Экологический мониторинг организация и осуществление. Прогноз и прогнозирование. Мониторинг состояния природных ресурсов в России
Важнейшим вопросом стратегии регулирования качества ОПС является вопрос создания системы, способной определять наиболее критические источники и факторы антропогенного воздействия на здоровье населения и ОПС, выделять наиболее уязвимые элементы и звенья биосферы, подверженные такому воздействию.
Такой системой признана система мониторинга антропогенных изменений состояния окружающей природной среды, способная представить необходимую информацию для принятия решений соответствующими службами, ведомствами, организациями.
Экологический мониторинг – комплексная система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды под действием природных и антропогенных факторов.
Основной принцип мониторинга – непрерывное слежение.
Цель экологического мониторинга – информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью, оптимизация отношений человека с природой.
Выделяют различные виды мониторинга в зависимости от критериев:
Биоэкологический (санитарно-гигиенический),
Геоэкологический (природно-хозяйственный),
Биосферный (глобальный),
Космический,
Климатический, биологический, здоровья населения, социальный и др.
В зависимости от степени выраженности антропогенного воздействия различают мониторинг импактный и фоновый. Фоновый (базовый) мониторинг – слежение за природными явлениями и процессами, протекающими в естественной обстановке, без антропогенного влияния. Осуществляется на базе биосферных заповедников. Импактный мониторинг - слежение за антропогенными воздействиями в особо опасных зонах.
В зависимости от масштабов наблюдения выделяют глобальный, региональный и локальный мониторинги.
Глобальный мониторинг – слежение за развитием общемировых биосферных процессов и явлений (например, за состоянием озонового слоя, изменением климата).
Региональный мониторинг – слежение за природными и антропогенными процессами и явлениями в пределах какого-то региона (например, за состоянием озера Байкал).
Локальный мониторинг – мониторинг в пределах небольшой территории (например, контроль за состоянием воздуха в городе).
В РФ функционирует и развивается Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), сформированная на трех основных организационных уровнях: федеральном, субъектов РФ и локальном (объектном) с целью радикального повышения эффективности службы наблюдения. На основе результатов мониторинга разрабатываются рекомендации по снижению уровня загрязнения окружающей среды и прогноз на будущее.
Системы мониторинга связаны с экологической экспертизой и проведением оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС).
Нормирование качества окружающей среды (экологическое нормирование)
Под качеством окружающей среды понимают степень соответствия среды жизни человека его потребностям. Окружающей человека средой являются природные условия, условия на рабочем месте и жилищные условия. От ее качества зависит продолжительность жизни, здоровье, уровень заболеваемости населения и т.д.
Экологическое нормирование – процесс установления показателей предельно допустимого воздействия человека на окружающую среду. Его главная цель – обеспечение приемлемого баланса между экологией и экономикой. Такое нормирование позволяет вести хозяйственную деятельность и сохранять природную среду.
В РФ нормированию подлежат:
Физические факторы воздействия (шум, вибрация, электромагнитные поля, радиоактивное излучение);
Химические факторы – концентрации вредных веществ в воздухе, воде, почвах, продуктах питания;
Биологические факторы – содержание патогенных микроорганизмов в воздухе, воде, продуктах питания.
Экологические нормативы разделяют на 3 основные группы:
Технологические нормативы – устанавливаются для различных производств и процессов, рационального использования сырья и энергии, сведения к минимуму отходов;
Научно-технические нормативы – предусматривают систему расчетов и периодического пересмотра нормативов, контроля за воздействием на ОПС;
Медицинские нормативы – определяют уровень опасности для здоровья населения.
Нормирование качества окружающей среды – установление показателей и пределов, в которых допускается изменение этих показателей (для воздуха, воды, почвы и др.).
Цель нормирования – установление предельно допустимых норм (экологических нормативов) воздействия человека на окружающую среду. Соблюдение экологических нормативов должно обеспечить экологическую безопасность населения, сохранение генетического фонда человека, растений и животных, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.
Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их определения, носят временный характер и могут совершенствоваться по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов.
Основные экологические нормативы качества окружающей среды и воздействия на нее следующие:
1. Нормативы качества (санитарно-гигиенические):
Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ;
Предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий (радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др.)
2. Нормативы воздействия (производственно-хозяйственные):
Предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ;
Предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ.
3. Комплексные нормативы:
Предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) – количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воздухе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. ПДК рассчитывают на единицу объема (для воздуха, воды), массы (для почвы, пищевых продуктов) или поверхности (для кожи работающих). ПДК устанавливают на основании комплексных исследований. При ее определении учитывают степень влияния загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) – это максимальный уровень воздействия радиации, шума вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда. ПДУ – это то же, что и ПДК, но для физических воздействий.
В тех случаях, когда ПДК или ПДУ не определены и находятся только на стадии разработки, используют такие показатели, как ОДК – ориентировочно допустимая концентрация, или ОДУ – ориентировочно допустимый уровень соответственно.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается данному конкретному предприятию выбрасывать в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.
Комплексным показателем качества окружающей среды является предельно допустимая экологическая нагрузка.
Предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду (ПДЭН) – это максимальная интенсивность антропогенного воздействия на окружающую среду, не приносящая к нарушению устойчивости экологических систем (или, иными словами, к выходу экосистемы за пределы экологической емкости).
Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется как емкость природной среды, или экологическая емкость территории.
Устойчивость экосистем к антропогенным воздействиям зависит от следующих показателей:
Запасы животного и мертвого органического вещества;
Эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова;
Видовое и структурное разнообразие.
Чем эти показатели выше, тем устойчивее экосистема.
По масштабам различают мониторинг базовый (фоновый), глобальный, региональный, импактный.
по методам ведения и объектам наблюдения : авиационный, космический, окружающей человека среды.
Базовый мониторинг выполняет слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний.
Глобальный мониторинг осуществляет слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли и ее экосфере, включая все их экологические компоненты (основные материально-энергетические составляющие экологических систем), и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях.
Региональный мониторинг производит слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы.
Импактный мониторинг – это мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.
Мониторинг окружающей человека среды осуществляет слежение за состоянием окружающей человека природной среды и предупреждение создающихся критических ситуаций, вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов.
Реализация мониторинга требует использования достаточно широко развитого математического обеспечения, включающего комплексы математических моделей изучаемых явлений.
Разработка модели конкретного явления или природной системы связана с выбором ее концептуальной структуры и наличия замкнутого пакета машинных программ. Наиболее распространенным типом моделей являются наборы дифференциальных уравнений, отражающие биологические, геохимические и климатические процессы в изучаемой системе.При этом коэффициенты уравнений либо имеют конкретный смысл, либо определяются косвенным образом через аппроксимацию экспериментальных данных.
Моделирование реальной природной системы, в основе которой заложены экспериментальные данные, и проведение над ней многочисленных экспериментов позволяют получить количественные оценки взаимодействий различных компонентов сообществ как в природных системах, так и сформировавшихся в результате вторжения в природную среду хозяйственной деятельности человека.
