Мониторинг окружающей среды

Творческая работа

По дисциплине: «Экологические основы природопользования»

На тему: «Мониторинг окружающей среды»

Нижний Новгород

2008 год

Оглавление:

1) Мониторинг

2) Таблица «Влияние хозяйственной деятельности на окружающую природную среду»

3) Виды мониторинга

4) Теоретические основы мониторинга

Информация о состоянии окружающей природной среды, об изменениях этого состояния давно используется человеком для планирования своей деятельности. Уже более 100 лет наблюдения за изменением погоды, климатом ведутся регулярно в цивилизованном мире. Это всем нам знакомые метеорологические, фенологические, сейсмологические и некоторые другие виды наблюдений и измерений состояния окружающей среды. Теперь уже никого не надо убеждать, что за состоянием природной среды надо постоянно наблюдать. Все шире становится круг наблюдений, число измеряемых параметров, все гуще сеть наблюдательных станций. Все большей сложностью обладают проблемы, связанные с мониторингом окружающей среды.

Мониторинг

Огромное значение в организации регионального природопользования на глобальном, региональном и локальном уровнях, а также оценка качества окружающей человека среды на конкретных территориях, в экосистемах различного ранга. Существует специальный термин для обозначения всей сложной службы по наблюдению, оценке и прогнозу за качеством среды и характером природопользования: «Мониторинг».

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

Мониторинг- это система наблюдений, оценки и прогноза позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности. Прежде всего, это мониторинг антропогенных загрязнений. Наряду с отрицательным влиянием на природу человек может в результате хозяйственной деятельности оказывать и положительное влияние. Часто плачевные результаты хозяйственной деятельности возникают из благих намерений. Чтобы такого не произошло и необходимо изучать окружающую среду, прогнозировать её возможные изменения, как в лучшую, так и в худшую стороны. Рассмотрим, что же представляет собой так необходимая обществу служба мониторинга.

В состав мониторинга входит:

- наблюдение за качеством 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, но особенно перспективны интегрированные показатели состояния окружающей среды.

В систему экологических наблюдений входит определение показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения. Например, газовые загрязнители тяжелых металлов и др.

Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;

создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Исходя из этих трех основных целей экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей трех общих видов: соблюдения, диагностики и раннего предупреждения.

Кроме приведенных выше основных целей экологический мониторинг может быть ориентирован на достижение специальных программных целей, связанных с обеспечением необходимой информацией организационных и других мер по выполнению конкретных природоохранительных мероприятий, проектов, международных соглашений и обязательств государств в соответствующих областях.

Влияние хозяйственной деятельности на окружающую природную среду.

Хозяйственная деятельность человека

Виды мониторинга

Выделяется глобальный, региональный и локальный мониторинг.

Глобальный мониторинг позволяет оценить современное состояние всей природной системы земли. Наблюдение за общеглобальным состоянием среды ведут базовые станции (30- 40 сухопутных и более 10 океанических). Часто эти станции располагаются в биосферных заповедниках.

Региональный мониторинг осуществляется за счёт станций системы, куда стекается информация о территориях, подверженных антропогенному влиянию. Наблюдения за воздушной средой различных зон города, промышленных и сельскохозяйственных районов, отдельных предприятий относятся к локальному мониторингу.

Можно выделить и частные, специализированные системы мониторинга. Например, геофизический мониторинг, биологический мониторинг. Некоторые ученые выделяют: 1) Биологический (санитарно- гигиенический мониторинг). Основная задача, которую решает биоэкологический мониторинг, является организация постоянного наблюдения за состоянием среды и её влиянием на здоровье человека. Значение этого вида мониторинга трудно переоценить. Зачастую люди даже не представляют, какой опасности они подвергают своё здоровье, проживая в местности не благоприятной для их здоровья. Яркий пример этому жизнь населения в Брянской области России, которое узнало о сильном радиоактивном заражении местности после того, как это заражение произошло. Сравнив показатели некоторых болезней в различных территориях страны, можно сразу же установить, какие территории благоприятны, а какие нет для жизни и деятельности человека.

2) Геоэкологический (геосистемный) природохозяйственный мониторинг включает наблюдение за изменением природных геосистем и превращением их в природнотехнические. Сейчас очень трудно найти только природные экосистемы. Вся природа почувствовала влияние хозяйственной деятельности человека, которого она сама породила и который является частью природы. Практика показывает, что можно создать устойчивые геосистемы, в пределах, которых мог бы жить и работать без ущерба для своего здоровья. Прогнозы по созданию оптимальных природно-технических систем можно дать только в результате тщательного изучения механизмов превращения природных экосистем в природнотехнические (антропогенные).

