Общая характеристика экологического мониторинга
Чтобы управлять экологическим риском, необходимо располагать данными о том, какая именно среда оптимальна для нормальных условий существования биоты. Так, в США существует балльный показатель, именуемый индексом качества природной среды. Его максимальное значение для самых лучших условий окружающей среды составляет 700 баллов. Индекс определяется по результатам балльной оценки состояния воды, воздуха, природных ресурсов и т.д. За период с 1969 года по 1977 год этот индекс снизился в США с 406 до 343 баллов, а затем, когда проблемы защиты окружающей среды стали активно решаться, индекс стал возрастать. Балльная оценка состояния природной среды дает возможность ежегодно устанавливать, за счет какого именно фактора снижается индекс. В нашей стране величиной, обеспечивающей нормальное функционирование и устойчивость экосистем и биосферы, является предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН). Для её определения необходимо проведение следующих мероприятий: а) текущий учет изменений в окружающей среде и предотвращение ухудшения качества среды; б) прогноз изменений в окружающей среде и связанных с ними экологических последствий. Эти мероприятия входят в систему экологического мониторинга. Термин «мониторинг» образован от латинского слова «монитор», что переводится как «наблюдающий» или «предостерегающий». Система мониторинга является информационной и не предусматривает мероприятия по управлению качеством среды. В то же время она является необходимым средством для принятия научно обоснованных решений по регулированию качества среды. Экологический мониторинг - это система повторных наблюдений за элементами окружающей среды в пространстве и во времени с определенными целями и в соответствии с определенными обстоятельствами. Экологический мониторинг предусматривает следующие процедуры: - выделение объекта наблюдений; - обследование выделенного объекта; - составление информационной модели для объекта наблюдений; - планирование измерений; - оценка состояния объекта; - прогнозирование состояния изменения объекта наблюдений; - представление информации в удобной для использования Основная цель мониторинга - обеспечение органов государственной власти и системы управления природоохранной деятельностью своевременной и необходимой информацией для выработки долгосрочных и оперативных управляющих решений для обеспечения экологической безопасности. Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию: - о состоянии окружающей среды; - об источниках и факторах воздействия; - о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом; - о существующих резервах биосферы. В соответствии с этим определяются основные объекты мониторинга: - источники загрязнения и воздействия на окружающую среду; - факторы воздействия; - техногенные экосистемы; - биосфера в целом; - основные элементы антропоэкосистемы, такие, как население, демографические факторы, здоровье, социально-экономические и социально-гигиенические факторы; - атмосфера; - гидросфера; - почвы; - флора и фауна. По масштабам обобщения информацииэкологический мониторинг подразделяется на различные уровни. 1. Глобальный мониторинг, который основан на международном сотрудничестве. 2. Национальный мониторинг - общегосударственная система наблюдений. 3. Региональный мониторинг - система наблюдений в регионах. 4. Локальный (импактный) мониторинг - наблюдения в зоне влияния предприятий. 5. Фоновый мониторинг - наблюдения в районах, где исключена или максимально ограничена всякая хозяйственная деятельность. Основными направлениями экологического мониторинга являются: - мониторинг атмосферного воздуха; - мониторинг водных объектов; - мониторинг земель; - мониторинг флоры и фауны; - социально-гигиенический мониторинг; - медико-географический мониторинг; - мониторинг источников антропогенного воздействия и зон их влияния; - мониторинг природных ресурсов; - мониторинг промышленной безопасности. При реализации мониторинга для выявления антропогенных факторов, их интенсивности, оценки уровня их влияния необходимо знать фоновое состояние природной среды в районах, удаленных от центров интенсивной хозяйственной деятельности. Необходимо также учитывать и прошлое состояние природной среды (исторический мониторинг), дающее возможность определить уровень загрязнения среды в различные периоды развития природы и общества. Исторический мониторинг позволяет на основании наблюдений получить представление об уровнях естественного фона основных загрязняющих элементов и изменение этих уровней в зависимости от антропогенных факторов. Экологический мониторинг подразделяется также на физический, химический, геолого-геоморфологический, биологический, почвенный и гео(эко)системный. Физический мониторингвключает в себя гелиофизический (наблюдение за солнцем, его активностью, физическими процессами на нем и их влиянием на землю), гравиметрический (наблюдение за гра-витацией), магнитометрический (наблюдение за магнитным полем Земли и атмосферы), ионосферный (наблюдение за состоянием верхних слоев атмосферы), метеорологический, гидрологический, океанологический, сейсмологический, радиометрический мониторинг. Химический мониторингвключает в себя гидрохимический (наблюдение за химическим составом поверхностных и подземных вод), биогеохимический (биохимические наблюдения за верхним слоем почв) мониторинг. В геолого-геоморфологическийвходят геодезический, склоново-процессовый, эрозионный и другие виды мониторинга. Биологический мониторингделится на ботанический, зоологический, микробиологический и другие виды мониторинга, связанные с живой природой. Почвенный мониторингпредусматривает наблюдения за качеством почв и их загрязнением. Гео(эко)системныймониторинг объединяет комплекс наблюдений за экосистемами. 