§ 7. Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды)

7. Экологический мониторинг

§ 7. Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды)

Есликачество природной среды не соответствуетнормативным требованиям, необходимопроводить специальные мероприятия позащите окружающей среды. Для этогонеобходима информация о фактическомсостоянии природных объектов. Дляэффективного управления качествомокружающей природной среды организованасистема экологического мониторинга.

Мониторингсостояния окружающей среды − это системанепрерывных наблюдений за состояниемсреды и прогнозирование изменений этогосостояния. Объектами мониторинга могутбыть природные, антропогенные иприродно-антропогенные экосистемы.

БиосфераЗемли постоянно меняется. Естественныеизменения изучаются геофизическимислужбами: гидрометеорологической,сейсмической, ионосферной, гравиметрической,магнитометрической и т.п. Чтобы на фонеестественных изменений выявитьантропогенные процессы, необходимыпостоянные наблюдения.

Различаютследующие основные уровни мониторинга.

Глобальныймониторинг− на уровне всей планеты. При этомведется наблюдение за всей биосферойв целом, решаются задачи планетарногопорядка. Глобальный мониторингосуществляется на базе международногосотрудничества, его базой являетсясовременная вычислительная и космическаятехника.

Повопросам мониторинга биосферы с 1974г. проводятся межправительственныесовещания. За каждой страной закрепленыопределенные объекты мониторинга.

Национальныймониторинг −в пределах отдельный государств(например, мониторинг РоссийскойФедерации).

Региональныймониторинг− на уровне отдельных регионов (например,мониторинг Омской области).

Локальныймониторинг− на уровне населенных пунктов.

Импактныймониторинг− точечный мониторинг источниковзагрязнения и опасных зон.

Взависимости от целей и объектов мониторингможно разделить на санитарно-гигиенический,экологический и климатический.

Санитарно-гигиеническиймониторингпредставляет собой контроль надзагрязнением окружающей среды исопоставление ее качества с ПДК.

Основнымипоказателями в санитарно-гигиеническоммониторинге являются:

-комплексные оценки санитарного состоянияприродных объектов (выраженные в баллах,процентах или других единицах);

-индексы загрязнения (ИЗ); общий принципрасчета индексов загрязнения следующий:вначале определяется степень отклонениякаждого загрязнителя от его ПДК, затемполученные величины объединяются всуммарный показатель.

Пополученным результатам делается выводо санитарно-гигиеническом состоянииобъекта.

Экологическиймониторинг имеет целью оценку и прогноз антропогенныхизменений в экосистемах и ответнойреакции на них живых организмов. Приэтом основное внимание уделяетсяизучению всей экосистемы, а не толькоотдельных популяций живых организмов.В качестве критериев в экологическоммониторинге используются следующие:

-сбалансированность процессов образованияпродукции и деструкции;

-величина первичной продуктивности;

-скорость круговорота веществ.

Основнойцелью экологического мониторингаявляется определение отклика экосистемна антропогенные нарушения. Для этогоиспользуют различные индексы, основанныена теории информации. Примеров можетслужить индекс видового разнообразияШеннона (Н):

гдеN− общее число особей; s− число видов;

Ni− число особей i−тоговида.

Этотиндекс отражает тот факт, что при любомнегативном воздействии разнообразиевидов в биоценозе уменьшается, ачисленность устойчивых видов возрастает.Так, на незагрязненных участках индексШеннона может быть равен 2,0 − 5,0, в товремя как на аналогичных загрязненных участках он составляет 0,1 − 1,9.

Кромеснижения численности, реакцией экосистемына загрязнение может быть снижение ееустойчивости, что также определяетсяспециальными индексами и функциями.

Особенностьюэкологического мониторинга являетсято, что малозаметные при изучении одногоорганизма эффекты приобретают большоезначение при рассмотрении всей экосистемыв целом.

Климатическиймониторинг− служба контроля и прогноза колебанийклиматической системы.

Структурусистемы мониторинга можно представитьс помощью четырех основных блоков:«наблюдение за состоянием окружающейсреды», «оценка фактического состояниясреды», «прогноз будущего состояниясреды», «оценка прогнозируемого состояниясреды». Процесс мониторинга лежит воснове управления качеством окружающейсреды (рис.18).

Основныеспособы наблюдения за состояниемокружающей среды

Рис.18. Структура системы мониторинга

1)Контрольно-замерныестанции− специально оборудованные лаборатории,которые бывают передвижными истационарными. В России с конца 60-х годовдействует общегосударственная наблюденияи контроля за состоянием окружающейсреды. Наблюдения ведутся на трехуровнях:

-локальном (локальные контрольно-замерныестанции и вычислительные центрыобработки информации);

-региональном (обработка всей поступающейот локальных станций информации нарегиональном уровне);

-государственном − главный центробработки данных.

