Нормирование качества окружающей среды. Существующие системы мониторинга в России и США

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МГТУ им. Н.Э. Баумана

Курсовая работа

ПО ТЕМЕ: НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА В РОССИИ И США

Сидоренко Виктория Викторовна

МОСКВА

Введение

Человечество не может позволить себе дальнейшее бесконтрольное загрязнение окружающей природной среды, при этом вряд ли возможно ограничить масштабы хозяйственной деятельности. Единственный выход в подобной ситуации - выработка рациональных способов взаимодействия с окружающей природой. Одним из таких способов служит нормирование качества окружающей природной среды.

Цель нормирования - установление предельно допустимых норм воздействия на окружающую природную среду, гарантирующих экологическую безопасность человека и сохранение генетического фонда, обеспечивающих использование природных ресурсов без ущерба и их воспроизводство в условиях эффективного хозяйствования.

Введение государственных норм качества природной среды и установление порядка нормирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду относятся к важнейшей функции государственного управления природопользованием и охраной окружающей природы.

Нормативы качества окружающей среды устанавливаются для оценки состояния атмосферного воздуха, вод, почв по химическим, физическим и биологическим характеристикам. Это означает, что если в атмосферном воздухе, воде или почве содержание, например, химического вещества не превышает соответствующий норматив предельно допустимой его концентрации, то состояние воздуха или почвы является благоприятным, т.е. не представляющим опасности для здоровья человека и для других живых организмов.

Роль нормативов в формировании информации о качестве окружающей природной среды заключается в том, что одни дают оценку окружающей экологической среды, другие лимитируют источники вредного воздействия на нее.

Данная работа посвящена нормированию качества окружающей среды и системе мониторинга в России и США.

1. Нормирование качества окружающей среды

1.1 Воздействие загрязнения среды на здоровье человека

Из всех вредных химических веществ, регулярно попадающих в организм человека, около 70% поступает с пищей. Попадая в организм человека в основном с продуктами животного и растительного происхождения, загрязняющие вещества накапливаются в организме постепенно, проявляя патологическое действие, которое по своему характеру может быть:

1) общетоксическим с преимущественным поражением центральной нервной системы, нарушением метаболических (обменных) процессов, пищеварения и усвоения пищевых веществ;

2) иммуномодулирующим, проявляющимся как способность вызывать опасные отдаленные последствия (канцерогенное, мутагенное, аллергенное, тератогенное, эмбриотоксическое).

Канцерогенное действие проявляется в онкологических (раковых) заболеваниях, связанных с возникновением в организме злокачественных новообразований (опухолей). Мутагенное действие вызывает нарушения (мутации) генной структуры клеток, проявляющиеся в рождении детей с уродствами либо с генетическими болезнями. Аллергенное действие означает способность некоторых веществ вызывать в организме аллергию, т.е. измененную реактивность организма к их повторным воздействиям, проявляющуюся в виде различных аллергических заболеваний (крапивница, астма и др.). Тератогенное действие - нарушение эмбрионального развития с возникновением морфологических аномалий и пороков развития. Эмбриотоксическое действие проявляется в отравляющем воздействии на плод в период беременности матери с разнообразными неблагоприятными последствиями.

Медико-биологические исследования воздействий загрязнения на здоровье человека показывают, что большинство исследованных химических веществ вызывают комплексные вредные воздействия на организм человека. Например, многие пестициды наряду с общетоксическим действием проявляют и сильные канцерогенное и мутагенное воздействия, вызывая отдаленные патологические последствия как в самом организме, так и в его потомстве. Радиационное загрязнение также приводит к комплексу патологических изменений в организме, вызывая одновременно, например, раковые заболевания кожи и лучевую болезнь.

Такое сложное воздействие загрязнений окружающей среды привело к необходимости нормирования качества среды, т.е. к определению норм, или пороговых уровней, различных негативных воздействий, при которых они могут считаться относительно безвредными для здоровья.