Процедура ОВОС
В соответствии с существующими правилами любая предпроектная и проектная документация, связанная с какими-либо хозяйственными начинаниями, освоением новых территорий, размещением производств, проектированием, строительством и реконструкцией хозяйственных и гражданских объектов, должна содержать раздел «Охрана окружающей среды» и в нем – обязательный подраздел ОВОС – материалы по оценке воздействия на окружающую среду намечаемой деятельности. ОВОС – это предварительное определение характера и степени опасности всех потенциальных видов влияния и оценка экологических, экономических и социальных последствий осуществления проекта; структурированный процесс учета экологических требований в системе подготовки и принятия решений о хозяйственном развитии.
ОВОС предусматривает вариантность решений, учет территориальных особенностей и интересов населения. ОВОС организуется и обеспечивается заказчиком проекта с привлечением компетентных организаций и специалистов. Во многих случаях для проведения ОВОС нужны специальные инженерно-экологические изыскания.
Основные разделы ОВОС
1. Идентификация источников воздействия с помощью эксперимен-тальных данных, экспертных оценок, создание установок математического моделирования, анализа литературы и т.д. В результате выявляются источники, виды и объекты воздействия.
2. Количественная оценка видов воздействия может быть проведена балансовым или инструментальным методом. При использовании балансового метода определяется количество выбросов, сбросов, отходов. Инструментальный метод – это измерение и анализ результатов.
3. Прогнозирование изменения природной среды. Дается вероятностный прогноз загрязнения среды с учетом климатических условий, розы ветров, фоновых концентраций и т.д.
4. Прогнозирование аварийных ситуаций. Дается прогноз возможных аварийных ситуаций, причин и вероятность их возникновения. По каждой аварийной ситуации предусматриваются профилактические меры.
5. Определение способов предупреждения отрицательных последствий. Определяются возможности снижения воздействия с помощью специальных технических средств защиты, технологий и т.д.
6. Выбор методов контроля над состоянием среды и остаточными последствиями. Система мониторинга, контроля должна быть предусмотрена в проектируемой технологической схеме.
7. Эколого-экономическая оценка вариантов проектных решений. Оценка воздействия производится для всех возможных вариантов с анализом ущербов, компенсационных затрат на защиту от вредного воздействия после реализации проекта.
8. Оформление результатов. Осуществляется в виде отдельного раздела проектного документа, который является обязательным приложением и содержит, кроме материалов списка ОВОС, копию согласования с Минздравом, органами государственного надзора, ответственными за использование природных ресурсов, заключение ведомственной экспертизы, заключение общественной экспертизы и основные разногласия.
Экологическая экспертиза
Экологическая экспертиза – установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы ().
Экологическая экспертиза предполагает специальное изучение хозяйственных и технических проектов, объектов и процессов в целях обоснованного заключения об их соответствии экологическим требованиям, нормам и регламентам.
Экологическая экспертиза, таким образом, выполняет функции перспективного предупредительного контроля проектной документации и одновременно функции надзора за экологическим соответствием результатов реализации проектов. Согласно Закону РФ «Об экологической экспертизе» эти виды контроля и надзора осуществляются природоохранными органами.
Закон РФ «Об экологической экспертизе» (ст. 3) формулирует принципы экологической экспертизы , а именно:
Презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;
Обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений о реализации объекта экологической экспертизы;
Комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий;
Обязательности учета требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;
Достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;
Независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;
Научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;
Гласности, участия общественных организаций (объединений), учета общественного мнения;
Ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, проведение, качество экологической экспертизы.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте понятия мониторинга, экологического мониторинга.
2. Назовите виды экологического мониторинга.
3. Сформулируйте задачи и принципы организации системы экологического мониторинга.
4. Что такое экологический паспорт предприятия, его содержание?
5. Что представляет собой процедура ОВОС? С какой целью она проводится?
6. Перечислите последовательность этапов проведения ОВОС.
7. Что включает в себя экологическая экспертиза?
8. Сформулируйте принципы экологической экспертизы.
Раздел 3
Безопасность в условиях производства
(охрана труда)
Основные положения действующего законодательства РФ по охране труда
В сфере обеспечения безопасности человека на производстве в Российской Федерации действует законодательство по охране труда.
Законодательство о труде и охране труда основано на положениях Конституции РФ (принята 12 декабря 1993 г.):
- «В Российской Федерации охраняется труд и здоровье людей, устанав-ливается гарантированный минимальный размер оплаты труда» (ст. 7);
- «Труд свободен...» (ст. 37);
- «Принудительный труд запрещен...» (ст. 37);
- «Каждый имеет право на труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены...» (ст. 7);
- «Каждый имеет право на отдых...» (ст. 37);
- «Каждый имеет право на охрану здоровья и медицинскую помощь...» (ст. 41);
- «Сокрытие должностными лицами фактов и обстоятельств, создающих угрозу для жизни и здоровья людей, влечет за собой ответственность...» (ст. 41).
Законодательные акты, содержащие требования по охране труда:
Трудовой кодекс Российской Федерации. Федеральный закон от 30.06.2006 г. № 90-ФЗ;
«Об обязательном социальном страховании от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний». Федеральный закон от
24 07. 1998 г. № 125-ФЗ.
В структуреТрудового кодекса Российской Федерации имеется раздел X –«Охрана труда».
В нем дается определение понятия «охрана труда» и других понятий, очерчивается круг правовых норм, образующих законодательство РФ об охране труда, указывается сфера действия закона, излагаются основные направления государственной политики в области охраны труда.
Охрана труда – система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.
Рабочее место – место, где работник должен находиться или куда ему необходимо прибыть в связи с его работой и которое прямо или косвеннонаходится под контролем работодателя.
Средства индивидуальной и коллективной защиты работников – технические средства, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работников вредных и (или) опасных производственных факторов, а также для защиты от загрязнения.
Сертификат соответствия работ по охране труда (сертификат безопасности) – документ, удостоверяющий соответствие проводимых в организации работ по охране труда установленным государственным нормативным требованиям охраны труда.
Понятие экологического мониторинга Мониторингом называют систему повторных наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определёнными целями и в соответствии с заранее подготовленной программой Менн 1972. Понятие мониторинга окружающей среды было впервые введено Р. Уточняя определение мониторинга окружающей среды Ю.
Поделитесь работой в социальных сетях
Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск
Лекция №14
Экологический мониторинг
- Понятие экологического мониторинга
- Задачи экологического мониторинга
- Классификация мониторинга
- Оценка фактического состояния окружающей среды (санитарно-гигиенический мониторинг, экологический)
- Прогноз и оценка прогнозируемого состояния
1. Понятие экологического мониторинга
Мониторингом называют систему повторных наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определёнными целями и в соответствии с заранее подготовленной программой (Менн, 1972). Необходимость в детальной информации о состоянии биосферы стала ещё более очевидной в последние десятилетия в связи с серьезными негативными последствиями, вызванными бесконтрольной эксплуатацией человеком природных ресурсов.
Для выявления изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима система наблюдений. Такую систему в настоящее время общепринято называть мониторингом.
Слово «мониторинг» вошло в научный оборот из англоязычной литературы и происходит от английского слова « monitoring » происходит от слова « monitor », имеющее в английском языке следующее значение: монитор, прибор или устройство для наблюдения и постоянного контроля над чем-либо.
