Экологический мониторинг темы для рефератов

Содержание:

  1. Введение
  2. Концепция и виды экологического мониторинга
  3. Система государственного экологического мониторинга
  4. Современные методы мониторинга окружающей среды
  5. Аэрокосмические методы
  6. Спутниковая система мониторинга Земли
  7. Методы наземного экологического мониторинга
  8. Биологические методы мониторинга
  9. Заключение 
  10. Список литературы
Тип работы: Реферат
Дата добавления: 21.01.2020

Реферат на тему: Экологический мониторингРеферат на тему: Экологический мониторинг

Реферат на тему: Экологический мониторинг

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

Реферат на тему: Экологический мониторинг

Если вы хотите научиться сами правильно выполнять и писать рефераты по любым предметам, то на странице “что такое реферат и как его сделать” я подробно написала.

Реферат на тему: Экологический мониторинг

Введение

Актуальность этой работы не вызывает сомнений, поскольку каждый из нас имеет право на безопасное состояние окружающей среды. Экологический мониторинг как система способствует общему улучшению экологии и собирает и обрабатывает всю необходимую информацию о состоянии окружающей среды.

Российская Федерация – огромная страна со своими особенностями и проблемами. Одной из таких проблем является охрана экологии, которая должна волновать всех жителей нашей необъятной родины. Без бережного отношения к окружающей среде, а также без разумного использования имеющихся природных ресурсов наша страна рискует не только экономическим благополучием, но и здоровьем своих граждан.

Концепция и виды экологического мониторинга

Современный термин “мониторинг” означает наблюдение, анализ и оценку состояния окружающей среды, ее изменений под воздействием хозяйственной деятельности человека, а также прогнозирование этих изменений.

Экологический мониторинг – совокупность организационных структур, методов, приемов и способов мониторинга состояния окружающей среды, происходящих в ней изменений, их последствий, а также потенциально опасных для окружающей среды, здоровья человека и контролируемой территории деятельности, промышленных и иных объектов.

Цели экологического мониторинга:

  • наблюдения за состоянием окружающей среды, в том числе за состоянием окружающей среды в районах расположения источников техногенного воздействия и воздействием этих источников на окружающую среду;
  • оценка и прогнозирование изменений окружающей среды под воздействием природных и техногенных факторов;
  • удовлетворение потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации о состоянии окружающей среды и его изменении, необходимой для предотвращения и (или) снижения негативных последствий таких изменений;
  • формирование государственных данных о состоянии окружающей среды;
  • обеспечение участия РФ в международных системах экологического мониторинга.

Министерство природных ресурсов Российской Федерации в целях проведения экологического мониторинга:

  • формирует государственную систему наблюдения за состоянием окружающей среды и обеспечивает функционирование этой системы;
  • координирует деятельность федеральных органов исполнительной власти по организации и проведению экологического мониторинга;
  • принимает нормативные и методические документы по вопросам государственного экологического мониторинга;
  • обеспечивает при участии заинтересованных федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации совместимость информационных систем и баз данных о состоянии окружающей среды, а также создает условия для формирования и охраны государственных информационных ресурсов в этой области.

Осуществляет Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды:

  • ведение Единого государственного фонда данных о состоянии природной среды, ее загрязнении;
  • формирование и функционирование государственной сети наблюдений, включая организацию и ликвидацию стационарных и мобильных пунктов наблюдений, определение их местонахождения;
  • информирование пользователей (потребителей) об объеме предоставляемой информации о состоянии природной среды, ее загрязнении, формах распространения этой информации и организаций, оказывающих информационную поддержку пользователям (потребителям);
  • обеспечение распространения аварийной информации об опасных природных явлениях, о фактических и прогнозируемых драматических погодных изменениях и загрязнении окружающей среды, которые могут угрожать жизни и здоровью населения и причинить вред окружающей среде.

Существуют различные виды мониторинга, различающиеся в зависимости от ситуации:

  • масштаба системы мониторинга (глобальный, национальный, региональный, локальный);
  • уровня антропогенных изменений окружающей среды (фон и воздействие);
  • от объекта мониторинга (экологический, воздушный, водный, почвенный, животный, опасные отходы, радиационный, социальный и гигиенический).

Глобальный мониторинг окружающей среды, в соответствии с международными соглашениями, осуществляется системой станций наблюдения, расположенных в различных точках Земли, путем обмена данными, полученными различными государствами, с целью наблюдения за состоянием окружающей среды, происходящими в ней изменениями, в том числе за изменением климата, создания системы данных, их распределения, прогнозирования развития свойств окружающей среды и их воздействия на человека.

Национальный мониторинг окружающей среды осуществляется отдельными государствами на своей территории. В России Единая государственная система экологического мониторинга была создана в 1993 году. Ее задачами являются: наблюдение за состоянием окружающей среды, ее загрязнением, включая атмосферу, поверхностные воды, морскую среду, почву, околоземное пространство, радиационную обстановку на поверхности Земли и в околоземном пространстве, оценка и прогноз изменений климата, водных ресурсов, трансграничного переноса загрязняющих веществ и др.

Региональный мониторинг окружающей среды – это система наблюдений за состоянием окружающей среды в административно-территориальной отдельной единице (субъекте РФ) или части такой единицы или нескольких субъектов РФ, которые характеризуются общими природными процессами или подвергаются антропогенному воздействию из одних и тех же источников.

Местный экологический мониторинг осуществляется на отдельном производственном объекте (или его части), объекте законного природопользования, на отдельном участке территории, постоянно или временно имеющем особый правовой статус (например, в государственном заповеднике, в зоне экологического бедствия).

Фоновый экологический мониторинг – это наблюдение за явлениями и процессами, происходящими в окружающей среде, минимально затрагиваемыми вмешательством человека, и осуществляется станциями, расположенными в биосферных резерватах.

Мониторинг воздействия на окружающую среду (с английского языка, impakt – impact, influence) – своеобразная система наблюдений за источниками антропогенного воздействия на окружающую среду на специально выделенных территориях, где осуществляется деятельность, связанная с повышенными экологическими рисками.

Социально-гигиенический мониторинг – система наблюдений, анализа, оценки и прогнозирования состояния здоровья населения и окружающей среды человека (природной и искусственной), а также определения причинно-следственных связей между здоровьем населения и воздействием факторов окружающей среды.

Мониторинг дикой природы – государственная система регулярных наблюдений за распространенностью, численностью, видовым составом дикой природы, состоянием их среды обитания, включая маршруты миграции, и другими факторами в целях сохранения биологического разнообразия, научно обоснованного использования и охраны дикой природы, предотвращения распространения эпизоотических и других негативных последствий.

Мониторинг атмосферного воздуха – система наблюдения за качеством атмосферного воздуха, количеством и составом содержащихся в нем вредных веществ и антропогенным воздействием на него за счет выбросов от стационарных и мобильных источников.

Мониторинг водных ресурсов – наблюдение за качеством поверхностных вод, содержанием в них загрязняющих веществ, составом и количеством сбрасываемых в водные объекты сточных вод, осуществляемое химическими и биологическими (по водной флоре и фауне) методами с отбором проб периодически (ежемесячно) или сезонно.

