняющих землю, атмосферу и воду, изменяют системы рубок леса и сажают новые леса, внедряют почвозащитные севообороты и т. д.

Мониторинг чаще всего ведут областные комитеты по гидрометеослужбе через сеть пунктов, проводящих следующие наблюдения: приземные метеорологические, тепло — балансовые, гидрологические, морские и т. д.

Например, мониторинг Москвы включает постоянный анализ содержания оксида углерода, углеводородов, сернистого ангидрида, суммы оксидов азота, озона и пыли. Наблюдения проводят 30 станций, работающих в автоматическом режиме. Информация от датчиков, расположенных на станциях, стекается в центр обработки информации. Информация о превышении ПДК загрязнителей поступает в Московский комитет по охране окружающей природной среды и в правительство столицы. Автоматически контролируются и промышленные выбросы крупных предприятий, и уровень загрязнения воды Москвы-реки.

В настоящее время в мире насчитывается 344 станции по мониторингу воды в 59 странах, которые образуют глобальную систему мониторинга окружающей

Мониторинг окружающей среды

Мониторинг (лат. monitor наблюдающий, предостерегающий) – комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния биосферы или отдельных ее элементов под влиянием антропогенных воздействий

Основные задачи мониторинга:

наблюдение за источниками антропогенного воздействия; наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием антропогенных факторов;

прогноз изменений природной среды под влиянием антропогенных факторов и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Классификации мониторинга по признакам:

Методы контроля:

Биоиндикация – обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ;

Дистанционные методы (аэрофотосъемка, зондирование и пр.);

Физико-химические методы (анализ отдельных проб воздуха, воды, почв).

среды. Эта система находится в ведении ЮНЕП — специального органа по охране окружающей среды при ООН.

Виды мониторинга. По масштабам обобщения информации различают: глобальный, региональный, импактный мониторинг.

Глобальный мониторинг — это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.

Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного воздействия.

Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источниках загрязняющих веществ.

По методам ведения выделяются следующие виды мониторинга:

• биологический (с помощью биоиндикаторов);

• дистанционный (авиационный и космический);

• аналитический (химический и физико-химический анализ).

По объектам наблюдения выделяются:

• мониторинг отдельных компонентов окружающей среды (почвы, воды, воздуха);

• мониторинг биологический (флоры и фауны).

Особым видом мониторинга является базовый мониторинг, т. е. слежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются региональные антропогенные воздействия (биосферные заповедники). Целым базового мониторинга является получение данных, с которыми сравниваются результаты, полученные другими видами мониторинга.

Методы контроля. Состав загрязняющих веществ определяют методами физико-химического анализа (в воздухе почве, воде). Степень устойчивости природной экосистем проводят методом биоиндикации.

Биоиндикация — это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Сущность биоиндикации заключается том, что определенные факторы среды создают возможность существования того или иного вида. Объектами биоиндикационных исследований могут быть отдельные виды животных и растений, а также целые экосистемы. Например, радиоактивное загрязнение определяют по состоянию хвойных пород деревьев; промышленное загрязнение — по многим представителям почвенной фауны; загрязнение воздуха очень чутко воспринимается мхами, лишайниками, бабочками.

Видовое разнообразие и высокая численность или, наоборот, отсутствие стрекоз (Odonata) на берегу водоема говорят о его фаунистическом составе: много стрекоз — фауна богата, мало — водная фауна обеднена.

Если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый газ. Только в чистой воде встречаются личинки ручейников (Trichoptera). А вот малощитинковый червь (Tubifex), личинки хирономид (Chironomidae) обитают лишь в сильно загрязненных водоемах. В слабозагрязненных водоемах живут многие насекомые, зеленые одноклеточньте водоросли, ракообразные.

Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.

В некоторых случаях методу биоиндикации отдают предпочтение, так как он проще, чем, например, физико-химические методы анализа.

Так, английские ученые обнаружили в печени камбалы несколько молекул — индикаторов загрязнения. Когда общая концентрация опасных для жизни веществ достигает критических значений, в клетках печени начинает накапливаться потенциально канцерогенный белок. Его количественное определение проще, чем химический анализ воды, и дает больше информации об ее опасности для жизни и здоровья людей.

Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т. е. при аварии танкеров или при разрыве трубопровода. Другие методы в этих экстремальных ситуациях не дают исчерпывающей информации.

ОКБ им. Илюшина, самолетостроители Луховицкого завода сконструировали и построили “Ил-10З” — уникальный самолет для выполнения практически любых задач государственного экологического и земельного мониторинга. Самолет оборудован контрольно-измерительной и телеметрической аппаратурой, спутниковой навигационной системой (СРS), системой спутниковой связи, интерактивным бортовым и наземным измерительно-регистрирующим комплексом. Самолет может летать на высотах от 100 до 3000 м, находиться в воздухе до 5 часов, тратит всего 10—15 л топлива на 100 км и берет на борт помимо пилота двух специалистов. Самолеты-новинки “Ил- 103” Авиационного центра специального экологического назначения, базирующиеся на подмосковном аэродроме Мячиково, выполняют дистанционный мониторинг для экологов, авиалесоохраны, служб МЧС и нефтегазопроводного транспорта.