Понятие мониторинга окружающей среды было впервые введено Р.Менном в 1972г. на Стокгольмской конференции ООН.
У нас в стране одним из первых теорию мониторинга стал разрабатывать Ю.А. Израэль. Уточняя определение мониторинга окружающей среды, Ю.А.Израэль ещё в 1974 г. сделал акцент не только на наблюдение, но и на прогнозе, введя в определение термина «мониторинга окружающей среды» антропогенный фактор как основную причину этих изменений. Мониторингом окружающей среды он называет систему наблюдений, оценки и прогноза антропогенных изменений состояния окружающей природной среды. (Рис.1) . Стокгольмская конференция (1972г) по окружающей среде положила начало созданию глобальных систем мониторинга состояния окружающей среды (ГСМОС/ GEMS ).
Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:
- Наблюдения за факторами, воздействующими на окружающую природную среду, и за состоянием среды;
- Оценку фактического состояния природной среды;
- Прогноз состояния природной среды. И оценку этого состояния.
Таким образом, мониторинг это многоцелевая информационная система наблюдений, анализа, диагноза и прогноза состояния природной среды, не включающая управлением качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления (рис. 2.) .
Информационная система/мониторинг/ Управление
Рис. 2. Блок-схема системы мониторинга.
2. Задачи экологического мониторинга
- Научно-техническое обеспечение наблюдения, оценки прогноза состояния окружающей среды;
- Наблюдения за источниками поступления загрязняющих веществ и уровнем загрязнения окружающей среды;
- Выявление источников и факторов загрязнения и оценки степени их воздействия на окружающую среду;
- Оценка фактического состояния окружающей среды;
- Прогноз изменения состояния окружающей среды и пути улучшения ситуации. (Рис.3.) .
Суть и содержание мониторинга окружающей среды состоит из упорядоченного набора процедур, организованного в циклы: Н 1 наблюдения, О 1 оценка, П 1 прогноз и У 1 управление. Затем наблюдения дополняются новыми данными, на новом цикле, и далее циклы повторяются на новом временном отрезке Н 2 , О 2 , П 2 , У 2 и т.д. (Рис. 4.) .
Таким образом, мониторинг представляет собой сложно построенную, циклически функционирующую и развивающуюся во времени по спирали постоянно действующую систему
Рис. 4. Схема функционирования мониторинга во времени.
3. Классификация мониторинга.
- По масштабам наблюдения;
- По объектам наблюдения;
- По уровню загрязнения объектов наблюдения;
- По факторам и источникам загрязнения;
- По методам наблюдения.
По масштабам наблюдения
|
Название уровня мониторинга |
Организации, осуществляющие мониторинг |
|
Глобальный |
Межгосударственная система мониторинга окружающей среды |
|
Национальный |
Государственная система мониторинга окружающей среды территории России |
|
Региональный |
Краевые, областные системы мониторинга окружающей среды |
|
Локальный |
Городские, районные системы мониторинга окружающей среды |
|
Детальный |
Системы мониторинга окружающей среды предприятий, месторождений, заводов и т.д. |
Детальный мониторинг
Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга окружающей среды, реализуемого в пределах территорий и масштабах отдельных предприятий, заводов, отдельных инженерных сооружений, хозяйственных комплексов, месторождений и т.д. Системы детального мониторинга окружающей среды являются важнейшим звеном в системе более высокого ранга. Их объединение в более крупную сеть образует систему мониторинга локального уровня.
Локальный мониторинг (импактный)
Проводится в сильно загрязнённых местах (городах, населённых пунктах, водных объектах и т.д.) и ориентирован на источник загрязнения. В
связи с близостью к источникам загрязнения здесь обычно присутствуют в значительных количествах все основные вещества, входящих в состав выбросов в атмосферу и сброс в водные объекты. Локальные системы, в свою очередь, объединяются в еще более крупные системы регионального мониторинга.
Региональный мониторинг
Проводится в пределах какого-то региона, с учётом природного характера, видом и интенсивностью техногенного воздействия. Системы регионального мониторинга окружающей среды объединяются в пределах одного государства в единую национальную сеть мониторинга.
Национальный мониторинг
Система мониторинга в рамках одного государства. Такая система отличается от глобального мониторинга не только масштабами, но и тем, что основной задачей национального мониторинга является получение информации и оценка состояния окружающей среды в национальных интересах. В России осуществляется под руководством МПР. В рамках экологической программы ООН поставлена задача объединения национальных систем мониторинга в единую межгосударственную сеть «Глобальную сеть мониторинга окружающей среды» (ГСМОС)
Глобальный мониторинг
Назначение ГСМОС осуществление мониторинга за изменением в окружающей среды на Земле в целом, в глобальном масштабе. Глобальный мониторинг это система слежения за состоянием и прогнозирование возможных изменений общемировых процессов и явлений, включая антропогенное воздействие на биосферу в целом. ГСМОС занимается глобальным потеплением климата, проблемами озонового слоя, сохранение лесов, засухи и т.д. .
По объектам наблюдения
- Атмосферный воздух
- в населённых пунктах;
- разных слоёв атмосферы;
- стационарные и передвижные источники загрязнения.
- Подземные и поверхностные водные объекты
- пресные и солёные воды;
- зоны смешения;
- зарегулированные водные объекты;
- природные водоёмы и водотоки.
- Геологическая среда
- почвенный слой;
- грунты.
- Биологический мониторинг
- растения;
- животные;
- экосистемы;
- человек.
- Мониторинг снежного покрова
- Мониторинг радиационного фона.
Уровень загрязнения объектов наблюдения
- Фоновый (базовый мониторинг)
Это наблюдения за объектами окружающей среды в условно чистых природных зонах.
2. Импактный
Ориентирован на источник загрязнения или отдельное загрязняющее воздействие.
По факторам и источникам загрязнения
1. Инградиентный мониторинг
Это физическое воздействие на окружающую среду. Это радиационное излучение, тепловое воздействие, инфракрасное, шум, вибрация и т.д.
2. Ингредиентный мониторинг
Это мониторинг отдельного загрязняющего вещества.
По методам наблюдения
1. Контактные методы
2. Дистанционные методы .
4. Оценка фактического состояния окружающей среды
Оценка фактического состояния является ключевым направлением в рамках мониторинга окружающей природной среды. Она позволяет определить тенденции изменений состояния окружающей среды; степень неблагополучия и его причины; помогает принять решения по нормализации положения. Могут быть выявлены и благоприятные ситуации, указывающие на наличие экологических резервов природы.
Экологический резерв природной экосистемы есть разница между предельно допустимым и фактическим состоянием экосистемы.
Метод анализа результатов наблюдений и оценка состояния экосистемы зависят от вида мониторинга. Обычно оценка осуществляется по совокупности показателей или по условным индексам, разработанным для атмосферы, гидросферы, литосферы. К сожалению, нет унифицированных критериев даже для одинаковых элементов природной среды. Для примера рассмотрим лишь отдельные критерии.
В санитарно-гигиеническом мониторинге обычно используют:
1) комплексные оценки санитарного состояния природных объектов по совокупности измеряемых показателей (таблица 1) или 2) индексы загрязнений.