1.2 Нормирование качества среды

Под качеством окружающей среды в широком смысле принято понимать степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов. Мы рассматриваем качество среды жизни человека (в узком смысле), определяемое как совокупность условий состояния среды обитания, обеспечивающих соответствие среды жизни человека его потребностям, которое отражается средней продолжительностью жизни, смертностью и рождаемостью, уровнем заболеваемости населения и др. В частности, качество воды определяется совокупностью физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность ее для использования в производственных, бытовых и других целях

Нормативы в области охраны окружающей среды - установленные нормативы качества окружающей среды и нормативы допустимого воздействия на нее, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие.

Нормирование в области охраны окружающей среды осуществляется в целях государственного регулирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, гарантирующего сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности.

Нормирование в области охраны окружающей среды заключается в установлении:

1) нормативов качества окружающей среды - нормативов, которые установлены в соответствии с физическими, химическими, биологическими и иными показателями для оценки состояния окружающей среды и при соблюдении которых обеспечивается благоприятная окружающая среда;

2) нормативов допустимого воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности - нормативов, которые установлены в соответствии с показателями воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и при которых соблюдаются нормативы качества окружающей среды;

3) иных нормативов в области охраны окружающей среды, таких как:

- нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду - нормативы, которые установлены в соответствии с величиной допустимого совокупного воздействия всех источников на окружающую среду и (или) отдельные компоненты природной среды в пределах конкретных территорий и (или) акваторий, и при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие;

- нормативы допустимых выбросов и сбросов химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов (нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов) - нормативы, которые установлены для субъектов хозяйственной и иной деятельности в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в окружающую среду от стационарных, передвижных и иных источников в установленном режиме и с учетом технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды;

- технологический норматив - норматив допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов, который устанавливается для стационарных, передвижных и иных источников, технологических процессов, оборудования и отражает допустимую массу выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов в окружающую среду в расчете на единицу выпускаемой продукции;

- нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов - нормативы, которые установлены в соответствии с показателями предельно допустимого содержания химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов в окружающей среде и несоблюдение которых может привести к загрязнению окружающей среды, деградации естественных экологических систем;

- нормативы допустимых физических воздействий - нормативы, которые установлены в соответствии с уровнями допустимого воздействия физических факторов на окружающую среду и при соблюдении которых обеспечиваются нормативы качества окружающей среды.

Кроме того, нормирование качества окружающей среды осуществляется при помощи технических регламентов, государственных стандартов и иных нормативных документов в области охраны окружающей среды.

Нормативы и нормативные документы в области охраны окружающей среды разрабатываются, утверждаются и вводятся в действие на основе современных достижений науки и техники с учетом международных правил и стандартов в области охраны окружающей среды.

Нормативы и методы их определения утверждаются природоохранными органами и органами санитарно-эпидемиологического надзора. По мере развития производства, науки и техники нормирование в экологии развивается и совершенствуется. При разработке нормативов учитываются международные экологические нормы и стандарты.

При нарушении нормативов качества могут быть ограничены, приостановлены, прекращены выбросы, сбросы и иные вредные воздействия. Предписание об этом дают государственные органы в области охраны окружающей среды и санитарно-эпидемиологического надзора.

1.3 Санитарно-гигиенические нормативы

Для учета влияния химического загрязнения на здоровье человека введены различные международные и национальные нормы, или нормативы. Норма загрязнения - это предельная концентрация содержания вещества в среде, допускаемая нормативными актами. Санитарно-гигиенические нормативы - совокупность показателей санитарно-гигиенического состояния компонентов окружающей среды (воздуха, воды, почвы и др.), определяемых величиной уровней их загрязнения, не превышение которых обеспечивает нормальные условия жизни и безопасность для здоровья.

ФЗ от 30.03.1999. №52-ФЗ (ред. от 22.12.2008.) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» установил, что санитарные правила и нормы обязательны для соблюдения всеми государственными органами, общественными объединениями, хозяйствующими субъектами, должностными лицами и гражданами. На всей территории России действуют Санитарно-эпидемиологические правила.

Санитарно-гигиенические нормативы загрязнения используются для управления качеством окружающей среды, что позволяет снизить их воздействие на здоровье человека и заболеваемость населения до приемлемого уровня.

