какие методы используются для ведения глобального мониторинга
Организация мониторинга окружающей среды
Экологический мониторинг — это система наблюдение оценки и прогноза изменения состояния окружающей сред под влиянием антропогенного воздействия.
Задачами мониторинга являются:
♦ количественная и качественная оценка состояния вол духа, поверхностных вод, климатических изменений, почвенного покрова, флоры и фауны, контроль стоков и пылегазовых выбросов на промышленных предприятиях;
♦ составление прогноза о состоянии окружающей среды;
♦ информирование граждан и об изменениях в окружающей среде.
Основными функциями мониторинга являются контроль качества отдельных компонентов окружающей природной среды и определение основных источников загрязнения. На основании данных мониторинга принимаются решения для улучшения экологической ситуации, сооружают новые очистные сооружения на предприятиях, загрязняющих землю, атмосферу и воду, изменяют системы рубок леса и сажают новые леса, внедряют почвозащитные севообороты и т.д.
Мониторинг чаще всего ведут областные комитеты по гидрометеослужбе через сеть пунктов, проводящих следующие наблюдения: приземные метеорологические, тепло-балансовые, гидрологические, морские и т. д.
Например, мониторинг Москвы включает постоянный анализ содержания оксида углерода, углеводородов, сернистого ангидрида, суммы оксидов азота, озона и пыли. Наблюдения проводят 30 станций, работающих в автоматическом режиме. Информация от датчиков, расположенных станциях, стекается в центр обработки информации. Информация о превышении ПДК загрязнителей поступает в псковский комитет по охране окружающей природной среды и в правительство столицы. Автоматически контролируются и промышленные выбросы крупных предприятии, и уровень загрязнения воды Москвы-реки.
Виды и методы мониторинга
Виды мониторинга.По масштабам обобщения информации различают: глобальный, региональный, импактный мониторинг.
Глобальный мониторинг — это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.
Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного воздействия.
Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.
По методам ведения выделяются следующие виды «мониторинга»:
♦ биологический (с помощью биоиндикаторов);
♦ дистанционный (авиационный и космический);
♦ аналитический (химический и физико-химический анализ).
По объектам наблюдения выделяются:
♦ мониторинг отдельных компонентов окружат щей среды (почвы, воды,
♦ мониторинг биологический (флоры и фауны). Особым видом мониторинга является базовый мониторинг,т. е. слежение за состоянием природных систем, и которые практически не накладываются региональные антропогенные воздействия (биосферные заповедники). Цели базового мониторинга является получение данных, с которыми сравниваются результаты, полученные другими видами мониторинга.
Методы контроля.Состав загрязняющих веществ определяют методами физико-химического анализа (в воздухе, в почве, воде). Степень устойчивости природной экосистем проводят методом биоиндикации.
Видовое разнообразие и высокая численность или, наоборот, отсутствие стрекоз (Odonata) на берегу водоема говорят о его фаунистическом составе: много стрекоз — фауна богата, мало — водная фауна обеднена.
Если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый газ. Только в чистой воде встречаются личинки ручейников (Tnchoptera). А вот малощетинковый червь (Tubifex) обитают лишь в сильно загрязненных водоёмах. В слабозагрязненных водоемах живут многие насекомые, зеленые одноклеточные водоросли, ракообразные.
Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.
Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море и на суше, т. е. при аварии танкеров или при разрыве трубопровода.
Физико-химические методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на анализе отдельных проб.
Почвенный мониторинг предусматривает определении кислотности, потери гумуса, засоления. Кислотность почв определяют по значению водородного показателя (рН) в водных растворах почвы.
Атмосферное загрязнение анализируется газоанализаторами, которые позволяют получить информацию о концентрации в воздухе газообразных загрязнителей. Применит «многокомпонентные» методы анализа: С-, Н-, N- анализаторы и другие приборы, которые дают непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха. Автоматизированные приборы для дистанционного анализа загрязнений атмосферы, сочетающие лазер и локатор, называют лидарами.
