Экологический мониторинг

Уровни мониторинга

Мониторинг является многоуровневой системой. В хорологическом аспекте обычно выделяют системы (или подсистемы) детального, локального, регионального, национального и глобального уровней.

Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга реализуемого в пределах небольших территорий (участков) и т. д.

При объединении систем детального мониторинга в более крупную сеть (например, в пределах района и т. п.) образуется система мониторинга локального уровня. Локальный мониторинг предназначен обеспечить оценку изменений системы на большей площади: территории города, района.

Локальные системы могут объединяться в более крупные — системы регионального мониторинга, охватывающие территории регионов в пределах края или области, или в пределах нескольких из них. Подобные системы регионального мониторинга, интегрируя данные сетей наблюдений, различающихся по подходам, параметрам, территориям отслеживания и периодичности, позволяют адекватно формировать комплексные оценки состояния территорий и давать прогнозы их развития.

Системы регионального мониторинга могут объединяться в пределах одного государства в единую национальную (или государственную) сеть мониторинга, образуя, таким образом, национальный уровень) системы мониторинга. Примером такой системы являлась «Единая государственная система экологического мониторинга Российской Федерации» (ЕГСЭМ) и её территориальные подсистемы, успешно создаваемые в 90-е годы XX века для адекватного решения задач управления территориями.
Однако вслед за Министерством экологии в 2002 году ЕГСЭМ была также упразднена и в настоящее время в России имеются лишь ведомственно-разрозненные сети наблюдений, что не позволяет адекватно решать стратегические задачи управления территориями с учетом экологического императива.

В рамках экологической программы ООН поставлена задача объединения национальных систем мониторинга в единую межгосударственную сеть — «Глобальную систему мониторинга окружающей среды» (ГСМОС). Это высший глобальный уровень организации системы экологического мониторинга. Её назначение — осуществление мониторинга за изменениями в окружающей среде на Земле и её ресурсами в целом, в глобальном масштабе. Глобальный мониторинг — это система слежения за состоянием и прогнозирование возможных изменений общемировых процессов и явлений, включая антропогенные воздействия на биосферу Земли в целом. Пока создание такой системы в полном объеме, действующей под эгидой ООН, является задачей будущего, так как многие государства не имеют еще собственных национальных систем.

Физико-химические методы

—Качественные методы. Позволяют определить, какое вещество находится в испытуемой пробе. Например на основе хроматографии.
—Количественные методы.
—Гравиметрический метод. Суть метода состоит в определении массы и процентного содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения, находящегося в испытуемой пробе.
—Титриметрический (объемный) метод. В этом виде анализа взвешивание заменяется измерением объёмов, как определяемого вещества, так и реагента, используемого при данном определении. Методы титриметрического анализа разделяют на 4 группы: а) методы кислотно-основного титрования; б) методы осаждения; в) методы окисления-восстановления; г) методы комплексообразования.
—Колориметрические методы. Колориметрия — один из наиболее простых методов абсорбционного анализа. Он основан на изменении оттенков цвета исследуемого раствора в зависимости от концентрации. Колориметрические методы можно разделить на визуальную колориметрию и фотоколориметрию.
—Экспресс-методы. К экспресс методам относятся инструментальные методы, позволяющие определить загрязнения за короткий период времени. Эти методы широко применяются для определения радиационного фона, в системе мониторинга воздушной и водной среды.
—Потенциометрические методы основаны на изменении потенциала электрода в зависимости от физико-химических процессов, протекающих в растворе. Их разделяют на: а) прямую потенциометрию (ионометрию); б) потенциометрическое титрование.

Системы дистанционного зондирования

В программах мониторинга широко задействовано дистанционное зондирование окружающей среды с использованием самолётов или спутников, снабжённых многоканальными датчиками.

Дистанционное зондирование позволяет собирать данные об опасных или труднодоступных районах. Применение дистанционного зондирования включают мониторинг лесов, последствия действия изменения климата на ледники Арктики и Антарктики, исследованиях прибрежных и океанских глубин.

Данные с орбитальных платформ, полученные из различных частей электромагнитного спектра в сочетании с наземными данными, представляет информацию для контроля тенденций проявления долгосрочных и краткосрочных явлений, природных и антропогенных. Другие области применения включают управление природными ресурсами, планирование использования земли, а также различные области наук о Земле.