Физико-химические методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на анализе отдельных проб.

Почвенный мониторинг предусматривает определение кислотности, потери гумуса, засоления. Кислотность почв определяют по значению водородного показателя (рН) в водных растворах почвы. Значение водородного показателя измеряют с помощью рН-метра или потенциометра. Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. Количество окислителя оценивают титрометрическим или спектрометрическим методами. Засоление почв, т. е. содержание в них солей, определяют по значению электрической проводимости, так как известно, что растворы солей являются электролитами.

Загрязнение вод определяется химическим (ХПК) или биохимическим (БПК) потреблением кислорода — это количество кислорода, расходуемого на окисление органических и неорганических веществ, содержащихся в загрязненной воде.

Атмосферное загрязнение анализируется газоанализаторами, которые позволяют получить информацию о концентрации в воздухе газообразных загрязнителей. Применяют «многокомпонентные» методы анализа: С-, Н-, N-анализаторы и другие приборы, которые дают непрерывные времени характеристики загрязнения воздуха. Автоматизированные приборы для дистанционного анализа загрязнений атмосферы, сочетающие лазер и локатор, называют лидарами.

Оценка качества окружающей среды

Что такое оценка и оценивание?

Важным направ­лением мониторинговых исследований является оценка каче­ства окружающей среды. Это направление, как вы уже знаете, получило в современном природопользовании приоритетное значение, поскольку качество окружающей среды связывается с физическим и духовным здоровьем человека.

Действительно, различают окружающую природную среду здоровую (комфортную), при которой здоровье у человека в норме или улучшается, и нездоровую, при которой нарушает­ся состояние здоровья населения. Поэтому для сохранения здоровья на­селения необходимо следить за качеством окружающей сре­ды. Качество окружающей среды — это степень соответствия природных условий физиологическим возможностям че­ловека.

Существуют научные крите­рии оценок качества окружающей среды. К ним от­носятся стандарты.

Стандарты качества окружающей среды. Стандарты каче­ства подразделяются на экологические и производст­венно-хозяйственные.

Экологические стандарты устанавливают предельно допу­стимые нормы антропогенного воздействия на окружающую среду, превышение которых угрожает здоровью человека, пагубно для растительности и животных. Такие нормы устанав­ливаются в виде предельно допустимых концент­раций загрязняющих веществ (ПДК) и предельно до­пустимых уровней вредного физического воздействия (ПДУ). ПДУ устанавливаются, например, для шумового и электромагнитного загрязнения.

ПДК — это количество вредного вещества в окружающей среде, которое за определенный промежуток времени не влия­ет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных по­следствий у его потомства.

В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнителей в целом на природные сообщества. С каждым годом все больше устанавливается ПДК для веществ в воздухе, почве, воде.

Производственно-хозяйственные стандарты качества окру­жающей среды регламентируют экологически безопасный ре­жим работы производственного, коммунально-бытового и лю­бого другого объекта. К производственно-хозяйственным стан­дартам качества окружающей среды относится предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в окружаю­щую среду (ПДВ). Как улучшить качество окружающей среды? Над этой проблемой думают многие специалисты. Контроль качества окружающей среды осуществляется специальной государст­венной службой. Меры по улучше­нию качества окружающей среды. Их объединяют в следую­щие группы. Важнейшими являются технологические мероприятия, ко­торые включают разработку современных технологий, обеспечивающих комплексное использование сырья и утилизацию отходов. Выбор топлива с меньшим продуктом сгорания зна­чительно уменьшит выбросы веществ в атмосферу. Этому же способствует электрификация современного производства, транспорта и быта.

Санитарно-технические мероприятия способствуют очистке промышленных выбросов с помощью различных конструкций очистных сооружений. (Имеются ли очистные сооружения на ближайших предприятиях вашего населенного пункта? На­сколько они эффективны?)

В комплекс мероприятий, улучшающих качество окружаю­щей среды, входят архитектурно-планировочные мероприятия, которые влияют не только на физическое, но и на духов­ное здоровье. В них включают борьбу с запыленностью, ра­циональное размещение предприятий (их нередко выносят за территорию населенного пункта) и жилых районов, озеленение населенных мест, например, при современных нормах градо­строительства для городов с полуторамиллионным населением необходимо 40—50 м2 площади зеленых насаждений, обяза­тельно выделение в населенном пункте санитарно-защитных зон.

