Системы экологического мониторинга

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Мониторинг (от лат. Monitor - предостерегающий) - в широком смысле - специально организованный, систематический мониторинг состояния объектов, явлений, процессов с целью их оценки, контроля или прогнозирования. Мониторинг окружающей среды (мониторинг окружающей среды) представляет собой информационную систему непрерывного мониторинга и регулярного мониторинга, осуществляемую в соответствии с конкретной программой для оценки текущего состояния окружающей среды, анализа всех процессов, происходящих в ней в течение определенного периода, а также выявления заранее возможные тенденции в его среде. Этот термин появился раньше

Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде (1972) в дополнение к понятию "контроль".

Объектами мониторинга могут быть природные, антропогенные или природно-антропогенные экосистемы. Основные положения о мониторинге изложены в Федеральных законах "Об охране окружающей среды", "Об охране атмосферного воздуха", "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения".

Порядок его организации и осуществления устанавливается Правительством Российской Федерации (Постановление от 31.03.2003 № 177 "Об организации и проведении государственного экологического мониторинга (государственного экологического мониторинга)" // СЗ РФ.-2003.- № 14.-ст. 1278) Цели мониторинга окружающей среды (Федеральный закон "Об охране окружающей среды") :) мониторинг состояния окружающей среды, в том числе в районах, где расположены источники антропогенного воздействия; а) мониторинг воздействия антропогенных источников на окружающую среду; а) обеспечение потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения негативных последствий изменений в состоянии окружающей среды.

Основные задачи экологического мониторинга окружающей среды. Экологическая система изначально предполагает постоянную и непрерывную циркуляцию веществ. Но процесс разложения различных отходов во времени не одинаков. Если переработка определенных отходов (бумаги, текстиля, органических веществ и т.д.) Не является сложной или они быстро и легко разлагаются, то разложение отходов, например, из металла, пластика, синтетических материалов, происходит очень медленно или практически не происходит. Поэтому их обработка необходима, что в свою очередь требует определенных затрат.

Основной задачей экологического мониторинга окружающей среды является максимальное обеспечение систем управления экологической безопасностью и природоохранной деятельностью достоверной информацией, на основе которой могут быть получены следующие данные: оценка показателей состояния и функциональной целостности окружающей среды., выявление причин отклонения показателей состояния окружающей среды и оценка последствий таких изменений показателей, определение и принятие решений по устранению причин отклонения показателей и обеспечение раннего предупреждения о негативных ситуациях. Последовательность этапов мониторинга: измерение - анализ - описание - моделирование - оптимизация.

Для рационального управления природопользованием прежде всего необходимо иметь данные о том, какая среда является оптимальной для нормальной жизни человека. Основным понятием в этой работе является качество окружающей среды, то есть такое сочетание ее параметров, которое полностью удовлетворяет как экологической нише человека, так и научно-техническому прогрессу общества. А для своевременного получения информации об изменениях в экологической системе необходима так называемая "точка отсчета", то есть определенное значение параметра качества окружающей среды, которое Ю.А. Израиль назвал фоном. Параметры такого фонового состояния не являются постоянными, а изменяются под влиянием человеческой деятельности в пределах определенного критического уровня окружающей среды, за пределами которого посторонние воздействия не должны удалять эту систему во избежание необратимых изменений.

Они считаются максимально допустимой нагрузкой на окружающую среду (ПДЭГ) или максимально допустимой концентрацией ксенобиотических веществ, чуждых этой системе. В последнее время наибольшую актуальность приобретает экологический мониторинг антропогенных изменений - система наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающей среды - созданная для выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Наиболее опасные изменения в экологической системе, природных комплексах и ландшафте обусловлены именно экономической деятельностью и техногенным воздействием человечества на окружающую природную среду. С помощью мониторинга окружающей среды проводится анализ и прогнозирование состояния экологической системы, включая природно-технические подсистемы и медико-гигиенические показатели среды обитания человека.

Мониторинг охватывает широкий спектр анализа наблюдений за изменяющимся абиотическим компонентом биосферы и реакцией экосистем на эти изменения, включая как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов исследования и методов, используемых при его реализации. С точки зрения своей структурной и функциональной структуры, мониторинг окружающей среды объединяет все необходимые компоненты: контрольно-измерительные приборы и оборудование, систему организации измерений и набор методов для анализа результатов наблюдений, необходимых для осуществления функции. Поскольку сообщества живых организмов замыкают на себя все процессы, происходящие в экосистеме, ключевым компонентом мониторинга окружающей среды является мониторинг состояния биосферы или биологический мониторинг, который понимается как система наблюдений, оценки и прогнозирования любых изменений в биотике, компоненты, вызванные антропогенными факторами и проявляющиеся в организме, населенный ионные или экосистемные уровни.

