Тема 2: Уровни, виды мониторинга окружающей среды [3], [11].
Лекция 4.Принципы классификации систем мониторинга:
1) Классификации систем мониторинга:
| Принципы классификации | Системы (подсистемы) мониторинга |
| Универсальные системы (территориально-пространственно организованы) | Глобальный мониторинг (базовый, региональный, импактный уровни), в т.ч. фоновый и палеомониторинг, государственный, межгосударственный, международный мониторинги (мониторинг трансграничного переноса загрязняющих веществ) |
| Реакция основных составляющих биосферы | Геофизический, биологический (в т.ч. генетический), экологический, медико-биологический, климатический, биоэкологический, геоэкологический, биосферный мониторинг |
| Степень антропогенного нарушения среды | Мониторинг антропогенных изменений в атмосфере, гидросфере, почве, криосфере, биоте. Мониторинг источников загрязнения, ингредиентный мониторинг (отдельных загрязняющих веществ, радиоактивных излучений) |
| Пространственно-временной подход | Дистанционный, авиационный, космический, исторический мониторинг |
2) Объекты наблюдения:
Объектами наблюдения могут быть:
- отдельные места изоны, размеры которых не превышают десятки километров (локальный мониторинг);
- локальные источники повышенной опасности: территории вблизи мест захоронения радиоактивных отходов, зоны влияния АЭС, химические заводы (импактний мониторинг);
- территории площадью до тысяч квадратных километров (региональный мониторинг);
- общемировые процессы и явления в биосфере и в экосфере Земли (глобальный мониторинг).
Лекция 5.Экологический мониторинг. Фоновый мониторинг:
1) Задача экологического мониторинга:
Задача экологического мониторинга заключается в выявлении в экосистемах изменений антропогенного характера. Для ее осуществления пригодные методы, которые основываются как на отдельных измерениях параметров загрязнения биоты, реакции на действие антропогенных факторов, так и на непрерывном определении интегральных показателей на больших территориях.
2) Уровни экологического мониторинга:
Экологический мониторинг предусматривает обязательность наблюдений на таких уровнях:
1) импактний уровень — наблюдения за территориями, которые поддаются антропогенному влиянию, которое предопределяет опасные или критические последствия;
2) региональный уровень — наблюдение за процессами и явлениями в пределах определенного региона;
3) фоновый (базовый) уровень — глобальные, региональные наблюдения по состоянию экосистем и прогнозирования в них изменений, которые происходят без прямого влияния антропогенных факторов.
3) Виды наблюдений в экологическом мониторинге:
Для создания системы экологического мониторинга окружающей среды необходимо:
- районирование территории (деление всей территории, на которой будет осуществляться экологический мониторинг на таксоны, - группы объединенных по определенным признакам объектов разных размеров и экологической значимости: ландшафтные районы в пределах области, административных районов, водосборные бассейны, городские агломерации, агропромышленные комплексы);
- создание сети объектов наблюдения (размещение на подконтрольной территории мест (объектов) наблюдения состояния компонентов естественной среды (атмосферного воздуха и осадков, поверхностных, грунтовых, подземных вод, почвы и растительности);
- определение методов и показателей, которые необходимо контролировать.
4) Задача фонового мониторинга:
Фоновый мониторинг — многолетние комплексные наблюдения за определенными объектами природоохранных зон для оценивания и прогнозирования изменений состояния экосистем, удаленных от объектов промышленной и хозяйственной деятельности.
Основной задачей фонового мониторинга является выяснение и фиксация показателей, которые характеризуют природный фон (состояние естественной среды, которое не испытало прямого влияния человеческой деятельности), а также глобальные и региональные изменения в процессе развития биосферы. Его организуют в биосферных заповедниках, где изучают, контролируют и прогнозируют антропогенные изменения биосферы, абиотических факторов среды, а также внутренние процессы и явления, которые происходят в экосистемах.
5) Программа фонового мониторинга:
Программа фонового экологического мониторинга на основе биосферных заповедников охватывает такие направления:
- мониторинг загрязнения естественной среды и других факторов антропогенного влияния; мониторинг реакции биоты на антропогенное влияние, прежде всего на фоновые ровные загрязнения;
- наблюдение за изменением функциональных и структурных характеристик эталонных (девственников) природных экосистем и их антропогенных модификаций.
Программа фонового мониторинга формируется из абиотичной и биотичной составляющих.
6) Станции комплексного фонового мониторинга:
Станцию комплексного фонового мониторинга формируют стационарный участок наблюдений и химическая лаборатория. Участок (полигон) наблюдения состоит из площадки для отбора проб, гидропостов, наблюдательных скважин. На ней отбирают пробы атмосферного воздуха, атмосферных осадков, вод грунтов, растительности, проводят гидрометрические и геофизические измерения. Важным элементом полигона является базовый участок фоновой станции — площадка размером 50 х 50 м, где размещают оборудование для отбора проб, измерительные приборы для определения химического состава и физических характеристик воздуха. Располагают ее на открытом, ровном участке, удаленном от зданий, лесополос, холмов. Химическую лабораторию возводят не ближе 500 м от базового участка. В лаборатории обрабатывают и анализируют отобранные пробы. На фоновых станциях определяют и исследуют критерии экологического мониторинга, уточняют методы контроля, оценивания и прогнозирования состояния объектов наблюдения.
Международные фоновые мониторинговые станции принадлежат к глобальной системе мониторинга окружающей среды.
Лекция 6.Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Климатический мониторинг:
1) Программа глобального мониторинга:
Глобальный (франц. global — всемирный, общий) мониторинг— система наблюдений за планетарными процессами и явлениями, которые происходят в биосфере, с целью оценивания и прогнозирования глобальных проблем охраны окружающей естественной среды.
Программа глобального мониторинга предусматривает систематическое изучение окружающей среды по единственным правилам и унифицированным методикам на 8 континентальных, 77 базовых и 66 биосферных региональных станциях, расположенных в разных точках Земли. Она охватывает наблюдение, оценивание и прогнозирование изменений природных процессов, контроля энергетического и теплового баланса Земли (отношение поступления и расходов энергии на земной поверхности и в системе «атмосфера — Земля»), наблюдения за уровнями радиации, углекислого газа, кислорода в тропосфере (частично в гидросфере), глобальным увеличением фонового загрязнения атмосферы, состоянием Мирового океана, изменениями климата, миграционными путями животных.
2) Уровни глобального мониторинга ОС:
Система глобального мониторинга реализуется на импактном, региональном, фоновом уровнях, для которых разработаны специальные программы.
Импактный уровень глобального мониторинга (І) заключается в изучении критических загрязнений на локальных территориях, вызванных одним или несколькими источниками выбросов. Объектом наблюдения может быть потенциально опасное предприятие (группа предприятий), сбросы или выбросы которого при определенных аварийных условиях и метеорологических характеристиках (особенности циркуляции воздушных потоков) могут повлечь глобальное загрязнение окружающей среды.
Региональный уровень глобального мониторинга (Р) охватывает изучения миграции и трансформации загрязняющих веществ и их совокупного действия, характерных для определенных экономических регионов факторов. Объектом исследования является окружающая среда в пределах конкретного региона (экономического района, административной области, страны).
Фоновый уровень глобального мониторинга (Ф) предусматривает фиксацию фонового состояния окружающей среды с целью последующего оценивания уровня антропогенного действия. Наблюдения проводят на базе биосферных заповедников, где запрещена любая хозяйственно-производственная деятельность и ограничено антропогенное влияние соседних территорий.
3) Климатический мониторинг, его цели и задачи:
Климатический мониторинг — система наблюдений, оценивания и прогнозирования изменения климата.
К климатическому мониторингу принадлежит сбор данных о климате прошлого. Для этого изучают ископаемые, а также кольца древесины, донные отложения, на которых отражаются колебание и изменения климата на протяжении сотен и тысяч лет.
Мониторинг климата сосредоточивается на реализации таких задач:
- сбор данных о состоянии климатической системы;
- анализа и оценивания естественных и антропогенных изменений и колебаний климата (включая сравнение климата прошлого с современным);
- выделение антропогенных эффектов в зафиксированных изменениях климата;
- выявление естественных и антропогенных факторов, которые предопределяют изменение климата; - выявление критических элементов биосферы, влияние на которые может повлечь климатические изменения.
4) Группы системы климатического мониторинга:
Все основные климатические данные и информацию, необходимые для анализа изменений климата, разделяют на группы:
1. Измерение основных метеорологических параметров, изучения и анализ атмосферных явлений и процессов, которые характеризуют соответствующее состояние погоды.
2. Мониторинг состояния климатической системы (реакция климатической системы и ее элементов на естественные и антропогенные смены).
3. Мониторинг внутренних и внешних факторов (особенно антропогенных факторов и их источников), которые влияют на климат и состояние климатической системы.
4. Мониторинг возможных физических и экологических превращений в окружающей среде, которые происходят в результате климатических изменений и колебаний.