К инженерно-организационным мероприятиям относят уменьшение стоянок у светофоров, снижение интенсивно­сти движения транспорта на перегруженных автомагист­ралях.

К правовым мероприятиям относится установление и со­блюдение законодательных актов по поддержанию качества атмосферы, водоемов, почвы и т. д.

Требования, связанные с охраной природы, улучшением качества окружающей среды, отражаются в государственных законах, указах, нормативных актах. Мировой опыт показы­вает, что в развитых странах мира власти решают проблемы, связанные с улучшением качества окружающей среды, через законодательные акты и исполнительные структуры, которые призваны вместе с судебной системой обеспечивать выпол­нение законов, финансировать крупные экологические проекты и научные разработки, контролировать исполнение законов и финансовых затрат.

Несомненно, что улучшение качества окружающей среды будет осуществляться за счет экономических мероприятий. Экономические меры связаны, в первую очередь, с вложением денежных средств в смену и развитие новых технологий, обеспечивающих энерго- и ресурсосбережение, снижение вы­бросов вредных веществ в окружающую среду. Средства го­сударственной налоговой и ценовой политики должны созда­вать условия включения России в международную систему обеспечения экологической безопасности. Вместе с тем в нашей стране из-за экономического спада объемы внедрения в промышленность новых экологических технологий существенно сократились.

Воспитательные меры направлены на формирование эко­логической культуры населения. Качество окружающей среды во многом зависит от формирования новых ценностных и нравственных установок, пересмотра приоритета, потребно­стей, способов человеческой деятельности. В нашей стране в рамках государственной программы «Экология России» разра­ботаны программы, пособия для экологического образования на всех ступенях получения знаний от дошкольных учрежде­ний до системы повышения квалификации. Важным средством в формировании экологической культуры являются средства массовой информации. Только в России существует свыше 50 наименований периодической печати экологической на­правленности.

Все мероприятия, направленные на улучшение качества ок­ружающей среды, тесно между собой взаимосвязаны и во многом зависят от развития науки. Поэтому важнейшим условием для существования всех мер является проведение научных исследований, обеспечивающих улучшение качества окружающей среды и экологической устойчивости как пла­неты в целом, так и отдельных регионов.

Однако следует отметить, что принимаемые меры по улуч­шению качества окружающей среды не всегда приносят за­метный эффект. Рост заболеваемости населения, снижение средней продолжительности жизни людей, рост смертности свидетельствуют о развитии негативных экологических явле­ний в нашей стране.

Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Уровни экологического мониторинга:

  • Глобальный
  • Государственный
  • Региональный
  • Локальный

В России основные концепции экологического мониторинга заложены еще в 70-х гг. . Ю. А. Израэлем мониторинг ОС рассмотрен как система наблюдений, оценки и прогноза антропогенных изменений состояния абиотических компонентов биосферы, ответной реакции экосистем на эти изменения и антропогенных изменений в экоси-стемах, связанных с воздействием хозяйственной деятельности. По И. П. Герасимову, мониторинг – это система наблюдения, контроля и управления состоянием окружающей среды. В обеих концепциях в основе мониторинга лежит система наблюдений. Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

  • о состоянии окружающей среды;
  • о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (то есть об источниках и факторах воздействия);
  • о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
  • о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями, мониторинг включает три основных направления деятельности:

  • наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;
  • оценку фактического состояния среды;
  • прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Следует принять во внимание то, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации.

Основные задачи экологического мониторинга:

  • наблюдение за источниками антропогенного воздействия;
  • наблюдение за факторами антропогенного воздействия;
  • наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;
  • оценка фактического состояния природной среды;
  • прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Экологический мониторинг окружающей среды может проводиться на различных уровнях пространственной организации: на уровне промышленного объекта, города, области, края, республики в составе федерации, а также на национальном уровне.

Обычно на территории уже имеется ряд сетей наблюдений, принадлежащих различным службам, и которые ведомственно разобщены, не скоординированы в хорологическом, параметрическом, хронологическом и других аспектах. Поэтому задача подготовки оценок, прогнозов, критериев альтернатив выбора управленческих решений становится на базе имеющихся в регионе ведомственных данных, в общем случае, неопределенной. В связи с этим, центральными проблемами организации экологического мониторинга являются эколого-хозяйственное районирование и выбор «информативных показателей» экологического состояния территорий с проверкой их системной достаточности .

Примечания Править

  • Росгидромет
  • Экология Тюмени

Источники Править

Система мониторинга окружающей среды. (рус.) (2008). — Комплекс для экспресс анализа химического состава окружающей среды. Проверено 27 мая 2008.