Мониторинг почв – это система основных, периодических и оперативных наблюдений (обследований, инспекций и изысканий) за состоянием всех земель Российской Федерации с целью выявления изменений, их оценки, прогнозирования и выработки рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов, информационного обеспечения органов управления земельными ресурсами и землевладельцев. Осуществляется на федеральном, региональном и местном уровнях Министерством природных ресурсов Российской Федерации и его территориальными органами.

Радиационный мониторинг осуществляется ЕГАСКРО (Единой государственной автоматизированной системой контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации) с целью определения уровней радиоактивности элементов окружающей среды (воды, воздуха, почвы, растительности), ионизирующего излучения, количества и состава радиоактивных осадков.

Мониторинг окружающей среды осуществляется с помощью специальной сети наблюдения. Это система стационарных и мобильных пунктов наблюдения, включающая посты, станции, лаборатории, центры, бюро, обсерватории.

Система государственного экологического мониторинга

Государственный экологический мониторинг осуществляется в рамках единой системы государственного экологического мониторинга федеральными органами исполнительной власти, органами государственной власти Российской Федерации путем создания и эксплуатации сетей наблюдения и информационных ресурсов в рамках подсистем единой системы государственного экологического мониторинга (государственного экологического мониторинга), а также создания и функционирования Правительства Российской Федерации.

Единая система государственного экологического мониторинга включает в себя подсистемы:

  • государственный мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды;
  • государственный мониторинг атмосферного воздуха;
  • государственный мониторинг радиационной обстановки на территории Российской Федерации;
  • государственный мониторинг земель;
  • государственный мониторинг объектов животного мира;
  • государственный мониторинг патологии лесов;
  • государственный мониторинг состояния недр;
  • государственный мониторинг водных объектов;
  • государственный мониторинг водных биологических ресурсов;
  • государственный мониторинг внутренних морских вод и территориального моря Российской Федерации;
  • государственный мониторинг исключительной экономической зоны Российской Федерации;
  • государственный мониторинг континентального шельфа Российской Федерации;
  • государственный экологический мониторинг уникальной экологической системы озера Байкал;
  • государственный мониторинг охотничьих ресурсов и мест их обитания.

Федеральные органы исполнительной власти, осуществляющие государственное управление в области охраны окружающей среды, федеральные органы исполнительной власти, уполномоченные поддерживать подсистемы единой системы государственного экологического мониторинга (государственного экологического мониторинга). В соответствии с федеральными законами решают следующие задачи:

  • поиск, получение (сбор), хранение, обработка (обобщение, систематизация) и анализ информации о состоянии окружающей среды, процессах, явлениях, происходящих в ней, об изменении состояния окружающей среды;
  • поиск, получение (сбор), хранение, обработка (обобщение, систематизация) и анализ информации об объектах, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, о характере, видах и объеме такого воздействия;
  • оценка состояния окружающей среды и прогнозирование ее изменений под воздействием природных и (или) антропогенных факторов;
  • определение связи между воздействием природных и (или) антропогенных факторов на окружающую среду и изменениями состояния окружающей среды;
  • разработка предложений по предотвращению негативного воздействия на окружающую среду и направление их в государственные органы, органы местного самоуправления, юридические лица, индивидуальные предприниматели;
  • направление в государственные органы, уполномоченные осуществлять государственный контроль (надзор), и правоохранительные органы информации о нарушениях нормативов в области охраны окружающей среды вследствие воздействия природных и (или) техногенных факторов и предложений по устранению таких нарушений;
  • направление предложений в государственные органы, органы местного самоуправления для рассмотрения при подготовке документов территориального планирования и (или) предложений по изменению этих документов в целях создания благоприятных условий для жизнедеятельности человека, ограничения негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, обеспечения охраны и рационального использования природных ресурсов в интересах нынешнего и будущего поколений;
  • выдача экстренной информации о необходимости снижения негативного воздействия на окружающую среду природных и (или) антропогенных факторов;
  • оценка эффективности принимаемых природоохранных мер;
  • создание и ведение баз данных информационных систем в области охраны окружающей среды;
  • хранение информации о состоянии окружающей среды, процессах и явлениях, происходящих в ней, изменении состояния окружающей среды и предоставление этой информации государственным органам, органам местного самоуправления, юридическим лицам, индивидуальным предпринимателям, гражданам;
  • разработка программ мониторинга состояния окружающей среды на территории России, ее отдельных регионов и районов;
  • организация наблюдений и измерений показателей объектов экологического мониторинга;
  • Обеспечение достоверности и сопоставимости данных наблюдений в отдельных областях и районах и на всей территории России;
  • сбор и обработка данных наблюдений;
  • Организация хранения данных наблюдений, ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку на территории России в целом и отдельных ее регионов;
  • гармонизация банков и баз данных экологической информации с международными информационными экологическими системами;
  • оценка и прогнозирование объектов окружающей среды и антропогенного воздействия на них, природные ресурсы, реагирование экосистем и здоровья населения на изменения окружающей среды;
  • организация и проведение оперативного контроля и точных измерений радиоактивного и химического загрязнения в результате аварий и катастроф, а также прогнозирование состояния окружающей среды и оценка экологического ущерба
  • обеспечение доступа к интегрированной экологической информации широкому кругу потребителей, включая население, общественные движения и организации;
  • информационное обеспечение органов управления природопользованием, природопользованием и экологической безопасностью;
  • разработка и реализация единой научно-технической политики в области мониторинга окружающей среды.

Государственный экологический мониторинг позволяет собирать большой объем информации на территории всех субъектов, что способствует ведению природоохранной деятельности как в регионах, так и в стране в целом.

Современные методы мониторинга окружающей среды

Современные методы мониторинга окружающей среды включают в себя:

  • космический (пилотируемые орбитальные станции, корабли многоразового использования, автономные системы спутниковой съемки и др.)
  • авиационные (самолеты, вертолеты и радиоуправляемые аппараты микроавиации);
  • различные методы морского (затопляющего) и наземного мониторинга, включая, например, фотодетекторную съемку, электромагнитную съемку и другие методы геофизического зондирования подповерхностного слоя, гидроакустическую съемку рельефа морского дна с помощью гидролокатора бокового обзора, другие методы, основанные на регистрации собственного или отраженного сигнала волнового характера.

Рассмотрим некоторые методы более подробно.

Аэрокосмические методы

Использование космических технологий позволяет решать ряд актуальных проблем системы Земля (атмосфера – океан – поверхность – биосфера), в том числе оценивать и прогнозировать изменения окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Дистанционное зондирование Земли из космоса предоставляет уникальную возможность получать ценную информацию об объектах и явлениях Земли в глобальном масштабе с высоким пространственно-временным разрешением. Космическая съемка поверхности Земли определяет физические, химические, биологические и геометрические параметры наблюдаемых объектов в различных средах Земли, как правило, используя функциональную зависимость между приборостроительной способностью космической техники и искомыми параметрами. Спектральный диапазон бортовых измерительных приборов выбирается в процессе их разработки в зависимости от излучательной способности наблюдаемых объектов.