9.2. Методы контроля техногенного воздействия на окружающую среду Наблюдение за объектами окружающей среды предполагает выполнение ряда требований. 1. Наблюдения должны носить комплексный характер, т.е. 2. Наблюдения должны учитывать различные процессы, происходящие в природе (физические, химические, биологические, физико-географические), использовать весь арсенал методов, которые дают возможность получить необходимую информацию о состоянии окружающей среды. 3. Наблюдения должны быть систематичными. Этому требованию в наибольшей степени отвечают режимные наблюдения - регулярная, с определенной периодичностью фиксация хода природных и природно-антропогенных процессов во времени. Наблюдения должны быть репрезентативными, т.е. наиболее полно охватывать объекты (территории) мониторинговых наблю дений. При выборе объектов необходимо учитывать типичность физико-географических условий, направление и степень антропогенного воздействия как на региональном, так и на локальном уровнях. 5. Наблюдения должны проводиться по одной и той же программе на измененной человеком территории и на участках с ненарушенной природой. Такая синхронность необходима для сравнения изучаемых объектов и получения оценки антропогенных изменений природной среды. С учетом этих требований должны выбираться методы слежения. Выделяют две основные группы методов слежения: 1. Контактные (как правило, наземные); 2. Неконтактные (дистанционные). С помощью контактных методов в настоящее время получают большую часть информации, которая используется для оценки и прогноза состояния окружающей среды. Слежение и контроль за состоянием среды ведется на постоянных и временных пунктах наблюдения, расположенных на измененных человеком территориях и участках, не тронутых хозяйственной деятельностью. Последние необходимы для фиксации фоновых показателей функционирования природных объектов. При проведении контактных (наземных) мониторинговых наблюдений широко используются геохимические, геофизические и индикационные методы. Геохимические методы.Сущность этих методов состоит в изучении распределения, миграции и концентрации химических элементов и их соединений в различных геологических средах. Геохимические методы позволяют проследить поступление химических элементов в экосистему естественным путем и в результате хозяйственной деятельности человека, выявить интенсивность их водной и воздушной миграции. Геохимические методы дают возможность определить закономерности изменения химического состава природных компонентов и комплексов, их устойчивость к различным веществам и способность к самоочищению, выявить вероятность формирования техногенных аномалий, скорости распространения и пространственные масштабы загрязнения. Геохимические методы включают в себя отбор проб воздуха, воды, почв, горных пород, растений с целью определения химичес- кого состава этих компонентов. Для определения химического состава компонентов используются различные методы аналитической химии. При выборе метода анализа учитываются следующие характеристики: - селективность метода, т.е. возможность обнаружения искомого элемента в присутствии других; - чувствительность метода, т.е. наименьшее количество искомого элемента, которое может быть обнаружено данным методом; - величина относительной ошибки метода, т.е. точность определения искомого элемента. Современные аналитические методы, использующиеся для определения состава компонентов окружающей среды, подразделяются на физические, физико-химические и химические. Из физических методов чаще всего используют рентгено-флюоресцентную спектрометрию, атомно-абсорбционную спектрометрию, газовую и жидкостную хроматографию, потенциометрию, спек-трофотометрию, иммунно-флюоресцентный анализ. Сущность геофизических методовзаключается в изучении процессов поступления и превращения веществ и энергии в экосистемах на основе использования балансового подхода. Наблюдения проводят в стационарных условиях на постоянных участках с применением специальных измерительных приборов по определенной программе и методике. Программа включает инструментальное измерение элементов радиационного, теплового и водного балансов, исследование тепло- и влагообмена между компонентами окружающей среды, водно-теплового режима. Индикационные методыоснованы на определении состояния одного объекта по состоянию другого, связанного с первым и более доступного для изучения. В последние 5-10 лет особое внимание уделяется методам биологического мониторинга, которые основаны на использовании живых организмов, особенно чувствительных к конкретным химическим веществам. Использование методов биомониторинга не требует больших экономических затрат (дорогостоящей аппаратуры, больших лабораторий и т.