Таблица 1.
Комплексная оценка санитарного состояния водоемов по совокупности физических, химических и гидробиологических показателей
Общий принцип расчета индексов загрязнений следующий: вначале определяется степень отклонения концентрации каждого загрязняющего вещества от его ПДК, а затем полученные величины объединяются в суммарный показатель, который учитывает воздействие нескольких веществ.
Приведем примеры расчета индексов загрязнения, используемых для оценки загрязненности атмосферного воздуха (ИЗ) и качества поверхностных вод (ИЗВ).
Расчет индекса загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА).
В практической работе используют большое количество различных ИЗА. Некоторые из них основаны на косвенных показателях загрязнения атмосферы, например, на видимости атмосферы, на коэффициенте прозрачности.
Различные ИЗА, которые можно разделить на 2 основные группы:
1.Единичные индексы загрязнения атмосферы одной примесью.
2.Комплексные показатели загрязнения атмосферы несколькими веществами.
К единичным индексам относятся:
Коэффициент для выражения концентрации примеси в единицах ПДК (а ), т.е. значение максимальной или средней концентрации, приведенное к ПДК:
а = Сί / ПДКί
Этот ИЗА используется как критерий качества атмосферного воздуха отдельными примесями.
Повторяемость (g ) концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня по посту либо по К постам города за год. Это процент (%) случаев превышения заданного уровня разовыми значениями концентрации примеси:
g = (m / n ) ּ100%
где n - число наблюдений за рассматриваемый период, m - число случаев превышения разовыми концентрациями на посту.
ИЗА (I ) отдельной примесью - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной примесью, учитывающая класс опасности вещества через нормирование на опасность SО 2 :
I = (C г /ПДКсс) Ki
где I - примесь, Ki - константа для различных классов опасности по приведению к степени вредности диоксида серы, C г - среднегодовая концентрация примеси.
Для веществ различных классов опасности Кi принимается:
|
Класс опасности |
||||
|
Значение Ki |
Расчет ИЗА основан на предположении, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, а при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с различной скоростью, которая зависит от класса опасности вещества.
Данный ИЗА используют для характеристики вклада отдельных примесей в общий уровень загрязнения атмосферы за данный период времени на данной территории и для сравнения степени загрязнения атмосферы различными веществами.
К комплексным индексам относятся:
Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) - это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создаваемого n веществами, присутствующими в атмосфере города:
КИЗА=
где Ii - единичный индекс загрязнения атмосферы i-ым веществом.
Комплексный индекс загрязнения атмосферы приоритетными веществами - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы приоритетными веществами, определяющими загрязнение атмосферы в города, рассчитывается аналогично КИЗА.
Расчеты индекса загрязнения природных вод (ИЗВ) также могут быть выполнены несколькими методами.
Приведем в качестве примера метод расчета, рекомендованный нормативным документом, который является неотъемлемой частью Правил охраны поверхностных вод (1991) - СанПиН 4630-88.
Вначале измеренные концентрации загрязняющих веществ группируют по лимитирующим признакам вредности - ЛПВ (органолептическому, токсикологическому и общесанитарному). Затем для первой и второй (органолептический и токсикологический ЛПВ) групп рассчитывают степень отклонения (А i ) фактических концентраций веществ ( C i ) от их ПДК i , так же, как и для атмосферного воздуха ( A i = C i /ПДК i ). Далее находят суммы показателей А i , для первой и второй групп веществ:
где S - сумма А i для веществ, нормируемых по органолептическому ( S орг ) и токсикологическому ( S токс ) ЛПВ; n - число суммируемых показателей качества воды.
Кроме того, для определения ИЗВ используют величину растворенного в воде кислорода и БПК 20 (общесанитарный ЛПВ), бактериологический показатель - число лактозоположительных кишечных палочек (ЛПКП) в 1 л воды, запах и привкус. Индекс загрязнения воды определяется в соответствии с гигиенической классификацией водных объектов по степени загрязнения (табл.2).
Сопоставляя соответствующие показатели ( S орг , S токс , БПК 20 и т. д.) с оценочными (см. табл. 2), определяют индекс загрязнения, степень загрязнения водного объекта и класс качества вод. Индекс загрязнения определяют по наиболее жесткому значению оценочного показателя. Так, если по всем показателям вода относится к I классу качества, но содержание кислорода в ней меньше 4,0 мг/л (но больше 3,0 мг/л), то ИЗВ такой воды следует принять за 1 и отнести ее ко II классу качества (умеренная степень загрязнения).
От степени загрязнения воды водного объекта зависят виды водопользования (табл. 3).
Таблица 2.
Гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения (по СанПиН 4630-88)
Таблица 3
Возможные виды водопользования в зависимости от степени загрязнения водного объекта (по СанПиН4630-88)
|
Степень загрязнения |
Возможное использование еоднсо объекта |
|
Допустимая |
Пригоден для всех видов водопользования населения практически без каких-либо ограничений |
|
Умеренная |
Свидетельствует об опасности использования водного объекта для культурно-бытовых цепей. Использование как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения без снижения уровня: химического загрязнения на очистных водопроводных сооружениях может привести к начальным симптомам интоксикации у части населения, особенно при наличии веществ 1-го и 2-го классов опасности |
|
Высокая |
Безусловная опасность культурно-бытового водопользования на водном объекте. Недопустимо использование как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения из-за сложности удаления токсических веществ в процессе водоподготовки. Употребление для питья воды может привести к появлению симптомов интоксикации и развитию отделенных эффектов, особенно при присутствии веществ 1-го и 2-го классов опасности |
|
Чрезвычайно высокая |
Абсолютная непригодность для всех видов водопользования. Даже кратковременное использование воды водного объекта опасно для здоровья населения |
В службах Минприроды РФ для оценки качества воды используют методику расчета ИЗВ только по химическим показателям, но с учетом более жестких рыбохозяйственных ПДК. При этом выделяют не 4, а 7 классов качества:
I - очень чистая вода (ИЗВ = 0,3);
II - чистая (ИЗВ = 0,3 - 1,0);
III - умеренно загрязненная (ИЗВ = 1,0 - 2,5);
IV - загрязненная (ИЗВ = 2,5 - 4,0);
V - грязная (ИЗВ = 4,0 - 6,0);
VI - очень грязная (ИЗВ = 6,0 - 10,0);
VII - чрезвычайно грязная (ИЗВ более 10,0).
Оценка уровня химического загрязнения почвы проводится по показателям, разработанным в геохимических и геогигиенических исследованиях. Такими показателями являются:
- коэффициент концентрации химического вещества (К i ),
К i = С i /С фi
где С i фактическое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг;
С фi региональное фоновое содержание вещества в вочве,мг/кг.
При наличии ПДК i для рассматриваемого типа почв, К i определяют по кратности превышения гигиенического норматива, т.е. по формуле
К i = С i /ПДК i
- суммарный показатель загрязнения Z c , который определяется по сумме коэффициентов концентрации химических веществ:
Zc = ∑ K i (n -1)
Где n число загрязняющих веществ в почве, К i - коэффициент концентрации.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почвы по суммарному показателю представлена в табл. 3.