3) Геосферный мониторинг, охватывающий наблюдения за параметрами геосферы в глобальном масштабе. Это самая сложная система наблюдения, позволяющая прогнозировать изменения качества окружающей человека среды в глобальном масштабе. Например, прогнозы по потеплению климата в результате возникновения «парникового эффекта». На основе данных, полученных учеными о закономерностях изменения всей глобальной природной системы, был дан прогноз результата атомной войны. Концепция «ядерной зимы» яркое подтверждение необходимости тщательного изучения и учета всех прогнозов по изучению природы земли при проведении международной политики. Знания могут остановить людей от всеобщего самоубийства, сделать их более восприимчивыми к чужим проблемам, более способными понять людей в других странах, решить все проблемы мирным путем.

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

Теоретические основы мониторинга

Для выявления качества окружающей среды первоочередной задачей является создание глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Мониторингом называется система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды.

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

При изучении антропогенного влияния на окружающую среду в первую очередь следует определить общемировое, глобальное фоновое состояние биосферы. Глобальный мониторинг позволяет оценить современные фоновые состояния среды. Программа фонового мониторинга подразделяется на абиотическую и биотическую части. Базовые станции характеризуют общеглобальное состояние. Во многих случаях фоновые станции располагаются в биосферных заказниках. В СССР из 8 фоновых станций первой очереди 7 находится в заказниках. Станция «Боровое» (Северный Казахстан) ведёт систематические наблюдения с 1976 г. Это первый в мире опыт непрерывных комплексных фоновых наблюдений.

Региональные станции системы мониторинга служат для получения информации о зонах, подверженных антропогенному влиянию.

Общегосударственную службу наблюдений и контроля за уровнем загрязнения окружающей среды можно разделить на три подсистемы:

1) Подсистема контроля загрязнения в зонах возможного антропогенного воздействия. Сюда относятся наблюдения за воздушной средой зоны городов, промышленных районов, наблюдения за состоянием водной среды устьев рек, участков крупных рек и малых рек, а также озер и водохранилищ в промышленных районах, особенно места сброса сточных вод, районы животноводческих ферм, контроль за состоянием почв больших городов, автомагистралей и крупных дорог, сельскохозяйственных угодий и интенсивным применением ядохимикатов.

2) Подсистема контроля загрязнений на региональном уровне - зон повышенного контроля промежуточных уровней загрязнения - в атмосфере небольших городов, районов, примыкающих к зонам интенсивной работы промышленности, измерения в большом числе мест на реках, озерах и морях, в почвах хозяйственного освоения. Такие измерения должны быть повсеместными, но могут быть не очень частными в пространстве и времени.

3) Подсистема наблюдений на фоновом уровне включает наблюдения на объектах, удаленных от любых локальных источников; например биосферных заказниках, как было сказано выше.

В Российской федерации ведется биотическая подпрограмма (биологический мониторинг), направленная на оценку и прогноз изменения состояния живой составляющей биосферы - популяций, формирующих экосистемы. Комплекс наблюдений и исследований включает оценку чувствительности видов к небольшим уровням загрязнения, определения параметров межвидовых взаимодействий, построение прогностических моделей. Результатом анализа являются данные о том, какие популяции и под воздействием какого уровня глобального фона загрязнений снижают свою численность и, таким образом, находятся в опасности.

Насущной проблемой дня становится организация государственной службы генетического мониторинга, которая реально должна будет определить объём и рост генетического груза в соответствии со степенями экологического напряжения и дать рекомендации по недопущению факторов, ведущих к увеличению. Наследственные болезни детей должны привлечь к себе особое внимание общественности.

По мнению И. П. Герасимова исходным блоком современного мониторинга окружающей среды должен стать биоэкологический мониторинг. Его ведущее звено- наблюдения за состоянием среды с точки зрения его влияния на состояние здоровья человека, так как конечная цель всей сложной и дорогостоящей работы по непрерывному слежению за состоянием среды- защита интересов человека (человечества). Кроме того состояние здоровья человека - наиболее комплексный показатель состояния окружающей среды, как бы вбирающий в себя всё остальное.

В систему экологических наблюдений должно входить определение ряда первоочередных показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения: 1) радионуклиды, 2) газовые загрязнения: CO2, CO, NO, NO2 и д.р. , 3)минеральные загрязнения: соединения ртути, свинца, мышьяка, фосфора, кадмия, фтора, нитриты, нитраты и д. р. , 4) органические и полимерные загрязнения: пестициды и детергенты, углеводороды нефти, микробные загрязнения и д. р. Необходимо исследование и таких физических факторов среды, как шумы и электромагнитные поля.

Основная сеть пунктов наблюдения биологического мониторинга должна быть сосредоточена в местах большой концентрации населения и в районах наиболее активной его деятельности. Она должна контролировать основные линии связи человека (трофические и д. р.) с окружающей средой (питьевые воды, вдыхаемый воздух, пищевые продукты и д. р.).

Важное значение имеет также мониторинг канцерогенных веществ. Он должен и может способствовать снижению концентрации их значений в населённых пунктах и промышленных зонах до их значений близких к фоновым, и тем самым способствовать решению проблем снижения заболеваемости раком.