Разработка основ экологического мониторинга

Термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 г., а затем вопросы проведения экологического мониторинга рассматривались на проходившей в 1972 г. в Стокгольме конференции Организации объединённых наций по проблемам окружающей среды. Однако этому событию предшествовало в 1970 г. обсуждение предстоящей программы конференции. В штаб-квартире ООН в г. Нью-Йорке в этом обсуждении принимала участие советская делегация под руководством В. А. Ковды. Советские участники совещания, войдя в конфронтацию с делегациями США и Швеции, отстаивали необходимость принятия генеральным секретарем ООН У Таном повестки предстоящей конференции о том, что «разрушение природных ресурсов и окружающей среды достигает тревожных размеров, что объясняется историческими и социально-экономическими причинами». В своем отчете В. А. Ковда отмечал, что совещание показало отставание Советского союза в обрасти разработок защиты биосферы, поэтому требовалось срочное создание на территории СССР биосферных заповедников, которые служили бы для сохранения эталонного состояния биосферы, и развития средств дистанционного мониторинга за состоянием окружающей среды.

Непосредственные предложения по экологическому мониторингу были озвучены в 1972 г. перед конференцией ООН членами специальной комиссии Научного комитета по проблемам окружающей среды Международного совета научных союзов, созданной американскими учеными Гильбертом Уайтом и Томасом Малоном. Под экологическим мониторингом ими понимались «систематические наблюдения за состоянием окружающей среды, возможные изменения в связи с антропогенной деятельностью, контроль таких изменений и проведение мероприятий по управлению окружающей средой».

Разработки советских ученых в области экологического мониторинга были представлены в 1974 г. на межправительственном совещании, созванном организацией по программе окружающей среды при ООН, где рассматривались вопросы создания мировой системы экологического мониторинга. Участвовавший в совещании руководитель гидрометеорологической службы Ю. А. Израэль в этом же году опубликовал статью «Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменения окружающей природной среды. Основы мониторинга», где под экологическим мониторингом он предлагал понимать систему наблюдений, позволяющую выделить изменения состояния биосферы под влиянием человеческой деятельности. В 1975 г. Ю. А. Израэль возглавил секцию «Мониторинг состояния биосферы» Научного совета по проблемам биосферы при Президиуме АН СССР и стал руководить разработкой мероприятий по экологическому мониторингу в СССР.

В 1975 г. вышла статья академика И.П. Герасимова о научных основах современного мониторинга окружающей среды, где он выделяет три ступени мониторинга.

На первой ступени мониторинга главное внимание уделяется наблюдению за состоянием окружающей среды и ее влияния на здоровье населения. На этой ступени должны использоваться показатели, отражающие реакцию человека: заболеваемость, смертность, рождаемость, продолжительность жизни и так далее.. Объектом второй ступени наблюдения и контроля выступают территориальные природные, природно-технические и демографические геосистемы

Для этой ступени мониторинга существенны показатели массоэнергообмена, биопродуктивности, величины предельно допустимых концентраций загрязнения, способности геосистем к самоочищению. Наблюдения должны проводиться в географических стационарах, специальных зональных или региональных полигонах и тестовых (ключевых) участках.

Объектом второй ступени наблюдения и контроля выступают территориальные природные, природно-технические и демографические геосистемы. Для этой ступени мониторинга существенны показатели массоэнергообмена, биопродуктивности, величины предельно допустимых концентраций загрязнения, способности геосистем к самоочищению. Наблюдения должны проводиться в географических стационарах, специальных зональных или региональных полигонах и тестовых (ключевых) участках.

Задача третьей ступени – наблюдение за глобальными параметрами окружающей среды: за запылением атмосферы, мировым балансом влаги, загрязнением мирового океана и т.д. Цель их – оценка последствий этих изменений для здоровья и деятельности людей.

Программа мониторинга окружающей среды

Научно обоснованный мониторинг окружающей среды осуществляется в соответствии с Программой. Программа должна включать в себя общие цели организации, конкретные стратегии его проведения и механизмы реализации.

Ключевыми элементами Программ мониторинга окружающей среды являются:

перечень объектов, находящихся под контролем с их строгой территориальной привязкой (хорологическая организация мониторинга);
перечень показателей контроля и допустимых областей их изменения (параметрическая организация мониторинга);
временные масштабы — периодичность отбора проб, частота и время представления данных (хронологическая организация мониторинга).

Кроме того, в приложении в Программе мониторинга должны присутствовать схемы, карты, таблицы с указанием места, даты и метода отбора проб и представления данных.

Осуществление мониторинга окружающей природной среды

Необходимым условием высококачественного управления свойствами окружающей среды является правильная организация системы мониторинга.