Ссылки Править

Лекция 4.Принципы классификации систем мониторинга:

1) Классификации систем мониторинга:

Принципы классификации Системы (подсистемы) мониторинга
Универсальные системы (территориально-пространственно организованы) Глобальный мониторинг (базовый, региональный, импактный уровни), в т.ч. фоновый и палеомониторинг, государственный, межгосударственный, международный мониторинги (мониторинг трансграничного переноса загрязняющих веществ)
Реакция основных составляющих биосферы Геофизический, биологический (в т.ч. генетический), экологический, медико-биологический, климатический, биоэкологический, геоэкологический, биосферный мониторинг
Степень антропогенного нарушения среды Мониторинг антропогенных изменений в атмосфере, гидросфере, почве, криосфере, биоте. Мониторинг источников загрязнения, ингредиентный мониторинг (отдельных загрязняющих веществ, радиоактивных излучений)
Пространственно-временной подход Дистанционный, авиационный, космический, исторический мониторинг

2) Объекты наблюдения:

Объектами наблюдения могут быть:

— отдельные места изоны, размеры которых не превышают десятки километров (локальный мониторинг);

— локальные источники повышенной опасности: территории вблизи мест захоронения радиоактивных отходов, зоны влияния АЭС, химические заводы (импактний мониторинг);

— территории площадью до тысяч квадратных километров (региональный мониторинг);

— общемировые процессы и явления в биосфере и в экосфере Земли (глобальный мониторинг).

Лекция 5.Экологический мониторинг. Фоновый мониторинг:

1) Задача экологического мониторинга:

Задача экологического мониторинга заключается в выявлении в экосистемах изменений антропогенного характера. Для ее осуществления пригодные методы, которые основываются как на отдельных измерениях параметров загрязнения биоты, реакции на действие антропогенных факторов, так и на непрерывном определении интегральных показателей на больших территориях.

2) Уровни экологического мониторинга:

Экологический мониторинг предусматривает обязательность наблюдений на таких уровнях:

1) импактний уровень — наблюдения за территориями, которые поддаются антропогенному влиянию, которое предопределяет опасные или критические последствия;

2) региональный уровень — наблюдение за процессами и явлениями в пределах определенного региона;

3) фоновый (базовый) уровень — глобальные, региональные наблюдения по состоянию экосистем и прогнозирования в них изменений, которые происходят без прямого влияния антропогенных факторов.

3) Виды наблюдений в экологическом мониторинге:

Для создания системы экологического мониторинга окружающей среды необходимо:

— районирование территории (деление всей территории, на которой будет осуществляться экологический мониторинг на таксоны, — группы объединенных по определенным признакам объектов разных размеров и экологической значимости: ландшафтные районы в пределах области, административных районов, водосборные бассейны, городские агломерации, агропромышленные комплексы);

— создание сети объектов наблюдения (размещение на подконтрольной территории мест (объектов) наблюдения состояния компонентов естественной среды (атмосферного воздуха и осадков, поверхностных, грунтовых, подземных вод, почвы и растительности);

— определение методов и показателей, которые необходимо контролировать.

4) Задача фонового мониторинга:

Фоновый мониторинг — многолетние комплексные наблюдения за определенными объектами природоохранных зон для оценивания и прогнозирования изменений состояния экосистем, удаленных от объектов промышленной и хозяйственной деятельности.

Основной задачей фонового мониторинга является выяснение и фиксация показателей, которые характеризуют природный фон (состояние естественной среды, которое не испытало прямого влияния человеческой деятельности), а также глобальные и региональные изменения в процессе развития биосферы. Его организуют в биосферных заповедниках, где изучают, контролируют и прогнозируют антропогенные изменения биосферы, абиотических факторов среды, а также внутренние процессы и явления, которые происходят в экосистемах.

5) Программа фонового мониторинга:

Программа фонового экологического мониторинга на основе биосферных заповедников охватывает такие направления:

— мониторинг загрязнения естественной среды и других факторов антропогенного влияния; мониторинг реакции биоты на антропогенное влияние, прежде всего на фоновые ровные загрязнения;

— наблюдение за изменением функциональных и структурных характеристик эталонных (девственников) природных экосистем и их антропогенных модификаций.

Программа фонового мониторинга формируется из абиотичной и биотичной составляющих.

6) Станции комплексного фонового мониторинга:

Станцию комплексного фонового мониторинга формируют стационарный участок наблюдений и химическая лаборатория. Участок (полигон) наблюдения состоит из площадки для отбора проб, гидропостов, наблюдательных скважин. На ней отбирают пробы атмосферного воздуха, атмосферных осадков, вод грунтов, растительности, проводят гидрометрические и геофизические измерения. Важным элементом полигона является базовый участок фоновой станции — площадка размером 50 х 50 м, где размещают оборудование для отбора проб, измерительные приборы для определения химического состава и физических характеристик воздуха. Располагают ее на открытом, ровном участке, удаленном от зданий, лесополос, холмов. Химическую лабораторию возводят не ближе 500 м от базового участка. В лаборатории обрабатывают и анализируют отобранные пробы. На фоновых станциях определяют и исследуют критерии экологического мониторинга, уточняют методы контроля, оценивания и прогнозирования состояния объектов наблюдения.