Мониторинг окружающей среды, проводимый с 1970-х годов, значительно углубляет научные знания о Земле и ее окрестностях. 31 марта 2003 г. правительство Российской Федерации приняло постановление об организации и проведении государственного экологического мониторинга (экологического мониторинга). Это комплексная система: наблюдение за состоянием природы планеты, оценка и прогноз изменений ее состояния под воздействием природных и антропогенных факторов, удовлетворение потребностей государства, юридических и физических лиц полученной информацией. Данные космической съемки используются при мониторинге в сочетании с другими источниками информации. Их обработка осуществляется с помощью геоинформационной системы технологий, выступающей в качестве интерактивного инструмента управления.

Спутниковая система мониторинга Земли

Спутниковая информационная система, характеризующаяся целостностью, целеустремленностью, динамичностью, непрерывностью, совместимостью, автономией, является наиболее продуктивной для космического мониторинга окружающей среды. Структурно эта комплексная система спутникового мониторинга включает в себя орбитальный и наземный сегменты: первый выполняет функцию наблюдения, второй – наряду с функциями наблюдения, оценки и прогнозирования. Мониторинг окружающей среды предъявляет особые требования к эксплуатационным характеристикам системы, а также к результатам космической съемки (по информационным параметрам) и автоматизации средств манипулирования с ними. Регулярность съемки и оперативная доставка данных пользователям является весьма существенной. Это обеспечивается орбитальной группировкой системы, которая формируется из нескольких спутников, работающих на солнечно-синхронных орбитах на долговременной основе. Информационные и эксплуатационные характеристики КА определяются многоспектральной съемкой с разрешением порядка 100 м и выше с полосой обзора 800-2000 км.

Эффективность спутниковой системы мониторинга окружающей среды достигается за счет комплексного применения перспективных космических и новых информационных технологий. Такие технологии представляют собой мощный методологический арсенал синтеза спутниковых систем и весьма продуктивны на всех этапах создания и эксплуатации системы спутникового мониторинга: проектирования, изготовления, целевого использования и модернизации. Они также лежат в основе процесса диагностики наземных объектов из космоса. Научно-техническое обеспечение спутниковой системы мониторинга окружающей среды – это интеграционный процесс, включающий в себя получение научных знаний о Земле, разработку информационных и космических технологий на этапе системных исследований и проектирования, создание моделей и демонстрационные испытания на этапе создания системы, диагностику объектов и явлений в процессе эксплуатации системы.

Данные спутникового дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля окружающей среды:

  • определение метеорологических характеристик: вертикальных температурных профилей, интегральных характеристик влажности, характера облачности и т.д.);
  • Мониторинг динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий;
  • Обнаружение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация загрязнения почв и водной поверхности;
  • Обнаружение крупных или постоянных промышленных выбросов;
  • Контроль техногенного воздействия на состояние лесных массивов;
  • Обнаружение крупных пожаров и определение границ пожароопасных участков в лесах;
  • Обнаружение тепловых аномалий и тепловых выбросов от крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций в мегаполисах;
  • Регистрация дымовых шлейфов от дымоходов;
  • Мониторинг и прогнозирование сезонных паводков и переливов рек;
  • Обнаружение и оценка протяженности зон крупных паводков;
  • Мониторинг динамики снежного покрова и загрязнения снежного покрова в районах, пострадавших от промышленных предприятий.

Для обеспечения доступа к данным ДЗЗ и стимулирования их использования на территории России и стран СНГ функционируют сети наземных станций приема и обработки данных КА типа “Метеор-3М”, “Терра”, “ДЗЗ-2”, в том числе приемные центры Федерального космического агентства (г. Отрадное, Московская область), Росгидромета (г. Обнинск и г. Долгопрудный, Московская область, г. Новосибирск), а также малые станции, функционирующие в интересах МЧС, Минприроды, Роскартографии и региональных пользователей.

Оперативное управление ресурсами данных ДЗЗ и оказание информационных услуг пользователям осуществляет созданная в 2000 году служба “Оператор”, которая включает в себя предоставление детальных и съемочных данных, обслуживание клиентов и аренду наземных приемных станций. Сети приемных станций и “Оператор” составляют Федеральный наземный комплекс приема, обработки и распространения информации с космических аппаратов ДЗЗ, имеющий два режима работы:

  • централизованный – проведение приема, обработки и архивирования в наземных центрах Федерального космического агентства и идентификация космической информации пользователями;
  • территориально-распределенный – осуществление приема, обработки, идентификации и архивирования космической информации в ведомственных и региональных сетях наземных станций.

Выполняемые в России работы в области спутниковых систем ДЗЗ создали предпосылки для создания отдельных систем экологического и ресурсосберегающего мониторинга. В настоящее время в России действуют спутниковые системы мониторинга лесных пожаров Авиалесохрана, системы мониторинга Госкомрыболовства РФ и демонстрационная система обнаружения растений, содержащих наркотические вещества, созданная по заказу МВД России.

Методы наземного экологического мониторинга

Физико-химические методы

Качественные методы. Позволяют определить, какое вещество находится в исследуемом образце.

Количественные методы.

Гравиметрический метод. Суть метода заключается в определении массы и процентного содержания элемента, иона или химического соединения, обнаруженного в тестируемом образце.

Титриметрический (объемный) метод. В этом титриметрическом (объемном) методе взвешивание заменяется измерением объемов как тестируемого вещества, так и реагента, используемого при этом определении. Методы титриметрического анализа делятся на 4 группы: а) методы титрования на кислотной основе; б) методы осаждения; в) методы окисления-восстановления; г) методы комплексообразования.

Колориметрические методы. Колориметрия является одним из простейших методов абсорбционного анализа. Она основана на изменении цветовых оттенков исследуемого раствора в зависимости от концентрации. Колориметрические методы можно разделить на визуальную колориметрию и фотоколориметрию.

Экспресс-методы. Экспресс-методы включают в себя инструментальные методы, позволяющие определить загрязняющие вещества за короткий промежуток времени. Эти методы широко используются для определения радиационного фона, в системе мониторинга воздушной и водной среды.

Потенциометрические методы основаны на изменении потенциала электродов в зависимости от физических и химических процессов, происходящих в растворе. Они подразделяются на: а) прямую потенциометрию (ионометрию); б) потенциометрическое титрование.

Биологические методы мониторинга

Биоиндикация – метод, позволяющий судить о состоянии окружающей среды по факту возникновения, отсутствия, особенностям развития организмов-биоиндикаторов. Биоиндикаторы – это организмы, наличие, количество или особенности развития которых служат индикаторами природных процессов, условий или антропогенных изменений в окружающей среде. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации.

Биотестирование – метод оценки качества объектов окружающей среды в лабораторных условиях с помощью живых организмов.

Оценка компонентов биоразнообразия – совокупность методов сравнительного анализа компонентов биоразнообразия.

Методы статистической и математической обработки данных.

Для обработки данных экомониторинга используются методы вычислительной и математической биологии (в том числе математическое моделирование), а также широкий спектр информационных технологий.