Вопросы для самопроверки:
1. Какие факторы обусловливают возникновение экологического риска?
2. Назовите методы ликвидации последствий аварийного загрязнения жидкими токсическими веществами.
3. Назовите методы ликвидации последствий аварийного загрязнения радиоактивными веществами.
4. С какой целью проводится экологический мониторинг?
5. Какие существуют виды экологического мониторинга?
6. Какие существуют виды экологического мониторинга.
7. Какие методы используют для ведения глобального мониторинга?
8. Дайте определение биоиндикации и приведите примеры биологических индикаторов.
Раздел 4.
Тема 4.1. Государственные и общественные мероприятия по предотвращению разрушающих воздействий на природу. Природоохранный надзор.
Цель: ознакомить основные этапы формирования российского законодательства.
1. История российского экологического законодательства.
2. Первый этап (1917—1968 гг.).
3. Второй этап (1969—1988 гг.).
4. Третий этап (1989 г. — по настоящее время).
Виды мониторинга. По масштабам обобщения информации
различают: глобальный, региональный, импактный, базовый мониторинг.
Глобальный мониторинг— это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.
Региональный мониторингохватывает отдельные регионы, в которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного воздействия.
Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.
Базовый мониторингслежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются региональные антропогенные воздействия (биосферные заповедники). Целью базового мониторинга является получение данных, с которыми сравниваются результаты, полученные другими видами мониторинга.
По методам ведениявыделяются следующие виды мониторинга:
— биологический(с помощью биоиндикаторов);
— дистанционный(авиационный и космический);
— аналитический(химический и физико-химический анализ).
По объектам наблюдения выделяются:
— мониторинг отдельных компонентовокружающей среды (почвы,
— мониторинг биологический(флоры и фауны).
Методы контроля.Состав загрязняющих веществ определяют методами физико-химического анализа (в воздухе, почве, воде). Степень устойчивости природной экосистемы проводят методом биоиндикации.
Индицируемый фактор загрязнения среды обитания | Растение-биоиндикатор |
Общее загрязнение | Лишайники и мхи |
Тяжелые металлы | Слива, фасоль обыкновенная |
Диоксид серы (S02) | Ель, люцерна |
Фтористый водород (НF) | Косточковые плоды, гладиолус |
Хлористый водород (НСl) | Береза бородавчатая, земляника лесная |
Аммиак (NH3) | Подсолнечник, конский каштан |
Сероводород (Н2S) | Шпинат, горох |
Фотосмог | Крапива, табак |
Засоленность почв | Галофиты; например, лебеда |
Застойная сырость почв | Мята, полевой хвощ |
Повышенная сухость почв | Ромашка, полынь |
Повышенная влажность почв | Мята, щавель, хвощи |
Повышенная уплотненность почв | Пырей, лютик ползучий |
Песчаность почв | Мокрица, коровяк |
Глинистость почв | Лютик ползучий, одуванчик, дымянка |
Видовое разнообразие и высокая численность или, наоборот, отсутствие стрекоз (Odonata) на берегу водоема говорят о его
Если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый газ. Только в чистой воде встречаются личинки ручейников (Trichoptera). А вот малощитинковый червь (Tubifex), личинки хирономид (Chironomidae) обитают лишь в сильно загрязненных водоемах. В слабозагрязненных водоемах живут многие насекомые, зеленые одноклеточные водоросли, ракообразные.
Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.
В некоторых случаях методу биоиндикации отдают предпочтение, так как он проще, чем, например, физико-химические методы анализа.
Дистанционные методыиспользуются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т. е. при аварии танкеров или при разрыве трубопровода. Другие методы в этих экстремальных ситуациях не дают исчерпывающей информации.
Физико-химические методыиспользуются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на анализе отдельных проб.
