Проводят государственный мониторинг водных объектов. Мониторинг водных ресурсов. Основными целями мониторинга являются

МОНИТОРИНГ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

ОБЪЕДИНЕННЫЕ ИЗДАНИЯ

Водные ресурсы России и их использование (оценка водных ресурсов и их изменений)

Издание содержит обобщенные данные о ресурсах, балансе, ка­честве и использовании поверхностных и подземных вод по терри­тории бассейнов крупных рек и водоемов, административных и экономических районов России в целом, а также анализ и оценку тенденций изменения водных ресурсов страны.

Мониторинг - процесс систематического или непрерывного сбора информации о параметрах сложного объекта или процесса.

Мониторинг - систематический сбор и обработка информации, которая может быть использована для улучшения процесса принятия решения, а также, косвенно, для информирования общественности или прямо как инструмент обратной связи в целях осуществления проектов, оценки программ или выработки политики. Он несёт одну или более из трёх организационных функций:

• выявляет состояние критических или находящихся в состоянии изменения явлений окружающей среды, в отношении которых будет выработан курс действий на будущее;
• устанавливает отношения со своим окружением, обеспечивая обратную связь в отношении предыдущих удач и неудач определенной политики или программ;
• устанавливает соответствия правилам и контрактным обязательствам.

Применительно к водному кадастру мониторинг осуществляется по уровням воды, стоку, химическому составу природных и антропогенных вод, использованию водных ресурсов.

Общие принципы организации мониторинга и управления ресурсами водных объектов:

Подготовку информации о состоянии окружающей среды, прогноз влияния хозяйственной деятельности на природу и разработку рекомендаций по экологически безопасному развитию региона для систем поддержки принятия решений;

Обмен информацией о состоянии окружающей среды (импорт-экспорт данных) с информационными системами в других регионах России и других странах.

Структурная схема региональной экологической информации должна состоять из трех уровней:

1. Наблюдения и первичная обработка результатов мониторинга.

2. Системный анализ информации о состоянии окружающей среды.

3. Поддержка принятия решений.

С помощью полученной информации выполняется системный комплексный анализ с использованием разного уровня сложности программных средств и методов оценки воздействия на окружающую среду: от простейших экспертных оценок до сложных имитационных математических моделей. На так называемом нижнем уровне используются сложные разнообразные ГИС. На верхнем же уровне, уровне руководителей, принимающих решения, используются сведения, полученные с помощью экспертных систем. Экспертная система представляет собой набор математических моделей, экспериментальных данных и специальных критериев, правил, определенных экспертами-специалистами. Для каждого типа данных об окружающей среде создается набор (банк) математических моделей. На первом этапе любая модель рассматривается как гипотеза. В том случае, если модель отвергается по экспериментальным данным, противоречит известным фактам, происходит переход к другим моделям. Априорные знания принимаются для планирования эксперимента, выбора моделей из множества пригодных для описания изучаемого объекта и выбора критериев для обоснования, какие модели из имеющихся лучше использовать в том или ином случае. Результаты моделирования проверяются на достоверность в рамках той или иной статистической процедуры.

Упрощенные методические подходы для принятия решений, в частности, в системе организации экологической безопасности, широко применяемой и в природоохранных организациях, называются "Оценки воздействия на окружающую среду" (ОВОС). Они направлены на выявление и прогнозирование ожидаемого влияния на среду обитания, здоровье населения со стороны разных мероприятий, которые могут повлиять на состояние окружающей среды.

В методологическом плане можно говорить об имеющемся в настоящее время существенном разрыве между проведением исследований, ведением экологического мониторинга и принятием управленческих решений в сфере природопользования.

Этот разрыв является характерным для продолжающей доминировать в современном мире парадигмы природопользования, которая заключается в том, что вначале осуществляется масштабная и зачастую плохо контролируемая деятельность, вызывающая грубые деформации в окружающей среде. Только после этого, как правило, в полной мере осознается необходимость наблюдений и исследований, идет осмысление ситуации, и принимаются меры для снижения уровня антропогенных воздействий и снятия остроты экологических проблем (не решаемых, впрочем, до конца).

Суть же вопроса заключается в том, что мониторинг воздействия на окружающую среду осуществляется в настоящее время в достаточно узкой области. Государственное управление природопользования осуществляется именно по механизму нормирования предельно допустимых воздействий, а не по механизму установления критических порогов состояния природных сред и биоты (т.е. фактически наблюдаемых природных объектов). Другими словами, даже если мониторинг покажет наличие негативных тенденций в изменении состояния природных объектов и экосистем, то принять по-настоящему эффективное и юридически обоснованное управленческое решение в рамках старой системы нормирования предельно допустимых воздействий оказывается практически очень трудным.

Таким образом, из приведенного выше анализа можно сделать общий вывод, что развитие системы экологического мониторинга, как и системы управления природопользованием в целом, следует увязывать не столько с существующей системой нормирования предельно допустимых воздействий на окружающую среду, сколько с переходом к новой системе нормирования, а именно к системе нормирования предельных состояний природных объектов и экосистем различных таксономических рангов.

Систему экологического мониторинга можно при этом определить как целостную и взаимоувязанную совокупность следующих основных функциональных элементов:

Правовых норм и управленческих решений, определяющих создание, функционирование и развитие системы (т.е. «правил игры»);

Организационных структур, включая органы управления, службы наблюдения и контроля, аккредитованные аналитические лаборатории, информационно-аналитические центры и др.;

Комплекса технических средств ведения мониторинга, включая станции и посты наблюдения, а также средств приема, обработки и передачи информации;

Методов наблюдений и обработки данных, метрологического обеспечения, моделей состояния объектов мониторинга, а также моделей анализа ситуаций и прогнозирования;

Информационных ресурсов;

Финансовых и кадровых ресурсов.

Наблюдения за загрязнением поверхностных вод в РФ в последние годы по гидрохимическим показателям проводились на 1132 водных объектах, отбор проб выполнялся в 1788 пунктах на 2454 створах. Наблюдения за загрязнением поверхностных вод по гидробиологическим показателям осуществлялись на 120 водных объектах, отбор проб проводился в 156 пунктах. Сеть комплексного мониторинга загрязнений природной среды и состояния растительности включает 30 постов. Контроль химического состава осадков, их кислотности осуществляется на 131 станции федерального уровня. Контроль загрязнения снежного покрова проводится в 484 пунктах.

Ежегодно в РФ издается доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации», кроме того, сокращенный вариант доклада обычно публикуется в газете «Зеленый мир», что делает его доступным для широкой общественности. По данным этого издания, качество воды большинства водных объектов в РФ не отвечало нормативным требованиям. Наиболее распространенными загрязнениями водных объектов являются нефтепродукты, фенолы, соединения металлов, органические вещества. В последние годы из-за экономической ситуации сохраняется устойчивая тенденция сокращения водозабора, общего сброса использованных вод, однако при этом сброс загрязненных вод практически не изменился. В ряде регионов сброс загрязненных вод даже вырос за счет таких отраслей, как цветная металлургия, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность. При общем уменьшении водоотведения доля загрязненных вод возросла. Сложившаяся ситуация с загрязнением водных объектов объясняется недостаточной эффективностью существующих устаревших очистных сооружений, резким сокращением введения в строй новых очистных сооружений. Большая часть воды, поставляемая населению РФ, берется из поверхностных источников. Высокое содержание хлоридов и сульфатов в питьевой воде приводит к росту заболеваний сердечно-сосудистой системы, распространению желчнокаменной болезни и другим заболеваниям.

Конечная цель мониторинга заключается в реализации мероприятий (называемых экологическим нормированием), направленных на ограничения антропогенного воздействия на экосистемы или биосферу в целом.

В информационных системах мониторинга в западных и, в частности, в скандинавских странах организованы "сверху" - государством, в то время как в нашей стране - "снизу" (Ecological information.., 1996). Главная цель ЕГСЭМ - улучшить совместимость измерений и координации мониторинга на федеральном, территориальном и местном уровнях, а также внутри отраслей промышленности. Другая задача - улучшить интеграцию и анализ данных. До сих пор плохо организован даже первый важный этап информационных систем - метабазы данных (данные о данных), сводящих воедино всю имеющуюся информацию, полученную в разных министерствах, ведомствах, организациях. Разработка доступных систем метаинформации должна быть первоочередной при разработке и развитии интегрированных и лучше скоординированных систем. Система мониторинга тесно связана с географическими информационными системами.