Географические информационные системы.

ГИС является отражением общей тенденции привязки данных об окружающей среде к пространственным объектам. По мнению некоторых экспертов, дальнейшая интеграция ГИС и мониторинга окружающей среды приведет к созданию мощных ИСО (экологических информационных систем) с плотной пространственной привязкой.

Наука продвинулась далеко вперед. Благодаря современным методам мониторинга окружающей среды улучшается ее качество, повышается точность получаемой информации, а также скорость реагирования в случае негативного воздействия на окружающую среду.

Заключение 

Наличие системы экологического мониторинга в регионе является одним из важнейших условий поддержания благоприятной экологической обстановки. Оно позволяет собирать и обрабатывать данные, необходимые для планирования и проведения природоохранных мероприятий, в том числе по сохранению природных ресурсов, предупреждению и выявлению загрязнения окружающей среды.

Сбор информации может происходить различными способами. В работе рассмотрены современные методы мониторинга окружающей среды: аэрокосмический и наземный (физико-химический и биологический).

Космическая деятельность играет важную роль в системе экологического мониторинга, в процессе глобализации и информатизации мирового сообщества, в решении многих социально-экономических проблем и исследовательских задач, а также в обеспечении национальной безопасности.

В работе была рассмотрена программа экологического мониторинга Ленинградской области. Она позволила увидеть, как на практике осуществляется мониторинг и какие результаты он приносит.

На территории области действуют горно-обогатительные предприятия, целлюлозно-бумажная промышленность, металлургия, оборонная и химическая промышленность, что негативно сказывается на состоянии окружающей среды: ухудшается качество воды в водных объектах, что приводит к гибели рыбы и снижению скорости ее размножения, загрязнению воздуха, что также негативно сказывается на состоянии окружающей среды области.

Основной целью программы “Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Ленинградской области на 2011-2015 годы” является снижение негативного воздействия на окружающую среду. С этой целью проводятся регулярные наблюдения за состоянием воды, воздуха и лесов. Это позволяет избежать чрезвычайных ситуаций и экологических катастроф.

Поддержание состояния окружающей среды – важная миссия современного человека. Поэтому необходимо работать с населением Российской Федерации, фокусировать внимание людей на этом вопросе.

Список литературы

  1. Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ “Об охране окружающей среды”.
  2. Положение о Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 23 июля 2004 г. № 372.
  3. Постановление Правительства Ленинградской области № 206 “О долгосрочной целевой программе “Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Ленинградской области на 2011-2015 годы” от 7 июля 2011 года. (с изменениями и дополнениями Правительства Ленинградской области от 29.11.2011 N 406).
  4. Горшков М.В. Экологический мониторинг: учебник – Владивосток: ЦЭУ, 20110
  5. Зырянова У. П., Кузнецов В. В., Лазарев В. Н.. Экономика природопользования и природоохранной деятельности: учебник -Ульяновск : УльГТУ, 2012. – 183 с.
  6. Рябчиков А.К. Экономика природопользования. – Москва: Элит-2002, 2002.
  7. Чернявский Г.М. “Земля и Вселенная”, 2002 №5, с. 3-12.

Мониторинг окружающей среды

Содержание

Введение

. Мониторинг:
понятие и виды

.1 Понятие
мониторинга

.2
Классификация мониторинга

. Мониторинг
окружающей среды

.1 Системы
экологического мониторинга

.2
Осуществление мониторинга окружающей природной среды

.3 Программа
мониторинга окружающей среды

Заключение

Список
используемой литературы

Введение

Проблема сохранения окружающей природной среды и переход современного
человечества к устойчивому развитию является сегодня одной из самых важных.
Охрана окружающей среды – это очень сложная и многогранная задача, которая
требует для своего решения общих усилий стран и регионов – как глобальных, так
и локальных.

В различных видах научной и практической деятельности человека издавна
применяется метод наблюдения – способ познания, основанный на относительно
длительном целенаправленном и планомерном восприятии предметов и явлений
окружающей действительности. Испытывая на себе результаты разрушающего действия
воды, ветра, землетрясений, снежных лавин и т.п., человек издавна реализовал
элементы мониторинга, накапливая опыт предсказания погоды и стихийных бедствий.

Блестящие образцы организации наблюдений за природной средой описаны еще
в первом веке нашей эры в «Естественной истории» Гая Секунда Плиния (старшего).
Тридцать семь томов, содержавших сведения по астрономии, физике, географии,
зоологии, ботанике, сельскому хозяйству, медицине, истории, служили наиболее
полной энциклопедией знаний до эпохи средневековья.

Много позднее, уже в XX веке, в науке возник термин мониторинг для
определения системы повторных целенаправленных наблюдений за одним или более
элементами окружающей природной среды в пространстве и времени.

Рациональное природопользование предполагает управление природными
процессами, а чтобы управление было достаточно эффективным, необходимо иметь
данные о динамических свойствах этих объектов, их изменении в результате
антропогенного воздействия, предвидеть последствия вмешательства человека в ход
естественных процессов. Эта информация нужна и в повседневной жизни людей, при
ведении хозяйства, в строительстве, при чрезвычайных обстоятельствах – для
оповещения о надвигающихся опасных явлениях природы.

Цель данной работы: дать понятие мониторинга, его цели, задачи и виды;
охарактеризовать особенности осуществления мониторинга окружающей среды

1. Мониторинг: понятие и виды

1.1 Понятие
мониторинга

Мониторинг (от лат. мonitor – предостерегающий) – в широком смысле –
специально организованное, систематическое наблюдение за состоянием объектов,
явлений, процессов с целью их оценки, контроля или прогноза.

Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) – информационная
система постоянного наблюдения и регулярного контроля, проводимых по
определенной программе для оценки текущего состояния окружающей природной
среды, анализа всех происходящих в ней в данный период процессов, а также
заблаговременного выявления возможных тенденций ее изменения (рис.1).

Этот термин появился перед проведением Стокгольмской конференции ООН по
окружающей среде (1972) в дополнение к понятию «контроль».

Рисунок 1 – Блок-схема системы мониторинга

Объектами мониторинга могут быть природные, антропогенные или
природно-антропогенные экосистемы.

Основные положения о мониторинге изложены в Федеральных законах «Об
охране окружающей среды», «Об охране атмосферного воздуха», «О
санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

Его порядок организации и осуществления устанавливается Правительством РФ
(Постановление от 31.03.2003 г. №177 «Об организации и осуществлении государственного
мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга)» //
СЗ РФ.-2003.-№14.-Ст.1278)

Цели экологического мониторинга (ФЗ «Об охране окружающей среды»):

) наблюдение за состоянием окружающей среды, в том числе в районах расположения
источников антропогенного воздействия;

) наблюдение за воздействием антропогенных источников на окружающую
среду;

) обеспечение потребностей государства, юридических и физических лиц в
достоверной информации, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения
неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды.