Почвенный мониторинг предусматривает определение кислотности, потери гумуса, засоления. Кислотность почв определяют по значению водородного показателя (рН) в водных растворах почвы. Значение водородного показателя измеряют с помощью рН-метра или потенциометра. Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. Количество окислителя оценивают титрометрическим или спектрометрическим методами. Засоление почв, т. е. содержание в них солей,
определяют по значению электрической проводимости, так как известно, что растворы солей являются электролитами.
Атмосферное загрязнение анализируется газоанализаторами, которые позволяют получить информацию о концентрации в воздухе газообразных загрязнителей. Применяют «многокомпонентные» методы анализа: С-, Н-, N- анализаторы и другие приборы, которые дают непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха. Автоматизированные приборы для дистанционного анализа загрязнений атмосферы, сочетающие лазер и локатор, называют лидарами.
Вопросы
1. Дайте определение понятию мониторинг.
2. С какой целью проводится экологический мониторинг?
3. Какие существуют виды мониторинга?
4. Дайте определение биоиндикации и приведите примеры биологических индикаторов.
5. Приведите примеры физико-химических методов мониторинга.
6. Какие методы используются для ведения глобального мониторинга?
Сборник методических указаний (стр. 3 )
| Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 |
Если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый газ. Только в чистой воде встречаются личинки ручейников. А вот малощетинковый червь, личинки хирономид обитают лишь в сильно загрязненных водоемах. В слабозагрязненных водоемах живут многие насекомые, зеленые одноклеточные водоросли, ракообразные.
Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.
В некоторых случаях методу биоиндикации отдают предпочтение, так как он проще, чем, например, физико-химические методы анализа.
Так, английские ученые обнаружили в печени камбалы несколько молекул — индикаторов загрязнения. Когда общая концентрация опасных для жизни веществ достигает критических значений, в клетках печени начинает накапливаться потенциально канцерогенный белок. Его количественное определение проще, чем химический анализ воды, и дает больше информации об ее опасности для жизни и здоровья людей.
Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше. ОКБ им. Илюшина, самолетостроители Луховицкого завода сконструировали и построили «Ил-103» — уникальный самолет для выполнения практически любых задач государственного экологического и земельного мониторинга. Самолет оборудован контрольно-измерительной и телеметрической аппаратурой, спутниковой навигационной системой (GPS), системой спутниковой связи, интерактивным бортовым и наземным измерительно-регистрирующим комплексом. Самолет может летать на высотах от 100 до 3000 м, находиться в воздухе до 5 ч, тратит всего 10—15 л топлива на 100 км и берет на борт помимо пилота двух специалистов. Самолеты-новинки «Ил-103» Авиационного центра специального экологического назначения, базирующиеся на подмосковном аэродроме Мячиково, выполняют дистанционный мониторинг для экологов, авиалесоохраны, служб МЧС и нефтегазопроводного транспорта.
Физико-химические методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на анализе отдельных проб.
Почвенный мониторинг предусматривает определение кислотности, потери гумуса, засоления. Кислотность почв определяют по значению водородного показателя (рН) в водных растворах почвы. Значение водородного показателя измеряют с помощью рН-метра или потенциометра. Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. Количество окислителя оценивают титрометрическим или спектрометрическим методами. Засоление почв, т. е. содержание в них солей, определяют по значению электрической проводимости, так как известно, что растворы солей являются электролитами.
Загрязнение вод определяется химическим (ХПК) или биохимическим (БПК) потреблением кислорода — это количество кислорода, расходуемого на окисление органических и неорганических веществ, содержащихся в загрязненной воде.
Атмосферное загрязнение анализируется газоанализаторами, которые позволяют получить информацию о концентрации в воздухе газообразных загрязнителей.. Автоматизированные приборы для дистанционного анализа загрязнений атмосферы, сочетающие лазер и локатор, называют лидарами.
1. Изучите теоретический материал по заданной теме.
2. Выполните первое задание. Подберите термин к данным определениям. Запишите в таблицу.