Система МОС включает четыре основных блока:

Наблюдение (подразумевается получение данных об общем состоянии объектов, находящихся под наблюдением)

Они осуществляются с определенной периодичностью, через четко установленные интервалы времени, что очень важно для получения полной и ясной картины. Наблюдения могут производиться как отдельными станциями (точечно), так и их целой сетью

Для того чтобы отделить друг от друга антропогенные и естественные (природные) модификации, необходимо хранить данные за прошедшие годы для сравнения с предыдущими показателями. Это даст возможность более точного расчета интенсивности процессов и предсказания их последствий. Оценка настоящего состояния. Информация, полученная из предыдущего этапа, анализируется специалистами, которые способны с высокой точностью определить степень ухудшения или, наоборот, благополучности состояния объекта, установить причины этого, наметить тенденции последующего варьирования его состояния. Прогноз состояния. На этом этапе не только предполагается будущее, но и осуществляются попытки подкрепления гипотез определенными доказательствами (расчетами, показателями и т. д.). Оценка прогноза. Полученные результаты снова подвергаются оценке, а затем доносятся до аудитории в том или ином формате.

Виды экологического мониторинга

Экомониторинг по степени исследований и масштабности разделяется на:

биоэкологический, на котором анализируются санитарно-гигиенические нормы;
геосистемный, в ходе которого изучаются данные хозяйственных и природных угодий;
биосферный, для которого составляется общая картина в масштабах планеты.

Для мониторинга состояния окружающей среды собираются различные данные по уровню загрязнения воздуха и водоемов, показатели погоды и состояние неживой природы. Также осуществляется исследование всех климатических данных и изменений. На уровне биологического мониторинга проводится наблюдение за живыми организмами и их состоянием при загрязнении и изменениях окружающей среды. Кроме того, в экомониторинг входит сбор данных заболеваемости и состоянию здоровья людей. Все это позволяет прогнозировать состояние земной биосферы и выявлять экопроблемы.

Мониторинг окружающей среды: понятие и виды

Мониторинг — это систематическое наблюдение за состоянием окружающей среды. Мониторинг имеет свои задачи:

наблюдение за состоянием окружающей природной среды и отдельных природных объектов, за происходящими в ней физическими, химическими, биологическими процессами, за уровнем загрязнения почв, атмосферного воздуха, водных объектов, последствиями его влияния на растительный и животный мир, здоровье человека;
обобщение и оценку полученной информации о состоянии окружающей природной среды;
прогнозирование изменений состояния окружающей природной среды с целью предупреждения его отрицательных экологических последствий;
обеспечение информацией о состоянии и изменениях окружающей природной среды заинтересованных организаций и населения.

В зависимости от объектов экологического мониторинга он подразделяется на общий — мониторинг окружающей природной среды, и отраслевой — мониторинг природных объектов.

Порядок организации и проведения государственного экологического мониторинга регулируется федеральными законами (Законом РСФСР «Об охране окружающей природной среды», Лесным, Водным, Земельным кодексами, законами о недрах, о животном мире и т. д.) и другими актами экологического законодательства.

Организационной основой государственного экологического мониторинга является федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. В структуру этого органа входят подразделения различного уровня, на которые возложены функции по проведению экологического мониторинга: посты и станции наблюдения, осуществляющие сбор информации об окружающей природной среде; территориальные, региональные центры наблюдения, научноисследовательские учреждения, которые проводят анализ и оценку полученных данных, разрабатывают прогнозы. Компетенция Росгидромета охватывает мониторинг поверхностных пресных вод и морской среды, почв, атмосферного воздуха, околоземного пространства и др. Отраслевой мониторинг осуществляется специально уполномоченными органами государственного экологического управления по отдельным видам природных ресурсов.

Мониторинг земель — система наблюдения за состоянием земельного фонда для своевременного выявления изменений, их оценки, предупреждения и устранения последствий негативных процессов Мониторинг лесов — система наблюдений, оценки и прогноза состояния и динамики лесного фонда (ст. 69 Лесного кодекса РФ). Его осуществление возложено на Федеральную службу лесного хозяйства России.