Международные фоновые мониторинговые станции принадлежат к глобальной системе мониторинга окружающей среды.

Лекция 6.Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Климатический мониторинг:

1) Программа глобального мониторинга:

Глобальный (франц. global — всемирный, общий) мониторинг— система наблюдений за планетарными процессами и явлениями, которые происходят в биосфере, с целью оценивания и прогнозирования глобальных проблем охраны окружающей естественной среды.

Программа глобального мониторинга предусматривает систематическое изучение окружающей среды по единственным правилам и унифицированным методикам на 8 континентальных, 77 базовых и 66 биосферных региональных станциях, расположенных в разных точках Земли. Она охватывает наблюдение, оценивание и прогнозирование изменений природных процессов, контроля энергетического и теплового баланса Земли (отношение поступления и расходов энергии на земной поверхности и в системе «атмосфера — Земля»), наблюдения за уровнями радиации, углекислого газа, кислорода в тропосфере (частично в гидросфере), глобальным увеличением фонового загрязнения атмосферы, состоянием Мирового океана, изменениями климата, миграционными путями животных.

2) Уровни глобального мониторинга ОС:

Система глобального мониторинга реализуется на импактном, региональном, фоновом уровнях, для которых разработаны специальные программы.

Импактный уровень глобального мониторинга (І) заключается в изучении критических загрязнений на локальных территориях, вызванных одним или несколькими источниками выбросов. Объектом наблюдения может быть потенциально опасное предприятие (группа предприятий), сбросы или выбросы которого при определенных аварийных условиях и метеорологических характеристиках (особенности циркуляции воздушных потоков) могут повлечь глобальное загрязнение окружающей среды.

Региональный уровень глобального мониторинга (Р) охватывает изучения миграции и трансформации загрязняющих веществ и их совокупного действия, характерных для определенных экономических регионов факторов. Объектом исследования является окружающая среда в пределах конкретного региона (экономического района, административной области, страны).

Фоновый уровень глобального мониторинга (Ф) предусматривает фиксацию фонового состояния окружающей среды с целью последующего оценивания уровня антропогенного действия. Наблюдения проводят на базе биосферных заповедников, где запрещена любая хозяйственно-производственная деятельность и ограничено антропогенное влияние соседних территорий.

3) Климатический мониторинг, его цели и задачи:

Климатический мониторинг — система наблюдений, оценивания и прогнозирования изменения климата.

К климатическому мониторингу принадлежит сбор данных о климате прошлого. Для этого изучают ископаемые, а также кольца древесины, донные отложения, на которых отражаются колебание и изменения климата на протяжении сотен и тысяч лет.

Мониторинг климата сосредоточивается на реализации таких задач:

— сбор данных о состоянии климатической системы;

— анализа и оценивания естественных и антропогенных изменений и колебаний климата (включая сравнение климата прошлого с современным);

— выделение антропогенных эффектов в зафиксированных изменениях климата;

— выявление естественных и антропогенных факторов, которые предопределяют изменение климата; — выявление критических элементов биосферы, влияние на которые может повлечь климатические изменения.

4) Группы системы климатического мониторинга:

Все основные климатические данные и информацию, необходимые для анализа изменений климата, разделяют на группы:

1. Измерение основных метеорологических параметров, изучения и анализ атмосферных явлений и процессов, которые характеризуют соответствующее состояние погоды.

2. Мониторинг состояния климатической системы (реакция климатической системы и ее элементов на естественные и антропогенные смены).

3. Мониторинг внутренних и внешних факторов (особенно антропогенных факторов и их источников), которые влияют на климат и состояние климатической системы.

4. Мониторинг возможных физических и экологических превращений в окружающей среде, которые происходят в результате климатических изменений и колебаний.

Виды мониторинга

Мониторинг состояния окружающей среды предусматривает постоянное наблюдение за процессами, происходящими в природе и техносфере, с целью предвидения изменений их качества, ухудшения среды обитания человека, деградации биосферы.

В зависимости от конкретных целей, задач, объектов наблюдения различают несколько видов мониторинга. Так, например, существует понятие общего мониторинга, объектом исследования которого является, по мнению академика И. П. Герасимова (1975), «многокомпонентная совокупность природных явлений, подверженная многообразным естественным динамическим изменениям и испытывающая разнообразное воздействие и преобразование ее человеком».

Для конкретизации действий и удобства рассмотрения общий мониторинг подразделяется на следующие блоки:

  • — биоэкологический;
  • — геоэкологический;
  • — биосферный.