2)Автоматизированныесистемы слежения за качеством окружающейсреды −электронные, полностью автоматизированныесистемы наблюдения, позволяющиеоперативно отслеживать изменениясостояния среды в автоматическом режиме.Автоматические системы фиксируютзалповые, аварийные выбросы в различноевремя суток, не прерывая свою работу впраздничные и выходные дни.

3)Биологическаяиндикация− перспективный метод наблюдения засостоянием среды. Она основана на реакцииразличных организмов на загрязнениеокружающей среды.

Биологическая индикациялежит в основе биомониторинга −наблюдение за качеством окружающейсреды с помощью специально выбранныхдля этой цели живых организмов.

Например,биомониторинг водной среды, применяемыйРосгидрометом, оценивает состояниепланктона, безпозвоночных и другихмелких организмов. Качество воздухаоценивается при помощи лишайников,деревьев и кустарников, их состояния,биомассы и окраски.

Внекоторых случаях биоиндикация становитсянезаменимым источником информации.Так, например, при быстром разложениипестицидов трудно иначе оценить ихисходные концентрации в почве.

Биоиндикаторывыбирают с учетом следующих особенностей:

-быстрота реакции;

-надежность (ошибка менее 20 %);

-простота наблюдения;

-мониторинговые возможности (постоянноеприсутствие в среде).

Чащевсего применяют следующие растения-индикаторы(так называемые тест-организмы):

-одноклеточные зеленые водоросли;

-простейшие (например, инфузория-туфелька);

-членистоногие (рачки-дафния);

-мхии лишайники;

-цветковые.

Прибиоиндикации сравнивают состояниетест-организмов с контрольнымиэкземплярами.

Например,при загрязнении почвы солью на листьяхлипы появляются черные пятна. Загрязнениеатмосферы сернистым газом обуславливаетпятна на листьях подорожника.

4)Индикаторынеживой природы(снег, торф)также позволяют судить осостоянии окружающей среды. Например,исследование снега проводится вблизипредприятия в конце зимы, полученныерезультаты затем пересчитывают наединицу времени и экстраполируют нагод.

5)Методыдистанционного наблюдения(космические системы, спутники, и т. п.)широко применяют для оценки глобальныхизменений биосферы. Особенно эффективнысистемы трехуровнего наблюдения спомощью спутниковых систем, самолетови наземных служб.

Наоснове наблюдаемого состояния средыстроится прогноз об ее будущем состоянии.Задачи экологическогопрогнозированиясостоят в разработке прогнозирующихмоделей и оценке достоверности прогнозов.

Присоставлении экологических прогнозовиспользуются разнообразные методыисследования: сравнительный, методаналогий, экстраполярный и т.п.

Методыпрогнозирования будущего состоянияэкосистем можно разделить на качественныеи количественные. Качественныеосновываются на логическом анализеобъектов, используя установленныезакономерности. Количественныезаключаются в математическом анализепостроенных моделей сложных систем.

Чащевсего разрабатываются модели промышленныхобъектов и территорий с разной глубинойих проработки. Моделирование обычноосуществляется на двух уровнях:

первыйуровеньобеспечивает моделирование технологическихпроцессов отдельных производств сучетом их локального воздействия наокружающую среду;

второйуровеньпредставляет собой эквивалентноемоделирование на основе общих показателейработы групп промышленных объектовцелого административного региона, сцелью оперативного прогнозированияэкологической обстановки.

Моделимогут быть детерминированными (даватьточный прогноз состояния системы) ивероятностными (предсказывать событияс некоторой долей вероятности).

Примоделировании строят поля загрязнения(по данным прямых измерений или врезультате решения ряда уравнений,описывающих рассеяние примесей). Наоснове этого оценивается экологическаяситуация в регионе.

Выводы,сделанные на основе моделей, могутносить объяснительный характер (т.е.объяснять ситуации в прошлом) ипрогнозировать ситуации в будущем. Наоснове новых данных и сведений моделимодифицируются; весь процесс повторяетсяциклически по тому же контуру. Такимобразом, любая модель носит временныйхарактер. Нет единственно правильноймодели.

Анализпрогнозируемого состояния экосистемпозволяет выбирать приоритетныеприродоохранные мероприятия.