3. Выполните второе задание: ответьте на вопросы теста.
4. Выполните третье задание: решить задачу.
5. Выполните четвертое задание: решить задачу.
6. Ответьте письменно на контрольные вопросы.
Задания для практического занятия
Задание 1. Найдите наиболее точное определение следующим терминам: природные ресурсы; экологический мониторинг; загрязнение.
Система наблюдения, оценки и прогноза изменения окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия
Совокупность естественных тел, веществ и явлений природы, которые человек использует для достижения целей, направленных на обеспечение своего существования.
Любые изменения воздуха, вод, почв или пищевых продуктов, оказывающие нежелательное воздействие на здоровье, выживаемость или деятельность человека.
Задание 3. Ответьте на вопросы теста
1. Мониторингом окружающей среды называется регулярное наблюдение за:
а) растительным и животным миром; б) ростом городов; в) сельскохозяйственными культурами.
2 Наблюдения за процессами, происходящими в биосфере Земли относят к мониторингу: а) биологическому; б) глобальному; в) импактному.
3. Для ведения глобального мониторинга используется метод:
а) биологический (с помощью биоиндикаторов); б) физико – химический;
в) дистанционный (авиационный и космический).
4. Определения концентрации загрязнителей в атмосфере, гидросфере почве называется мониторингом:
а) радиоактивным; б) физико – химическим; в) биологическим.
5. Биологический мониторинг предполагает наблюдение за состоянием:
а) горючих ископаемых; б) растений и животных; в) гидрологических ресурсов.
6. Экологический мониторинг, который проводится в особо опасных зонах, непосредственно прилегающих к источнику загрязнения, называется:
а) биологическим; б) импактным; в) глобальным.
Задание 3. Решите задачу:
Будет ли превышен уровень ПДК ртути в комнате, если в ней разбит термометр?
Площадь комнаты 17 м2, высота потолков 3,2 м, масса разлившейся ртути 1г.
1. Объем комнаты: V=S*h,
S – площадь комнаты, м2
2. Определите концентрацию ртути в комнате:
Задание 4. Решите задачу:
Водоем, в котором разводили товарную рыбу, был загрязнен сточными водами, содержащими 10кг фтора (Мф). Можно ли употреблять эту рыбу в пищу, если по каждой ступени пищевой цепи происходит накопление токсичных веществ в 10-кратном размере?
Площадь водоема 100 м2 (S), глубина 1000кг/ м3 (р).
1. Определить объем водоема: V=Sхh, м3
2. Масса загрязненной воды: М воды = Vхp, кг
3. Определить концентрацию фтора в воде: Сф. воды = Мф/Мв
4. Составить схему пищевой цепи и определите концентрацию фтора в рыбе:
Сф рыбы = 100хСф воды
1. С какой целью проводится экологический мониторинг?
2. Какие существуют методы мониторинга?
3. Дайте определение биоиндикации и приведите примеры биологических индикаторов.
4. Приведите примеры физико-химических методов мониторинга.
5. Какие методы используются для ведения глобального мониторинга?
1. Ознакомиться с теоретическим материалом по практической работе.
2. Выполнить предложенные задания согласно варианту по списку группы.
3. Продемонстрировать результаты выполнения предложенных заданий преподавателю.
4. Ответить на контрольные вопросы.
Практическая работа № 3
— научиться, на основании полученных результатов водного мониторинга делать анализ, формировать выводы и обобщения;
— научиться делать прогноз состояния экосистемы водоема в результате его загрязнения.
Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:
— анализировать и прогнозировать экологические последствия различных видов антропогенной деятельности;
— причины и виды загрязнений гидросферы;
— методы очистки водоемов.
Обеспеченность занятия (средства обучения):
2. Таранцева в специальность. Учебное пособие. Пенза: Изд-во Пенз. Технол. Ин-та, 2009 г.