Основные задачи экологического мониторинга окружающей природной среды. В
экологической системе изначально предполагается постоянный и непрерывный
круговорот веществ. Но процесс разложения различных отходов по времени
происходит не одинаково. Если переработка некоторых отходов (бумага, ткани,
органика и т.п.) не сложная или они самостоятельно и быстро разлагаются, то
распад отходов, например, из металла, пластика, синтетических материалов,
сильно замедлен или практически не происходит. Поэтому необходима их
переработка, что в свою очередь требует определённых затрат.

Основная задача экологического мониторинга окружающей среды – это
максимальное обеспечение систем управления экологической безопасности и
природоохранной деятельности достоверной информацией, на основании которой
могут быть произведены:

оценка показателей состояния и функциональной целостности окружающей
природной среды.

выявление причин отклонения показателей состояния окружающей природной
среды и оценка последствий таких изменения показателей.

определение и принятие решений для ликвидации причин отклонения
показателей и обеспечение заблаговременного предупреждения негативных ситуаций.

Последовательность стадий мониторинга: измерение – анализ – описание –
моделирование – оптимизация.

Для разумного управления природопользованием необходимо прежде всего
располагать данными о том, какая среда является оптимальной для нормальных
условий жизни человека. Исходным понятием в этой работе служит качество среды,
то есть такая совокупность ее параметров, которая всецело удовлетворяет как
экологической нише человека, так и научно-техническому прогрессу общества. А
для получения своевременной информации об изменениях в экологической системе
необходима так называемая «точка отсчета», то есть какое-то определенное
значение параметра качества среды, которое Ю.А. Израэль назвал фоновым.
Параметры такого фонового состояния не являются постоянными, а меняются под
влиянием деятельности человека в пределах некоторого критического уровня среды,
за пределы которого посторонние воздействия не должны выводить данную систему
во избежание необратимых изменений. Таковыми считаются предельно допустимая
экологическая нагрузка (ПДЭН) или предельно допустимые концентрации чуждых
данной системе веществ-ксенобиотиков (ПДК).

В последнее время наибольшую актуальность приобретает экологический
мониторинг антропогенных изменений – система наблюдений, оценки и прогноза
состояния окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной
составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Наиболее опасные изменения в экологическую систему, природные комплексы,
в ландшафт привносят именно хозяйственная деятельность и техногенное
воздействие человечества на окружающую его природную среду. С помощью
экологического мониторинга осуществляется анализ и прогнозирование состояния
экологической системы, включая природно-технические подсистемы и
медико-гигиенических показателей среды обитания человека.

Мониторинг охватывает весь широкий спектр анализа наблюдений за
меняющейся абиотической составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на
эти изменения, включая как геофизические, так и биологические аспекты, что
определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его
осуществлении.

По своему структурно-функциональному составу мониторинг окружающей среды
объединяет в себе все необходимые компоненты: приборно-аппаратное обеспечение,
систему организации измерений и совокупность методик анализа результатов
наблюдений, необходимые для реализации функций, представленных в табл. 1.

Таблица 1 – Функции мониторинга состояния окружающей среды

Функции

Задачи

Цели

Наблюдение

Выявление

Анализ

Модели-рование

Оценка

Прогноз

За состоянием окружающей среды

Изменений окружающей среды, связанных с деятельностью
человека

Наблюдаемых изменений

Изменений экологической ситуации

Состояния окружающей среды

Предполагаемых изменений состояния окружающей среды

Поскольку сообщества живых организмов замыкают на себя все процессы,
протекающие в экосистеме, ключевым компонентом мониторинга окружающей среды
является мониторинг состояния биосферы или биологический мониторинг, под
которым понимают систему наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в
биотических компонентах, вызванных факторами антропогенного происхождения и
проявляемых на организменном, популяционном или экосистемном уровнях (рис. 2).

Рисунок 2 – Подсистемы экологического мониторинга

.2
Классификация мониторинга

В зависимости от конкретных целей, задач, объектов наблюдения существуют
различные подходы к классификации мониторинга (по характеру решаемых задач, по
уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения).
Например,

по объектам наблюдения различают: атмосферный, воздушный, водный,
почвенный, климатический мониторинг, мониторинг растительности, животного мира,
здоровья населения и т.д.

по территориальному признаку выделяют локальный, региональный и
глобальный (биосферный) мониторинги.

по используемым методам – наземный, авиационный и космический.

по методам исследований – химический, биологический, физический и другие.

Существуют также классификации систем мониторинга по факторам, источникам
и масштабам воздействия и др.

Отраженная на рис.3 классификация охватывает весь блок экологического
мониторинга, наблюдения за меняющейся абиотической составляющей биосферы и
ответной реакцией экосистем на эти изменения.

Рисунок 3 – Общая классификация систем мониторинга

2. Мониторинг окружающей среды

.1 Системы
экологического мониторинга

Мониторинг является многоуровневой системой, поэтому по характеру
обобщения информации экологический мониторинг окружающей среды выделяют системы
детального, локального, регионального, национального и глобального уровней
(рис. 4). Цели, методические подходы и практика мониторинга на разных уровнях
отличаются.

Рисунок 4 – Уровни экологического мониторинга

Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга
(«элементарного», по М.А. Шубину, «объектного», по А.В. Шидловской),
реализуемого в пределах небольших территорий 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.

Локальный мониторинг обычно ведут применительно к отдельным объектам,
например, лесным, водным, горным, которые чаще всего подвержены интенсивным
антропогенным воздействиям. Примером локального мониторинга является постоянная
система наблюдения и контроля загрязнения воздуха в городах, на транспортных
магистралях, осуществляемая при помощи стационарных, передвижных или
подфакельных постов.

Критерии качества окружающей среды наиболее отчетливо определены на
локальном уровне. Его конечная цель состоит в обеспечении такой стратегии
хозяйствования, при которой концентрации приоритетных загрязняющих веществ
антропогенного происхождения не выходят за допустимые пределы (т.е. ПДК). В
России ПДК закреплены законодательно, и соответствие качества окружающей среды
этим стандартам контролируется соответствующими органами надзора.

Разновидность локального – импактный мониторинг осуществляется, как
правило, в особо опасных зонах и местах.

Локальные системы могут объединяться в еще более крупные – системы
регионального мониторинга, – слежение за процессами и явлениями в пределах
значительного по площади района (края или области, или в пределах нескольких из
них), который обычно отличается от соседних по природным условиям. Это,
например, природные зоны, ландшафтные комплексы, рекреационные территории
вокруг городов и т.п. 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 ее территориальные подсистемы,
которая была упразднена в 2002 г.

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. Ее назначение – осуществление
мониторинга за изменениями в окружающей среде на Земле и ее 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.

Глобальная система мониторинга окружающей среды и ресурсов призвана
решать общечеловеческие экологические проблемы в рамках всей Земли, такие как
глобальное потепление климата, проблема сохранения озонового слоя, прогноз
землетрясений, сохранение лесов, глобальное опустынивание и эрозия почв,
наводнения, запасы пищевых и энергетических ресурсов и др.

Конкретные цели глобального мониторинга, а также его объекты определяются
в ходе международного сотрудничества в рамках различных международных
соглашений и деклараций. Примером такой системы является глобальная
наблюдательная сеть сейсмомониторинга Земли, действующая в рамках Международной
программы контроля за очагами землетрясений и др.