С целью повышения эффективности работ по сохранению и улучшению состояния окружающей природной среды, обеспечению экологической безопасности Правительство Российской Федерации Постановлением от 24.11.93 N1229 "О создании Единой государственной системы экологического мониторинга" (ЕГСЭМ) определило порядок организации системы наблюдения за состоянием окружающей природной среды в России. Государственный мониторинг водных объектов (ГМВО) проводится в соответствии с Водным кодексом Российской Федерации и Постановлением Правительства РФ № 307 от 14 марта 1997 "Об утверждении Положения о ведении государственного мониторинга водных объектов".

Государственный мониторинг водных объектов включает:

Регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями;

Создание и ведение банков данных;

Оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных и качественных показателей поверхностных и подземных вод.

ГМВО является составной частью системы государственного мониторинга окружающей среды. Он состоит из:

Мониторинга поверхностных водных объектов суши и морей;

Мониторинга подземных водных объектов;

Мониторинга водохозяйственных систем и сооружений.

ГМВО осуществляется с 1997 г. Министерством природных ресурсов Российской Федерации (МПР РФ) совместно с Росгидрометом и другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды на единой геоинформационной основе.

Например, в Республике Карелия, в которой находится около 60 000 озер и 27 000 рек наблюдательная сеть состоит из 20 гидрометеостанций, около 100 гидрологических постов (в 80-х гг. их было более 200). Наблюдения за качеством воды осуществляются на 40 объектах мониторинга.

В 1994 г. Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ решило, что в ряде регионов РФ будут созданы региональные системы экологического мониторинга. В комплексный экологический мониторинг ВО были вовлечены институты РАН, что существенно расширило возможности реализации этой системы. Сетью наблюдений в 1992-2002 гг. в Карелии было охвачено около 100 водных объектов, имеющих примерно 190 станций (створов) наблюдений.

На локальном уровне мониторинг водных объектов осуществляют водопользователи, которые ведут систематические наблюдения за водными объектами в порядке, определяемом территориальными органами МПР РФ, и представляют данные наблюдений в указанные органы.

Мониторинг озер осуществляется по нескольким направлениям: мониторинг качества воды, степени загрязнения и трофического состояния водоемов по химическим и биологическим показателям, мониторинг водохозяйственных систем и сооружений и эколого-токсикологический контроль сточных вод. Контроль за химическим составом воды и донных отложений включает определение их основных физико-химических параметров (минерализация, электропроводность, ионный состав воды, органическое вещество, биогенные элементы, микроэлементы, хлорофилл «а», растворенные газы), а также загрязняющих веществ (нефтепродукты, тяжелые металлы, фенолы, фурфурол, лигносульфонаты). Биоиндикация вод проводится по различным трофическим звеньям (бактерио-, фито- и зоопланктон, макрозообентос) и включает определение видового разнообразия, биомассы и численности гидробионтов, на основании которых устанавливаются уровень трофии водоема, структурно-функциональные изменения биоты во времени. Для оценки качества воды применяется метод сапробных индикаторов с учетом региональных особенностей функционирования гидробиоценозов, с изменениями и дополнениями для условий Карелии. Эколого-токсикологический контроль за сточными водами осуществляется методами биотестирования с использованием 2-х видов тест-объектов - Daphnia magna Straus и Simocephalus serrulatus Koch.

Мониторинг поверхностных водных объектов осуществляется по химическим, гидрологическим, гидробиологическим показателям, а в отдельных случаях изучаются донные отложения водных объектов. Контроль химического состава воды и донных отложений включает определение основных параметров их качества (Лозовик и др., 1998). В Карелии ГМВО гидробиологические исследования проводятся по основным трофическим звеньям.

Измерения включают:

· Физико-химические параметры: Температура, электропроводность, рН, Eh, прозрачность, взвешенные вещества, цветность; сумма ионов, Са+2, Mg+2, Na+1, K+1, НСОЗ-1, S04"2, СГ1, фториды, СО2, 02, процент насыщения кислородом, перманганатная окисляемость, БПК5, органический углерод (С), Фенолы, нефтепродукты, лигносульфанаты, Фосфор (Р) общий, минеральный, взвешенный; азот (N) органический, аммонийный, нитратный, нитритный; железо (Fe) общее и взвешенное; кремний (Si), марганец (Мп), литий (Li), алюминий (А1), тяжелые металлы: Zn, Си, Pb, Cd, Ni, Cr

· Биотические параметры:

Бактериопланктон: численность, количество сапрофитов, коли-индекс. Фитопланктон и зоопланктон: численность, биомасса, количество видов, сапробный коэффициент, основные таксономические группы и виды доминанты.

Бентос: численность, биомасса, сапробный коэффициент или индекс Вудивисса, основные доминирующие группы и виды-индикаторы.

Периодичность наблюдений определяется конкретно для каждого водного объекта.

Параллельно с мониторингом водных объектов осуществлялся мониторинг водохозяйственных систем и сооружений ведомственными лабораториями, подотчетными Министерству экологии и природных ресурсов Республики Карелия, в соответствии с принятой системой статотчетности по форме 2-ТП ВОДХОЗ.

Основной функцией управления является обеспечение надлежащего количества воды соответствующего качества для различных пользователей без нанесения ущерба окружающей среде. Для регулирования управления используют различные стандартные принципы экологической политики, в том числе принципы замкнутости экологической системы, критических нагрузок, превентивных мер, замещения, использования наилучших имеющихся технологий. В Водном Кодексе Российской Федерации определены основные принципы государственного управления в сфере использования и охраны водных объектов:

Устойчивое развитие (сбалансированное развитие экономики и улучшение состояния окружающей природной среды);

Сочетание рационального использования и охраны всего бассейна водного объекта и его частей в пределах территорий отдельных субъектов Российской Федерации (сочетание бассейнового и административно-территориального принципов).

При разработке систем управления качеством воды в Водной Директиве ЕС декларируется важнейший принцип: «Вода не является коммерческой вещью подобно другим, а скорее наследием, которое необходимо охранять, защищать и обращаться с ним соответственно». Однако, на самом деле, вода имеет цену, ее охрана, рациональное использование, водоподготовка стоят достаточно дорого.

Объектами и целями управления могут быть водные ресурсы, водохозяйственные системы, качество воды.

Для сохранения качества вод существует концепция критических нагрузок, которая подразумевает недопустимость превышения определенного уровня воздействия на среду, в пределах которого отсутствует ущерб для окружающей среды. Важным требованием является внедрение современных технологий для предотвращения или минимизации воздействия на окружающую среду. Широко используется принцип «загрязнитель платит». Основной задачей водной отрасли в широком смысле является управление и контроль за гидрологическим циклом для обеспечения всех водопользователей. Современное управление или менеджмент качества воды базируется на комбинации экономических и политических механизмов с целью достижения оптимума между решением поставленных задач и эффективностью с точки зрения затрат на их решение. Для реализации этого необходима соответствующая законодательная база. Положения Водного Кодекса Российской Федерации предусматривают следующие необходимые этапы: государственный контроль, мониторинг, нормирование, ведение водного кадастра и др.

Для принятия управленческих решений на разном иерархическом уровне (страны, бассейна, водоема) требуется поэтапная детализация планов по управлению водопользованием, что определяет использование соответствующих подходов, математических моделей разной детальности. На верхнем уровне (регион, крупный речной бассейн) обычно используются оценочные модели. При этом учитываются лишь основные зависимости между параметрами, что позволяет, тем не менее, провести многовариантные расчеты и сопоставить множество альтернатив. Агрегированный характер исходных данных таких моделей обусловливает упрощение большинства параметрических связей и их линеаризацию, а для конкретных водных объектов применяются разнообразные (точечные, одно- двух- и трехмерные) модели. В настоящее время подход бассейнового уровня является основным в управлении. Для рационального использования, восстановления и охраны водных объектов в Российской Федерации существуют бассейновые специально уполномоченные государственные органы управления за использованием и охраной водного фонда. Средством и правовой основой реализации управления является Бассейновое соглашение о восстановлении и охране водных объектов, которое заключается между специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда и органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, расположенных в пределах бассейна водного объекта.