Источник: https://studfile.net/preview/4428168/page:38/

5.7. Экологический мониторинг

§ 7. Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды)

5.7.1.Понятие экологического мониторинга иего виды. Вконце 60-х г.г. прошлого века многие страныосознали, что необходима координацияусилий по сбору, хранению и переработкеданных о состоянии окружающей среды. В1972 г.

в Стокгольме прошла конференцияпо охране окружающей среды под эгидойООН, где впервые возникла необходимостьдоговориться об определении понятия“мониторинг”.

Решено было под мониторингомокружающей среды понимать комплекснуюсистему наблюдений, оценки и прогнозаизменений состояния окружающей средыпод влиянием антропогенных факторов.Термин появился как дополнение к термину“контроль состояния окружающей среды”.

Внастоящее время подмониторингом понимают совокупностьнаблюдений за определенными компонентамибиосферы, специальным образоморганизованными в пространстве и вовремени, а также адекватный комплексметодов экологического прогнозирования.

Выделяютразличные видымониторингав зависимости от критериев:

  • биоэкологический (санитарно-гигиенический);

  • геоэкологический (природно-хозяйственный);

  • биосферный (глобальный);

  • геофизический;

  • климатический;

  • биологический;

  • здоровья населения и др.

Особуюроль в системе экологического мониторингаиграет биологическиймониторинг,т.е. мониторинг биологической составляющейэкосистемы (биоты).

Биологическиймониторингэто контрольсостояния окружающей природной средыс помощью живых организмов.

Главный метод биологического мониторинга– биоиндексация, смысл которой заключаетсяв регистрации любых изменений в биоте,вызванных антропогенными факторами.

Вбиологическом мониторинге могут бытьиспользованы не только биологические,но и любые другие методы, напримерхимический анализ содержания загрязняющихвеществ в живых организмах.

5.7.2.Основныезадачи экологического мониторинга.Это наблюдениеза состоянием биосферы, оценка и прогнозее состояния, определение степениантропогенного воздействия на окружающуюсреду, выявление факторов и источниковвоздействия.

Вконечном счете, цельюэкологическогомониторинга являетсяоптимизация отношений человека сприродой, экологическая ориентацияхозяйственной деятельности..

Экологическиймониторинг возник на стыке экологии,биологии, географии, геофизики, геологиии других наук.

Цели, методическиеподходы и практика мониторинга на разныхуровнях отличаются.

Задачеймониторинга налокальном уровнеявляется определение параметров моделей“поле выбросов – поле концентраций”.Объектом воздействия на локальномуровне является человек.

Нарегиональном уровнеподход к мониторингу основан на том,что загрязняющие вещества, попадая вкруговорот веществ в биосфере, изменяютсостояние абиотической составляющейи, как следствие, вызывают изменения вбиоте (экзогенные сукцессии).

Любоехозяйственное мероприятие, проводимоев масштабе региона, сказывается нарегиональном фоне – изменяет состояниеравновесия абиотической и биологическойкомпоненты. Так, например, состояниерастительного покрова, в первую очередьлесов, существенно влияет на климатическиеусловия региона.

5.7.3.Экологический мониторинг в Украине ив мире.В Украинеещё необходимо создавать государственнуюсистему экологического мониторинга,которая осуществляла бы:

  • мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;

  • мониторинг загрязнения абиотической компоненты;

  • мониторинг биотической компоненты;

  • обеспечение создания и функционирования экологических и информационных систем.

Такаяслужба должна включать в себя специальнуюслужбу наблюдений, которая осуществлялабы такие основные виды наблюдений, какнаблюдение за состоянием загрязнениявоздуха в городах и промышленных центрах,загрязнения почвы, загрязнения пресныхи морских вод, трансграничным переносомвеществ, загрязняющих атмосферу,химическим и радионуклидным составоми кислотностью атмосферных осадков изагрязнением снежного покрова и др.

Государственнаяслужба экологического мониторингадолжна предусмотреть осуществлениетаких видов работ: режимные наблюдения,оперативные работы, специальные работы.

Идеясоздания Глобальнойсистемы мониторинга окружающей среды(ГСМОС) былавысказана на Стокгольмской конференцииООН по окружающей среде в 1972 г. реальныеосновы ГСМОС были заложены на специальнойвстрече в Найроби (Кения) в 1974 г., гдебыла уточнена роль агентов и государств– членов ООН.

Внастоящее время создана мировая сетьстанций фонового мониторинга, на которыхосуществляется слежение за определеннымипараметрами состояния окружающейприродной среды. Наблюдения охватываютвсе типы экосистем: водные (морские ипресноводные) и наземные (лесные, степные,пустынные, высокогорные). Эта работапроводится под эгидой ЮНЕП.