Таблица 3
|
Опасность |
Изменение в здоровье |
|
|
допустимая |
16 |
низкий уровень заболеваемости детей, минимум функциональных отклонений |
|
умеренно опасная |
16-32 |
увеличение общего уровня заболеваемости |
|
опасная |
32-128 |
увеличение общего уровня заболеваемости; увеличение числа болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями сердечно-сосудистой системы |
|
чрезвычайно опасная |
128 |
увеличение общего уровня заболеваемости; увеличение числа болеющих детей, нарушение репродуктивной функции |
Экологический мониторинг имеет особое значение в глобальной системе мониторинга окружающей среды и, в первую очередь, в мониторинге возобновляемых ресурсов биосферы. Он включает наблюдения за экологическим состоянием наземных, водных и морских экосистем.
В качестве критериев, характеризующих изменения состояния природных систем, могут быть использованы: сбалансированность продукции и деструкции; величина первичной продукции, структура биоценоза; скорость круговорота биогенных веществ и др. Все эти критерии численно выражаются различными химическими и биологическими показателями. Так, изменения в растительном покрове Земли определяются изменением площади лесов.
Главным результатом экологического мониторинга должна быть оценка откликов экосистем в целом на антропогенные возмущения.
Отклик, или реакция экосистемы - это изменение ее экологического состояния в ответ на внешние воздействия. Оценивать реакцию системы лучше всего по интегральным показателям ее состояния, в качестве которых могут использоваться различные индексы и другие функциональные характеристики. Рассмотрим некоторые из них:
1. Одним из наиболее распространенных откликов водных экосистем на антропогенные воздействия является эвтрофирование. Следовательно, слежение за изменением показателей, интегрально отражающих степень эвтрофированности водоема, например рН 100% , - важнейший элемент экологического мониторинга.
2. Откликом на выпадение «кислотных дождей» и другие антропогенные воздействия может быть изменение структуры биоценозов наземных и водных экосистем. Для оценки такой реакции широко используют различные индексы видового разнообразия, отражающие тот факт, что при любых неблагоприятных условиях разнообразие видов в биоценозе уменьшается, а численность устойчивых видов возрастает.
Десятки таких индексов предложены разными авторами. Наибольшее применение нашли индексы, основанные на теории информации, например, индекс Шеннона:
где N - общее число особей; S - число видов; N i - число особей i -го вида.
На практике имеют дело не с численностью вида во всей популяции (в пробе), а с численностью вида в пробе; заменяя N i /N на n i / n , получим:
Максимальное разнообразие наблюдается, когда численности всех видов равны, а минимальное - когда все виды, кроме одного, представлены одним экземпляром. Индексы разнообразия ( d ) отражают структуру сообщества, слабо зависят от величины пробы и безразмерны.
Ю. Л. Вилмом (1970) были подсчитаны индексы разнообразия Шеннона ( d ) на 22 незагрязненных и 21 загрязненном участках разных рек США. На незагрязненных участках индекс колебался от 2,6 до 4,6, а на загрязненных - от 0,4 до 1,6.
Оценка состояния экосистем по видовому разнообразию применима к любым видам воздействий и любым экосистемам.
3. Реакция системы может проявляться в снижении ее устойчивости к антропогенным стрессам. В качестве универсального интегрального критерия для оценки устойчивости экосистем В. Д. Федоровым (1975) была предложена функция, названная мерой гомеостаза и равная отношению функциональных показателей (например, рН 100% или скорости фотосинтеза) к структурным (индексам разнообразия).
Особенностью экологического мониторинга является то, что эффекты воздействий, малозаметные при изучении отдельного организма или вида, выявляются при рассмотрении системы в целом.
5. Прогноз и оценка прогнозируемого состояния
Прогноз и оценка прогнозируемого состояния экосистем и биосферы опираются на результаты мониторинга окружающей природной среды в прошлом и настоящем, изучение информационных рядов наблюдений и анализ тенденций изменений.
На начальном этапе необходимо прогнозировать изменение интенсивности источников воздействий и загрязнений, осуществлять прогноз степени их влияния: прогнозировать, например, количество загрязняющих веществ в различных средах, их распределение в пространстве, изменения их свойств и концентраций во времени. Для составления таких прогнозов необходимы данные о планах деятельности человека.
Следующий этап - прогноз возможных изменений в биосфере под воздействием имеющихся загрязнений и других факторов, так как уже возникшие изменения (особенно генетические) могут действовать еще много лет. Анализ прогнозируемого состояния позволяет выбирать приоритетные природоохранные мероприятия и вносить коррективы в хозяйственную деятельность на региональном уровне.
Прогнозирование состояния экосистем необходимое звоне в управлении качеством природной среды.
В оценке экологического состояния биосферы в глобальном масштабе по интегральным признакам (осредненным в пространстве и времени) исключительную роль играют дистанционные методы наблюдений. Лидируют среди них методы, основанные на использовании космических средств. Для этих целей создаются специальные спутниковые системы («Метеор» в России, «Лендсат» в США и др.). Особенно эффективны синхронные трехуровневые наблюдения с помощью спутниковых систем, самолетов и наземных служб. Они позволяют получать информацию о состоянии лесов, сельскохозяйственных угодий, фитопланктоне моря, эрозии почв, урбанизированных территориях, перераспределении водных ресурсов, загрязнении атмосферы и т. д. Наблюдается, например, корреляция между спектральной яркостью поверхности планеты и содержанием гумуса в почвах и их засоленностью.
Космическая съемка предоставляет широкие возможности для геоботанического районирования; позволяет судить о росте населения по площадям поселений; потреблении энергии по яркости ночных огней; четко идентифицировать слои пыли и аномалии температуры, связанные с радиоактивным распадом; фиксировать повышенные концентрации хлорофилла в водоемах; обнаруживать очаги лесных пожаров и многое другое.
В России с конца 60-х гг. действует единая Общегосударственная система наблюдений и контроля за загрязнением окружающей среды. В ее основе лежит принцип комплексности наблюдений природных сред по гидрометеорологическим, физико-химическим, биохимическим и биологическим параметрам. Наблюдения построены по иерархическому принципу.
Первой ступенью являются локальные пункты наблюдений, обслуживающие город, район и состоящие из контрольно-замерных станций и вычислительного центра сбора и обработки информации (ЦСИ). Затем данные поступают на второй уровень - региональный (территориальный), откуда информация передается местным заинтересованным организациям. Третьим уровнем является Главный центр данных, в котором собирается и обобщается информация в масштабах страны. Для этого сейчас широко используют ПЭВМ и создают цифровые растровые карты.
В настоящее время создается Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), назначение которой - выдача объективной комплексной информации о состоянии окружающей природной среды. ЕГСЭМ включает мониторинги: источников антропогенного воздействия на окружающую среду; загрязнения абиотической компоненты окружающей природной среды; биотической компоненты природной среды.
В рамках ЕГСЭМ предусмотрено создание экологических информационных служб. Мониторинг ведет Государственная служба наблюдений (ГСН).