Системы регулярного мониторинга служат механизмом с обратной связью как для принятия оперативных решений (например, по выдаче разрешений), так и для выработки стратегических политических решений. Проблемы водного хозяйства междисциплинарны и в силу этого сложны для математического формализованного описания. Современным аппаратом для изучения подобных проблем служит системный анализ, который синтезирует различные математические методы, средства численной реализации моделей и способы обработки информации. Разработано много моделей для решения водохозяйственных задач, связанных с изменение системы управления водными ресурсами в условиях ухудшения качества природных вод и перестройки экономической и политической структуры государства. Кроме моделей для водных объектов существуют модели водохозяйственных систем (ВХС), которые могут охватывать большие регионы, включающие в себя самостоятельные административные единицы и отраслевые структуры.

Рассмотрим особенности управления водными объектами на современном этапе. Несмотря на определенное снижение в последнее время экономической активности в районе крупных озер РФ, заметных улучшений качества их воды не отмечается. В результате стало очевидным, что вместе с административными мерами необходимо выработать экономические механизмы оценки нагрузки на природную среду и на основе этого осуществлять управление ресурсами и качеством вод. Для этих целей разработаны экономические оценки ущерба от загрязнения природной среды. Следует отметить, что ассимиляционная способность экологических систем по отношению к загрязнению является одним из существенных факторов поддержания устойчивости их развития. Перечисленные выше понятия связаны с проблемой нормирования качества окружающей среды. При этом отметим, что ограничения ПДК таковы, что иногда снятие этих ограничений экономическими методами управления трудно выполнено. Современным является подход с использованием нормативов допустимых сбросов (НДС) и временно согласованных сбросов (ВСС), которые нуждаются в региональной привязке и обосновании для конкретных водоемов. Они, как правило, формируются для каждого отдельно взятого источника. Важной целью управления является выбор научно обоснованных значений ключевых параметров в экономическом механизме использования природных ресурсов крупных озер. К этим параметрам наряду с НДС и ВСС относятся все базовые нормативы платежей за сброс загрязнений и использование водных ресурсов. В этом случае используются разные математические модели - распространения загрязнений, экосистем для определения реальных нагрузок по каким-то параметрам на водоем. А далее по полученным расчетам вырабатываются прогнозные оценки состояния водоемов при разной нагрузке и установлению размеров платежей и нормативов на сбросы. В качестве такой нагрузки в модели используется величина годового поступления общего фосфора за год с заданным помесячным распределением. Показано, что будет с водоемом, как изменится его экосистема при разной нагрузке. Установлены пределы, при которых не будет происходить эвтрофирование озера. Даются рекомендации по сокращению поступления биогенной нагрузки. И, наконец, принимаются управленческие решения для отраслей, предприятий по сокращению нагрузки. С помощью моделей распространения примесей рассчитывается распределение концентраций загрязняющих веществ, таких как фенолы, нефтепродукты, хлорорганические соединения и тяжелые металлы.

Важным является определение экологических последствий рассчитанной антропогенной нагрузки. В связи с тем, что время реакции экосистемы таких больших водоемов, как Ладожское или Онежское озеро, на изменение антропогенной нагрузки измеряется годами, время проведения прогностических расчетов не должно быть меньше срока, на который предполагается зафиксировать регламенты водопользования. На основе известных данных наблюдений и параметров экосистемы, полученных в результате расчетов, могут быть определены индикаторные характеристики уровня трофии и загрязнения по следующим параметрам: биогенная нагрузка с учетом условного водообмена; прозрачность по диску Секки; годовая первичная продукция фитопланктона; скорость уменьшения содержания кислорода в гипо-лимнионе и др. Степень загрязнения может быть оценена и для отдельных акваторий водоема.

Управленческие решения, основанные на экономических механизмах, требуют определения размеров платежей с использованием имеющихся компьютерных моделей. Однако для реализации этого подхода кроме математических моделей требуется соответствующая информационная база, основанная на мониторинге. Мониторинг является непосредственным звеном системы управления.

Природная вода содержит многочисленные растворенные вещества - соли, кислоты, щелочи, газы (углекислый газ, азот, кислород, сероводород), продукты отходов промышленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения.

Свойства и качество воды зависят от состава и концентрации содержащихся в ней веществ. Наиболее чистая природная вода - дождевая, но и она содержит примеси и растворенные вещества (до 50 мг/л).

Водоемы, загрязненные органическими стоками, как и организмы, способные жить в них, называют сапробными.

По степени загрязненности вод органическими веществами водоемы классифицируют на полисапробные, мезосапробные (подразделяемые на альфа-мезосапробные и бета-мезосапробные) и олигосапробные.

В полисапробной зоне водоема органических веществ много, кислорода нет. Здесь происходит расщепление белков и углеводов.

В мезосапробной зоне нет неразложившихся белков, есть сероводород, диоксид углерода и кислород. Происходит минерализация органических веществ.

В олигосапробной зоне практически нет растворенных органических веществ, кислорода много, вода чистая.

Биоиндикационные методы

Главная идея биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме условия среды.

1. Биоиндикация качества воды с использованием водорослей

Первый этап изучения – наблюдения в природе, на берегу водоема. Оценивают: 1) проточность водоема, 2) наличие прибрежных или водных зарослей высших растений 3) зарастание водоема водорослями, появляющимися на поверхности воды, 4) водоросли, прикрепленные ко дну или подводным предметам, 5) окраску воды.

Второй этап изучения – сбор материалов для лабораторного исследования (сбор водорослей). 1) в толще воды (планктон), 2) на дне водоема (бентос) и 3) на поверхности погруженных в воду предметов (перифитон).

Третий этап работы – изучение и оценка собранного материала. Большинство водорослей – либо микроскопические организмы, либо требуют микроскопического изучения для уточнения строения. Предварительно препараты из собранных водорослей просматриваются с помощью стереоскопической лупы, а затем – микроскопа.

Четвертый этап – оценка результатов. Разработана специальная шкала, позволяющая по составу водорослей оценить степень органического загрязнения.

При анализе проб подсчитывается общее число встреченных видов и обилие каждого вида (по 5-балльной шкале), выявляются доминирующие виды и их сапробность, делается вывод.

В полисапробной зоне водоема наблюдается обилие инфузорий и бактерий, видов водорослей немного: это хлорелла, политома и некоторые виды хламидомонад.

В мезосапробной зоне видовое разнообразие водорослей большое. Наличие альфа-мезосапробов говорит о существовании очагов загрязнения в относительно чистых водоемах или приурочено к участкам, где кончается влияние сильного загрязнения. Бета-мезосапробы - показатели умеренного естественного загрязнения, характерного для наполненного многими гидробионтами водоема.

В олигосапробной зоне водоросли разнообразны, но численность их невелика. Олигосапробы встречаются преимущественно в чистых родниках, в мочажинах на верховых болотах, в речных ручейках.

2. Биондикация качества воды по животному населению

Отбор и обработка проб. Количество участков реки, выбираемых для обследования, определяется целями работы. При выборе участков отбора проб следует учитывать ряд условий. На них не должно быть мелководий с густой водной растительностью, а также затонов с застойной водой. Чем разнообразнее участок по числу местообитаний, тем число проб должно быть больше. На участках с однообразным дном число проб не должно быть менее трех. Пробы грунта с обитающими в нем донными организмами отбирают с помощью специальных ловушек: закидной драги и сачкового скребка. После каждого наполнения ловушек донным материалом пробы промывают непосредственно в этих же ловушках и помещают в эмалированные емкости с крышками. Отбор организмов из промытого грунта обычно ведут на месте отбора проб. При этом небольшую порцию грунта переносят в кювету с водой и с помощью пинцета перекладывают животных в баночки с 4%-ным раствором формалина. На баночки наклеиваются этикетки, на которых указываются название реки, а также дата и место отбора пробы. Допускается разбор проб и в лаборатории. Промытые пробы могут храниться в холодильнике в течение 1 – 2 суток.

