Подробное решение доклад / тема главы 6 4 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Под мониторингом окружающей природной среды понимают долгосрочные наблюдения за состоянием окружающей природной среды, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а также оценку и прогноз состояния природной среды и ее загрязнения (Закон РФ «О гидрометеорологической службе», 1998).
Понятие экологический мониторинг введено в 1972 году на Стокгольмской конференции. Определением изменений в экологическом балансе Земли занимается международный центр глобальной системы мониторинга ОС (ГСМОС). Он координирует мероприятия по мониторингу климата, воздуха, воды, почвы, ресурсов, биосферы, радиации и т. д.
В систему мониторинга входят следующие основные процедуры:
• выделение (определение) объекта наблюдения;
• обследование выделенного объекта наблюдения;
• составление информационной модели для объекта наблюдения, планирование наблюдений;
• оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной модели;
• прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения, представление информации в удобной для использования форме и доведение ее до потребителя.
Целью экологического мониторинга является поиск критических звеньев в экосистемах, которые наиболее быстро и точно характеризуют их состояние, а также поиск показателей, соответствующих наиболее сильно воздействующим факторам и указывающих на источник такого воздействия.
Основные задачи экологического мониторинга:
• наблюдение за источником антропогенного воздействия;
• наблюдение за фактором антропогенного воздействия;
• наблюдение за состоянием природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.
При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:
• источник поступления загрязняющих веществ в окружающую среду;
• выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ открытые водные источники; попадание на земную поверхность или
• в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ или разливу жидких загрязняющих веществ и т.д.;
• переносы загрязняющих веществ – процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде и т.д.;
• процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ – миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов;
• данные о состоянии антропогенных источников эмиссии, мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.
Классификация мониторинга
По объектам наблюдения различают: атмосферный, воздушный, водный, почвенный, климатический мониторинг, мониторинг растительности, животного мира, здоровья населения и т. д. Существует классификация систем мониторинга по факторам, источникам и масштабам воздействия.
Мониторинг факторов воздействия – мониторинг различных химических загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и разнообразных природных и физических факторов воздействия (электромагнитное излучение, солнечная радиация, шумовые вибрации).
Мониторинг источников загрязнений – мониторинг точечных стационарных источников (заводские трубы), точечных подвижных (транспорт), пространственных (города, поля с внесенными химическими веществами) источников.
По характеру обобщения информации различают следующие системы мониторинга:
• глобальный – слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;
• базовый (фоновый) – слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний;
• национальный – мониторинг в масштабах страны;
• региональный – слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то
• региона, где эти процессы и явления могут отличаться по характеру и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы;
• локальный – мониторинг воздействия конкретного антропогенного источника;
• импактный – мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.
Классификация систем мониторинга может основываться и на методах наблюдения (мониторинг по физико-химическим и биологическим показателям, дистанционный мониторинг).
Химический мониторинг – система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения) атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль за динамикой распространения химических загрязняющих веществ. Глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнения окружающей среды приоритетными высокотоксичными ингредиентами.
Физический мониторинг – система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на окружающую среду (наводнения, вулканическая деятельность, землетрясения, цунами, засухи, эрозии почв и т. д.).
Биологический мониторинг – осуществляется с помощью биоиндикаторов (т. е. организмов, особо чувствительных к изменениям в среде).
Экобиохимический мониторинг – базируется на оценке двух составляющих окружающей среды – химической и биологической.
Дистанционный мониторинг – в основном авиационный, космический мониторинг с применением летательных аппаратов, оснащенных радиометрической аппаратурой, способной осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных.
Наиболее универсальным является комплексный экологический мониторинг окружающей среды.
Комплексный экологический мониторинг окружающей среды – это организация системы наблюдений за состоянием объектов окружающей природной среды для оценки их фактического уровня загрязнения и предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей и других живых организмов. Различают мониторинг локальный, региональный и глобальный (фоновый).
При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды: – проводится постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной целостности экосистем; – создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.