Наибольшее распространение в мире получили нормативы ВОЗ. В нашей стране статус государственных стандартов в этой области получили предельно-допустимые концентрации (ПДК), определяющие максимальный уровень присутствия химических загрязняющих веществ в воздухе, воде или почве.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - санитарно-гигиенический норматив, определяемый как максимальная концентрация химических веществ в воздухе, воде и почве, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни не оказывает вредного влияния на здоровье человека и его потомства. Различают ПДК максимально разовые и среднесуточные, ПДК для рабочей зоны (помещения) или для жилой зоны. Причем ПДК для жилой зоны устанавливается меньше, чем для рабочей зоны.

Нормативы предельно допустимых уровней шума, вибрации, магнитных полей и иных физических воздействий устанавливаются на уровне, обеспечивающем сохранение здоровья и трудоспособности людей, охрану растительного и животного мира, благоприятных условий труда.

Санитарными нормами допустимого уровня шума на территории жилой застройки установлено, что он не должен превышать 60 децибел, а в ночное время - с 23 до 7 часов - 45 децибел. Для санаторно-курортных зон эти нормативы составляют соответственно 40 и 30 децибел.

Для территории жилой застройки органами санитарно-эпидемиологической службы обоснованы и утверждены допустимые уровни вибрации и электромагнитных воздействий.

К иным нормируемым физическим воздействиям относится тепловое воздействие. Его основными источниками являются энергетика, энергоемкие производства, коммунально-бытовое хозяйство. В принятых Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами установлены нормативы теплового воздействия на водные объекты. В источнике хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения летняя температура воды не должна превышать температуру самого жаркого месяца более, чем на 3° по Цельсию, в рыбохозяйственных водоемах - быть не более чем на 5° по Цельсию выше естественной температуры воды.

ФЗ «Об охране окружающей среды» требует определения для каждого источника загрязнений норматива предельно допустимых воздействий. Определение ПДК - дорогостоящая и долговременная медико-биологическая и санитарно-гигиеническая процедура. В настоящее время общее количество веществ, для которых определены ПДК, превышает одну тысячу, в то время как вредных веществ, с которыми человек имеет дело на протяжении жизни, на порядок больше.

1.4 Интегральные нормативы качества

Если бы в компонентах окружающей среды оказалось только по одному загрязняющему веществу, то норматив в виде ПДК был бы вполне достаточным, чтобы обеспечить приемлемое качество среды. Однако в реальных условиях в воде, воздухе или почве одновременно присутствует большое количество различных загрязняющих веществ, что делает использование ПДК для контроля качества среды недостаточным. Поэтому на практике применяют различные интегральные нормативы качества, позволяющие учитывать одновременное присутствие в компонентах среды, по крайней мере, нескольких загрязняющих веществ, которые в наибольшей степени определяют (ухудшают) ее качество. Такие вещества, либо относящиеся к наиболее опасным для здоровья, либо присутствующие в среде в очень больших концентрациях, называют приоритетными загрязнителями. Примерами интегральных нормативов являются широко используемые в отечественной природоохранной практике индексы загрязнения атмосферного воздуха и воды. В частности, один из индексов загрязнения атмосферы учитывает до шести приоритетных загрязнителей. Другим примером применения интегральных нормативов является использование методов биоиндикации, основанных на определении степени воздействия комплексного загрязнения на условия существования микроорганизмов, рыб и других видов живых организмов.

Известен, например, швейцарский опыт применения некоторых видов форели, которые могут жить только в чистой воде горных рек, для контроля качества питьевой воды. В качестве также широко используемого интегрального норматива можно назвать так называемый норматив ЛД-50 (при которой в единицу времени погибает 50% испытуемых особей вида-индикатора). Последний норматив учитывает даже не несколько приоритетных загрязнителей, а весь комплекс присутствующих в компонентах среды загрязнителей.

1.5 Предельно-допустимые выбросы и сбросы

Для управления качеством среды в отечественной практике разработан и широко применяется еще один вид санитарно-гигиенических нормативов - предельно-допустимый выброс (ПДВ) загрязнителей в атмосферу и предельно-допустимый сброс (ПДС) в водоемы и в почву.

Выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду устанавливаются в виде предельно допустимых выбросов (ПДВ) и предельно допустимых сбросов (ПДС) - величин, выражающих предельное количество загрязняющего вещества, которое разрешается выбрасывать в единицу времени из данного источника, а также лимитов - временно согласованных выбросов (ВСВ) - для тех источников загрязнений, которые без совершенствования технологий не могут выполнить норматив ПДВ и ПДС. С учетом возможностей производства лимиты поэтапно должны доводиться до уровня нормативов ПДВ и ПДС. Это контролируют органы охраны окружающей природной среды.

Расчет величины ПДВ (или ПДС) проводится при условии, чтобы ни в одной точке территории (или в створе реки) концентрация каждого загрязняющего вещества, обнаруживаемого в воздухе (или в водоеме), не превысила величину ПДК для этого загрязняющего вещества.

Расчеты ПДВ выполняются для каждого населенного пункта и являются обязательными для всех предприятий.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 03.08.1992. №545 (с изменениями от 08.01.2009.) определен Порядок разработки и утверждения нормативов выбросов и сбросов загрязняющих веществ и размещения отходов. Разработку указанных нормативов организует Министерство природы и экологии РФ совместно с государственными органами санитарно-эпидемиологического надзора и другими специально уполномоченными органами в области охраны окружающей среды, а также с органами исполнительной власти. Проекты нормативов разрабатывают сами предприятия с учетом предложений органов местного самоуправления, научных учреждений, общественных организаций и мнения населения.

Конкретным предприятиям нормативы выбросов и сбросов, размещения отходов устанавливают органы Министерства природы и экологии РФ и другие специально уполномоченные органы. Так, по химическим веществам нормативы выбросов вводят органы охраны окружающей природной среды, по биологическим веществам, микроорганизмам, физическим воздействиям, радиации - органы санитарно-эпидемиологического надзора. На основе установленных нормативов предприятиям выдается разрешение на выбросы, сбросы, размещение отходов.

Нормативы установлены в ряде других законов и подзаконных актов. Так, в Водном кодексе Российской Федерации установлены специальные нормы об установлении предельно допустимых воздействий на водные объекты. Источники вредных воздействий - предприятия, теплоэлектростанции, аэропорты и др.-- отделяются от жилых массивов санитарно-защитными зонами. Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий их размеры определены для предприятий пяти классов санитарной вредности от 1000 до 50 метров. При больших масштабах производства, ограниченной возможности очистки выбросов и неблагоприятных условиях взаимного размещения промышленных предприятий и жилой застройки санитарно-защитные зоны могут быть увеличены в 3 раза. Для крупных производственных комплексов эти зоны могут быть установлены в особых размерах, с учетом мощности предприятий. В санитарно-защитной зоне запрещается строительство жилья, 40% ее территории рекомендуется занимать зелеными насаждениями.

Водоохранной зоной является территория, примыкающая к акватории, на которой устанавливается специальный режим использования и охраны природных ресурсов и осуществления иной хозяйственной деятельности. В пределах водоохранных зон выделяются прибрежные полосы, представляющие территории строгого режима. Режим этих зон будет установлен принятым в развитие Водного кодекса специальным Постановлением Правительства РФ от 23.11.1996. №1404.

1.6 Нормативы радиационной безопасности

Нормирование в сфере обеспечения радиационной безопасности установлено ФЗ «О радиационной безопасности населения» от 09.01.1996 №3-ФЗ (в ред. от 23.07.2008). Оно осуществляется путем установления санитарных норм, гигиенических нормативов, правил радиационной безопасности, государственных стандартов, строительных норм и правил, правил охраны труда и других документов, которые не должны противоречить положениям названного закона. Санитарные правила, нормы, гигиенические нормативы в области обеспечения радиационной безопасности утверждаются органами санитарно-эпидемиологического надзора.

Как за рубежом, так и в нашей стране в законодательном порядке определены предельно-допустимые уровни радиации, обеспечивающие экологическую безопасность для здоровья человека и его генетического фонда. Они называются нормативами радиационной безопасности и представляют собой санитарно-гигиенические нормативы воздействий радиации, определяемые величинами предельных уровней годового облучения для лиц, профессионально работающих с излучениями, и групп населения как вблизи объектов ядерного комплекса, так и вне пределов их влияния.

Для населения средняя годовая эффективная доза облучения равна 0,001 зиверта или эффективная доза на период жизни (70 лет) - 0,07 зиверта. В отдельные годы допустимы большие значения эффективной дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная последовательно за пять лет, не превысит 0,001 зиверта. Эти основные пределы не включают в себя дозы, создаваемые естественным радиационным и техногенно-измененным радиационным фоном, а также дозы, получаемые гражданами (пациентами) при проведении медицинских рентгенорадиологических процедур и лечения. Указанные пределы доз облучения являются исходными при установлении допустимых уровней облучения организма человека и отдельных его органов.

Допустимые пределы доз облучения могут быть уменьшены Правительством Российской Федерации для отдельных территорий с учетом конкретной санитарно-гигиенической, экологической обстановки, состояния здоровья населения и уровня влияния на человека других факторов окружающей среды. Установленные нормы введены в действие с 1.01.2000.

Постановлением Правительства РФ от 12.06.2003. №344 установлены Нормативы платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления.

В целях защиты особо охраняемых природных территорий от неблагоприятных антропогенных воздействий на прилегающих к ним участках земли и водного пространства могут создаваться охранные зоны или округа с регулируемым режимом хозяйственной деятельности.

загрязнение норматив экологический безопасность

2. Методы экологического мониторинга

В зависимости от точности результатов, которые необходимо получить при проведении мониторинга по тому или иному компоненту, явлению, процессу, от среды, в которой проходят исследования, доступных финансовых и других средств, используют различные методы мониторинга.

Дистанционные методы

Как известно, первые автоматические системы слежения за параметрами внешней среды были созданы в военных и космических программах. В 50-е гг. в системе ПВО США уже использовали семь эшелонов плавающих в Тихом океане автоматических буев, но самая впечатляющая автоматическая система по контролю качества окружающей среды была, несомненно, реализована в «Луноходе». Одним из основных источников данных для экологического мони-торинга являются материалы дистанционного зондирования (ДЗ). Они объединяют все типы данных, получаемых с носителей:

· космические (пилотируемые орбитальные станции, корабли многоразового использования, автономные спутниковые съемочные системы и т.п.);

· авиационного базирования (самолеты, вертолеты и микроавиационные радиоуправляемые аппараты) и составляют значительную часть дистанционных данных (remotely sensed data) как антонима контактных (прежде всего наземных) видов съемок, способов получения данных измерительными системами в условиях физического контакта с объектом съемки;

· к неконтактным (дистанционным) методам съемки, помимо аэрокосмических, относятся разнообразные методы морского (наводного) и наземного базирования, включая, например, фототеодолитную съемку, сейсмо, электромагниторазведку и иные методы геофизического зондирования недр, гидроакустические съемки рельефа морского дна с помощью гидролокаторов бокового обзора, иные способы, основанные на регистрации собственного или отраженного сигнала волновой природы.

Аэрокосмические (дистанционные) методы экологического мониторинга включают систему наблюдения при помощи самолетных, аэростатных средств, спутников и спутниковых систем, а также систему обработки данных дистационного зондирования. Для космического экологического мониторинга целесообразно ориентироваться прежде всего на полярно-орбитальные метеорологические спутники, как на отечественные аппараты (спутники типа «Метеор», «Океан» и «Ресурс»), так и на американские спутники серий NOAA, Landsat и SPOT. Остановимся на кратких характеристиках указанных спутников (подробное описание представлено на сервере Sputnik. Американские метеорологические спутники серии NOAA снабжены многозональной оптической и ИК аппаратурой, а именно радиометром высокого разрешения AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer).

Космические аппараты NOAA запускаются на полярные орбиты высотой порядка 700км над поверхностью Земли с наклонением 98,89 градусов. Радиометр высокого разрешения ведет съемки поверхности Земли в пяти спектральных диапазонах. Космические съемки проводятся с пространственным разрешением 1100м и обеспечивают полосу обзора шириной 2700км. Российские спутники серии «Ресурс» принадлежат Федеральной службе России по гидрометеорологии и мониторингу природной среды (Росгидромет).

Они обеспечивают получение многозональной космической информации высокого и среднего разрешения с помощью двух сканеров видимого и ближнего инфракрасного диапазонов. Космическая гидрометеорологическая система «Метеор», также принадлежащая Росгидромету, обеспечивает глобальный экологический мониторинг территории России. Параметры орбиты спутника «Метеор»: приполярная круговая орбита высотой около 1200км. Комплекс научной аппаратуры позволяет оперативно 2 раза в сутки получать изображения облачности и подстилающей поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах, данные о температуре и влажности воздуха, температуре морской поверхности и облаков. Осуществляются также мониторинг озоносферы и геофизический мониторинг.

В состав бортового комплекса спутника входят несколько сканирующих ИК-радиометров и сканирующая ТВ-аппаратура с системой запоминания данных на борту для глобального обзора и передачи данных на АППИ. Российская космическая система «Океан» обеспечивает получение радиолокационных, микроволновых и оптических изображений земной поверхности в интересах морского судоходства, рыболовства и освоения шельфовых зон Мирового океана. Одной из основных задач спутника является освещение ледовой обстановки в Арктике и Антарктике, обеспечение проводки судов в сложных ледовых условиях.

Параметры орбиты спутника: приполярная круговая орбита высотой 600--650км. Поток информации в условиях облачности и в любое время суток обеспечивается радиолокатором РЛС БО и системой сбора информации от автономных морских и ледовых станций «Кондор». В состав комплекса бортовой аппаратуры спутника «Океан-01» входят СВЧ-радиометры Р-600 и Р-255, сканирующий СВЧ-радиометр Дельта-2, трассовый поляризационный спектрорадиометр «Трассер», а также комплекс оптической сканирующей аппаратуры.

Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля состояния окружающей среды:

1. Определение метеорологических характеристик: вертикальные профили температуры, интегральные характеристики влажности, характер облачности ит.д.);

2. Контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий;

3. Определение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация загрязнений почвы и водной поверхности;

4. Обнаружения крупных или постоянных выбросов промышленных предприятий;

5. Контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых зон;

6. Обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;

7. Выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов крупных производств и ТЭЦ в мегаполисах;

8. Регистрация дымных шлейфов от труб;

9. Мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;

10. Обнаружение и оценка масштабов зон крупных наводнений;

11. Контроль динамики снежных покровов и загрязнений снежного покрова в зонах влияния промышленных предприятий.

Основной полезный груз спутника-- панхроматическая оптико-электронная система, позволяющая получать изображения с пространственным разрешением 1м. Спутник может производить высокодетальную съемку одного и того же участка местности каждые три дня, получать несколько снимков одного и того же сюжета на одном витке. Приведём ряд распределения спектральных каналов и области применения этих каналов:1 канал (голубой):

· наиболее чувствителен к атмосферным газам, и, следовательно, изображение может быть малоконтрастным;

· имеет наибольшую водопроницаемость (длинные волны больше поглощаются), то есть оптимален для выявления подводной растительности, факелов выбросов, мутности воды и водных осадков;

· полезен для выявления дымовых факелов (так как короткие волны легче рассеиваются маленькими частицами);

· хорошо отличает облака от снега и горных пород, а также голые почвы от участков с растительностью.

2 канал (зеленый):

· чувствителен к различиям в мутности воды, осадочным шлейфам и факелам выбросов;

· охватывает пик отражательной способности поверхностей листьев, может быть полезен для различения обширных классов растительности;

· также полезен для выявления подводной растительности.

3 канал (красный):

· чувствителен в зоне сильного поглощения хлорофилла, то есть хорошо распознает почвы и растительность;

· чувствителен в зоне высокой отражательной способности для большинства почв;

· полезен для оконтуривания снежного покрова.

4 канал (ближний инфракрасный):

· различает растительное многообразие;

· может быть использован для оконтуривания водных объектов и разделения сухих и влажных почв, так как вода сильно поглощает ближние инфракрасные волны.

5 канал (средний или коротковолновый инфракрасный):

· чувствителен к изменению содержания воды в тканях листьев (набухаемости);

· чувствителен к варьированию влаги в растительности и почвах (отражательная способность уменьшается при возрастании содержания воды);

· полезен для определения энергии растений и отделения суккулентов от древесной растительности;

· особенно чувствителен к наличию/отсутствию трехвалентного железа в горных породах (отражательная способность возрастает при уве-личении количества трехвалентного железа);

· отличает лед и снег (светлый тон) от облаков (темный тон).

6 канал (длинноволновый инфракрасный или тепловой):

· датчики предназначены для измерения температуры излучающей поверхности от -100^оС до 150^оС;

· подходит для дневного и ночного использования;

· применение тепловой съемки: анализ влажности почв, типов горных пород, выявление теплового загрязнения воды, бытового скопления тепла, источников городского производства тепла, инвентаризация живой природы, выявление геотермальных зон.

7 канал (средний, или коротковолновый инфракрасный):

· совпадает с полосой поглощения излучения гидроминералами (глинистые сланцы, некоторые оксиды и сульфаты), благодаря чему они выглядят темными;

· полезен для литологической съемки;

· как и 5-й канал, чувствителен к варьированию влаги в растительности и почвах.

8 канал (панхроматический-- 4,3,2):

· наиболее типичная комбинация каналов, используемая в дистанционном зондировании для анализа растительности, зерновых культур, землепользования и водно-болотных угодий (wetlands).

Компьютерные методы обработки спутниковых данных

Целью обработки данных дистанционного зондирования (ДЗ) является получение снимков или изображений с требуемыми радиометрическими и геометрическими характеристиками. Рассмотрим основные этапы обработки данных. В общем случае обработка данных дистанционного зондирования включает три этапа:

1. предварительная обработка-- прием спутниковых данных, запись их на магнитный носитель, декодировка и корректировка, преобразование данных непосредственно в изображение или космический снимок или в форматы, удобные для последующих видов обработки;

2. первичная обработка-- исправление искажений, вызванных нестабильностью работы космического аппарата и датчика, а также географическая привязка изображения с наложением на него сетки координат, изменение масштаба изображения и представление изображения в необходимой географической проекции (геокодирование);

3. вторичная (тематическая) обработка-- цифровой анализ с применением статистических методов обработки, визуальное дешифрирование и интерпретация в интерактивном или полностью автоматизированном режиме.

Первый и второй этапы обработки в настоящее время могут быть выполнены на борту космического аппарата.

Многозональная съемка ведется многие годы, и исследователи накопили большой объем эмпирических данных. Уже хорошо известно, какие соотношения яркости в различных зонах спектра соответствуют растительности, обнаженной почве, водным поверхностям, урбанизированным территориям и другим распространенным типам ландшафта, существуют библиотеки спектров различных природных образований. Выразив эти соотношения в виде линейных комбинаций различных зон, можно получать так называемые индексы. Так как многие современные системы дистанционного зондирования Земли осуществляют съемку в видимой красной и ближней инфракрасной частях спектра, то распространенным методом является вычисление нормализованного вегетационного индекса (NDVI). Нормализованный вегетационный индекс показывает наличие и состояние растительности по соотношению отраженных энергий в 2 спектральных каналах. Вычисляется по следующей формуле: NDVI=NIR-RED/NIR+RED, где NIR-- отражение в ближней инфракрасной области спектра; RED-- отражение в красной области спектра. Эта зависимость основана на различных спектральных свойствах хлорофилла в видимом и ближнем ИК диапазонах. Вегетационные индексы можно рассматривать как промежуточный этап при переходе от эмпирических показателей к реальным физическим свойствам растительного покрова. Часто вычисляют универсальные и территориально-привязанные индексы: LAI-- индекс листовой поверхности или FPAR-- индекс фотосинтетической активной радиации, поглощаемый растительностью и пр. Индекс LAI можно измерить в натурных условиях. В настоящее время в Интернет ежемесячно публикуются растровые изображения LAI (пространственное разрешение 250 м) на весь мир. Эти данные в сочетании с методами классификации мультиспектральных изображений могут значительно повысить достоверность при обработке изображений в экспертных системах, учитывающих множество различной информации.