1.2 Классификация мониторинга

экологический мониторинг природопользование

В зависимости от конкретных целей, задач, объектов наблюдения существуют разные подходы к классификации мониторинга (в зависимости от характера задач, в соответствии с уровнями организации, в соответствии с природной средой, которая подвергается мониторингу). Например, объектами наблюдения являются: атмосферный, воздушный, водный, почвенный, климатический мониторинг, мониторинг растительности, дикой природы, общественного здоровья и т.д. Территориально различают локальный, региональный и глобальный (биосферный) мониторинг. на используемые методы - наземный, авиационный и космический. методами исследования - химическими, биологическими, физическими и другими. Существуют также классификации систем мониторинга по факторам, источникам и масштабам воздействия и т.д. Классификация, отраженная на рис. 3, охватывает весь блок мониторинга окружающей среды, мониторинг изменяющегося абиотического компонента биосферы и реакции экосистем на эти изменения. Рисунок 3 - Общая классификация систем мониторинга. Таким образом, мониторинг окружающей среды включает как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов исследования и методов, используемых при его реализации.

2. Мониторинг окружающей среды

Мониторинг является многоуровневой системой, поэтому по характеру обобщения информации экологический мониторинг окружающей среды отличается системами детального, локального, регионального, национального и глобального уровней (рис. 4). Цели, методологические подходы и практика мониторинга различаются на разных уровнях. Рисунок 4 - Уровни мониторинга окружающей среды Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга ("элементарный", по М.А. Шубину, "объект", по А.В. Шидловской), реализуемый на небольших территориях и т.д. При интеграции детальных систем мониторинга в более крупную сеть (например, в пределах области и т.д.) Формируется система мониторинга на местном уровне. Локальный мониторинг призван обеспечить оценку изменений в системе на большей территории: территория города, район. Местный мониторинг обычно проводится в отношении отдельных объектов, например, леса, воды, гор, которые чаще всего подвергаются интенсивным антропогенным воздействиям. Примером локального мониторинга является система постоянного мониторинга и контроля за загрязнением воздуха в городах, на транспортных магистралях, осуществляемая с помощью стационарных, мобильных или подклассных постов. Критерии качества окружающей среды наиболее четко определены на местном уровне. Его конечной целью является создание такой стратегии управления, при которой концентрации приоритетных загрязняющих веществ антропогенного происхождения не превышают допустимых пределов (т.е. ПДК). В России ПДК закреплены в законодательстве, и соответствие качества окружающей среды этим стандартам контролируется соответствующими надзорными органами. Разнообразие локального - мониторинг воздействия проводится, как правило, в особо опасных зонах и местах. Локальные системы могут быть объединены в еще более крупные - региональные системы мониторинга - мониторинг процессов и явлений в пределах большой территории (региона или региона или внутри нескольких из них), которая обычно отличается от своих соседей в естественных условиях. Это, например, природные зоны, ландшафтные комплексы, зоны отдыха вокруг городов и т.д. Региональные системы мониторинга могут быть объединены в одном штате в единую национальную (или государственную) сеть мониторинга, образуя, таким образом, национальный уровень системы мониторинга. Примером такой системы была Единая государственная система мониторинга окружающей среды Российской Федерации (ЕГСЭМ) и ее территориальные подсистемы, которая была упразднена в 2002, Глобальный мониторинг - это система отслеживания состояния и прогнозирования возможных изменений глобальных процессов и явлений, в том числе антропогенных воздействий на биосферу Земли в целом. Глобальная система мониторинга окружающей среды и ресурсов предназначена для решения экологических проблем человека на всей Земле, таких как глобальное потепление климата, проблема сохранения озонового слоя, прогнозирование землетрясений, сохранение лесов, глобальное опустынивание и эрозия почвы, наводнения, продовольственные и энергетические ресурсы. и т. д. Конкретные цели глобального мониторинга, а также его цели определяются в ходе международного сотрудничества в рамках различных международных соглашений и деклараций. Примером такой системы является глобальная наблюдательная сеть сейсмического мониторинга Земли, действующая в рамках Международной программы мониторинга очагов землетрясений и т.д.

2.2 Мониторинг природной среды

Экологический мониторинг окружающей среды включает мониторинг процессов, происходящих в биосфере и техносфере с целью прогнозирования вероятных изменений их качества, возможного ухудшения состояния окружающей среды человека. Фактически, сама система экологического мониторинга не включает в себя деятельность по управлению качеством окружающей среды. Это источник информации, необходимый для принятия экологически важных и своевременных решений. Основные процедуры экологического мониторинга:

1. Выбор объекта наблюдения и его осмотр.

2. Составление информационной модели для выбранного (конкретного) объекта.