.2
Осуществление мониторинга окружающей природной среды

Экологический мониторинг окружающей среды предусматривает наблюдение за
происходящими биосфере и техносфере процессами с целью прогнозирования
вероятных изменений их качества, возможных ухудшений среды обитания человека.
Собственно, сама система мониторинга окружающей среды не включает в себя
деятельность по управлению качеством окружающей среды. Она является источником
информации, необходимой для принятия экологически важных и своевременных
решений.

Основные процедуры экологического мониторинга:

1.       Выделение объекта наблюдения и его обследование.

2.       Составление информационной модели для выделенного
(определенного) объекта.

.        Планирование измерений.

.        Оценка текущего состояния объекта наблюдения.

.        Идентификация информационной модели объекта наблюдения.

.        Прогнозирование изменения текущего состояния объекта.

.        Предоставление полученной информации потребителю в удобной для
него форме.

Важными элементами структуры экологического мониторинга являются:

Системы объектов мониторинга – воздух, вода, почва и др.

Системы производственных работ – виды работ, включающие организацию и
проведение экологического мониторинга.

Системы научных и методических разработок – разработка комплекса методик,
необходимых при планировании и проведении мониторинга, при анализе результатов
наблюдений и их оценке, при прогнозировании и выдаче решений.

Системы технического обеспечения – лабораторное оборудование, аппаратура
для сбора информации, компьютеры, технические средства, транспорт, средства
связи и др.

Поскольку компонентами окружающей среды являются воздух, вода,
минерально-сырьевые и энергетические ресурсы, биоресурсы, почвы и др., то
выделяют соответствующие им подсистемы мониторинга. При этом важно создавать не
разрозненные, а комплексные системы. Комплексный экологический мониторинг
окружающей среды – это организация системы наблюдений за состоянием объектов
окружающей природной среды для оценки фактического уровня загрязнения и
предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей
и других живых организмов (рис. 5).

Рисунок 5 – Мониторинг окружающей природной среды

При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды:

а) проводиться постоянная оценка экологических условий среды обитания
человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т.д.),
а так же оценка состояния и функциональной целостности экосистем;

б) создаются условия для определения корректирующих действий в тех
случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

Система комплексного экологического мониторинга предусматривает:

выделение объекта наблюдения;

обследование выделенного объекта наблюдения;

составление для объекта наблюдения информационной модели;

планирование измерений;

оценку состояния объекта наблюдения и идентификацию его информационной
модели;

прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

предоставление информации в удобной для использования форме и доведение
ее до потребителя.

.3 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.

Ключевым элементом любой Программы мониторинга окружающей среды является:

перечень объектов, находящихся под контролем, их территориальная привязка
(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
таблицы с указанием места, даты и метода отбора проб и представления данных.

Системы наземного дистанционного наблюдения. В настоящее время в
программах мониторинга помимо традиционного «ручного» пробоотбора сделан упор
на сбор данных с использованием электронных измерительных устройств
дистанционного наблюдения в режиме реального времени.

Использование электронных измерительных устройств дистанционного
наблюдения проводят используя подключения к базовой станции либо через
телеметрической сети, либо через наземные линии, сотовые телефонные сети или
другие телеметрические системы.

Преимущество дистанционного наблюдения является то, что в одной базовой
станции для хранения и анализа могут использоваться многие каналы данных. Это
резко повышает оперативность мониторинга при достижении пороговых уровней
контролируемых показателей, например, на отдельных участках контроля. Такой
подход позволяет по данным мониторинга предпринять немедленные действия, если
пороговый уровень превышен.

Использование систем дистанционного наблюдения требует установки
специального оборудования (датчиков мониторинга), которые обычно маскируются
для снижения вандализма и воровства, когда мониторинг проводится в легко
доступных местах.

Системы дистанционного зондирования. В программах мониторинга широко
задействовано дистанционное зондирование окружающей среды с использованием
самолетов или спутников, снабженных многоканальными датчиками. Различают два
вида дистанционного зондирования.

А) Пассивное обнаружение земного излучения, испускаемого или отраженного
от объекта или в окрестностях наблюдения. Наиболее распространенным источником
излучения является отраженный солнечный свет, интенсивность которого измеряется
пассивными датчиками. Датчики дистанционного зондирования окружающей среды
настроены на конкретные длины волн – от далекого инфракрасного, до далекого
ультрафиолета, включая и частоты видимого света.

Громадные объемы данных, которые собираются при дистанционном
зондировании окружающей среды требуют мощной вычислительной поддержки. Это
позволяет проводить анализ слабоотличающихся различий в радиационных
характеристиках среды в данных дистанционного зондирования, успешно исключать
шумы и «ложные цветовые изображения». При нескольких спектральных каналах
удается усилить контрасты, которые незаметны для человеческого глаза. В
частности, при задачах мониторинга биоресурсов можно различать тонкие отличия
изменения концентрации в растениях хлорофилла, обнаружив области с различием
питательных режимов.

Б) При активном дистанционном зондировании со спутника или самолета
излучается поток энергии и используется пассивный датчик для обнаружения и
измерения излучения, отраженного или рассеянного объектом изучения. Для
получения информации о топографических характеристиках исследуемой области
часто используется ЛИДАР, что особенно эффективно, когда территория велика и
ручная съемка будет дорогостояща.

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.

Эффективность экологического мониторинга окружающей природной среды
зависит во многом от научного обоснования его методологических и теоретических
основ, показателей антропогенных нарушений и изменений в биосфере, критериев
оценки разных факторов. Решение этих вопросов может существенно повысить
уровень значимости результатов, полученных в ходе реализации программы
экологического мониторинга окружающей среды.

Сложность организации мониторинга окружающей среды зависит от его уровня.
С учетом уровня экологического мониторинга для его эффективного осуществления
должны быть созданы сети станций, пункты, посты наблюдений, оснащенных
современным специальным оборудованием. Не менее важным вопросом организации полноценного
функционирования системы экологического мониторинга окружающей природной среды
является ее финансовое и технологическое обеспечение.

Негативные последствия хозяйственной деятельности и техногенного
воздействия человека на окружающую среду для биосферы сегодня уже объективная
реальность. Однако негативные результаты антропогенного воздействия в
современных условиях развития человеческой цивилизации не являются неизбежными.

Во многом ухудшение состояния окружающей среды связаны с нерациональным использованием
природных ресурсов, низким уровнем разработки и дальнейшего внедрения
современных безотходных технологий, ошибками в экологической и технической
политике, малой изученностью возможных последствий антропогенного воздействия
на экосистему.

Таким образом, постоянный мониторинг окружающей среды текущего состояния
и грамотное определение тенденций изменения окружающей природной среды являются
чрезвычайно важным для долгосрочного прогнозирования качества экологической
системы и практических действий по ее улучшению.

окружающий среда мониторинг система

Заключение

Резюмируя вышеизложенное, подведем краткий итог.

Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) – это система
наблюдений и контроля, проводимых регулярно, по определенной программе для
оценки состояния окружающей среды, анализа происходящих в ней процессов и
своевременного выявления тенденций ее изменений.