Оценка качества воды по биотическому индексу. О качеству воды судят по видовому разнообразию и количеству животного населения. Чистые водоемы содержат личинок веснянок, поденок, вислокрылок и ручейников. Умеренно загрязненные – водяных осликов, бокоплавов, личинок мошек, стрекоз и пиявок, битиний, двустворчатых моллюсков, лужанок. Сильно загрязненные - малощетинковыми кольчецами, личинками комара и ильной мухи. Показателем качества воды служит биоиндикационный индекс. Максимальный балл – 10. Для определения биотического индекса необходимо взять пробу воды из водоема с помощью водного сачка. Проба включает небольшое количество воды с илом и беспозвоночных животных, обнаруженных в сачке. Перед разбором проба промывается на сите, все обнаруженные беспозвоночные переносятся в чистую воду, налитую в чашки Петри или эмалированные ванночки. Содержимое чашек Петри тщательно разбирается и определяется по видам и группам видов беспозвоночных животных. Затем на основе полученных данных определяют биоиндикационный индекс по таблице.

Ключевые организмы		Общее количество групп
			Биотический индекс
Личинки веснянок имеются	Более одного вида Только один вид
Личинки веснянок имеются	Более одного вида Только один вид
Личинки ручейников имеются	Более одного вида Только один вид
Бокоплавы имеются	Все прочие виды отсутствуют
Водяные ослики имеются	Все прочие виды отсутствуют
Черви-трубочники, красные личинки хирономид имеются	Все прочие виды отсутствуют
Другие ключевые группы отсутствуют	Некоторые организмы не требующие растворенного кислорода могут присутствовать

Мониторинг — это система наблюдений и контроля над состоя­нием среды с целью разработки мероприятий по рационализации использования природных ресурсов, охране окружающей при­родной среды, предупреждению критических ситуаций, своевре­менной оценке состояния и прогнозу изменений, в том числе по­следствий антропогенных воздействий. Различают следующие ти­пы мониторинга: глобальный (биосферный), геофизический, кли­матический, экологический, биологический, окружающей при­родной и геологической среды и др.

По территории охвата — меж­дународный, государственный, региональный, национальный, локальный, импактный. По методам исследований — дистанцион­ный и непосредственный. По объектам наблюдения — окружаю­щей природной среды, почв, биологических ресурсов суши, лес­ной, подземных вод и др.

Под мониторингом водных ресурсов понимается система непре­рывного (текущего) и комплексного отслеживания состояния вод­ных ресурсов, контроля и учета количественных и качественных характеристик во времени, взаимообусловленного воздействия и изменения потребительских свойств, а также система прогноза сохранения и развития в разных режимах использования. Элемен­ты этой системы давно существуют в министерствах и ведомствах природно-ресурсного комплекса. Систематические наблюдения за состоянием недр и водного фонда осуществляются МПР Рос­сии и Росгидрометом. На территории РФ развернута система государственного мониторинга геологической среды (ГМГС), которая контролирует также блок «подземные воды». Система ГМГС включает около 15 тыс. наблюдательных пунктов, которые размещены практически во всех регионах страны.

Основные задачи ГМГС: управление структурой на региональном уровне, обеспе­чение информацией о текущем состоянии геологической среды (включая подземные воды) и о прогнозах ее изменения под влия­нием природных и техногенных факторов, ведение специализиро­ванного банка данных. Важным элементом системы является Госу­дарственный банк цифровой геологической информации (ГБЦГИ).

Государственный мониторинг водных объектов (Росгидромет ведет наблюдения на 4 тыс. пунктах — на реках, озерах и водохранилищах) включает поверхностные воды суши, морей, водохозяй­ственные системы и сооружения (в том числе водохранилища).

Объектом мониторинга окружающей природной среды являет­ся оценка ее качества и уровня загрязнения как необходимого ус­ловия для принятия научно обоснованных решений об эффектив­ности природоохранных мер. В соответствии с Законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» (1991) ор­ганизационной структурой, обеспечивающей осуществление мони­торинга, стала Государственная служба наблюдения за состояни­ем окружающей природной среды (ГСН) Росгидромета. Служба состоит из ряда систем, в том числе наблюдения за загрязнением морской среды (602 пункта наблюдения), наблюдения за загрязне­нием поверхностных вод (120 объектов наблюдения за гидробио­логическими показателями, 1132 объекта наблюдения за гидро­химическими показателями).

Под мониторингом водных объектов понимается система непрерывного (текущего) и комплексного отслеживания состояния водных ресурсов, контроля и учета количественных и качественных характеристик во времени, взаимообусловленного воздействия и изменения потребительских свойств, а также система прогноза сохранения и развития в разных режимах использования. Мониторинг осуществляется на всех водных объектах, находящихся в федеральной собственности, собственности субъектов Российской Федерации, собственности муниципальных образований, собственности физических лиц, юридических лиц.

Ведение мониторинга водных объектов регулируется следующими нормативными документами:

Водным кодексом Российской Федерации от 03.06.2006г., №74-Ф3;

Положением об осуществлении государственного мониторинга водных объектов, утвержденным Постановлением Правительства РФ от 10.04. 2007 г. № 219.

Мониторинг водных объектов является частью государственного мониторинга окружающей среды.

Цели мониторинга водных ресурсов :

Своевременное выявление и прогнозирование развития негативных процессов, влияющих на качество воды в водных объектах и их состояние, разработка и реализация мер по предотвращению негативных последствий этих процессов;

Оценка эффективности осуществляемых мероприятий по охране водных объектов;

Информационное обеспечение управления в области использования и охраны водных объектов, в том числе для государственного контроля и надзора за использованием и охраной водных объектов.

Основными задачами мониторинга являются :

Регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями состояния водных ресурсов, а также за режимом использования водоохранных зон;

Сбор, обработка и хранение полученной информации для оценки и прогнозирования изменений состояния водных объектов, количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов;

Внесение сведений, полученных в результате наблюдений, в государственный водный реестр, ведение которого осуществляется специально уполномоченным государственным органом - Федеральным агентством водных ресурсов РФ.

Государственный мониторинг водных объектов состоит из:

Мониторинга поверхностных водных объектов с учетом данных мониторинга, осуществляемого при проведении работ в области гидрометеорологии и смежных с ней областях;

Мониторинга состояния дна и берегов водных объектов, а также состояния водоохранных зон;

Мониторинга подземных вод с учетом данных государственного мониторинга состояния недр;

Наблюдений за водохозяйственными системами, в том числе за гидротехническими сооружениями, а также за объемом вод при водопотреблении и водоотведении.

Контроль загрязнения поверхностных вод производится регулярно специально созданной сетью пунктов наблюдения. Порядок организации и проведения наблюдений на этих пунктах определен ГОСТ 17.1.3.07-82 и соответствующими методическими указаниями. Разработанная система контроля предусматривает согласованную программу работ по гидрохимии, гидрологии, гидробиологии и получение данных, характеризующих качество воды по физическим, химическим, гидробиологическим показателям.

Важнейшей задачей контроля качества поверхностных вод является правильный выбор пунктов наблюдения, под которыми понимается место на водоеме или водотоке, где производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Пункты наблюдения в зависимости от народнохозяйственного значения водных объектов, их размеров и экологического состояния подразделяются на 4 категории; могут включать один или несколько створов, которые представляют собой условные поперечные сечения водоема или водотока. Расположение створов наблюдения зависит от гидрологических и морфологических особенностей водного объекта, положения источников загрязнения, объема и состава сточных вод, интересов водопользователей.

Один створ устанавливается на водотоках, не имеющих организованного сброса сточных вод, в устьях загрязненных притоков, на незагрязненных участках водотоков, на замыкающих и предплотинных участках рек.