Как известно, антропогенное воздействие на окружающую среду приводит к возникновению масштабных трудноразрешимых противоречий между интересами развития производства и сохранением природы, поскольку в результате интенсивного использования природных ресурсов происходит разрушение природных систем и интенсивное загрязнение среды. Еще в Стокгольме на Первой Международной конференции ООН по оценке состояния природной среды в 1972г. было признано, что экологическое состояние природной среды в промышленных странах стало угрожать не только здоровью населения, но и самому существованию человечества. Решение этих проблем, возникающих в связи с катастрофическим ухудшением окружающей природной среды, занимает сейчас центральное место при выработке стратегии экологически устойчивого социально-экономического развития промышленно развитых стран, в том числе и России.

В последние годы в круг фундаментальных исследований проблем экологии территории России широко вовлечены космические методы контроля состояния экосистем. Появление глобальной компьютерной сети Интернет и разработка передовых информационных технологий открыли новый этап развития космического экологического мониторинга. Особенностью нового этапа является широкое использование телекоммуникационной инфраструктуры, а также гипертекстовых и интерактивных информационных технологий, которые чрезвычайно перспективны в дистанционном мониторинге состояния окружающей среды. Актуальной является также проблема интегрирования национальных информационных ресурсов по окружающей среде, создание региональных баз данных и расширение электронных коллекций по результатам космического экологического мониторинга.

Развитие технологий наблюдения из космоса, создание инфраструктур спутникового экологического мониторинга регионов России наряду с разработкой экологической системы контроля в реальном масштабе времени призваны сыграть ключевую роль в обеспечении безопасности окружающей среды и устойчивого развития экономики России. В связи с этим создаются Центры космического мониторинга (ЦКМ), которые осуществляют оперативный контроль состояния окружающей среды и природных ресурсов (например, Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск), создают многоуровневые информационные системы пространственно-временного мониторинга состояния окружающей среды, включающие технические и программные средства сбора, обработки, анализа и хранения спутниковой информации. Во всем мире исследования Земли из космоса приобретают всеобъемлющий характер. Наиболее информативным методом для решения задач дистанционного исследования поверхности Земли из космоса является использование и тематический анализ изображений, полученных приборными комплексами различных частотных диапазонов, установленных на космических аппаратах. Целый ряд спутников, оснащенных приборами дистанционного зондирования (радиолокаторами, скаттерометрами, радиометрами и оптической техникой), выведены на орбиту специально для получения разносторонней геофизической информации, необходимой для оценки состояния окружающей среды и для природо-ресурсных исследований.

Заключение

Таким образом, нормирование качества окружающей среды - это деятельность по установлению нормативов предельно допустимых воздействий человека на окружающую среду.

Цель нормирования - установление предельно допустимых норм воздействия на окружающую природную среду, гарантирующих экологическую безопасность человека и сохранение генетического фонда, обеспечивающих использование природных ресурсов без ущерба и их воспроизводство в условиях эффективного хозяйствования.

Допустимыми признаются воздействия, не влияющие на качество окружающей среды или изменяющие среду обитания в допустимых пределах, то есть не разрушающие экосистему и не вызывающие неблагоприятных последствий у человека.

Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, равно как и методы их определения, утверждаются специально уполномоченными на то государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора. С течением времени по ходу развития науки и техники нормативы изменяются, при этом учитываются международные стандарты.

Основу нормирования составляют нормативы концентраций загрязняющих веществ - стандарты допустимых концентраций, в частности, предельно допустимых концентраций (ПДК), максимально допустимых уровней (МДУ), предельно допустимых уровней (ПДУ), допустимых остаточных количеств (ДОК) и т. д.

К сожалению моему, я не смогла найти подходящую информацию к теме «Существующие системы мониторинга в России и США».

Список используемой литературы

1. ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.1999. №52-ФЗ (ред. от 22.12.2008.)

2. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы. ГН 2.1.6.695-98 (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 29.04.1998 N 14) (ред. от 23.05.2001, с изм. от 29.06.2002).

3. Бай Н.Г. Правоведение. Учебник / Н.Г. Бай, В.В. Безбах, Б.С. Волков и др.- М.: РУДН, 2007. - С.127-138.

4. Крассов О.И. Экологическое право: Учебник / О.И. Крассов / М.: Норма, 2008. - С.37.

5. Лапина М.А. Экологическое право. Учебный курс / М.А. Лапина. - М.: МИЭМП, 2008. - С.77-84.

Размещено на Allbest.ru

...