Объекты мониторинга – это окружающая среда в целом и ее отдельные
элементы, а также все виды хозяйственной деятельности, представляющие
потенциальную угрозу для здоровья людей и экологической безопасности. В первую
очередь объектами мониторинга являются: атмосфера (мониторинг приземного слоя
атмосферы и верхней атмосферы); атмосферные осадки (мониторинг атмосферных
осадков); поверхностные воды суши, океаны и моря, подземные воды (мониторинг
гидросферы), криосфера (мониторинг составляющих климатической системы).

Целью экологического мониторинга является обеспечение системы управления
безопасностью своевременной и достоверной информацией.

Законодательные основы экологического контроля регулируются Законом РФ
«Об охране окружающей природной среды».

Основные принципы организации мониторинга: комплексность,
систематичность, унифицированность.

Мониторинг проводится специальной наблюдательной сетью, в которую входят:
Министерство природных ресурсов и его агентства, Минздрав и его агентства,
Минсельхоз и его агентства, Министерство промышленности и энергетики и его
агентства и др. На основании данных мониторинга создается система кадастров
природных ресурсов.

Список используемой литературы

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

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

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

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

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

Предложите, как улучшить StudyLib

(Для жалоб на нарушения авторских прав, используйте

другую форму
)

Ваш е-мэйл

Заполните, если хотите получить ответ

Оцените наш проект

1

2

3

4

5

ДОКЛАД «ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ»

Автор: Родина Ирина Геннадьевна,

учитель химии и экологии

высшей квалификационной категории

МБОУ «Гимназия №1»

Рузаевского муниципального района

Республики Мордовия

Экологический  мониторинг – это  система  контроля  антропогенных  загрязнений  окружающей  среды. Природные  экологические  системы  тесно  взаимосвязаны  друг  с  другом. Это  предопределяет  сложность  и  необходимость  учёта  различных  природных  и  химических  факторов  при  контроле  качества  окружающей  среды  методами  классической  и  современной  аналитической  химии.

Экология, загрязнения  окружающей  среды, экологический  мониторинг, экологическая  химия – часто  встречающиеся  в  наше  время  слова  и  сочетания, выражающие  всеобщую  озабоченность  состоянием  природной  среды. Первопричина  возникновения  проблемы – обнаружение  в  экологических  системах, прежде  всего  в биосфере, интенсивных  и  тревожных  изменений, вызванных  деятельностью  человека, антропогенных  изменений. Из  большого  числа  вредных  факторов  отметим  выброс  в  биосферу  химически  чуждых  природе  веществ, физически  активных  веществ, пыли, аэрозолей, повышение  температуры  биосферы, энергетическое  загрязнение, биологическое  и  физическое  воздействие  на  неё. Для  оценки  степени  негативных  изменений  осуществляют  экологический  мониторинг – систему  наблюдений  и  контроля  за  изменениями  в  составе  и  функциях  различных  экологических  систем.

Экологический  мониторинг – это  серьёзная  и  сложная  проблема. Уровни  её  организации  различны. Он  может  осуществляться  в  глобальном, национальном, региональном  и  локальном  масштабах. Изучение  и  контроль  состояния  окружающей  среды  включают  исследования  таких  природных  ресурсов, как  разнообразие  воды, атмосферный  воздух, почвы, совокупность  этих  систем  с  точки  зрения  определения  в  них  загрязняющих  химических  веществ, нарушающих  сложившееся  экологическое  равновесие  в  природе. Здесь  чётко  просматривается  химическая  сущность  обсуждаемой  проблемы: с  этой  точки  зрения  можно  говорить  и  о  химическом  мониторинге. Без  химического  анализа  здесь  не  обойтись. Поэтому  в  экологический  мониторинг  включают  различные  химические, физико-химические  и  биологические  методы  анализа. Речь  идёт  о  некотором  глобальном  химико-аналитическом  исследовании  с  помощью  различных  методов  аналитической  химии – науке  о  методах  анализа.

Результаты  аналитических  определений  и  измерений  рассматривают  уже  в  рамках  экологического  мониторинга. Это  даёт  информацию  о  загрязнении  биосферы  различными  несвойственными  природе  загрязняющими  веществами, которые  собирательно  называют  ксенобиотиками. Данные  экологического  мониторинга  используют  для  всестороннего  анализа  состояния  окружающей  среды  и  определения  стратегии  управления  им, для  регулирования  её  качества, для  определения  так  называемых  допустимых  экологических  нагрузок  на  природные  системы. Степень  ответственности  очень  велика, поскольку  указанные  факторы, и  в  первую  очередь  химические, способны  вызвать  геофизические  и  геохимические  изменения: возможное  изменение  климата, закисление  природных  вод  кислотными  дождями, загрязнение  Мирового  океана  и  нарушение  баланса  углекислоты  в  нём, нарушение  озонового  слоя.

Основой  экологического  мониторинга  является  совокупность  различных  химических  наук, каждая  из  которых  нуждается  в  результатах  химического  анализа, поскольку  химическое  загрязнение – основной  фактор  неблагоприятного  антропогенного  воздействия  на  природу. Целью  аналитической  химии  является  определение  концентраций  загрязняющих  веществ  в  различных  природных  объектах. Ими  являются  природные  сточные  воды  различного  состава, донные  отложения, атмосферные  осадки, воздух, почвы, биологические  объекты.

Экологическое  нормирование.

Регулирование  качества  природной  среды  основано  на  определении  экологически  допустимого  воздействия  на  неё, когда  самоочищение  природы  ещё  способно  работать. Определёнными  нормами  такого  щадящего  воздействия, являются  установленные  медиками-токсикологами  предельно  допустимые  концентрации (ПДК) загрязняющих  веществ, не  вызывающие  нежелательных  последствий. ПДК  достаточно  малы. Они  должны  быть  меньше  тех  концентраций, которые  начинают  вредить  здоровью, так  как, во-первых, установить  слишком  низкое  значение  ПДК  нельзя, потому  что  окажется  невозможным  соблюдение  этих  ПДК  и  контроль  за  ними. К  тому  же  растения  и  животные  могут  быть  чувствительнее  человека  к  загрязнениям. Во-вторых, почти  все  загрязнения  могут  увеличивать  свою  концентрацию, проходя  по  пищевым  цепям, так  как  не  выводятся  из  организма.

ПДК  устанавливается  для  различных  объектов – воды, воздуха, почв.

Перечень  и  количество  выбрасываемых  в  окружающую  среду  загрязняющих  веществ  чрезвычайно  велик. Прежде  всего, наблюдению  должны  подлежать  вещества, выброс  которых  носит  массовый  характер. Это, например, диоксид  серы, монооксид  углерода, пыль, нефтепродукты, ПАВ, пестициды. Обязательно  следует  контролировать  и  самые  токсичные  вещества, отличающиеся  наиболее  низкими  ПДК. Это  позволяет  сформировать  список  приоритетных  загрязнений, которые  следует  определять  в  первую  очередь.