Два створа и более устанавливают на водотоках с организованным сбросом сточных вод. Один из них располагают в 1 км выше источника загрязнения, вне зоны его влияния, другие - ниже источника или группы источников сточных вод. Расположение створов ниже источника загрязнения определяется характером распространения загрязняющих веществ и устанавливается в местах достаточно полного (не менее 80%) смешения сточных и речных вод.

При контроле качества воды всего водоема устанавливается не менее трех створов, равномерно распределенных по акватории. Для наблюдения за качеством воды на отдельных загрязненных участках водоема створы располагаются с учетом условий водообмена. В проточных водоемах с интенсивным водообменом створы располагаются так же, как и на водотоках: первый в 1 км выше источника загрязнения, остальные- ниже, на расстоянии 0,5 км от сброса сточных вод, и за границей загрязненной зоны. На водоемах с умеренным и замедленным водообменом один створ устанавливается вне зоны влияния сточных вод, другой совмещается с местом сброса загрязненных стоков, остальные (не менее двух) располагаются по обе стороны от источника загрязнения, на расстоянии 0,5 км от него, и за границей зоны загрязнения. В створе водного объекта может быть несколько вертикалей с опробованием воды из разных горизонтов. Количество вертикалей в створе определяется шириной зоны загрязнения, условиями смешения природных и сточных вод. Количество горизонтов на вертикали зависит от глубины водного объекта. При глубине до 5 м устанавливается один горизонт на расстоянии 0,3 м от поверхности воды. В водных объектах с глубиной 5 - 10 м исследуются два горизонта- поверхностный и придонный (0,5 м от дна). При глубине 10 - 100 м устанавливаются 3 горизонта: поверхностный, на половине глубины и придонный.

Периодичность и программа наблюдений определяются категорией пункта. В пунктах 1 и 2 категорий визуальные наблюдения проводятся ежедневно. Отбор проб, гидрологиче- ские и гидрохимические наблюдения (табл.4) выполняются ежедекадно (по сокращенной программе 2 для пунктов 1 и сокращенной программе 1 - для пунктов 2 категорий), ежемесячно (по сокращенной программе 3) и в основные фазы водного режима (по обязательной программе). Для большинства водных объектов наблюдения по обязательной программе производятся 7 раз и год: во время половодья - на подъеме, пике и спаде; во время летней межени - при наименьшем расходе воды и при прохождении дождевого паводка; осенью перед ледоставом; во время зимней межени.

Отбор проб воды для определения ее химического состава и физических свойств производится в соответствии с ГОСТ 17.1.5.-85. Из поверхностного горизонта пробы отбираются бутылью или эмалированным ведром, из глубинных слоев - батометром. Объем пробы с каждого створа составляет 7 - 8 л. Отобранная вода разливается в различные емкости для раздельного анализа на отдельные ингредиенты и загрязняющие вещества. При необходимости производится соответствующая подготовка и консервация проб.

Для анализа природных вод для унификации анализов, проводимых в различных лабораториях, используют определенные методы, характеризующихся высокой воспроизводимостью, требуемой чувствительностью, простотой выполнения, экспрессностью, дешевизной анализа. Для анализа природных вод используют фотометрические, газохроматографические, атомно-абсорбционные методы анализа.

8.Лесной мониторинг. Цели, задачи, направления, уровни. Методика. Показатели.

Лесной мониторинг : представляет собой систему наблюдений, оценки и прогноза состояния и динамики лесного фонда в цепях эффективного управления в области использования, воспроизводства, охраны и защиты лесов и повышения их природоохранных функций. Структура, содержание и порядок осуществления лесного мониторинга устанавливаются совместно государственным органом управления лесным хозяйством РФ и государственным органом охраны окружающей среды РФ. Лесной мониторинг (мониторинг лесов) необходим в связи с наблюдающимися в последние десятилетия общим ухудшением состояния лесной растительности. Частными целями мониторинга лесов являются: анализ динамики рубки лесов, инвентаризация не покрытых лесом земель лесного фонда, например, накопления не возобновившихся вырубок, гарей, редин и прогалин; анализ и оценка результативности национальной программы лесовосстановления и перспектив лесоразведения; оценка емкости среды, а также возможностей растительного и почвенного покрова поглощать газы, создающие парниковый эффект; оценка регулярной способности лесного покрова в отношении уменьшения изменений климата как результата воздействия aнтропогенных факторов; определение средозащитной роли лесов таежной зоны - мошггоринг и охрана природы тайги (состояние, тенденции, факторы - рубки, пожары, пром выбросы и атмосферу и т.д.); анализ возможностей, затрат-эффекта и выгод проведения мониторинга лесов России; прогнозирование по результатам мониторинга динамики климата планеты; формирование предложении, связанных с восстановлением биосферы и сохранением окружающей человека среды обитания. Чаще всего используются классификации, в которых предлагается выделение нескольких уровней лесного мониторинга: локальный, региональный, национальный и режимный.

Под региональным мониторингом понимается, как правило, наблюдение состояния лесных экосистем в пределах отдельного региона или территории. Локальный комплексный мониторинг ведется в лесхозах и несовпадениях, а также на участках элементарных структур ландшафтно-экологических комплексов. Основной метод мониторинга лесов на локальном и региональномуровнях - закладка пробных площадей с целью длительных наблюдений. Методы определения уровня техногенного загрязнения атмосферного воздуха включают химический анализ различных сред, методы абсорбции, а также методы биоиндикации. С целью детального анализа признаков, используемыхисследователями при изучении лесной растительности, показатели деревьев и дрсвостоев были разделены, с известной долей условности, на три группы: морфологические, биометрические, физиологические. Перечисленные признаки определяются путем визуальнойоценки. При изучении состояния и процессов жизнедеятельности древесных растений находят применение биометрические показатели, позволяющие более корректно (по сравнению с морфологическими признаками) выявить изменения в характере развития деревьев и их совокупностей. Изучение физиологических признаков состояния растений (и прежде всего у деревьев) позволяет фиксировать их реакцию на различные неблагоприятные воздействия до проявления внешних признаков поражения.

9. Экологический мониторинг земель.
Мониторинг земель является составной частью экологического мониторинга, который представляет собой единую государственную систему экологического мониторинга. Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ) создана и функционирует с целью информационного обеспечения управления в области охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, обеспечения экологически безопасного устойчивого развития страны и ее регионов, ведения государственного фонда данных о состоянии окружающей среды и экосистем, природных ресурсах, источниках антропогенного воздействия.

Объектом мониторинга земель являются все земли в стране независимо от форм собственности на землю, целевого назначения и характера использования. Мониторинг земель имеет подсистемы, соответствующие категориям земель (рисунок 1).

В зависимости от целей наблюдения и охватываемой территории осуществляются три вида мониторинга земель.

1) Федеральный мониторинг земель: охватывает всю территорию РФ, обеспечивая необходимые наблюдения за состоянием и использованием земель федеральной собственности, территорий регионов с критическим экологическим состоянием земель, значимым для национальной безопасности страны.

2) Региональный мониторинг земель: охватывает территории в пределах административных границ субъектов РФ, на территориях других административно-территориальных образований, значимых для субъектов РФ, то есть территории, ограниченные физико-географическими, экономическими, административными и иными границами.

3) Локальный мониторинг земель: ведется на объектах ниже регионального уровня, в границах административных районов, населенных пунктов, вплоть до территорий отдельных землепользований, земельных участков, на которых наблюдения за состоянием и использованием земель разных форм собственности необходимы для регулирования землепользования и земельных отношений.

Следует выделить четыре направления мониторинга земель: правовой режим земель; использование земель; экономическое состояние земель; качество земель (наблюдения за изменением экологического состояния земель всех категорий).

10. Комплексный экологический мониторинг.
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 фоновый.

При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды: а) 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; 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;

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

Основные цели комплексного экологического мониторинга состоят в том, чтобы на основании полученной информации:

1) оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека (т. е. провести оценку соблюдения экологических нормативов);

2) выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются (т. е. провести диагностику состояния экосистем и среды обитания);

3) создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб, т. е. обеспечить заблаговременное предупреждение негативных ситуаций.