1. Методические указания для выполнения практических работ.
Технические средства обучения:
1. Рабочая тетрадь, журнал для выполнения практических работ.
2. Калькулятор (простой).
3. Карандаш простой.
4. Чертежные принадлежности (линейка).
Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы.
Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды
Распределение водных масс в гидросфере Земли
Урок «Понятие мониторинга среды. Виды и методы мониторинга. Экологический мониторинг»
Понятие мониторинга среды. Виды и методы мониторинга. Экологический мониторинг
Мониторинг и его виды.
Огромное значение в организации рационального природопользования имеет изучение проблем природопользования на глобальном, региональном и локальном уровнях, а также оценка качества окружающей человека среды на конкретных территориях, в экосистемах различного ранга.
Мониторинг — это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности.
Наряду с отрицательным влиянием на природу человек может в результате хозяйственной деятельности оказывать и положительное влияние.
В состав мониторинга входит:
наблюдение за изменением качества 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, перспективны интегрированные показатели состояния окружающей среды.
Виды мониторинга. Выделяют глобальный, региональный и локальный мониторинг. (Что лежит в основе такого выделения?)
Глобальный мониторинг позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли.
Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда стекается информация о территориях, подверженных антропогенному влиянию.
Рациональное природопользование возможно при наличии и правильном использовании информации, представленной системой мониторинга.
Экологический мониторинг — это система наблюдения, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия.
Задачами мониторинга являются:
• количественная и качественная оценка состояния воздуха, поверхностных вод, климатических изменений, почвенного покрова, флоры и фауны, контроль стоков и пылегазовых выбросов на промышленных предприятиях;
• составление прогноза о состоянии окружающей среды;
• информирование граждан и об изменениях в окружающей среде.
Прогноз и прогнозирование.
Что такое прогноз и прогнозирование? В различные периоды развития общества способы изучения окружающей среды изменялись. Одним из важнейших «инструментов» природопользования в настоящее время считают прогнозирование. В переводе на русский язык слово «прогноз» означает предвидение, предсказание.
Поэтому прогноз в природопользовании — это предсказание изменений природно-ресурсного потенциала и потребностей в природных ресурсах в глобальном, региональном и локальном масштабах
Прогнозирование — это совокупность действий, которые позволяют вынести суждения относительно поведения природных систем и определяются естественными процессами и воздействием на них человечества в будущем.
Главной целью прогноза является оценка предполагаемой реакции окружающей природной среды на прямое или опосредованное воздействие человека, а также решение задач будущего рационального природопользования в связи с ожидаемыми состояниями окружающей природной среды.
В связи с переоценкой системы ценностей, изменением технократического мышления на экологическое происходят изменения и в прогнозировании. Современные прогнозы должны проводиться с позиций общечеловеческих ценностей, главными из которых являются человек, его здоровье, качество окружающей среды, сохранение планеты как дома для человечества. Таким образом, внимание к живой природе, к человеку делает задачи прогнозирования экологическими.
Виды прогнозов. По времени упреждения различают следующие виды прогнозов: сверхкратковременные (до года), краткосрочные (до 3—5 лет), среднесрочные (до 10—15 лет), долгосрочные (до нескольких десятилетий вперед), сверхдолгосрочные (на тысячелетия и более вперед). Время упреждения прогноза, т. е. срок, на который дается прогноз, может быть очень разным. Проектируя крупный промышленный объект со сроками эксплуатации 100—120 лет, необходимо знать, какие изменения в окружающей природной среде могут возникнуть под воздействием этого объекта в 2100—2200 гг. Недаром говорят: «Будущее управляется из настоящего».
По охвату территории выделяют глобальные, региональные, локальные прогнозы.
Существуют прогнозы в конкретных отраслях наук, например геологические, метеорологические прогнозы. В географии — комплексный прогноз, который многие считают общенаучным.
Основными функциями мониторинга являются контроль качества отдельных компонентов окружающей природной среды и определение основных источников загрязнения. На основании данных мониторинга принимаются решения для улучшения экологической ситуации, сооружают новые очистные сооружения на предприятиях, загрязняющих землю, атмосферу и воду, изменяют системы рубок леса и сажают новые леса, внедряют почвозащитные севообороты и т. д.
Например, мониторинг Москвы включает постоянный анализ содержания оксида углерода, углеводородов, сернистого ангидрида, суммы оксидов азота, озона и пыли. Наблюдения проводят 30 станций, работающих в автоматическом режиме. Информация от датчиков, расположенных на станциях, стекается в центр обработки информации. Информация о превышении ПДК загрязнителей поступает в Московский комитет по охране окружающей природной среды и в правительство столицы. Автоматически контролируются и промышленные выбросы крупных предприятий, и уровень загрязнения воды Москвы-реки.
В настоящее время в мире насчитывается 344 станции по мониторингу воды в 59 странах, которые образуют глобальную систему мониторинга окружающей
Мониторинг окружающей среды
Мониторинг (лат. monitor наблюдающий, предостерегающий) – комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния биосферы или отдельных ее элементов под влиянием антропогенных воздействий
Основные задачи мониторинга:
наблюдение за источниками антропогенного воздействия; наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием антропогенных факторов;
прогноз изменений природной среды под влиянием антропогенных факторов и оценка прогнозируемого состояния природной среды.
Классификации мониторинга по признакам:
Биоиндикация – обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ;
Дистанционные методы (аэрофотосъемка, зондирование и пр.);
Физико-химические методы (анализ отдельных проб воздуха, воды, почв).
среды. Эта система находится в ведении ЮНЕП — специального органа по охране окружающей среды при ООН.
Виды мониторинга. По масштабам обобщения информации различают: глобальный, региональный, импактный мониторинг.
Глобальный мониторинг — это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.
Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного воздействия.
Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источниках загрязняющих веществ.
По методам ведения выделяются следующие виды мониторинга:
• биологический (с помощью биоиндикаторов);
• дистанционный (авиационный и космический);
• аналитический (химический и физико-химический анализ).
По объектам наблюдения выделяются:
• мониторинг отдельных компонентов окружающей среды (почвы, воды, воздуха);
• мониторинг биологический (флоры и фауны).
Особым видом мониторинга является базовый мониторинг, т. е. слежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются региональные антропогенные воздействия (биосферные заповедники). Целым базового мониторинга является получение данных, с которыми сравниваются результаты, полученные другими видами мониторинга.
Методы контроля. Состав загрязняющих веществ определяют методами физико-химического анализа (в воздухе почве, воде). Степень устойчивости природной экосистем проводят методом биоиндикации.
Биоиндикация — это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Сущность биоиндикации заключается том, что определенные факторы среды создают возможность существования того или иного вида. Объектами биоиндикационных исследований могут быть отдельные виды животных и растений, а также целые экосистемы. Например, радиоактивное загрязнение определяют по состоянию хвойных пород деревьев; промышленное загрязнение — по многим представителям почвенной фауны; загрязнение воздуха очень чутко воспринимается мхами, лишайниками, бабочками.
Видовое разнообразие и высокая численность или, наоборот, отсутствие стрекоз (Odonata) на берегу водоема говорят о его фаунистическом составе: много стрекоз — фауна богата, мало — водная фауна обеднена.
Если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый газ. Только в чистой воде встречаются личинки ручейников (Trichoptera). А вот малощитинковый червь (Tubifex), личинки хирономид (Chironomidae) обитают лишь в сильно загрязненных водоемах. В слабозагрязненных водоемах живут многие насекомые, зеленые одноклеточньте водоросли, ракообразные.
Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.
В некоторых случаях методу биоиндикации отдают предпочтение, так как он проще, чем, например, физико-химические методы анализа.
