🗊Презентация Экологический мониторинг. (Лекция 6)

Экологический мониторинг Ануфриева Е.И., доцент кафедры БЖД, к.ф.-м.н.

Экологический мониторинг – это комплексная система наблюдений за состоянием ОС, оценки и прогноза изменений состояния ОС под воздействием природных и антропогенных факторов.

. Блок-схема экологического мониторинга

Цель экологического мониторинга – информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью Для достижения поставленной цели необходимо дать ответы на следующие вопросы: • каково состояние природной среды в рассматриваемый отрезок времени в сравнении с предшествующим техногенезу состоянием (в относительной или абсолютной форме) и какие изменения (положительные, отрицательные) ожидаются в природной среде в прогнозируемый отрезок времени; Техногенез – это процесс трансформации окружающей среды под воздействием различных видов технической деятельности человека.

в чем причины происшедших изменений и возможных изменений в будущем (в том числе нежелательных, губительных, критических) и что явилось, является или будет являться источником этих изменений (как правило, вредных техногенных воздействий);

• какие воздействия на данную локальную природную среду, определяемые исходя из выработанной для данного случая критериальной основы оценок функции «полезности – вредности», являются вредными (нежелательными или недопустимыми);

какой уровень техногенных воздействий, в том числе в совокупности с естественными или стихийными процессами и воздействиями, происходящими в рассматриваемой природной среде, является допустимым для природной среды и какие резервы имеются у природной среды для саморегенерации состояния; • какой уровень техногенных воздействий на природную среду, отдельные ее компоненты и комплексы является недопустимым или критическим, после которого восстановление природной среды до уровня экологического баланса является неосуществимым.

Объектами экологического мониторинга являются: Источники (предприятия, транспорт и т.п.) и факторы (загрязняющие вещества, шум, излучения) антропогенных воздействий Состояние природной среды, ее отдельных компонентов и их реакция на указанные воздействия Состояние здоровья и условий жизнедеятельности

Виды мониторинга Глобальный (биосферный); Фоновый (базовый) Национальный (государственный); Региональный (геосистемный); Локальный (биоэкологический); Импактный

По методам ведения мониторинга контактный приборный (опробование), неконтактный дистанционный (авиационный, космический), биоиндикационный (с помощью биоиндикаторов)

По целям мониторинга : научно-исследовательский, диагностический, фоновый, чрезвычайных ситуаций Функционального состояния человека, контрольный, прогнозный и др.

Приоритетные направления экологического мониторинга

Определение приоритетов Основывается на свойствах загрязнителей и возможности организации наблюдений Проводится по следующим критериям: — размер фактического или возможного эффекта на здоровье и благополучие человека, на климат или экосистемы; — склонность к деградации в окружающей природной среде и накоплению в человеке и пищевых цепях; — возможность химической трансформации в физических и биологических системах, в результате чего вторичные (дочерние) вещества могут оказаться более токсичными или вредными;

--- мобильность, подвижность загрязняющих веществ; — фактические или возможные тенденции концентрации в окружающей среде и (или) в человеке; — частота и (или) величина воздействия; — возможность измерений; — значение для оценки состояния окружающей среды; — пригодность с точки зрения всеобщего распространения для равномерных изменений в глобальной или субрегиональной программах.

Классификация приоритетных загрязняющих веществ по классам приоритетности

Глобальный (биосферный) мониторинг Глобальный мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества. Это система наблюдений за общепланетарными изменениями атмосферы, гидросферы, растительного и почвенного покрова, животного мира.

ГСМОС

Существуют 22 сети действующих станций системы глобального мониторинга, а также международные и национальные системы мониторинга. Существуют 22 сети действующих станций системы глобального мониторинга, а также международные и национальные системы мониторинга. Одна из главных идей мониторинга - выход на принципиально новый уровень компетентности во время принятия решений локального, регионального и глобального масштабов.  

Характеризуемые показатели — радиационный баланс, — тепловой перегрев, — глобальные балансы СО2 и О2 — загрязнение атмосферы, — загрязнение больших рек и водоемов, — глобальное распространение загрязнения почв

ЕГСЭМ В каждой стране глобальный мониторинг ведется по своей национальной программе. В России вопросами глобального мониторинга занимается Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), формирование которой начато в 1993 году.

ЕГСЭМ призвана обеспечивать органы государственного управления и природопользования современной и достоверной информацией о состоянии природной среды в различных регионах России. Эта информация позволяет принимать взвешенные и обоснованные решения в области охраны природы и обеспечения экологической безопасности.

ЕГСЭМ решает следующие задачи: • разработка программ наблюдений за состоянием окружающей природной среды (ОПС) на территории России, в её отдельных регионах и районах; • организация наблюдений и проведение измерений показателей объектов экологического мониторинга; • обеспечение достоверности и сопоставимости данных наблюдений как в отдельных регионах и районах, так и по всей территории России; • сбор и обработка данных наблюдений; • организация хранения данных наблюдений, ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку на территории России и в отдельных её районах;

• гармонизация банков и баз экологической информации с международными эколого-информационными системами; • гармонизация банков и баз экологической информации с международными эколого-информационными системами; • оценка и прогноз состояния объектов ОПС и антропогенных воздействий на них, природных ресурсов, откликов экосистем и здоровья населения на изменение состояния ОПС; • организация и проведение оперативного контроля и прецизионных изменений радиоактивного и химического загрязнения в результате аварий и катастроф, а также прогнозирование экологической обстановки и оценка нанесённого ОПС ущерба; • обеспечение доступности интегрированной экологической информации широкому кругу потребителей, включая население, общественные движения и организации;

• информационное обеспечение органов управления состоянием ОПС, природных ресурсов и экологической безопасностью; • разработка и реализация единой научно технической политики в области экологического мониторинга; • создание и совершенствование организованного, правового, нормативного, методологического, методического, информационного, программно-математического, аппаратурно-технического обеспечения функционирования ЕГСЭМ.

ЕГСЭМ включает в себя следующие основные компоненты: • мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду; • мониторинг загрязнения абиотического компонента окружающей природной среды; мониторинг биотического компонента окружающей природной среды; • социально-гигиенический мониторинг; • обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

Объем работ, осуществляемых в рамках ЕГСЭМ: - Наблюдения за качеством атмосферного воздуха на стационарных постах в 334 городах России, на каждом из постов измеряется концентрация в воздухе от 5 до 25 загрязняющих веществ. - Наблюдения за трансграничным переносом загрязняющих веществ. Наблюдения ведутся на западной границе России, наблюдательная сеть состоит из 3 станций. При проведении исследований контролируется содержание в пробе воздуха атмосферного аэрозоля, диоксида серы и диоксида азота.

- Наблюдения за загрязнением пресных вод суши по всем основным водотокам и водоемам (более 200 водных объектов, из которых берется около 40 000 проб в год). - Наблюдения за загрязнением морской воды по гидрохимическим показателям на 623 морских станциях. - Наблюдения за состоянием почв: в течение года берется от 30 000 до 50 000 проб в 300-500 хозяйствах.

- Наблюдения за загрязнением снежного покрова - ведутся на 645 метеостанциях, охватывающих площадь в 120 км2. -Наблюдения за состоянием растительного покрова осуществляются на 40 постах наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности. Общее руководство деятельностью ЕГСЭМ осуществляет Министерство природных ресурсов и экологии РФ (Росгидромет).

ЕГСЭМ как центр единой научно-технической политики в области экологического мониторинга должна обеспечивать: • координацию разработки и выполнения программ наблюдений за состоянием окружающей среды; • регламентацию и контроль сбора и обработки достоверных данных; • хранение информации, ведение специальных банков данных;

• деятельность по оценке и прогнозу состояния объектов окружающей природной среды, природных ресурсов, откликов экосистем и здоровья населения на антропогенное воздействие; • доступность экологической информации широкому кругу потребителей.

Структурные звенья любой подсистемы ЕГСЭМ - измерительная система (средства и методы измерения); - информационная система (базы и банки данных технико-экономической, правовой, санитарно-гигиенической, медицинской и биологической направленности); - системы моделирования и оптимизации показателей наблюдаемых объектов; - системы восстановления и прогноза полей экологических и метеофакторов; - система подготовки решений и доведения их (а также самой экологической информации) до потребителей.

Измерительная система Построение измерительного комплекса систем ЭМ основывается на использовании точечного и интегрального методов измерений с помощью стационарных (стационарные посты наблюдения) и мобильных (автомобили-лаборатории и аэрокосмические средства) технических средств измерений.

Информационная система Получение информации обеспечивается тремя группами приборов, измеряющими: фоновые показатели (обычно на минимальном уровне содержаний), фактические концентрации ЗВ вблизи источников загрязнения ОС или в местах работы и проживания населения, метеорологические характеристики (скорость и направление ветра, температуру, давление, влажность атмосферного воздуха и пр.). Значительно повышается оперативность системы за счет ее автоматизации.

Фоновый мониторинг Одним из направлений глобального мониторинга является фоновый (базовый) мониторинг, проводящийся в биосферных заповедниках. Фоновый мониторинг - представляет собой наблюдение за общебиосферными природными явлениями и процессами без наложения на них региональных техногенных явлений.

Методика наблюдений и оборудование, установленное на этих станциях, унифицированы в соответствии с международными соглашениями. Наземные базовые (фоновые) станции размещаются на территории биосферных заповедников . На территории Российской Федерации имеется 18 биосферных заповедников, в 6 из которых размещены базовые станции.

Океанические станции базового (фонового) мониторинга размещены на материковых побережьях и островах Тихого океана: в Беринговом море, в заливе Аляски, на Японских островах, Марианских островах, в районах Большого Барьерного рифа и Перуанского желоба.

Для того, чтобы оценить современное фоновое состояние окружающей среды, на наземных базовых станциях ведут наблюдения за гидрометеорологическими показателями (в том числе - за мутностью атмосферы и кислотностью воды), радиационными показателями (в том числе - за ультрафиолетовым излучением), а также периодически измеряют концентрацию наиболее распространенных загрязняющих веществ (тяжелых металлов, оксидов углерода, углеводородов, бензапирена, фенола и радионуклидов) в воде, воздухе, почвах и тканях растений.

Измерения проводятся 1 раз в 10-20 дней для воздуха и атмосферных осадков, и 1 раз в 2-6 месяцев - для поверхностных и подземных вод, почв и биоты. На океанических базовых станциях ведут наблюдения за показателями здоровья живых организмов, обитающих в океане. При этом оценивается скорость их роста и размножения, потребление ими кислорода, количество генетических мутаций и т. п.

Сеть станций должна охватывать каждый из типов биомов на Земле. Общее количество необходимых станций оценено в 20-40 единиц. По обязательным и желательным критериям отбираются заповедники, которые можно потенциально использовать для проведения глобального фонового мониторинга.

Критерии отбора биосферных заповедников для целей фонового мониторинга

Программа наблюдений за содержанием загрязняющих веществ на сухопутных фоновых станциях

Национальный (государственный) мониторинг Национальный мониторинг — слежение за взаимодействием природы и человека в зональных биосферных заповедниках (станциях) на территории государства для получения информации об изменениях качества среды. Необходимы постоянные исследования фоновых характеристик состояния природной среды, наблюдения за экосистемами для определения предельно допустимого воздействия деятельности человека на них.

Региональный (геосистемный): Система наблюдений на региональном уровне за изменениями окружающей среды в процессе природопользования, особенно в интенсивно осваиваемых районах (его часто называют хозяйственным). Региональный мониторинг - это наблюдения за явлениями и процессами в пределах отдельного региона, в котором эти процессы отличаются по своему характеру или течению от общебиосферного фона. Региональный мониторинг осуществляют работники гидрометеорологической, гидрохимической, агрохимической, лесоустроительной, сейсмологической и других служб.

Локальный (биоэкологический): Локальный мониторинг включает наблюдения за отдельными изменениями компонентов природной среды в результате воздействия конкретных загрязнителей (загрязнение воздуха, воды, почв под влиянием предприятий, строек, воздействие мелиоративных систем на почвы, растительность). Локальный мониторинг обычно ведут применительно к отдельным объектам, например, лесным, водным, горным, которые чаще всего подвержены интенсивным антропогенным воздействиям. Его конечная цель состоит в обеспечении такой стратегии хозяйствования, при которой концентрации приоритетных загрязняющих веществ антропогенного происхождения не выходят за допустимые пределы (т.е. ПДК). Разновидность локального — импактный мониторинг осуществляется, как правило, в особо опасных зонах и местах.

Импактный мониторинг Импактный мониторинг - мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий на окружающую среду в особо опасных зонах и местах.

Проведение мониторинга Проектирование системы мониторинга включает в себя следующие основные процедуры: 1) Выделение объекта наблюдения. 2) Обследование объекта наблюдения. 3) Составление информационной модели объекта наблюдения, выбор параметров и характеристик, которые будут мониторироваться. 4) Планирование наблюдений (выбор способов и периодичности про- ведения наблюдений).

5) Проведение наблюдений (отбор и анализ проб, фиксация объекта наблюдения на аэро- или космических снимках, статистическая обработка собранных данных и т. д.). 6) Оценка состояния объекта наблюдения. 7) Прогнозирование изменений состояния объекта наблюдения. 8) Представление полученной информации в удобной для использования форме (таблицы, графики, карты и пр.), и доведение еѐ до потребителя.

Локальный мониторинг территорий городских агломераций Ухудшение экологической обстановки в городах вызывает необходимость организации на территории промышленно-городских агломераций многоцелевого комплексного мониторинга, в том числе и с широким применением геофизических средств наблюдения.

. Схема организации комплексного многоцелевого геофизического мониторинга городских агломераций

Дистанционный (космический мониторинг)