Основные цели комплексного экологического мониторинга состоят в том, чтобы на основании полученной информации:
1) оценить по показателям состояние и функционирование целостности экосистем и среды обитания человека (то есть провести оценку соблюдения экологических нормативов);
2) выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия этих изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются (то есть провести диагностику состояния экосистем и среды обитания);
3) создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб, то есть обеспечить заблаговременное предупреждение негативных ситуаций.
В РФ функционирует несколько систем мониторинга, например, служба наблюдения за загрязнением окружающей среды Росгидромета, служба мониторинга водных ресурсов Роскомводы, служба агрохимических наблюдений и мониторинга загрязнений сельскохозяйственных земель Роскомзема и др.
Глобальная система мониторинга окружающей среды
Идея создания Глобальной Системы Экологического Мониторинга окружающей среды (ГСМОС) была предложена на первой конференции ООН по окружающей среде в 1972 г. (Стокгольмская конференция). Хорошо известно, что со временем происходят естественные, то есть природные изменения климата, температуры, давления, сезонные изменения биомассы растений и животных. Природные изменения происходят сравнительно медленно, за большие отрезки времени. Их регистрируют различные геофизические, метеорологические, гидрологические, сейсмические и другие службы.
Антропогенные изменения развиваются гораздо быстрее, последствия их весьма опасны, так как они могут стать необратимыми. Для их установления необходимо иметь информацию о первоначальном состоянии объекта окружающей среды, то есть состоянии до начала антропогенного воздействия. Эти особенности определяют правомочность другого названия глобального мониторинга – фоновый мониторинг, или мониторинг фонового загрязнения окружающей природной среды.
В настоящее время создана мировая сеть станций фонового мониторинга (в рамках деятельности Всемирной Метеорологической организации), на которых осуществляется слежение за установленными параметрами состояния окружающей природной среды. Эта работа проводится под эгидой Программы ООН по окружающей среде и координируется ЮНЕСКО. Станции комплексного фонового мониторинга РФ расположены в 6 биосферных заповедниках и являются частью глобальных международных наблюдательных сетей. Таким образом, задачи мониторинга состояния окружающей среды в глобальном масштабе являются многокритериальными. Одна из таких задач – определение величины допустимого воздействия на Землю, в частности на биосферу Земли.
В России основными направлениями глобального мониторинга считают:
• изучение глобальных изменений климата вследствие загрязнения;
• изучение эффектов, связанных с распространением загрязняющих веществ на большие расстояния, например, закисление среды под влиянием выбросов в атмосферу серы;
• изучение антропогенных воздействий, обладающих большой инерционностью эффектов, например, кумулятивный эффект хлорорганических пестицидов.
Международная геосферно-биосферная программа (МГБП)
Задача изучения Земли как целостной природной системы поставлена Международной геосферно-биосферной программой (МГБП), осуществление которой началось с 1986 г. В основу МГБП положены междисциплинарные исследования по ряду ключевых проектов. В основном проекты ориентированы на изучение изменения климата. Руководителями большей части проектов были ученые и специалисты США, у нас эту задачу взяла на себя программа «Глобальные изменения природной среды и климата». Работы выполняются на основе широкого применения космических средств наблюдения.
МГБП предусматривает разработку семи ключевых направлений:
1. Изучение закономерностей химических процессов в глобальной атмосфере и роль биологических процессов в круговоротах малых газовых компонентов. Проекты, выполняемые по этим направлениям, ставят целью анализ последствий изменений содержания озона в стратосфере, проникновения к земной поверхности биологически опасной УФ-радиации, оценку влияния аэрозолей на климат и др.
2. Влияние биогеохимических процессов в океане на климат и обратные влияния. Проекты включают комплексные исследования глобального газообмена между океаном и атмосферой, морским дном и границами континентов, разработку методик прогнозирования реакции биогеохимических процессов в океане на антропогенные возмущения в глобальном масштабе, изучение эвфонической зоны Мирового океана.
3. Изучение прибрежных экосистем и влияния изменений типов землепользования.