Станциикомплексного фонового мониторингаУкраины расположены в биосферныхзаповедниках (Черноморский, Аскания-Нова)и являются частью глобальных международныхнаблюдательных сетей.

5.8.Модели и прогнозы развития человеческогообщества и природы. Ещесравнительно недавно прогнозы измененияусловий жизни на нашей планете строилисьна основе весьма приближенных расчетови интуитивных соображений.

В последниегоды, с развитием теории и практикиматематического моделирования ивычислительной техники, положениезначительно изменилось.

Используясведения о современных запасах полезныхископаемых, энергетических и другихресурсах, об уровне промышленного исельскохозяйственного производства,росте народонаселения и степенизагрязнения среды, можно, составивсоответствующие уравнения, моделироватьизменения того или иного интересующегонас показателя на ближайшие годы идесятилетия. Можно попытаться построитьи глобальные модели развития человеческогообщества. Первые такие попытки предпринялиамериканские ученые Дж. Форрестер (1971)и его ученик Д. Медоуз (1972). В 1974 г. М.Месарович (США) и Э. Пестель (ФРГ) построилисходную модель состояния человеческогообщества в XXI веке.

Результаты получилисьмалоутешительные. Согласно их прогнозупри сохранении современных темповразвития промышленного производствак середине XXI в. будут исчерпаны основныересурсы и начнется распад общества -“социальная дезинтеграция” ссокращением населения планеты примернов два раза.

Для предотвращения этихпечальных явлений упомянутые авторырекомендуют срочно ограничить всепотребности, остановить рост населения,резко сократить потребление минеральныхресурсов, прекратить рост промышленногопроизводства, переключить средства напроизводство продуктов питания и наборьбу с загрязнением среды. По заключениюЭ. Пестеля и М.

Месаровича, мировоеразвитие должно осуществляться каксистема взаимозависимых и гармоничныхчастей.

Нетруднопонять, что эти рекомендации скольрадикальны, столь и утопичны в условияхсовременного мира.

Данныйсценарий развития предполагает расколмира надвое: на процветающую и безопаснуючасть, которая будет включать в себябольшинство стран Западной и ЦентральнойЕвропы, Восточную Азию и СевернуюАмерику, и значительную часть, состоящуюиз нищих и яростно конфликтующих междусобой территорий, лишенных стабильныхправительств, куда войдут обширныерайоны Африки, Ближнего Востока и ЮжнойАзии, а также, возможно, некоторые уголкиЦентральной и Южной Америки. По третьемусценарию весь мир будет охвачен всерастущим насилием, и обширные его зоныстанут неуправляемыми.

В1976 г. американский футуролог Г. Канвыступил с прогнозом на ближайшие 200лет, в котором, в отличие от пессимистическойокраски первых моделей, рисуетсверхоптимистическую картину. Игнорируяпротиворечия социальных систем, автордекларирует как основной принципразвития общества совершенствованиетехнологии.

Он отмечает, что растущеезагрязнение среды может нейтрализовать”способность экосистем к самоисцелению”,а проблемы энергетического кризисадолжна решать ядерная энергетика. В томже году группой экспертов ООН опубликованпроект “Будущее мировой экономики”,авторы которого более реалистичноподходят к этим проблемам.

Они выделяют15 регионов мира и разрабатывают различныесценарии их развития, для чего имипостроено 2625 математических уравнений,решаемых с помощью ЭВМ.

Авторы приходятк заключению о возможности решения рядаглобальных экономических и экологическихпроблем современного мира путем переходак новому “экономическому порядку наоснове равноправия и демократическихпринципов”.

Такойоптимистический сценарий будущегопредставляет нынешний уровень насилиянад природой как феномен переходногопериода. С этой точки зрения существуетвероятность, что Земной шар для большинстваего обитателей станет местом болеемирным и безопасным.

Альтернативныйсценарий даже страшно представить. Вконечной схватке за верховенство, вкотором каждый считает отстаиваниесвоих национальных интересов правымделом, а государства и народы натравливаютсядруг на друга – не может быть победителей.

Проиграют все, причем слепой эгоизмпревратит гений человека в оружиесамоуничтожения человечества. Пока невидно, под чьим руководством можно былобы предотвратить это.

Вся надежда налюдей – людей, которые потребуют от своихруководителей прозрения откажутсяпойти по пути, который приведетчеловечество к войне с самим собой.

Источник: https://studfile.net/preview/5733892/page:13/

Book for ucheba
Добавить комментарий