В каждый из этих блоков могут быть включены определенные виды мониторинга в зависимости от конкретных объектов наблюдения. В свою очередь, структура отдельного вида мониторинга может состоять из отдельных подсистем или подпрограмм из других видов мониторинга.

Один из вариантов структуры видов мониторинга окружающей среды представлен на рис. 4.7.

Приведенная на схеме структура не является полной классификацией всех возможных видов мониторинга окружающей среды. Между отдельными видами мониторинга не всегда представляется возможным провести четкую грань, поскольку, как было сказано ранее, отдельные виды мониторинга могут быть использованы другими или входят в их структуру.

В настоящее время наибольшую актуальность приобретает мониторинг антропогенных изменений, так как именно техногенное и (или) хозяйственное воздействие человека на окружающую среду приносит опасные изменения в экологические системы, ландшафты, природные комплексы. Основой для этого служит фоновый мониторинг в неизмененных или малоизмененных природных комплексах.

Рис. 4.7. Структура видов мониторинга

Исключительно важное значение имеют результаты фонового мониторинга в процессе биосферного мониторинга, предназначенного для определения глобально-фоновых изменений в окружающей природной среде под усиливающимся антропогенным воздействием.

Последствиями антропогенного «давления» на биосферу могут быть изменения циркуляции газов между океаном и воздушной оболочкой Земли, погодно-климатических условий на планете, нарушение озонового слоя, загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, нарушение естественных мест обитания и путей миграции в животном мире, нарушение биогеоценозов и т.д.

Неотъемлемой частью биосферного мониторинга являются биосферные заповедники (заказники), позволяющие поддерживать стратегию биоразнообразия.

В Российской Федерации создана и функционирует Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), общее руководство которой осуществляет Министерство природных ресурсов и экологии РФ. Кроме того, Минприроды России координирует деятельность всех заинтересованных ведомств в области наблюдений за состоянием окружающей среды.

Минприроды и его учреждения организуют и ведут:

  • — мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую природную среду;
  • — мониторинг животного и растительного мира, мониторинг наземной флоры и фауны (кроме лесов);
  • — мониторинг водной среды водохозяйственных систем в местах водозабора и сброса сточных вод.

Федеральное агентство кадастра объектов недвижимости организует и координирует деятельность по земельной политике государства, в том числе осуществляет:

  • — государственный контроль за использованием и охраной земель;
  • — ведение государственного земельного кадастра и мониторинга земель;
  • — организацию и проведение работ по землеустройству;
  • — организацию работ по систематическому выявлению неиспользуемых и нерационально используемых земель.

Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), комитеты или управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды субъектов Российской Федерации, региональные и территориальные центры организуют работу по наблюдению за состоянием атмосферного воздуха, поверхностных вод суши, морской среды, почв, околоземного космического пространства. Кроме того, ведется учет вредных воздействий на объекты природы, а также наблюдение за уровнями радиации (радиационным фоном).

Эта служба осуществляет сбор и обобщение гидрометеорологической и гелиогеофизической информации, данных о метеорологических, агрометеорологических и гидрологических явлениях и процессах, об изменении климата, о радиационной обстановке на поверхности Земли и в околоземном космическом пространстве. В ее обязанности также входит предоставление всем заинтересованным организациям сведений об опасных природных явлениях, экстремальных загрязнениях окружающей среды.

В России с 1994 г. функционирует система социально- гигиенического мониторинга. Эта система предусматривает: получение и обработку информации государственных и отраслевых систем наблюдения, оценку и прогнозирование изменения состояния здоровья населения, окружающей природной, производственной и социальной среды, социально-экономического развития, а также данных госу

дарственной статистики; выявление причинно-следственных связей между состоянием здоровья и средой обитания человека, создание информационно-аналитических сетей и баз данных и др.

Информационный фонд социально-гигиенического мониторинга пополняется необходимой информацией как за счет деятельности учреждений самой службы, так и других ведомств в рамках ЕГСЭМ.

Система социально-гигиенического мониторинга наглядно демонстрирует важность и необходимость интеграции различных видов мониторинга окружающей среды.

Отсутствие описания в данной главе других специфических видов мониторинга нисколько не умаляет их значимости и ценности в системе общего мониторинга состояния окружающей среды.

Организация мониторинга окружающей среды

Эффективность любой системы (вида) мониторинга во многом определяется его организацией, что представляет собой сложную, многоплановую задачу.

Прежде всего сложность организации мониторинга зависит от его уровня. Мониторинг окружающей среды может охватывать локальные территории (район, область) — локальный уровень, отдельные регионы (округа) — региональный уровень и земной шар в целом — глобальный уровень. При этом с учетом уровня мониторинга должна быть создана достаточная сеть станций, пунктов, постов наблюдений, оснащенных самым современным оборудованием, использующих новейшие технологии.