3. Планирование измерений.

4. Оценка текущего состояния объекта наблюдения.

5. Идентификация информационной модели объекта наблюдения., Прогнозирование изменений в текущем состоянии объекта.

6. Предоставление полученной информации потребителю в удобной форме.

Важными элементами структуры экологического мониторинга являются: Системы мониторинга объектов - воздуха, воды, почвы и др. Системы производственных работ - виды работ, в том числе организация и проведение экологического мониторинга.

Системы научно-методических разработок - разработка комплекса методик, необходимых для планирования и проведения мониторинга, анализа результатов наблюдений и их оценки, прогнозирования и принятия решений. Системы технической поддержки - лабораторное оборудование, оборудование для сбора информации, компьютеры, оборудование, транспорт, связь и др.

Поскольку компонентами окружающей среды являются воздух, вода, минеральные и энергетические ресурсы, биоресурсы, почвы и т.д., Они определяют соответствующие подсистемы мониторинга. Важно создавать не отдельные, а сложные системы. Комплексный экологический мониторинг окружающей среды - это организация системы наблюдений за состоянием объектов окружающей среды с целью оценки фактического уровня загрязнения и предупреждения о возникновении критических ситуаций, вредных для здоровья людей и других живых организмов (рис. 5), Рисунок 5 - Мониторинг природной среды

При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды: а) постоянная оценка состояния окружающей среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т.д.), А также оценка состояния и функциональной целостности экосистем; б) создаются условия для определения корректирующих действий в случаях, когда целевые показатели состояния окружающей среды не достигнуты. Система комплексного мониторинга окружающей среды включает в себя: выбор объекта наблюдения; осмотр выбранного объекта наблюдения; составление информационной модели объекта наблюдения; планирование измерений; оценка состояния объекта наблюдения и выявление его информационной модели; прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения; предоставление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

2.3 Программа экологического мониторинга

Научно-обоснованный экологический мониторинг проводится в соответствии с Программой. Программа должна включать общие цели организации, конкретные стратегии ее реализации и механизмы реализации. Ключевым элементом любой Программы мониторинга окружающей среды является: список объектов, находящихся под контролем, их территориальная привязка (организация горологического мониторинга); перечень контрольных показателей и допустимых областей их изменения (организация параметрического мониторинга); временные шкалы - частота выборки, частота и время подачи данных (организация хронологического мониторинга).

Кроме того, в приложении в Программе мониторинга должны присутствовать таблицы с местоположением, датой и методом отбора проб и представления данных. Наземные системы дистанционного мониторинга. В дополнение к традиционной "ручной" выборке, программы мониторинга в настоящее время сосредоточены на сборе данных с использованием электронных устройств дистанционного зондирования в режиме реального времени.

Использование электронных измерительных устройств для дистанционного мониторинга осуществляется с использованием соединений с базовой станцией либо через телеметрическую сеть, либо через наземные линии, сотовые телефонные сети или другие системы телеметрии. Преимущество удаленного мониторинга заключается в том, что множество каналов данных могут использоваться в одной базовой станции для хранения и анализа. Это резко повышает эффективность мониторинга при достижении пороговых уровней контролируемых показателей, например, в определенных областях контроля. Этот подход позволяет, согласно данным мониторинга, принимать немедленные меры в случае превышения порогового уровня.

Использование систем удаленного мониторинга требует установки специального оборудования (датчиков контроля), которые обычно маскируются для уменьшения вандализма и краж при проведении мониторинга в легко доступных местах. Системы дистанционного зондирования. Удаленный мониторинг окружающей среды с использованием самолетов или спутников, оснащенных многоканальными датчиками, широко используется в программах мониторинга. Существует два типа дистанционного зондирования.

А) Пассивное обнаружение земного излучения, испускаемого или отражаемого от объекта или вблизи наблюдения. Наиболее распространенным источником излучения является отраженный солнечный свет, интенсивность которого измеряется пассивными датчиками. Датчики для дистанционного зондирования окружающей среды настроены на конкретные длины волн - от дальнего инфракрасного до дальнего ультрафиолетового, включая частоты видимого света.

Огромные объемы данных, которые собираются во время дистанционного зондирования среды, требуют мощной вычислительной поддержки. Это позволяет анализировать немного отличающиеся различия в характеристиках излучения среды в данных дистанционного зондирования, чтобы успешно устранять шум и "ложные цветные изображения". С помощью нескольких спектральных каналов можно усилить контрасты, которые не видны человеческому глазу. В частности, при мониторинге биологических ресурсов можно различить тонкие различия в изменениях концентрации хлорофилла в растениях, находя участки с различными режимами питания.