Так, английские ученые обнаружили в печени камбалы несколько молекул — индикаторов загрязнения. Когда общая концентрация опасных для жизни веществ достигает критических значений, в клетках печени начинает накапливаться потенциально канцерогенный белок. Его количественное определение проще, чем химический анализ воды, и дает больше информации об ее опасности для жизни и здоровья людей.
Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т. е. при аварии танкеров или при разрыве трубопровода. Другие методы в этих экстремальных ситуациях не дают исчерпывающей информации.
ОКБ им. Илюшина, самолетостроители Луховицкого завода сконструировали и построили “Ил-10З” — уникальный самолет для выполнения практически любых задач государственного экологического и земельного мониторинга. Самолет оборудован контрольно-измерительной и телеметрической аппаратурой, спутниковой навигационной системой (СРS), системой спутниковой связи, интерактивным бортовым и наземным измерительно-регистрирующим комплексом. Самолет может летать на высотах от 100 до 3000 м, находиться в воздухе до 5 часов, тратит всего 10—15 л топлива на 100 км и берет на борт помимо пилота двух специалистов. Самолеты-новинки “Ил- 103” Авиационного центра специального экологического назначения, базирующиеся на подмосковном аэродроме Мячиково, выполняют дистанционный мониторинг для экологов, авиалесоохраны, служб МЧС и нефтегазопроводного транспорта.
Физико-химические методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на анализе отдельных проб.
Почвенный мониторинг предусматривает определение кислотности, потери гумуса, засоления. Кислотность почв определяют по значению водородного показателя (рН) в водных растворах почвы. Значение водородного показателя измеряют с помощью рН-метра или потенциометра. Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. Количество окислителя оценивают титрометрическим или спектрометрическим методами. Засоление почв, т. е. содержание в них солей, определяют по значению электрической проводимости, так как известно, что растворы солей являются электролитами.
Загрязнение вод определяется химическим (ХПК) или биохимическим (БПК) потреблением кислорода — это количество кислорода, расходуемого на окисление органических и неорганических веществ, содержащихся в загрязненной воде.
Атмосферное загрязнение анализируется газоанализаторами, которые позволяют получить информацию о концентрации в воздухе газообразных загрязнителей. Применяют «многокомпонентные» методы анализа: С-, Н-, N-анализаторы и другие приборы, которые дают непрерывные времени характеристики загрязнения воздуха. Автоматизированные приборы для дистанционного анализа загрязнений атмосферы, сочетающие лазер и локатор, называют лидарами.
Оценка качества окружающей среды
Что такое оценка и оценивание?
Важным направлением мониторинговых исследований является оценка качества окружающей среды. Это направление, как вы уже знаете, получило в современном природопользовании приоритетное значение, поскольку качество окружающей среды связывается с физическим и духовным здоровьем человека.
Действительно, различают окружающую природную среду здоровую (комфортную), при которой здоровье у человека в норме или улучшается, и нездоровую, при которой нарушается состояние здоровья населения. Поэтому для сохранения здоровья населения необходимо следить за качеством окружающей среды. Качество окружающей среды — это степень соответствия природных условий физиологическим возможностям человека.
Существуют научные критерии оценок качества окружающей среды. К ним относятся стандарты.
Стандарты качества окружающей среды. Стандарты качества подразделяются на экологические и производственно-хозяйственные.
Экологические стандарты устанавливают предельно допустимые нормы антропогенного воздействия на окружающую среду, превышение которых угрожает здоровью человека, пагубно для растительности и животных. Такие нормы устанавливаются в виде предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПДК) и предельно допустимых уровней вредного физического воздействия (ПДУ). ПДУ устанавливаются, например, для шумового и электромагнитного загрязнения.
ПДК — это количество вредного вещества в окружающей среде, которое за определенный промежуток времени не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.
В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнителей в целом на природные сообщества. С каждым годом все больше устанавливается ПДК для веществ в воздухе, почве, воде.