Так, например, система гидрометеорологического мониторинга до недавнего времени насчитывала более 1800 гидрометеостанций, около 3,5 тыс. наблюдательных постов, 42 гидрометеорологические обсерватории, более 190 авиаметеорологических и около 150 аэрозольных станций. В системе используются для получения необходимой информации как национальные («Метеор», «Океан», «Прогноз» и др.), так и международные космические комплексы и аппараты.

Важным вопросом организации и функционирования системы мониторинга является ее финансовое обеспечение.

В России наряду с бюджетным финансированием различных служб и ведомств, осуществляющих мониторинг окружающей среды, функционирует Федеральный экологический фонд Российской Федерации (ФЭФРФ).

ФЭФРФ осуществляет финансирование по направлениям природоохранной деятельности и федеральным целевым экологическим программам, в т.ч. развитие системы экологического мониторинга и его обеспечение.

Вместе с тем эффективность мониторинга окружающей природной среды во многом зависит от научного обоснования его теоретических и методологических основ, критериев оценки различных факторов и показателей антропогенных изменений и нарушений в биосфере. Решение этих вопросов существенно повысит уровень практической значимости результатов, полученных в процессе реализации программ мониторинга окружающей природной среды.

ПОНЯТИЕ И ВИДЫ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Мониторинг среды обитания — это слежение за состоянием окружающей среды или ее отдельных компонентов (воды, воздуха, почв, флоры, фауны и т.п.) и предупреждение о возникающих критических ситуациях, например о резком превышении концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, вредных или опасных для здоровья людей или других живых организмов.

Впервые термин «мониторинг» был употреблен на Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде в 1972 г. Термин образован от латинского monitor, что значит «наблюдать», таким образом, сфера деятельности мониторинга ограничивается сбором, систематизацией и анализом информации. Первое межправительственное совещание по мониторингу было проведено в Найроби (Кения), в феврале 1974 г.

Процесс мониторинга всегда включает в себя четыре основных этапа:

  • 1) наблюдение за объектом мониторинга;
  • 2) оценка фактического состояния объекта мониторинга;
  • 3) прогноз возможных изменений состояния объекта мониторинга;
  • 4) оценка прогнозного состояния объекта.

Мониторинг представляет собой комплекс мероприятий

по определению состояния окружающей среды и отслеживанию изменений в ее состоянии.

Основными задачами мониторинга являются:

  • 1) систематические наблюдения за состоянием среды и источниками, воздействующими на окружающую среду;
  • 2) оценка фактического состояния природной среды;
  • 3) прогноз состояния окружающей среды и оценка прогнозируемого состояния последней.

В настоящее время различают следующие системы мониторинга. Экологический мониторинг — универсальная система, целью которой являются оценка и прогноз за реакцией основных составляющих биосферы. Он включает геофизический и биологический мониторинги. К геофизическому мониторингу относится определение состояния крупных систем — погоды, климата. Основной задачей биологического мониторинга является определение реакции биосферы на техногенное воздействие. Мониторинг в различных средах включает:

  • ? мониторинг приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы;
  • ? мониторинг гидросферы, т.е. поверхностных вод суши (рек, озер, водохранилищ), вод океанов и морей, подземных вод;
  • ? мониторинг литосферы (в первую очередь почвы). Мониторинг факторов воздействия — это мониторинг различных загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и других факторов воздействия, к которым можно отнести электромагнитное излучение, тепло, шумы.

Мониторинг сред обитания человека — включающий мониторинг природной среды, городской, промышленной и бытовой сред обитания человека.

Мониторинг по масштабам воздействия — пространственным, временным, на различных биологических уровнях.

Фоновый мониторинг — базовый вид мониторинга, имеющий целью знание фонового состояния биосферы (как в настоящее время, так и в период до заметного влияния человека). Данные фонового мониторинга необходимы для анализа результатов всех видов мониторинга.

Территориальный мониторинг — включающий системы мониторинга техногенных загрязнений, в основу классификации которых положен территориальный принцип, так как данные системы являются важнейшей составной частью мониторинга окружающей среды.

Различают следующие системы (подсистемы) территориального мониторинга:

  • 1) глобальный — проводимый на всем земном шаре или в пределах одного-двух материков;
  • 2) государственный — проводимый на территории одного государства;
  • 3) региональный — проводимый на большом участке территории одного государства или сопредельных участках нескольких государств, например внутреннем море и его побережье;
  • 4) локальный — проводимый на сравнительно небольшой территории города, водного объекта, района крупного предприятия и т.п.;
  • 5) «точечный» — мониторинг источников загрязнения, являющийся по сути импактным, максимально приближенным к источнику поступления загрязняющих веществ в окружающую среду;
  • 6) фоновый — данные которого необходимы для анализа результатов всех видов мониторинга.