В Российской Федерации функционирует несколько ведомственных систем мониторинга, например, служба наблюдения за загрязнением окружающей среды Росгидромета, служба мониторинга водных ресурсов Роскомвода, служба агрохимических наблюдений и мониторинга загрязнений сельскохозяйственных земель Роскомзема и др.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-02

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

В ведение

Информация о состоянии окружающей природной среды, об изменениях этого состояния давно используется человеком для планирования своей деятельности. Уже более 100 лет наблюдения за изменением погоды, климатом ведутся регулярно в цивилизованном мире. Это всем нам знакомые метеорологические, фенологические, сейсмологические и некоторые другие виды наблюдений и измерений состояния окружающей среды. Теперь уже никого не надо убеждать, что за состоянием природной среды надо постоянно наблюдать.

Все шире становится круг наблюдений, число измеряемых параметров, все гуще сеть наблюдательных станций. Все большей сложностью обладают проблемы, связанные с мониторингом водных ресурсов.

Вода - одно из самых удивительных веществ на нашей планете. Мы можем видеть её в твёрдом (снег, лёд), жидком (реки, моря) и газообразном (пары воды в атмосфере) состояниях. Вся живая природа не может обойтись без воды, которая присутствует во всех процессах обмена веществ. Все вещества, поглощаемые растениями из почвы, поступают в них только в растворённом состоянии. Вообще вода - инертный растворитель, то есть растворитель, который не изменяется под воздействием веществ, которые растворяет. Именно в воде когда-то зародилась жизнь на нашей планете. Благодаря мировому океану происходит терморегуляция на нашей планете. Без воды не может жить человек. Наконец, в современном мире вода - один из важнейших факторов, определяющих размещение производственных сил, а очень часто и средство производства. Итак, важность воды и гидросферы - водной оболочки Земли, невозможно переоценить. Именно сейчас, когда темпы роста водопотребления огромны, когда некоторые страны уже испытывают острый дефицит пресной воды, особенно остро стоит вопрос снижения загрязнения пресной воды.

Основой водных ресурсов России является речной сток, составляющий в среднем по водности года 4500 км3, из которых 90% приходится на бассейны Северного Ледовитого и Тихого океанов. На бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает свыше 80% населения России и сосредоточен её основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% обще годового объёма речного стока.

Увеличения расходования воды промышленностью связано не только с быстрым ростом последней, но и с ростом водоёмкости производства, то есть увеличение расхода воды на единицу продукции. Так на производство 1 тонны хлопчатобумажной ткани фабрики расходуют около 250 м3воды, а на производство 1 тонны синтетического волокна - 2590 - 5000 м3. Много воды требуется химической промышленности и цветной металлургии: на производство 1 т аммиака затрачивается 1000 м3воды, синтетического каучука - 2000 м3, никеля - 4000 м3. Для сравнения: на выплавку 1 т чугуна тратится 180 - 200 м3воды.

Использование воды для хозяйственных целей - одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения лишь небольшая часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опреснённой. Другая часть (около 90%) сбрасывается в реки и водоёмы в виде сточных вод, загрязнённых отходами производства.

Большое значение имеет удовлетворение потребностей населения в питьевой воде в местах его проживания через централизованные (приоритетно) или нецентрализованные системы питьевого водоснабжения. Источниками централизованного водоснабжения являются поверхностные воды, доля которых в общем объёме водозабора составляет 68%, и подземные воды - 32%. В сельской местности преобладает использование в питьевых целях сооружений и устройств систем децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Вода из колодцев, родников и других источников децентрализованного водоснабжения не защищена от загрязнения и поэтому представляют высокую эпидемиологическую опасность.

Практически все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений, особенно такие реки, как Волга, Дон, Северная Двина, Урал, Уфа, Тобол, Томь, а также другие реки Сибири и Дальнего Востока. 70% поверхностных вод и 30% подземных потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязнённости - «условно чистая» и «грязная». Практически 70% населения Российской Федерации употребляет воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая». Особенно тяжёлое положение с загрязнением поверхностных водоисточников сложилось в Астраханской, Кемеровской, Калининградской, Томской, Тюменской, Ярославской областях, Приморском крае. Возрастает загрязнение подземных вод, используемых для водоснабжения, в том числе нефтепродуктами, тяжёлыми металлами, пестицидами и другими вредными веществами, которые поступают в водоносные горизонты со сточными водами.

В брянской области наблюдение и контроль за водной средой осуществляет Отдел водных ресурсов по Брянской области который является структурным подразделением Московско-Окского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов. И соответственно осуществляет функции по оказанию государственных услуг и управлению федеральным имуществом в сфере водных ресурсов в бассейнах рек Днепра и Оки на территории Брянской области возложенные на Московско-Окское БВУ.

Основными функциями Отдела водных ресурсов по Брянской области являются:

Осуществление мер по предотвращению вредного воздействия вод и ликвидации его последствий;

Разработка и реализация в установленном порядке схем комплексного использования и охраны водных ресурсов;

Предоставление заинтересованным лицам сведений из государственного водного реестра;

Ведение государственного водного реестра, Российского регистра гидротехнических сооружений,

организация и осуществление государственного мониторинга водных объектов.

А также предоставляют отчетности:

Ежеквартальные, до 10 числа:

1. Сведения, полученные в результате учета объемов забора (изъятия) водных ресурсов из водного объекта, объемов сброса сточных вод и (или) дренажных вод, их качества [Приказ МПР от 08.07.2009 г. № 205]

Заполняются в форму 3.1. - 3.3 . [ Приложение 1].

2.Контроль качества природных вод в местах выше забора поверхностных вод; выше и ниже места сброса сточных вод заполняется в форму 27.[ Приложение 2].

3.Мониторинг водных объектов на основании визуальных наблюдений Заполняется в формы 55 - 59 [Приложение 3].

4. Федеральное статистическое наблюдение «Сведения об использовании воды» заполняется в годовуюй форму 2-ТП (водхоз) [Приказ Росстата № 230] [Приложение 4]

6.Сведения, полученные в результате наблюдений за водными объектами (их морфометрическими особенностями) и их водоохранными зонами заполняется в формы 6.1.-6.3. [Приказ МПР от 06.02.2008 г. № 30] [Приложение 5]

1 . Определение и концепции мониторинга

Наблюдения за состоянием окружающей природной среды ведутся человеком давно. Они необходимы для определения условий обитания, ведения хозяйства, принятия мер по предотвращению неблагоприятных воздействий на жизнь людей и т. д. В состав данных о качестве среды входит как информация о существующем состоянии, так и прогнозы изменений природных условий.Как видно из истории, уже на ранних этапах развития цивилизации и культуры люди научились измерять важнейшие характеристики окружающей среды. Примером первых измерительных устройств могут служить« Нило меры », применявшиеся для регистрации уровней воды на реке Нил; дождемеры, известные древнегреческим ученым, и даже древнейшие обсерватории (приливы) на территории Евразии и Северной Африки.

Практическим применением наблюдений может служить использование с глубокой древности растений как индикаторов для отыскания пресных вод в аридных областях - метод наблюдения, именуемый теперь биоиндикацией.

Важным рубежом в истории изучения окружающей среды можно считать эпоху Ренессанса, когда появились первые достаточно точные измерительные приборы (термометр Галилея, ртутный барометр Торричелли);это время первых экспериментальных измерений и расчетов осадков, стока и испарения и начало регулярных наблюдений за погодой и климатом, в том числе и в России.

В XIX и особенно в XX в. благодаря ряду важных разработок в области средств связи стала возможной обработка данных в почти реальном масштабе времени и появилась возможность всестороннего исследования окружающей среды и прогнозирования природных явлений.

Мы знаем, что биосфера меняется как под влиянием естественных процессов, так и вследствие антропогенных воздействий. Биосфера, пословам В.И. Вернадского, химически- резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно. Меняется физически и химически воздушная оболочка суши, все ееприродные воды. Естественные изменения среды изучаются гидрометеорологической, сейсмической, ионосферной, гравиметрической, магнитометрической идругими службами. Чтобы выделить эти антропогенные изменения нафонеестественных воздействий, необходимы специальные наблюдения.

Систему наблюдений за изменением состояния окружающей природной среды называют мониторингом.

Мониторинг - это система контроля, оценки и прогноза качества окружающей природной среды, включающая наблюдения за воздействием на неечеловека.

Идея глобального мониторинга появилась в 1971 г. в связи с подготовкой к проведению Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972). Первые предложения по разработке такой системы были выдвинуты Научным комитетом по проблемам окружающей среды. Первая концепция мониторинга, предложенная профессором Р. Мэнном, была обсуждена на первом межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, 1974).

В российской науке теоретические аспекты проблемы представлены двумя концепциями.

2. Концепция И. П. Герасимова

Мониторинг состоит из двух блоков.

Первый, исходный блок - биоэкологический мониторинг, в задачу которого входит наблюдение за влиянием среды на состояние здоровья людей.

Второй блок - геоэкологический мониторинг, его содержание - наблюдение за изменением природных экосистем и преобразование их в природно-технические.

3. Концепция Ю. А. Израэля

Мониторинг - информационная система для обнаружения антропогенных изменений окружающей среды на фоне ееестественных колебаний. В задачи такой системы входят, во-первых, слежение за факторами воздействия на среду, еесостоянием и изменениями, во-вторых, прогноз состояния биосферы и, в-третьих, оценка изменений этого состояния и его тенденций. Состояние среды можно оценивать по отдельным аналитическим или интегральным синтетическим показателям, используя в качестве критериев ПДК или экологически допустимые концентрации.

Основные вопросы концепции И. П. Герасимова более подробно рассматриваются в курсе «Геоэкология», поэтому «Мониторинг водных объектов» будет строиться на положениях концепции Ю. А. Израэля.

4 .Виды и структура мониторинга

Выделяют глобальный, национальный, региональный, локальный и импактный мониторинги.

Глобальный (биосферный или базовый) мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества и позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли в целом. В настоящее время в рамках проекта ООН создана глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) с центром в Канаде.

Частью этой системы является программа, посвященная водным проблемам, - ГСМОС (Вода).

В программе ГСМОС (Вода) активное участие принимают 4 специализированных учреждения ООН: Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ),

Всемирная метеорологическая организация (ВМО) и Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО).

Задачами программы ГСМОС (Вода) является следующее:

Мониторинг распространения и трансформации загрязняющих веществ в водной среде;

Оповещение о серьезном нарушении состояния водных объектов;

Напоминание правительствам о необходимости принятия мероприятий по охране, восстановлению и улучшению окружающей среды.

Программа ГСМОС (Вода) включает 7 основных пунктов:

Создание всемирной сети станций мониторинга;

Разработка единой методики отбора и анализа проб воды;

Осуществление контроля за точностью данных;

Использование современных систем хранения и распространения информации;

Организация повышения квалификации для специалистов;

Подготовка методических справочников;

Обеспечение необходимым оборудованием (в отдельных случаях).

Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства специально созданными органами.

В 1972 г. на базе станций гидрометеослужбы организована Общегосударственная служба наблюдений и контроля состояния окружающей среды (ОГСНК).

ОГСНК состоит из нескольких уровней:

Станций наблюдения (первичных пунктов), осуществляющих наблюдения, определенную обработку и обобщение данных;

Территориальных и региональных центров, осуществляющих обобщения, анализ материалов, составление местных прогнозов и оценку состояния окружающей среды по своей территории;

Гидрометцентра и других головных центров (НИИ).

Помимо ОГСНК Росгидромета мониторинг осуществляет ряд служб, министерств и ведомств.

Результат деятельности этих организаций - водный кадастр. Государственный водный кадастр представляет собой систематизированный свод сведений о водных ресурсах страны, включающий количественные и качественные показатели, данные регистрации водопользователей и учета использования вод. Основная задача ГВК - обеспечение народного хозяйства необходимыми данными о водных ресурсах, водных объектах, режиме, качестве и использовании природных вод, а также водопользователях.

Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда поступает информация в пределах крупных районов, подверженных интенсивному хозяйственному освоению, а следовательно, и антропогенному воздействию.

Для проведения мониторинга вод суши организуется стационарная сеть пунктов наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод, специализированная сеть пунктов для решения научно-исследовательских задач или временная экспедиционная сеть пунктов.

Локальный мониторинг представляет собой наблюдения за водной и воздушной средой различных зон города, промышленных и сельскохозяйственных районов и отдельных предприятий.

Импактный мониторинг обеспечивает наблюдения в особо опасных зонах и местах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ. Структура системы мониторинга включает 4 блока: «Наблюдения», «Оценка фактического состояния», «Прогноз состояния» и «Оценка прогнозируемого состояния».

5. Оценка фактического состояния водной среды

Органолептические показатели воды

Цветность природных вод обусловлена главным образом присутствием гуминовых веществ и комплексных соединений трехвалентного железа. Количество этих веществ зависит от геологических условий, водоносных горизонтов, характера почв, наличия болот и торфяников в бассейне реки. Цветность определяют визуально, сравнивая с растворами, имитирующими цветность природных вод.

Цвет. При загрязнении водоема стоками промышленных предприятий вода может иметь окраску, не свойственную цветности природных вод. Для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см, для водоемов культурно-бытового назначения - 10 см.

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических веществ. Прозрачность характеризуется предельной глубиной, на которой еще виден специально опускаемый белый диск диаметром около 20 см (диск Секки).

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов, обнаруживаемых непосредственно в воде или (для водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после хлорирования.

Водородный показатель (рН). Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН около 7). Величина рН воды водоемов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6,5 - 8,5.

Сухой остаток. Это остаток, полученный после выпаривания отфильтрованной пробы воды и высушенный до постоянной массы при 110 -1200 С. Сухой остаток характеризуется содержанием минеральных и частично органических примесей, образующих с водой истинные и коллоидные растворы.

Жесткость воды. Различают общую, временную и постоянную жесткость воды. Общая жесткость обусловлена главным образом присутствием растворенных соединений кальция и магния в воде. Временная жесткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) жесткость вызвана присутствием других растворимых солей кальция и магния.

Растворенный кислород. Концентрация кислорода, растворенного в водоемах санитарного водопользования, в пробе, отработанной до 12 ч дня, должна быть не менее 4 мг кислорода/л в любой период года.

Окисляемость - общее количество содержащихся в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями (например, дихроматом, перманганатом и др.).

Биохимическое потребление кислорода (БПК) - это количество кислорода (мг), требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях при 200 С в результате протекающих в воде биохимических процессов за определенный период времени (БПК за 3, 5, 10, 20 суток и т. д.).

Предельно допустимые концентрации (ПДК)

Система наблюдений за состоянием окружающей природной среды тесно связана с оценкой ее состояния, т. е. оценкой качества среды. Качество окружающей среды - степень соответствия природных условий физиологическим возможностям человека. Различают здоровую окружающую природную среду, когда здоровье человека в норме, и нездоровую, при которой возникают его нарушения.

Для оценки качества среды разработаны специальные стандарты. Они подразделяются на производственно-хозяйственные и экологические и устанавливают предельно допустимые нормы антропогенного воздействия на окружающую природную среду.

Нормирование качества окружающей среды - деятельность по установлению норм предельно допустимых воздействий человека на природу. Под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящая изменения в природную среду.

В настоящее время качество питьевой воды, как правило, оценивается путем сравнения ее свойств и величин содержания в воде различных компонентов с их утвержденными значениями и ПДК. Если таких превышений не обнаружено, вода считается годной к употреблению для питьевых целей.

Гигиенические стандарты и нормативы - наиболее разработанная система норм, правил и регламентов для оценки качества окружающей среды.

Они устанавливаются в интересах охраны здоровья человека и сохранения генофонда некоторых популяций растительного и животного мира.

Гигиенические нормативы, устанавливаемые в виде предельно допустимых концентраций (ПДК), охватывают производственную и жилищно-бытовую сферы жизни человека. Для питьевой воды ПДК некоторых вредных веществ были утверждены еще в 1939 г. В настоящее время число установленных ПДК для водных объектов различного назначения приблизилось к 2000.

ПДК - такие концентрации вредных веществ, которые практически не оказывают влияния на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства.