Производственно-хозяйственные стандарты качества окружающей среды регламентируют экологически безопасный режим работы производственного, коммунально-бытового и любого другого объекта. К производственно-хозяйственным стандартам качества окружающей среды относится предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в окружающую среду (ПДВ). Как улучшить качество окружающей среды? Над этой проблемой думают многие специалисты. Контроль качества окружающей среды осуществляется специальной государственной службой. Меры по улучшению качества окружающей среды. Их объединяют в следующие группы. Важнейшими являются технологические мероприятия, которые включают разработку современных технологий, обеспечивающих комплексное использование сырья и утилизацию отходов. Выбор топлива с меньшим продуктом сгорания значительно уменьшит выбросы веществ в атмосферу. Этому же способствует электрификация современного производства, транспорта и быта.
Санитарно-технические мероприятия способствуют очистке промышленных выбросов с помощью различных конструкций очистных сооружений. (Имеются ли очистные сооружения на ближайших предприятиях вашего населенного пункта? Насколько они эффективны?)
В комплекс мероприятий, улучшающих качество окружающей среды, входят архитектурно-планировочные мероприятия, которые влияют не только на физическое, но и на духовное здоровье. В них включают борьбу с запыленностью, рациональное размещение предприятий (их нередко выносят за территорию населенного пункта) и жилых районов, озеленение населенных мест, например, при современных нормах градостроительства для городов с полуторамиллионным населением необходимо 40—50 м2 площади зеленых насаждений, обязательно выделение в населенном пункте санитарно-защитных зон.
К инженерно-организационным мероприятиям относят уменьшение стоянок у светофоров, снижение интенсивности движения транспорта на перегруженных автомагистралях.
К правовым мероприятиям относится установление и соблюдение законодательных актов по поддержанию качества атмосферы, водоемов, почвы и т. д.
Требования, связанные с охраной природы, улучшением качества окружающей среды, отражаются в государственных законах, указах, нормативных актах. Мировой опыт показывает, что в развитых странах мира власти решают проблемы, связанные с улучшением качества окружающей среды, через законодательные акты и исполнительные структуры, которые призваны вместе с судебной системой обеспечивать выполнение законов, финансировать крупные экологические проекты и научные разработки, контролировать исполнение законов и финансовых затрат.
Несомненно, что улучшение качества окружающей среды будет осуществляться за счет экономических мероприятий. Экономические меры связаны, в первую очередь, с вложением денежных средств в смену и развитие новых технологий, обеспечивающих энерго- и ресурсосбережение, снижение выбросов вредных веществ в окружающую среду. Средства государственной налоговой и ценовой политики должны создавать условия включения России в международную систему обеспечения экологической безопасности. Вместе с тем в нашей стране из-за экономического спада объемы внедрения в промышленность новых экологических технологий существенно сократились.
Воспитательные меры направлены на формирование экологической культуры населения. Качество окружающей среды во многом зависит от формирования новых ценностных и нравственных установок, пересмотра приоритета, потребностей, способов человеческой деятельности. В нашей стране в рамках государственной программы «Экология России» разработаны программы, пособия для экологического образования на всех ступенях получения знаний от дошкольных учреждений до системы повышения квалификации. Важным средством в формировании экологической культуры являются средства массовой информации. Только в России существует свыше 50 наименований периодической печати экологической направленности.
Все мероприятия, направленные на улучшение качества окружающей среды, тесно между собой взаимосвязаны и во многом зависят от развития науки. Поэтому важнейшим условием для существования всех мер является проведение научных исследований, обеспечивающих улучшение качества окружающей среды и экологической устойчивости как планеты в целом, так и отдельных регионов.
Однако следует отметить, что принимаемые меры по улучшению качества окружающей среды не всегда приносят заметный эффект. Рост заболеваемости населения, снижение средней продолжительности жизни людей, рост смертности свидетельствуют о развитии негативных экологических явлений в нашей стране.