Мониторинг водных объектов — система регулярных наблюдений за гидрологическими, гидрогеологическими и гидрогеохимическими показателями их состояния, обеспечивающая сбор, передачу и обработку полученной информации в целях своевременного выявления негативных процессов, прогнозирования их развития, предотвращения вредных последствий и определения степени эффективности осуществляемых водоохранных мероприятий. Мониторинг объектов животного мира — система регулярных наблюдений за распространением, численностью, физическим состоянием объектов животного мира, структурой, качеством и площадью среды их обитания (ст. 15 Федерального Закона «О животном мире»). Этот мониторинг осуществляется органами Министерства сельского хозяйства РФ, Государственного комитета РФ по рыболовству, Рослесхоза и др.

В осуществлении государственного экологического мониторинга принимает участие и ряд других органов специального управления в пределах своей компетенции — Государственная санитарноэпидемиологическая служба, Госатомнадзор и др.

Мониторинги отдельных природных ресурсов (отраслевые) являются составными частями системы государственного мониторинга окружающей природной среды. Общее руководство созданием и функционированием единой государственной системы экологического мониторинга осуществляет в установленном порядке Госкомэкология России (п. 7 Положения о Государственном комитете РФ по охране окружающей среды).

Методы организации работы наблюдательного поста

В соответствии с ГОСТом, государственный контроль состояния атмосферы в населенных пунктах проводится на постах. Пост представляет собой оборудованный пункт мониторинга, который находится в помещении или транспортном средстве.

Пост содержит оборудование и материалы, необходимые для сбора сведений и последующего анализа атмосферного воздуха. Способ организации зависит от разновидности пункта.

Стационарные

Наблюдательный пункт, в котором непрерывно регистрируются показатели состояния атмосферы, проводится систематический сбор образцов для анализа. Опорные стационарные посты предназначены для выявления долговременных изменений и обнаружения загрязняющих веществ.

Стационарный пост представляет собой павильон, в котором располагают оборудование для замеров. Его устанавливают в заранее подготовленном месте, расположенном внутри населенного пункта или за его пределами.

Маршрутные

Предназначен для сбора информации о составе и состоянии атмосферы в местах, где установка стационарного поста по определенной причине невозможна. Представленный вариант используют в густонаселенных жилых районах, в местах, где требуется детальное изучение степени загрязненности.

Маршрутные посты устанавливают попеременно в нескольких точках. Места, где размещают наблюдательный пункт, выбирают предварительно. Порядок выполнения мониторинга сохраняется без изменений, так как в противном случае нарушаются сроки определения наличия примесей в воздухе.

Передвижные лаборатории

Пост мониторинга представляет собой передвижную лабораторию. Транспортное средство оборудуется необходимой для замеров аппаратурой. С их помощью выявляют степень загрязнения, измеряются метеорологические параметры.

Мониторинг загрязнения атмосферы автотранспортном

Автомобили считаются главным источником загрязнения. Содержание вредных примесей, получаемых при сгорании автомобильного топлива, регулируется несколькими международными и государственными стандартами.

Оценка токсичности отработанных газов проводится специальными организациями. Эксплуатация транспортных средств с концентрацией отработанных газов, превышающих норму, запрещена. Токсичность проверяют во время техосмотра и ремонтных работ ТС.

Сбор сведений о загрязнении автотранспортом проводится на точках наблюдения, которые устанавливают в местах интенсивного движения транспорта. При замерах учитывается интенсивность движения, средний показатель которой зависит от числа автомобилей конкретной категории. Полученные сведения используют для оценки экономического ущерба от загрязнения атмосферы.

Уровни мониторинга

Виды экологического мониторинга

В наблюдениях за окружающей средой используют различные методы контроля. Виды локального экологического мониторинга:

Инструментальный.
Физико-химические методы измерений. Сбор проб в области загрязнения, проведение лабораторного анализа.
Расчётный.
Определение степени загрязнения на основании информации о выбросах на предприятиях.
Производственный (ПЭМ).
Проведение измерений состояния природы на территориях вблизи промышленных объектов и на предприятиях.

Выделяют общественный, биологический, радиационный экологический мониторинг, контроль выбросов отходов. Работа с социальными группами требуется для информирования людей, проживающих на опасных территориях. Биологические измерения нужны для определения степени воздействия человека на состояние растительного и животного мира.

Экологические изыскания необходимы для оценки влияния антропогенного фактора на местность. Особое значение имеют наблюдения в промышленных зонах. С их помощью оценивают опасность выбросов, предупреждают природные катастрофы и создают меры для борьбы с загрязнениями.

Читайте далее:

Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы

Понятие и виды экологического нормирования

Трансграничный перенос загрязняющих веществ

Определение степени загрязнения воды: прямые и косвенные показатели