д.), а также позволяет оценить качество среды в случаях, когда количественное содержание загрязнителя может быть определено каким-либо методом, но отсутствуют сведения о биологической активности загрязнителя. Биомониторинг является составной частью экологического мониторинга и включает в себя следующие подсистемы: биотестирование, биоиндикацию и биоаккумуляцию. Биотестирование и биоиндикация - это два схожих исследовательских приема, в которых о качестве среды, о факторах, воздействующих на эту среду, судят по выживаемости, продуктивности, поведению, а также по различным физико-биологическим параметрам живых организмов. Биотестирование подразумевает использование живых организмов, специально помещаемых в данную среду (тест-объекты), а биоиндикация - живых организмов, естественным образом обитающих в данной среде. Биоаккумуляция - частный случай биотестирования или биоиндикации, в котором о качестве среды, о факторах, воздействующих на эту среду, судят по степени накопления вредных веществ в живых организмах. Методы биотестирования широко применяются во всем мире. Например, в Голландии на больших площадях страны используются гладиолусы и тюльпаны, которые являются тест-объектами на накопление фторидов, а итальянская ржаная трава - тест-объект на накопление ионов тяжелых металлов. Биотестирование осуществляется также с помощью таких высокочувствительных тест-объектов, как дафнии, пиявки, инфузории, хлорелла и другие. Они используются для оценки загрязнения водных объектов ионами тяжелых металлов, нефтепродуктами, для оценки УФ-излучения и т.п. Одним из методов биоиндикации является метод лихеноинди-кации (от латинского «лихенос» - лишайник), который основан на учете количества лишайников в городских насаждениях, районах крупных предприятий и т.д. Установлена четкая связь между «полями загрязнения воздуха» в городах и встречаемостью лишайников на стволах деревьев. Биоаккумуляция примесей наблюдается у некоторых живых организмов. Например, ртуть, мышьяк и другие тяжелые металлы интенсивно накапливаются в рыбах, в волосах человека. В Японии весьма успешно разводят асцидии - морские организмы, которые концентрируют ванадий. После их сжигания из золы получают соединения ванадия. В последние годы большое внимание уделяется мониторингу биологического разнообразия. Биоразнообразие- это разнообразие видов в конкретной экосистеме. Биоразнообразие - самый важный биологический индикатор состояния биосферы и входящих в ее состав биомов, который чутко реагирует на воздействие человека. Биом- это экосистема с преобладанием растений одной жизненной формы (например, альпийские луга, тайга). В современном мире ежедневно исчезает от 1 до 10 видов животных и еженедельно - 1 вид растений. Гибель одного вида растений ведет к уничтожению примерно 30 видов мелких животных (прежде всего, насекомых и червей). Мониторинг биоразнообразия включает слежение и контроль за многообразием видов, флористическим и фаунистическим разнообразием территорий и акваторий, разнообразием биоценозов. Его задача состоит в том, чтобы регулярно составлять информацию о том, где и с какой скоростью изменяется биоразнообразие. В связи с этим разрабатываются стандартные методы мониторинга и определяются приоритеты, которые должны обеспечить накопление данных, необходимых для понимания современного и будущего статуса биоразнообразия. В настоящее время создаются системы мониторинга изменений биоразнообразия в различных регионах нашей страны и планеты в целом. Средствами реализации экологического мониторинга являются: стационарные станции; передвижные посты; дистанционные методы (аэрокосмический мониторинг); автоматизированные системы. Стационарные станциипозволяют в ручном или автоматизированном режиме замерять отдельные параметры окружающей среды (например, концентрацию веществ в атмосферном воздухе, метеорологические параметры) и передавать их на центральный сервер для обработки и составления прогноза. В последнее время передача сигналов на центральный сервер осуществляется с использованием сети GSM. Сигналы с GSM-контроллера системы передаются SMS (Short Message Service - передача коротких сообщение-сообщениями или в диалоговом режиме на центральный пульт экологического мониторинга. Передвижные постыоборудуются на шасси автомобилей различных марок. Они содержат измерительные приборы, позволяющие контролировать содержание токсичных веществ в воздушной, водной среде или в почве. Дистанционные методымониторинга основаны на бесконтактной регистрации (дистанционном зондировании) электромагнитных волн отраженного солнечного света и собственного излучения поверхности Земли с самолетов, вертолетов и различных космических аппаратов. Преимущество дистанционного зондирования (прежде всего, из космоса) перед другими методами заключается в возможности достаточно частой повторности (а при необходимости и непрерывности) наблюдений во времени, оперативности получения аэрокосмических материалов, получении на одном изображении обширных и отдельных территорий и акваторий, в том числе в виде электронных карт в различных диапазонах спектра, возможности пространственно-временного анализа одновременно нескольких компонентов окружающей среды в их взаимосвязи. Аэрокосмические системы позволяют реализовывать задачи глобального мониторинга. Для этого создается постоянная орбитальная система, включающая спутники со специальным комплектом аппаратуры. Мониторинг с помощью аэрокосмических систем позволяет понять функционирование Земли как природного комплекса. В нашей стране используются автоматизированные системы наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС), предназначенные для определения уровня загрязнения воздуха. Системы АН-КОС являются стационарными, они оснащены устройствами непрерывного контроля и анализа проб воздуха и передачи информации по каналам связи в центр управления состоянием воздушной среды в заданном режиме. Кроме постоянных станций, обсерваторий, пунктов, постов наблюдений, существуют временные (экспедиционные, периодические, сезонные) наблюдения, дополняющие общую картину исследований.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3436)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |