🗊Презентация Современные проблемы экологического мониторинга

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Часть 2

ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Целями мониторинга в России являются: выявление и прогноз негативных процессов, влияющих на качество окружающей среды и состояние природных объектов; предотвращение вредных воздействий, вызванных негативными процессами; оценка эффективности мер по охране природных ресурсов; получение информации об управлении и контроле за использованием и охраной природных объектов.

ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Природоохранная деятельность в условиях интенсивного антропогенного воздействия на окружающую среду должна обеспечивать решение триединой задачи: сохранение и восстановление природных экосистем; обеспечение безопасного проживания населения; обеспечение устойчивого развития экономики.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ Основными структурными элементами экологического мониторинга являются: система представительных точек наблюдения; система необходимых и достаточных индикаторов; система датчиков, обеспечивающих заданную индикацию; сети съема и передачи сигналов; периферические блоки обработки и архивирования данных; центральный блок обработки и отображения информации; геоинформационная и экспертная системы.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ Основные объекты экологического мониторинга: природные среды (атмосферный воздух, поверхностные воды суши, морские воды, почва и земной покров, ландшафты, геологическая среда) источники антропогенного воздействия, приводящие к поступлению в окружающую среду токсичных, опасных и экологически вредных веществ (сточные воды, промышленные выбросы и т.д.), к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, изменению ландшафта территорий; природные ресурсы (водные, земельные, лесные и прочие биологические); факторы воздействия среды обитания (шум, тепловое загрязнение, физические поля); состояние биоты, ее ареалов и экосистем.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ При организации экологического мониторинга должны учитываться определенные приоритеты. По территориям высший приоритет должен быть отдан городам, зонам питьевой воды и местам нерестилищ рыб; по средам — атмосферному воздуху и воде пресноводных водоемов; по ингредиентам воздуха — пыли, двуокиси серы и продуктам ее превращений (серной кислоте и сульфатам), тяжелым металлам (ртути, свинцу, кадмию, окиси углерода и окислам азота NOx, канцерогенным веществам, хлорорганическим пестицидам, нефти и т.д.; по источникам загрязнений в городах — автотранспорту, ТЭС, предприятиям цветной металлургии и т.д.

Анализ состояния действующих в стране систем ведомственных средств наблюдения и контроля природной среды показывает, что все они имеют ряд следующих существенных недостатков: Анализ состояния действующих в стране систем ведомственных средств наблюдения и контроля природной среды показывает, что все они имеют ряд следующих существенных недостатков: недостаточная представительность концептуальной базы проводимого комплекса эколого-информационных работ; разобщенность и методическая несовместимость ведомственных служб экологического контроля, дублирование работ различными ведомствами, слабая степень автоматизации процессов получения, передачи, обработки, хранения и доведения информации до потребителя; отсутствие вневедомственной сети центров обработки экологической информации, единых унифицированных методик и программ измерения экологических параметров окружающей среды, алгоритмов комплексной обработки экологических данных и прогностических моделей оценки экологической обстановки применительно к полному комплексу природоохранных мероприятий и рациональному использованию природных ресурсов; значительное отставание в оснащении станций, постов и обсерваторий современным парком приборов и метрологическим обеспечением; несовершенство применяемой методологии мониторинга; ориентировка работ по экологическому мониторингу на второстепенные процессы и явления в виде аномальных изменений отдельных компонентов среды без учета интегральных воздействий техносферы на природу.

ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА Основные проблемы организации мониторинга связаны с решением трех главных задач: создание сети пунктов наблюдения; возможность оперативного контроля объектов; выбор контролируемых параметров и показателей состояния объектов и индивидуальных аналитических параметров, необходимых и достаточных для адекватного описания состояния экосистемы.

ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА Для построения системы оперативного экологического контроля необходимо создание методологии и аппаратуры автоматического оперативного слежения за возможными экологическими правонарушениями на базе следующих приборов контроля: приборы типа «химический сторож» для автоматического контроля возможных нелегальных залповых сбросов и отбора проб сбросов; приборы типа «черный ящик» для автоматического непрерывного контроля и документирования состояния вод, сбрасываемых предприятиями или станциями очистки и воздушных выбросов предприятий промышленно-энергетического комплекса; приборы типа «анализатор отпечатков пальцев» для идентификации виновников загрязнения путем сравнения состава веществ загрязнения и состава вещества в потенциальных (подозреваемых) источниках загрязнения; приборы для автоматического отбора, хранения и подготовки к анализу пробы объектов окружающей среды в непрерывном (online) режиме.

ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА Проблемы определения степени антропогенной нагрузки на водоемы и объемов переносов веществ-загрязнителей не могут быть решены периодическим отбором и анализом проб. Необходима непрерывная фиксация в реальном времени контролируемых параметров, поскольку, во-первых, длительность генерации аварийных и нелегальных сбросов может быть много меньше интервала между измерениями, во-вторых, достоверная оценка суммарных потоков загрязнения возможна не по отдельным значениям рядов наблюдений, а по интегралу контролируемого параметра по времени.

ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА Эффективна установка датчиков интегральных показателей воды в гидросооружениях в репрезентативных точках акваторий. Непрерывная информация об изменении контролируемых параметров поступает в реальном времени на терминалы природоохранных органов, позволяя доказательно фиксировать как общий объем загрязнений, так факты и объемы аварийных и нелегальных сбросов.

ДИСТАНЦИОННЫЕ И КОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ Аппаратура, установленная на спутниках, обеспечивает регистрацию цифровой информации в видимом, ближнем инфракрасном и тепловом диапазонах электромагнитного спектра. Решаются задачи природопользования и экологического контроля: классифицируются земные покровы, фенологические фазы и болезни растений, вызываемые антропогенными воздействиями; оценивается газовый состав атмосферы; выполняется слежение за водной и ветровой эрозией почв; определяются границы снежного покрова, затопления и разливов рек; идентифицируются многие антропогенные изменения в окружающей среде, например, лесные пожары; обнаруживаются крупные выбросы вредных веществ в атмосфере и Мировом океане; контролируется состояние озонового слоя.

ДИСТАНЦИОННЫЕ И КОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ В настоящее время разработаны методики и программное обеспечение расчета температуры (теплового потока с поверхности), содержания взвеси, фитопланктона и прибрежной растительности по многоспектральным цифровым космическим данным. Имеются банки цифровых космических данных с глубиной поиска до 10 лет. Поэтому основными задачами дистанционного мониторинга водоемов являются: прослеживание потоков загрязненных вод, попадающих в сток рек, при различной метеообстановке и в различные сезоны. Выявление условий минимального и максимального расхода вод; разработка рекомендаций по квотированию нагрузок на элементы водного бассейна; контроль выполнения международных обязательств и бассейнового соглашения; прослеживание тенденций изменения экологической ситуации в последние 8—10 лет.

ПАНЪЕВРОПЕЙСКИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Российская сеть Мониторинга загрязнения лесов (ICP-Forests) представлена исключительно на северо-западе РФ. Наблюдения по сети 32 х 32 км (первый уровень сложности) на этих пробных площадях ведутся с 1993 г., а на территории Кингисеппского и Сланцевского районов удалось сформировать сеть 16 х 16 км и создать две площадки второго уровня сложности. Программа имеет две главные задачи: продолжение мелкомасштабного мониторинга воздушных выпадений загрязняющих веществ на лесные биоценозы; исследование причинно-следственных связей между значениями биоиндикационных параметров, характеризующих здоровье лесных экосистем, величиной и составом нагрузок. Решение обеих задач обеспечивается совмещением наблюдений первого (систематическое обследование площадок по сокращенному набору параметров и с низкой периодичностью) и второго уровня (непрерывный многопараметровый мониторинг лесных систем с распознаванием факторов и процессов аэротехногенного загрязнения лесов).

ПАНЪЕВРОПЕЙСКИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Основным объектом наблюдений служат сосновые насаждения как наиболее чувствительные к атмосферному загрязнению. Применяется кислотное разложение образцов при подготовке проб к анализу («мокрое» озоление), минимизирующее препараторские погрешности и наиболее согласующееся с идеологией используемых методов анализа, требующих высокой гомогениза­ции препаратов и постоянства состава их матрицы. Определяется содержание 16 элементов: Al, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe (общее), К, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, S, V, Zn, которые отражают специфику промвыбросов урбанизированных территорий.

ПАНЪЕВРОПЕЙСКИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Интегральный мониторинг (ICP-IM) предусматривает физические, химические и биологические измерения компонентов экосистем, проводимые одновременно в одних и тех же местах с заданной периодичностью. На практике осуществление интегрального мониторинга сводится к выполнению ряда частных подпрограмм, которые соединяются либо путем получения стандартного набора параметров (анализ межсредовых потоков вещества), либо путем получения стандартного набора параметров на замкнутых микробассейнах (причинно-следственный подход).

ПАНЪЕВРОПЕЙСКИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Программа ICP-IM имеет три главных задачи: Контроль состояния экосистем (микробассейнов водосбора или площадок) и интерпретация наблюдаемых изменений как последствий действия экологических факторов, чтобы создать научную базу для контроля эмиссий; Построение и подтверждение моделей отклика экосистем на типовые сценарии воздействий: а) чтобы оценить отклик на реальные или прогнозируемые изменения загрязняющего стресса; б) чтобы получить региональные оценки, согласующиеся с данными съемок; Проведение биомониторинга для выявления изменений природных компонентов, в особенности для оценки воздушного загрязнения и изменения климата.