Точечный мониторинг представляет собой постоянное или эпизодическое наблюдение за конкретным объектом — источником загрязнения и фиксирование количественных параметров окружающей среды (ОС) в точке (зоне) первичного контакта среды с источником. Фактически мониторинг источника загрязнения вплотную смыкается с производственным (техническим) контролем технологических или других техногенных процессов, «открытых» во внешнюю среду, а также соответствующих объектов наблюдения (объектовый «точечный» контроль). Мониторинг источника загрязнения (МИЗ) может являться составной частью подсистемы локального мониторинга окружающей среды, а может включать в себя только элементы объектового производственного контроля, практически полностью замкнутого на технологию, ее процессы и аппараты. Организация мониторинга источников загрязнения на объектах осуществляется с целью получения оперативной и систематической информации о состоянии окружающей среды, прежде всего для обеспечения технологической и экологической безопасности самих контролируемых объектов, с приоритетом вопросов безопасности и комфортности условий труда работающего на них персонала.

В уголовном законодательстве РФ отражена концепция, рассматривающая природную среду не как «кладовую» природных богатств, которую надо охранять от разграбления, а как биологическую основу существования человека и всего живого на Земле. Она отражает и приоритет охраны интересов личности перед интересами общества и государства.

К настоящему времени сформировался целый ряд «разновидностей» мониторинга в зависимости от объекта наблюдения — так называемые объектные виды мониторинга.

К объектным видам мониторинга относятся: мониторинг атмосферного воздуха — включает в себя наблюдения за приземным слоем атмосферы, верхними слоями атмосферы и за атмосферными осадками;

мониторинг гидросферы — это наблюдения за поверхностными водами суши (реками, озерами, водохранилищами и пр.), водами морей и океанов и подземными водами;

почвенный мониторинг — наблюдения за агрохимическими характеристиками почвы, за загрязнением почвы различными химическими соединениями;

геологический мониторинг — наблюдения за процессами, протекающими в литосфере, в зоне вечной мерзлоты и в верхней части земной мантии;

геофизический мониторинг охватывает наблюдения за абиотической составляющей биосферы (погодой, климатом, изменениями рельефа и т.п.);

сейсмический мониторинг — наблюдения за распространением сейсмических волн в геологической среде и регистрация землетрясений различной силы;

антропологический мониторинг — наблюдения за различными показателями состояния и развития человека и общества.

Возможно и еще более частное деление в пределах многих объектных подвидов мониторинга. Например, внутри антропологического мониторинга выделяют медико-биологический мониторинг, который ведет наблюдения за показателями здоровья и физического развития населения, и социальный мониторинг, который оценивает изменения в этнографическом, половозрастном, социальном составе населения.

Методика наблюдений и оборудование, установленное на этих станциях, унифицированы в соответствии с международными соглашениями.

На региональном уровне информация обо всех видах нарушений и загрязнений окружающей среды поступает в региональный информационный центр экологического мониторинга (РИЦЭМ).

В региональном информационном центре экологического мониторинга полученные данные обрабатывают и анализируют, чтобы получить всестороннюю картину фактического состояния окружающей среды в данном регионе.

Деятельность РИЦЭМ посвящена решению следующих задач:

  • ? обработка, обобщение и анализ информации о фактическом состоянии окружающей среды и природных ресурсов данного региона;
  • ? установление взаимосвязей между уровнем техногенного воздействия на окружающую среду региона, уровнем загрязнения и последствиями загрязнения для здоровья местных жителей.

Негативные последствия хозяйственной деятельности и техногенного воздействия человека на окружающую среду для биосферы в настоящее время являются объективной реальностью. Во многом ухудшение состояния окружающей среды связано с нерациональным использованием природных ресурсов, низким уровнем разработки и дальнейшего внедрения современных безотходных технологий, ошибками в экологической и технической политике, малой изученностью возможных последствий антропогенного воздействия на экосистему.

Поэтому чрезвычайно важным для долгосрочного прогнозирования качества экологической системы и практических действий по ее улучшению являются постоянный мониторинг окружающей среды текущего состояния и грамотное определение тенденций изменения окружающей природной среды.

Контрольные вопросы

  • 1. Что такое мониторинг?
  • 2. Каковы основные этапы мониторинга?
  • 3. В чем заключаются основные задачи мониторинга?
  • 4. Что включает в себя мониторинг в различных средах?
  • 5. Какой вид мониторинга является базовым?
  • 6. На какие подсистемы делится территориальный мониторинг?
  • 7. Что представляет собой точечный мониторинг?
  • 8. Какие виды мониторинга относятся к объектным?
  • 9. Куда поступают данные обо всех видах нарушений и загрязнений окружающей среды?
  • 10. Каковы основные задачи регионального информационного центра экологического мониторинга?