Например, большинство  загрязнений  воздуха  имеют  ПДК  0,005 – 0,1 мг/м3. В  них  попадают  V2 O5, неорганические  соединения  мышьяка  As, хрома  Cr (6), ацетоферон, стирол  и  другие.

Для  небольшого  перечня  веществ  ПДК  ещё  ниже: Hg (ртуть) 0,0003 мг/м3, Рb (свинец) 0,0007 мг/м3, карбонилникель 0,0005 мг/м3, бензапирен 0,000001 мг/м3.

Основное  количество  нормируемых  загрязняющих  веществ  для  воды  водоёмов  имеют  ПДК 0,1-1,0 мг/л. Для  многих  токсичных  веществ  ПДК  0,001- 0, 003 мг/л. Это  неорганические  соединения  селена Se, ртути Hg. Для  особенно  опасных  токсичных  веществ, такие  как  растворимые  соли  сероводородной  кислоты, активный  хлор, бензапирен, N- нитрозоамины, диоксины  в  качестве  норматива  установлено  их  полное  отсутствие  в  воде.

Для  оценки  опасности  загрязнения  следует  иметь  некий  образец  для  сравнения. Эту  функцию  выполняют  исследования, проводимые  в  биосферных  заповедниках. Сводка  об  определяемых  в  них  загрязняющих  веществах  определена  в  таблице 1.

ТАБЛИЦА 1. Химические  вещества, подлежащие  определению

    в   природных  средах  в  биосферных  заповедниках.

Измеряемые  примеси

Среда

атмосфера

атмосферные

осадки

поверхностные и  подземные  воды

почва

биота

Взвешенные частицы

+

SO2

+

O3

+

CO

+

Оксиды  азота

+

Углеводороды

+

Бензапирен

+

+

+

+

+

Хлорорганические  соединения

+

+

+

+

+

Тяжёлые  металлы

+

+

CO2

+

+

+

+

Фреоны

+

Биогенные элементы

+

+

+

+

+

Анионы и катионы

+

+

Радионуклиды

+

Необходимо  применять  мощные, чувствительные  методы  анализа, чтобы  контролировать  концентрации, меньшие  ПДК. Иногда  концентрация  загрязняющего  вещества  настолько  мала, что  традиционным  способом  её  не  удаётся  определить, а  сделать  это  всё  равно  нужно. Действительно, охрана  окружающей  среды – вызов  аналитической  химии.

Аналитическая  химия  и  экологический  мониторинг.

Высокоэффективные  методы  контроля  состояния  окружающей  среды  исключительно  важны  для  диагностики  токсикантов. Важно, чтобы  предел  обнаружения  загрязняющих  веществ  был  не  ниже  0,5 ПДК. Кроме  того, например, при  определении  основных  компонентов  атмосферного  воздуха – кислорода, углекислого  газа, озона  требуется  высокая  точность. Многокомпонентность  осложняет  определение  загрязняющих  веществ. В  связи  с  большим  количеством  анализов, всё  большее  значение  приобретают  автоматические  и  дистанционные  методы  анализа.

Примером  является  аналитическая  химия  природных  и  сточных  вод. Так  актуальность  определения рН  вод  Мирового  океана  иллюстрирует  схема 1.

СХЕМА 1. Схема  обмена  углерода  С  между  его  соединениями  в  океане.

Атмосфера

СО2

Водные  растения                         СО2        Н2СО3       НСО3 –        СО3 2-

Растворённые

 органические                                 Животные                      Вода

  вещества                                        

                              Остатки

                              организмов                                   СаСО3          СаСО3         

                                                                                      крист.             раств.

Органические                                                                        СаСО3 

вещества                                                                                   тв.

                                              Донные  отложения                         

Видно, что  существует  совокупность  сложных  процессов, между  находящимися  в  воде  ионами  и  молекулами, атмосферным  СО2  и  твёрдым  СаСО3. Это  приводит  к  образованию  буферной  системы  с  рН 8,0-8,4. Отклонение  от  этого  оптимального  значения рН может  привести к  крайне  нежелательным  последствиям.

Подготовка  к  анализу  объектов

окружающей  среды.

Специфика  объектов  окружающей  среды  как  объектов  химического  анализа  заставляет  подчеркнуть  их изменяющийся  состав, многокомпонентность  и  многофазность. Множество, протекающих  в  природной  среде  химических, биохимических, биогеохимических  процессов  предполагает  сложность  химико-аналитических  исследований.

Принципиально  важны  пробоотбор, сохранение  и  консервация  проб  и  пробоподготовка, необходимая  для  переведения  всех  компонентов  пробы  в  форму, удобную  для  проведения  анализа. Например, при  учёте  всех  форм  нахождения  металла  в  водах  можно  определить  растворимые  металлы (в  фильтрате  пробы, подкисленном  HNO3), суспендированные  металлы (после  кислотного  озоления – «мокрого  сожжения»  кислотами – окислителями  осадка  на  фильтре), общие  металлы (после  мокрого  сожжения  всей  пробы), экстрагирующиеся  металлы (анализ  фильтрата  после  обработки  пробы  смесью HNO3  и  HCl). Необходимо  учитывать  способность  тяжёлых  металлов  к  гидролизу  и  гидролитической  полимеризации  и  лигандный  состав  природных  вод.

Методы  определения  

загрязняющих  веществ.

Для  решения  этой  задачи  используют  инструментальные  методы  современной  аналитической  химии, основанные  на  измерении  различных  физических  свойств  определяемых  веществ  или  продуктов  их  химических  превращений  с  помощью  физических  и  физико-химических  приборов.

Спектроскопические  методы  анализа  основаны  на  использовании  взаимодействия  атомов  или  молекул  определённых  веществ  с  электромагнитным  излучением  широкого  диапазона  энергий. Это  может  быть  гамма-кванты, R-излучение, у/ф,  и/к,  видимое, микроволновое, радиоволновое  излучение. Сигналом  может  быть  испускание  или  поглощение  излучения.

Ценную  информацию  в  изучении  вод  представляют  электрохимические  методы  анализа: потенциометрия, полярографические  и  кулонометрические  методы.

Исключительное  мощное  средство  контроля  загрязнения  различных  объектов  окружающей  среды – хроматографические  методы, позволяющие  анализировать  сложные  смеси  компонентов. Наибольшее  значение  приобрели  тонкослойная, газожидкостная, жидкостная  и  ионная  хроматография.

При  анализе  смесей  сложного  состава  особенно  эффективно  сочетание  хроматографии  с  ИК-спектроскопией  и  особенно  с  масс-спектроскопией. Обычно  приборы  такого  типа  оснащены  компьютером.

Химическая  информация  о  качестве  окружающей  среды  очень  важна. Однако  даже  все  аналитические  методы  не  в  состоянии  охватить  функциональное  разнообразие  загрязняющих  веществ. Не  дают  они  и  прямой  информации  об  их  биологической  опасности. Это  задача  биологических  методов. Результаты  наблюдений  за  изменениями  состояния  биосферы  используют  для  оценок  и  прогноза. Это  грандиозная  и  одна  из  серьёзнейших  проблем  предопределяет  высокую  требовательность  к  правильности  результатов  химико-аналитического  исследования  природной  среды.