B) При активном дистанционном зондировании поток энергии излучается со спутника или самолета, а пассивный датчик используется для обнаружения и измерения излучения, отраженного или рассеянного объектом исследования. ЛИДАР часто используется для получения информации о топографических характеристиках исследуемой области, что особенно эффективно, когда площадь большая и ручная съемка будет дорогой. Дистанционное зондирование позволяет собирать данные об опасных или труднодоступных местах.

Приложения дистанционного зондирования включают мониторинг лесов, воздействие изменения климата на арктические и антарктические ледники, а также исследования глубин прибрежных и океанских районов. Данные с орбитальных платформ, полученные из различных частей электромагнитного спектра в сочетании с наземными данными, предоставляют информацию для мониторинга тенденций проявления долгосрочных и краткосрочных явлений, природных и антропогенных.

Другие приложения включают управление природными ресурсами, планирование землепользования и различные области наук о Земле. Эффективность экологического мониторинга окружающей среды во многом зависит от научного обоснования его методологических и теоретических основ, показателей антропогенных нарушений и изменений в биосфере, критериев оценки различных факторов. Решение этих вопросов может значительно повысить уровень значимости результатов, полученных в ходе реализации программы мониторинга окружающей среды.

Сложность организации экологического мониторинга зависит от его уровня. Учитывая уровень мониторинга окружающей среды, для его эффективного внедрения необходимо создать сети станций, станций и наблюдательных пунктов, оснащенные современным специальным оборудованием. Не менее важным вопросом организации полноценного функционирования системы экологического мониторинга является ее финансовая и технологическая поддержка. Негативные последствия хозяйственной деятельности и техногенного воздействия человека на окружающую среду для биосферы сегодня являются объективной реальностью.

Однако негативные результаты антропогенного воздействия в современных условиях человеческой цивилизации не являются неизбежными. Во многих отношениях деградация окружающей среды связана с нерациональным использованием природных ресурсов, низким уровнем развития и дальнейшим внедрением современных безотходных технологий, ошибками в экологической и технической политике, слабым знанием возможных последствий антропогенного воздействия на экосистему., Таким образом, непрерывный мониторинг текущего состояния окружающей среды и грамотное определение экологических тенденций чрезвычайно важны для долгосрочного прогнозирования качества экологической системы и практических действий по ее улучшению. система мониторинга окружающей среды.

Заключение

Подводя итог вышесказанному, подведем итоги. Мониторинг окружающей среды (мониторинг окружающей среды) представляет собой систему наблюдений и мониторинга, проводимых регулярно в соответствии с конкретной программой для оценки состояния окружающей среды, анализа происходящих в ней процессов и своевременного выявления тенденций в ее изменениях.

Объектами мониторинга являются окружающая среда в целом и ее отдельные элементы, а также все виды экономической деятельности, представляющие потенциальную угрозу здоровью человека и экологической безопасности. Прежде всего, объектами мониторинга являются: атмосфера (мониторинг приземного слоя атмосферы и верхних слоев атмосферы); осадки (мониторинг осадков); поверхностные воды суши, океаны и моря, подземные воды (мониторинг гидросферы), криосфера (мониторинг компонентов климатической системы).

Целью экологического мониторинга является обеспечение системы управления безопасностью своевременной и достоверной информацией. Правовые основы экологического контроля регулируются Законом Российской Федерации "Об охране окружающей среды". Уровни мониторинга: глобальный (вся планета, проводится международными экологическими организациями), национальный (в пределах одного государства для получения информации и обеспечения национальной экологической безопасности), региональный (для России - в субъекте Федерации) и местный (в пределах одного города или производственный объект). Основные принципы организации мониторинга: сложность, систематичность, единообразие.

Мониторинг осуществляется специальной наблюдательной сетью, в которую входят: Министерство природных ресурсов и его агентства, Министерство здравоохранения и его агентства, Министерство сельского хозяйства и его агентства, Министерство промышленности и энергетики и его агентства и т.д. На основании данных мониторинга создана система кадастров природных ресурсов.

Список используемой литературы

1. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды / И.П. Герасимов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - С.13-25.

2. Горшков М.В. Экологический мониторинг. Учеб. пособие / М.В. Горшков. - Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2010. - 313 с.

3. Израэль Ю.А Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка окружающей природной среды. Основы мониторинга / Ю.А. Израэль. // Метеорология и гидрология. - 1974. - №7. - С.3-8.

4. Разумова Е.Р. Экологическое право. Курс лекций / Е.Р. Разумова. - М.: МИЭМП, 2005. - 152 с.

5. Чибисова Н.В. Экологическая химия: Учебное пособие / Н.В. Чибисова, Е.К. Долгань. - Калининград: Калинингр. ун-т, 1998. - 113 с.

Размещено на Allbest.ru