Наблюдения за атмосферным воздухом в 1996 г. проводились в 284 городах на 664 постах. Сеть наблюдений за загрязнением поверхностных вод РФ на 1 января 1996 г. состояла из 1928 пунктов, 2617 створов, 2958 вертикалей, 3407 горизонтов, расположенных на 1363 водных объектах (1979 г. - 1200 водных объектов); из них - 1204 водотока и 159 водоемов. В рамках Государственного мониторинга геологической среды (ГМГС) наблюдательная сеть составила 15000 пунктов наблюдения за подземными водами, 700 участков наблюдений за опасными экзогенными процессами, 5 полигонов и 30 скважин для изучения предвестников землетрясений.
Среди всех блоков ЕГСЭМ наиболее сложным и наименее разработанным не только в России, но и в мире является мониторинг биотической составляющей. Не существует единой методологии использования живых объектов ни для оценки, ни для регулирования качества окружающей среды. Следовательно, первоочередная задача - определение биотических показателей для каждого из блоков мониторинга на федеральном и территориальном уровнях дифференцированно для наземных, водных и почвенных экосистем.
Для управления качеством окружающей природной среды важно не только владеть информацией о ее состоянии, но и определять ущербы от антропогенных воздействий, экономическую эффективность, природоохранных мероприятий, владеть экономическими механизмами охраны окружающей природной среды.
Фактического состояния
окружающей среды
Состояния окружающей
среды
За состоянием
окружающей среды
И факторами, на
неё воздействующими
Прогноз
ценка
Наблюдения
Мониторинг
наблюдения
Прогноз состояния
Оценка фактического состояния
Оценка прогнозируемого состояния
Регулирование качества среды
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ЗАДАЧА
ЦЕЛЬ
НАБЛЮДЕНИЕ
ОЦЕНКА
ПРОГНОЗ
ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ
РАЗРАБОТКА СТРАТЕГИИ
ВЫЯВЛЕНИЕ
за изменением состояния окружающей среды
предлагаемых изменений состояния окружающей среды
наблюдаемых изменений и выявление эффекта деятельности человека
причин, вызывающих изменение окружающей среды, связанных с деятельностью человека
для предотвращения
отрицательных последствий деятельности человека
оптимальных отношений общества и окружающей среды
Рис.3. Основные задачи и цель мониторинга
Н 1
О 2
Н 2
П 1
О 1
Экологический мониторинг - это комплекс наблюдений, ведущихся за тем, в каком состоянии пребывает а также ее оценка и прогноз изменений, происходящих в ней под воздействием как антропогенных, так и природных факторов.
Как правило, на любой территории подобные исследования всегда ведутся, но службы, ими занимающиеся, принадлежат разным ведомствам, и их действия не скоординированы ни по одному из аспектов. По этой причине перед мониторингом окружающей среды стоит первоочередная задача: определиться с эколого-хозяйственным районом. Следующий шаг заключается в выборе информации, касающейся именно состояния среды. Также нужно убедиться, что поступивших данных вполне достаточно для того, чтобы сделать правильные выводы.
Виды экологического мониторинга
Так как при проведении наблюдения решается много задач различного уровня, в свое время было предложено различать три его направления:
Санитарно-гигиенический;
Природно-хозяйственный;
Глобальный.
Однако на практике оказалось, подход не позволяет четко определить районирование и организационные параметры. Невозможно точно разделить и функции подвидов наблюдения за окружающей средой.
Экологический мониторинг : подсистемы
Основные подвиды наблюдения, ведущегося за окружающей средой, это:
Эта служба занимается контролем и прогнозом колебаний климата. Она охватывает ледяной покров, атмосферу, океан и другие части биосферы, влияющие на его формирование.
Геофизический мониторинг. Эта служба анализирует данные по и данные гидрологов, метеорологов.
Биологический мониторинг. Данная служба ведет наблюдение за тем, как загрязнение среды влияет на все живые организмы.
Мониторинг здоровья жителей той или иной территории. Эта служба наблюдает, анализирует и прогнозирует населения.
Итак, в общем виде экологический мониторинг выглядит следующим образом. Выбирается окружающая среда (или один ее объект), измеряются ее параметры, собирается, а затем передается информация. После этого данные обрабатываются, дается их общая характеристика на текущем этапе и делается прогнозирование на будущее.
Уровни наблюдения за состоянием среды
Экологический мониторинг - это система многоуровневая. По возрастающей она выглядит таким образом:
Детальный уровень. Мониторинг реализуется на небольших участках.
Локальный уровень. Эта система образуется, когда части детального мониторинга объединяются в одну сеть. То есть он ведется уже на территории района или большого города.
Региональный уровень. Он охватывает территорию нескольких регионов в пределах одной области или края.
Национальный уровень. Его образуют объединенные в пределах одной страны системы регионального мониторинга.
Глобальный уровень. В него объединяются системы мониторинга нескольких наций. Его задача - следить за состоянием среды во всем мире, прогнозировать ее изменения, происходящие, в том числе, и в результате воздействия на биосферу.
Программа наблюдения
Экологический мониторинг научно обоснован и имеет собственную программу. В ней указываются цели его проведения, конкретные шаги и методы реализации. Главные моменты, из которых состоит мониторинга, следующие:
Список объектов, которые контролируются. Точное указание их территории.
Список показателей ведущегося контроля и допустимых пределов их изменений.
И, наконец, временные рамки, то есть, с какой периодичностью должны отбираться пробы, и когда должны предоставляться данные.
Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) - это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов
Виды и подсистемы экологического мониторинга
три ступени (вида, направления) мониторинга: биоэкологический (санитарно-гигиенический), геосистемный (природно- хозяйственный)и биосферный (глобальный)..
Различаются такие подсистемы экологического мониторинга, как: геофизический мониторинг (анализ данных по загрязнению, мутности атмосферы, исследует метеорологические и гидрологические данные среды, а также изучает элементы неживой составляющей биосферы, в том числе и объектов, созданных человеком); климатический мониторинг(служба контроля и прогноза колебаний климатической системы. Охватывает ту часть биосферы, которая влияет на формирование климата: атмосферу, океан, ледяной покров и др. Климатический мониторинг тесно смыкается с гидрометеорологическими наблюдениями.); биологический мониторинг (основанный на наблюдении за реакцией живых организмов на загрязнение окружающей среды); мониторинг здоровья населения (система мероприятий по наблюдению, анализу, оценке и прогнозу состояния физического здоровья населения) и др..
В общем виде процесс экологического мониторинга можно представить схемой: окружающая среда (либо конкретный объект окружающей среды) -> измерение параметров различными подсистемами мониторинга -> сбор и передача информации -> обработка и представление данных (формирование обобщенных оценок), прогнозирование. В системе управления можно также выделить три подсистемы: принятие решения (специально уполномоченный государственный орган), управление выполнением решения (например, администрация предприятий), выполнение решения с помощью различных технических или иных средств. Методы экологического мониторинга: Дистанционные методы
Как известно, первые автоматические системы слежения за параметрами внешней среды были созданы в военных и космических программах. В 1950-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 мониторинга 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
К неконтактным (дистанционным) методам съемки, помимо аэрокосмических(Аэрокосмические (дистанционные) методы экологического мониторинга включают систему наблюдения при помощи самолетных, аэростатных средств, спутников и спутниковых систем, а также систему обработки данных дистанционного зондирования .
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.