4. Взаимодействие растительного покрова с физическими процессами, ответственными за формирование глобального круговорота воды. Проводятся исследования по программе Глобального эксперимента по изучению круговорота энергии и воды как дополнение к исследованиям по Всемирной программе исследования климата.
5. Влияние глобальных изменений на континентальные экосистемы. Разрабатываются методики прогноза воздействия изменений климата, концентрации диоксида углерода и землепользования на экосистемы, а также обратных связей, исследуются глобальные изменения экологического разнообразия.
6. Палеоэкология и палеоклиматические изменения и их последствия. Проводятся исследования с целью реконструкции истории изменений климата и окружающей среды за период с 2000 г. до н. э. с временным разрешением не менее 10 лет.
7. Моделирование земной системы с целью прогноза ее эволюции. Создаются численные модели в глобальном масштабе, делаются количественные оценки взаимодействия глобальных, физических, химических и биологических интегрированных процессов в земной системе на протяжении последних 100 тыс. лет. Изучаются биогеофизические круговороты углерода, азота, фосфора и серы, которые сейчас определяются как природными, так и антропогенными факторами. Антропогенные факторы особенно существенны для круговорота углерода.
Итогом работ по МГБП является падение интереса к парниковому эффекту и смещение приоритетов к проблемам использования земли и изменения ее покрова, устойчивого развития, а также уязвимость систем, доступность воды, здоровье человечества.
Мониторинг загрязнения окружающей природной среды
Мониторинг загрязнения окружающей природной среды осуществляет действующая в рамках Росгидромета Государственная Служба наблюдений (ГСН), созданная в бывшем СССР в 1972 г. и активно функционирующая с 1977 г. Мониторинг осуществляется на основе следующих принципов:
• глобальность и непрерывность наблюдений за состоянием окружающей природной среды, ее загрязнением;
• единство и сопоставимость методов наблюдений, методов отбора, обработки, хранения и распространения полученной информации;
• интеграция с внутригосударственными и международными системами мониторинга окружающей природной среды, ее загрязнения;
• обеспечение достоверности информации о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении и доступности для пользователей.
• за загрязнением воздуха в горных и промышленных районах;
• за загрязнением почв;
• за загрязнением пресных и морских вод;
• за трансграничным переносом веществ, загрязняющих атмосферу;
• комплексных наблюдений за загрязнением природной среды и состоянием растительности;
• за химическим и радионуклидным составом и кислотностью атмосферных осадков и загрязнением снежного покрова;
• за фоновым загрязнением атмосферы.
Задачей службы является обеспечение наблюдений за загрязнением природной среды и предоставление государственным органам и заинтересованным организациям систематической информации и прогнозов, а также экстренной информации о резких изменениях загрязненности природной среды. Выполняются режимные, оперативные и специальные работы. Режимные работы проводятся систематически по ежегодным программам на специально организованных пунктах наблюдений. Необходимость выполнения оперативных работ зависит от случаев аварийного загрязнения природной среды или стихийных бедствий; эти работы выполняются при чрезвычайных ситуациях. Специальные работы, например, мониторинг пестицидного загрязнения, выполняются в связи с увеличением значимости различных антропогенных факторов в развитии изменений в природных экосистемах.
Наблюдательная сеть Росгидромета представляет собой систему стационарных и подвижных пунктов наблюдений, в том числе постов, станций, лабораторий, центров, предназначенных для наблюдений за физическими, химическими и биологическими процессами, происходящими в окружающей среде, а также для определения уровня загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов и околоземного космического пространства.
Все работы: отбор проб, их консервацию и анализ – проводят согласно нормативно-методическим документам, устанавливающим соответствующие требования (руководящим документам, методическим рекомендациям). Научно-методическое руководство работами по мониторингу загрязнения природной среды осуществляют научно-исследовательские институты Росгидромета. На основе сбора, обработки, учета, хранения и распространения документированной информации о состоянии окружающей природной среды и ее загрязнении формируется единый государственный фонд данных. Порядок ведения единого государственного фонда данных определяет ПравительствоРФ.