Исключительное значение в настоящее время приобретает учет и исследование воздействия искусственных мутагенных факторов. Мутагенными являются не только химические вещества, но и радиация и биологические факторы. Мутагены поражают самое драгоценное, что создано эволюцией живой материи - генетическую программу человека, а также генофонды популяций всех видов животных, растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу. Генетический фонд - совокупность всех видов живого, обладающих определёнными наследственными задатками. Каждый биологический вид неповторим. Он хранит информацию филогенетического развития, расшифровка которой имеет огромное, как научное, так и практическое значение. исчезновение хотя бы одного вида - большая утрата для науки и практики.

В настоящее время у нас в стране начала формироваться комплексная система мероприятий по генетическому мониторингу популяций в сочетании со скринингом химических соединений на мутагенную активность. Эта задача частично может быть решена с помощью уже известных методов учёта врожденных заболеваний и аномалий в популяциях, путем биохимического скрининга по изоморфным и цитогенетического скрининга. Известную пользу могут принести данные о динамике злокачественных новообразований. Параллельно необходимо оценивать генетический груз не только на человека, но и на животных и растения.

Гармоничное развитие народного хозяйства с учетом экологического резерва биосферы и ожидаемых экологических и экономических последствий воздействия на нее возможно лишь при наличии и правильном использовании информации, представляемой системой мониторинга.

В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:

· выделение (определение) объекта наблюдения;

· обследование выделенного объекта наблюдения;

· составление информационной модели для объекта наблюдения;

· планирование измерений;

· оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

· прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

· представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

Основные задачи экологического мониторинга

1)наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

2)наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

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

4)оценка фактического состояния природной среды;

прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Экологические мониторинги окружающей среды могут разрабатываться на уровне промышленного объекта, города, района, области, края, республики в составе федерации.

Характер и механизм обобщения информации об экологической обстановке при ее движении по иерархическим уровням системы экологического мониторинга определяются с помощью понятия информационного портрета экологической обстановки. Последний, представляет собой совокупность графически представленных пространственно распределенных данных, характеризующих экологическую обстановку на определенной территории.

Разрешающая способность информационного портрета зависит от масштаба используемой карты. При движении экологической информации от локального уровня (город, район, зона влияния промышленного объекта и т. д.) к федеральному масштабу карты, на которую эта информация наносится, увеличивается, следовательно, меняется разрешающая способность информационных портретов экологической обстановки на разных иерархических уровнях экологического мониторинга. Так, на локальном уровне экологического мониторинга в информационном портрете должны присутствовать все источники эмиссий (вентиляционные трубы промышленных предприятий, выпуски сточных вод т. д.). На региональном уровне близко расположенные источники воздействия «сливаются» в один групповой источник. В результате этого на региональном информационном портрете небольшой город с несколькими десятками эмиссии выглядит как один локальный источник, параметры которого определяются по данным мониторинга источников.

На федеральном уровне экологического мониторинга наблюдается еще большее обобщение пространственно распределенной информации. В качестве локальных источников эмиссии на этом уровне могут играть роль промышленные районы, достаточно крупные территориальные образования. При переходе от одного иерархического уровня к другому обобщается не только информация об источниках эмиссии, но и другие данные, характеризующие экологическую обстановку.

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду -- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т. д.;

переносы загрязняющих веществ -- процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;

процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ -- миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов; биохимический круговорот и т. д.;

данные о состоянии антропогенных источников эмиссии -- мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.

В зоне влияния источников эмиссии организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды.

1. Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной сферы; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радионуклидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы.

2. Гидросфера: химический и радионуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т. д.), грунтовых вод, взвесей и данных от поверхностных и грунтовых вод. ложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение.

3. Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы.

4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ, домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб.

5. Урбанизованная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т. д.

6. Население: характерные демографические параметры (численность и плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врожденных уродств и аномалий); социально-экономические факторы.

Системы мониторинга природных сред и экосистем включают в себя средства наблюдения: экологического качества воздушной среды, экологического состояния поверхностных вод и водных экосистем, экологического состояния геологической среды и наземных экосистем.

Наблюдение в рамках этого вида мониторинга проводятся без учета конкретных источников эмиссии и не связаны с зонами их влияния. Основной принцип организации -- природно- экосистемный.

Целями наблюдений, проводимых в рамках мониторинга природных сред и экосистем, являются:

оценка состояния и функциональной целостности среды обитания и экосистем;

выявление изменений природных условий в результате антропогенной деятельности на территории;

исследование изменений экологического климата (многолетнего экологического состояния) территорий.

На территории Российской Федерации функционирует ряд систем мониторинга загрязнения природной среды и состояния природных ресурсов.

Единая государственная система экологического мониторинга

В государственной системе управления природоохранной деятельностью в Российской Федерации важную роль играет формирование единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ).

ЕГСЭМ включает в себя следующие основные компоненты:

· мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;

· мониторинг загрязнения абиотического компонента окружающей природной среды;

· мониторинг биотической компоненты окружающей природной среды;

· социально-гигиенический мониторинг;

· обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.