Методы биологического мониторинга
Биоиндикация - метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов-биоиндикаторов . Биоиндикаторы - организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации.
Биотестирование - метод, позволяющий в лабораторных условиях оценить качество объектов окружающей среды с помощью живых организмов.
Оценка компонентов биоразнообразия - является совокупностью методов сравнительного анализа компонентов биоразнообразия
Методы статистической и математической обработки данных
Для обработки экомониторинговых данных используются методы вычислительной и математической биологии (в том числе и математическое моделирование), а также широкий спектр информационных технологий..
Географические информационные системы
ГИС является отражением общей тенденции привязки экологических данных к пространственным объектам. Как считают некоторые специалисты, дальнейшая интеграция ГИС и экологического мониторинга приведёт к созданию мощных ЭИС (экологических информационных систем) с плотной пространственной привязкой.
Билет 13
1. Основные причины вымирания видов: прямое уничтожение (промысел), климатические изменения, изменение биотопов, интродукция конкурирующих видов, химическое загрязнение и пр.
Человек, овладев огнем и оружием, еще в ранние периоды своей истории начал истреблять животных. Однако сейчас темпы исчезновения видов резко возросли, а в орбиту исчезающих вовлекаются все новые и новые виды, в результате чего темпы спонтанного возникновения видов в десятки и даже сотни раз ниже, чем темпы вымирания видов. Поэтому происходят упрощения как отдельных экосистем, так и биосферы в целом.
Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания животных заключаются в нарушении среды их обитания, чрезмерном добывании или промысле в запрещенных зонах, интродукции (акклиматизации) чужих видов, прямом уничтожении с целью защиты продукции, случайном или непреднамеренном уничтожении и загрязнении среды.
Нарушение среды обитания вследствие вырубки лесов, распашки степей, осушения болот, зарегулирования стока, создания водохранилищ и других антропогенных воздействий коренным образом меняет условия размножения диких животных, пути их миграции, что весьма негативно отражается на их численности и выживании.
Под добыванием имеется в виду любое изъятие животных из природной среды для различных целей. Чрезмерная добыча служит главной причиной сокращения, например, численности крупных млекопитающих (слонов, носорогов и др.) в странах Африки и Азии: высокая стоимость слоновой кости на мировом рынке приводит к ежегодной гибели около 60 тыс. слонов. На птичьих рынках больших городов России ежегодно продаются сотни тысяч мелких певчих птиц. Объем международной торговли дикими птицами превышает семь миллионов экземпляров, большая часть которых погибает либо в дороге, либо вскоре после прибытия.
Интродукция (акклиматизация) чуждых видов также приводит к сокращению численности и исчезновению видов животных. Часто местные виды из-за вторжения «пришельцев» находятся на грани исчезновения. Известны примеры негативного влияния американской норки на европейскую норку, канадского бобра на европейского, ондатры на выхухоль.
Другими причинами снижения численности и исчезновения животных являются:
Прямое их уничтожение для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов (гибель хищных птиц, сусликов, ластоногих, койотов и др.).
- (непреднамеренное) уничтожение на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и др.
Загрязнение среды пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, свинцом и другими токсикантами.
2.Понятие «теплового загрязнения». Пути снижения теплового загрязнения.
Тепловое загрязнение-это тип физического (чаще антропогенного) загрязнения окружающей среды, характеризующийся увеличением температуры выше естественного уровня. Основные источники теплового загрязнения - выбросы в атмосферу нагретых отработанных газов и воздуха, сброс в водоемы нагретых сточных вод.
Основным способом снижения теплового загрязнения является постепенный отказ от ископаемого топлива и переход на возобновляемую энергию, использующую солнечные источники энергии: свет, ветер и гидроресурсы. Вспомогательной мерой может быть переход от экономики общества потребления к ресурсной экономике.
3.Законы Российской Федерации об охране окружающей природной среды.
Законодательство в области охраны окружающей среды
1. Законодательство в области охраны окружающей среды основывается на Конституции Российской Федерации и состоит из настоящего Федерального закона, других федеральных законов, а также принимаемых в соответствии с ними иных нормативных правовых актов Российской Федерации, законов и иных нормативных правовых актов субъектов Российской Федерации.
2. Настоящий Федеральный закон действует на всей территории Российской Федерации.
3. Настоящий Федеральный закон действует на континентальном шельфе и в исключительной экономической зоне Российской Федерации в соответствии с нормами международного права и федеральными законами и направлен на обеспечение сохранения морской среды.
4. Отношения, возникающие в области охраны окружающей среды как основы жизни и деятельности народов, проживающих на территории Российской Федерации, в целях обеспечения их прав на благоприятную окружающую среду, регулируются международными договорами Российской Федерации, настоящим Федеральным законом, другими федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации, законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации.
5. Отношения, возникающие в области охраны и рационального использования природных ресурсов, их сохранения и восстановления, регулируются международными договорами Российской Федерации, земельным, водным, лесным законодательством, законодательством о недрах, животном мире, иным законодательством в области охраны окружающей среды и природопользования.
6. Отношения, возникающие в области охраны окружающей среды, в той мере, в какой это необходимо для обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, регулируются законодательством о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения и законодательством об охране здоровья, иным направленным на обеспечение благоприятной для человека окружающей среды законодательством.
7. Отношения в области охраны окружающей среды, возникающие при установлении обязательных требований к продукции, в том числе зданиям и сооружениям (далее - продукция), или к продукции и связанным с требованиями к продукции процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, регулируются законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.
Билет 14
1.Экология -(от греч. oikos - дом, жилище, местопребывание и …логия), наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем. Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С сер. 20 в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значенние как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» - более широкий смысл. С 70-х гг. 20 в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (напр., экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порожденные современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зеленые» и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и др. отрицательных последствий научно-технического прогресса.
2. Проблема деградации озонового слоя Земли. Экологические последствия.
Максимальная концентрация озона сосредоточена в тропосфере на высотах15–30 км, где существует озоновый слой. При нормальном приземном давлении весь атмосферный озон образовал бы слой всего 3мм толщиной.
Озоновый слой тоньше в экваториальных районах и толще в полярных. Он отличается значительной изменчивостью во времени и по территории (до20 %) вследствие колебаний солнечной радиации и циркуляции атмосферы, что маскирует антропогенные воздействия.
Даже при столь малой мощности озоновый слой в стратосфере играет очень важную роль, защищая живые организмы Земли от вредного воздействия ультрафиолетовой радиации Солнца. Озон поглощает ее жесткую часть с длинами волн100–280 нм и большую часть радиации с длинами волн280–315 нм. Кроме того, поглощение озоном ультрафиолетового излучения приводит к нагреванию стратосферы и в значительной степени определяет ее тепловой режим и динамические процессы, протекающие в ней. С воздействием жесткой ультрафиолетовой радиации связаны неизлечимые формы рака кожи, болезни глаз, нарушения иммунной системы людей, неблагоприятные воздействия на жизнедеятельность планктона в океане, снижение урожая зерновых и другие геоэкологические последствия.
Предполагается, что жизнь на Земле возникла после образования в атмосфере Земли озонового слоя, когда сформировалась ее надежная защита. Особенно большой интерес к озону возник в 70-е гг., когда были обнаружены антропогенные изменения содержания озона в результате выбросов в атмосферу окислов азота в результате атомных взрывов в атмосфере, полетов самолетов в стратосфере, при использовании минеральных удобрений и сжигании топлива. Однако наиболее мощным антропогенным фактором, разрушающим озон, являются фтор-, хлорпроизводные метана, этана и циклобутана.
Этим соединениям дано название фреоны. Они широко используются при производстве холодильников и кондиционеров, аэрозольных упаковок. Еще более эффективно разрушают озон бромсодержащие соединения, которые также являются продуктом человеческой деятельности. Они выбрасываются в атмосферу в результате сельскохозяйственного производства, при сжигании биомассы, работе двигателей внутреннего сгорания и т. д.
Вследствие деятельности человека с конца 1960-х гг. до1995г. озоновый слой потерял около 5 % массы. Ожидается, что максимум потерь стратосферного озона будет достигнут к началу XXI в. с последующим постепенным восстановлением в течение первой его половины в соответствии с Конвенцией по защите озонового слоя.
В связи с исключительной важностью озонового слоя для сохранения жизни на Земле в1985г. в Вене была подписана Конвенция по охране озонового слоя. В 1987г. был подписан Монреальский протокол по запрещению выбросов озоноразрушающих веществ в атмосферу. Генеральная Ассамблея ООН в декабре 1994г. приняла решение объявить 16 сентября международным днем охраны озонового слоя Земли.
В настоящее время наблюдаются угнетение роста и снижение урожайности растений в тех регионах, где истончение озонового слоя выражено наиболее сильно, солнечные ожоги листвы, гибель рассады томатов, сладкого перца, заболевания огурцов.
Снижается численность фитопланктона, лежащего в основе пищевой пирамиды Мирового океана. В Чили зарегистрированы случаи потери зрения рыбами, овцами и кроликами, отмечается гибель ростовых почек у деревьев, синтез водорослями неизвестного красного пигмента, вызывающего отравления морских животных и человека, а также "пуль дьявола" – молекул, которые при низких концентрациях в воде оказывают мутагенное действие на геном, а при более высоких – эффект, сходный с радиационным поражением. Они не подвергаются биодеградации, нейтрализации, не разрушаются кипячением – словом, защиты от них нет.
В поверхностных слоях почвы отмечаются ускорение изменчивости, изменение состава и соотношения между сообществами обитающих там микроорганизмов.
У человека угнетается иммунитет, растет число случаев заболевания аллергозами, наблюдается ускоренное старение тканей, особенно глаз, чаще образуется катаракта, повышается заболеваемость раком кожи, а также озлокачествляются пигментные образования на коже. Замечено, что к этим негативным явлениям нередко приводит пребывание в солнечный день на пляже в течение нескольких часов.
3.ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе: типы, единицы измерения. Какая государственная структура устанавливает данные нормативы?
Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом.
Поэтому в Российской Федерации, как и во всем мире, для загрязняющих веществ, как правило, установлены 2 норматива:
1)норматив, рассчитанный на короткий период воздействия загрязняющих веществ. Данный норматив называется «предельно допустимые максимально–разовые концентрации».
1)норматив, рассчитанный на более продолжительный период воздействия (8 часов, сутки, по некоторым веществам год). В Российской Федерации данный норматив устанавливается для 24 часов и называется «предельно допустимые среднесуточные концентрации».
ПДК - предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/м3. (ГН 2.1.6.695-98)
ПДК МР – предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 мин не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.
ПДК СС – предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.
Государственное управление в области охраны атмосферного воздуха осуществляется Правительством Российской Федерации непосредственно или через специально уполномоченный федеральный орган исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха, а также органами государственной власти субъектов Российской Федерации. Структура федеральных органов управления в области охраны атмосферного воздуха представлена на рисунке 2.11.
Госкомэкологии России, как специально уполномоченный федеральный орган исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха осуществляет межотраслевую координацию и деятельность в области охраны атмосферного воздуха совместно с другими федеральными органами исполнительной власти в пределах их компетенции и взаимодействует с органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации.
Билет №15
1.Основные законы экологии.
Основные законы экологии:
· Закон незаменимости биосферы: биосфера - это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества.
· Закон биогенной миграции атомов (В.И.Вернадского): миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется при непосредственном участии живого вещества - биогенная миграция.
· Закон физико-химического единства живого вещества: общебиосферный закон - живое вещество физико-химически едино; при всей разнокачественности живых организмов они настолько физико-химически сходны, что вредное для одних не безразлично для других (например, загрязнители).
· Принцип Реди: живое происходит только от живого, между живым и неживым веществом существует непроходимая граница, хотя и имеется постоянное взаимодействие.
· Закон единства «организм – среда»: жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов.
· Закон однонаправленности потока энергии: энергия, получаемая сообществом и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой передается консументам, а затем редуцентам с падением потока на каждом трофическом уровне; поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) поступает ничтожное количество изначально вовлеченной энергии (максимум 0,35%) говорить о «круговороте энергии» нельзя; существует лишь круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии.
· Закон необратимости эволюции Л. Долло: организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков, даже вернувшись в среду их обитания.
· Закон (правило) 10 процентов Р. Линдемана: среднемаксимальный переход с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой 10% энергии (или вещества в энергетическом выражений), как правило, не ведет к неблагоприятным последствиям для экосистемы и теряющего энергию трофического уровня.
· Закон толерантности (В. Шелфорда): лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.
· Закон оптимума: любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы.
· Закон ограничивающего фактора (закон минимума Ю. Либиха): наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений; от него зависит в данный момент выживание особей; веществом, присутствующим в минимуме управляется рост.
· Закон (принцип) исключения Гаузе: два вида не могут существовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т.е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу.
· «Законы» экологии Б. Коммонера: 1) все связано со всем; 2) все должно куда-то деваться; 3) природа «знает» лучше; 4) ничто не дается даром.
Из закона всеобщей связи («все связано со всем») вытекает несколько следствий:
Закон больших чисел – совокупное действие большого числа случайных факторов приводит к результату, почти не зависящему от случая, то есть имеющему системный характер. Так, мириады бактерий в почве, воде, в телах живых организмов создает особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого. Или другой пример: случайное поведение большого числа молекул в некотором объеме газа обусловливает вполне определенные значения температуры и давления.
Принцип Ле Шателье (Брауна) – при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экосистем к саморегуляции.
Закон оптимальности – любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах.
Любые системные изменения в природе оказывают прямое или опосредованное воздействие на человека – от состояния индивидуума до сложных общественных отношений.
Из закона сохранения массы вещества («все должно куда-то деваться») вытекают по меньшей мере два постулата, имеющих практическое значение.
Закон развития системы за счет окружающей ее среды гласит: любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.
Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства, согласно которому образующиеся в процессе производственной деятельности отходы неустранимы бесследно, они могут быть лишь переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве, а их действие может быть растянуто во времени. Этот закон исключает принципиальную возможность безотходного производства и потребления в современном обществе. Материя не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую, оказывая влияние на жизнь.
Похожая информация.