Основой для разработки санитарно-гигиенических и санитарно-эпидемиологических стандартов служат методы медицинской и ветеринарной токсикологии.

Количество вредного вещества, поступившего в организм, отнесенного к массе тела (мг/кг), называется дозой. Количество веществ, отнесенных к единице объема или массы воздуха (мг/м3), воды или почвы (мг/г), называется концентрацией.

В зависимости от степени токсичности ядовитых веществ их подразделяют на классы опасности.

Нормирование загрязняющих веществ в водных объектах

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод», все водные объекты подразделяются на два вида водопользования:

I вид - хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое;

II вид - рыбохозяйственное водопользование.

Каждый вид, в свою очередь, разделен на категории.

Хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование. I категория - водные объекты, используемые в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности. II категория - водные объекты, используемые для купания, занятия спортом и отдыха населения.

Рыбохозяйственное водопользование. I категория - водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода. II катего-рия - водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.

При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в расчетном створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны соответствовать санитарным требованиям в зависимости от вида водопользования.

Нормы качества воды водных объектов включают:

общие требования к составу и свойствам воды, водных объектов в зависимости от вида водопользования;

перечень ПДК нормированных веществ в воде водных объектов для различных видов водопользования.

Все водопользователи и водопотребители обязаны соблюдать условия, которые обеспечивают качество воды, соответствующее установленным для данного водного объекта нормативам. Существуют и некоторые общие требования к составу и свойствам воды (примеси, взвешенные вещества, окраска, запахи, привкусы, рН, Т, минерализация, токсичность, количество растворенного кислорода и т. д.).

ПДК природных вод - концентрация индивидуального вещества в воде, при превышении которой она непригодна для установленного вида водопользования. При концентрации вещества равной или меньше ПДК вода так же безвредна, как и вода, в которой полностью отсутствует данное вещество.

Характер воздействия одних и тех же загрязняющих веществ на человека и водные экосистемы может быть разным.

Многие химические вещества могут тормозить естественные процессы самоочищения, в основном биохимическое окисление органики, что приводит к ухудшению общего санитарного состояния водоема (дефициту кислорода, гниению, появлению сероводорода, метана и т. д.). В этом случае ПДК устанавливают по общесанитарному признаку вредности.

Промышленные стоки и содержащиеся в них вредные вещества могут изменить органолептические свойства воды (мутность, запах, привкус, Т), что приводит к отказу от ее использования. В этом случае устанавливают предельные концентрации, не воспринимаемые органами чувств человека, т. е. по органолептическому признаку вредности. Часто они бывают более жесткими, чем установленные по другим признакам вредности.

Присутствие в воде нефти в концентрациях, незначительно превышающих ПДК для хозяйственно-питьевого водоснабжения, вызывает появление специфического запаха. При концентрации нефти 0,1 - 0,2 мг/дм3 выловленная рыба имеет неустранимый даже после приготовления нефтяной привкус.

Вредные вещества могут оказывать токсическое действие при непосредственном контакте или попадании в организм. Для этих веществ устанавливают ПДК по токсикологическому признаку вредности.

Для одного и того же вещества могут быть установлены разные предельные концентрации по признакам вредности.

Например, ионы Cu оказывают токсическое действие при концентрации 10 мг/л, нарушают процессы самоочищения при концентрации 5 мг/л, а придают привкус воде при 1,0 мг/л.

При нормировании качества воды водоемов ПДК устанавливается по лимитирующему признаку вредности - ЛПВ.

ЛПВ - признак вредного действия вещества, который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией.

ЛПВ создает некоторый запас надежности по двум другим признакам вредности. В примере это концентрация, равная 1,0 мг/л, выбранная по органолептическому признаку. В перечне ПДК всегда указывается ЛПВ и класс опасности вещества.

Кроме того, одно и то же вещество для водоемов, используемых для нужд населения, может нормироваться по одному ЛПВ, а для рыбохозяйственных - по другому.

Например, ионы Cu для хозяйственно-питьевого водопользования нормируются по органолептическому ЛПВ (1,0 мг/л), а для рыбохозяйственных водоемов - по токсикологическому (10 мг/л).

Если водоем используется для нескольких видов водопользования, то в качестве ПДК выбирается самая низкая (самая жесткая) ПДК вещества.

ПДК, принятые для водных загрязнителей, не могут служить надежными критериями при объективной оценке качества воды. Различия между ПДК разных стран весьма значительны.

В России рыбохозяйственная и санитарно-бытовая ПДК мышьяка составляет 0,05 мг/л, а европейский стандарт - 0,2 мг/л.

Реакции организма на изменения концентрации тех или иных загрязнителей зависят от многих причин и недостаточно изучены. Многие ПДК не установлены (кадмий для питьевой воды). Рыба более чувствительна к загрязнителям, и различные ее виды в этом отношении сильно различаются между собой, но это никак не учитывается в усредненных рыбохозяйственных ПДК.

Цель санитарных и токсикологических норм и регламентов - охрана здоровья населения и отдельных популяций живых организмов. Задача экологического нормирования - обеспечение благополучия экосистем в целом, в том числе и здоровья человека, т. е. сохранение установившегося в природе равновесия.

ЭДК - экологически допустимые концентрации вредных веществ в окружающей среде, поступающие от различных антропогенных источников и не нарушающие гомеостатические механизмы (способность поддерживать устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды) саморегуляции экосистем.

Основные принципы разработки экологических нормативов:

Любое изменение природной среды следует рассматривать как недопустимое - «нулевая» стратегия;

Нормативы должны устанавливаться в соответствии с технологическими возможностями снижения уровня загрязнения и контроля за их содержанием в окружающей среде;

Допустимый уровень загрязнения следует устанавливать таким, чтобы затраты на его достижение были не больше стоимости ущерба при неконтролируемом загрязнении.

Стандарты должны устанавливаться такие, при которых не будет никаких прямых или вредных косвенных воздействий на людей. При этом любое измеримое повышение концентрации или другого воздействия рассматривается как потенциально вредное.

6. М етоды мониторинга водных объектов

Наземные наблюдения

Мониторинг должен включать наблюдения за источниками и характером воздействия; состоянием окружающей природной среды экосистем и биосферы в целом. Подразумевается также получение данных о фоновом состоянии наблюдаемых объектов.

Для определения динамики изменений состояния среды измерения должны проводиться через определенные интервалы времени, а по важнейшим показателям - непрерывно. Для выделения антропогенных воздействий необходимо знать первоначальное состояние экосистем. Для этого необходима информация о фоновом состоянии водной среды (наблюдения на местах, удаленных от источников воздействия), как в целом, так и каждого региона и района. Наземные наблюдения по глобальному мониторингу за водными объектами проводятся в биосферных заповедниках. Сеть станций должна охватывать каждый из биномов на Земле. Общее количество станций оценено в 20 - 40 единиц. Наблюдения на станциях глобального фонового мониторинга носят комплексный характер. Диагностируется атмосфера (на высоте 2 м от подстилающей поверхности); атмосферные выпадения и снежный покров; водные объекты; почва и биологические объекты. Все работы проводятся по единой программе.

Мониторинг водных объектов включает наблюдения за поверхностными и подземными водами, донными отложениями и взвесями. Отслеживаются свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, бензапирен, ДДТ, хлорорганические соединения и биогенные элементы. Вода и взвеси наблюдаются в характерные гидрологические периоды (половодье, межень, паводки), а донные отложения - один раз в год.

При проведении работ широко используются методы химического и физико-химического анализа, позволяющие определить количественный и качественный состав загрязняющих веществ в природной среде.

Стандартными методами контроля за состоянием загрязнения вод на более низких уровнях являются также определение химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК).

Химическое потребление кислорода - величина, характеризующая общее содержание в загрязненной воде органических и неорганических восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. ХПК обычно выражают в единицах количества кислорода, расходуемого на окисление.

Биохимическое потребление кислорода - количество кислорода на единицу объема воды (1 л), необходимое на окисление всех органических веществ в аэробных условиях за определенное время (несколько суток). При анализе состава сточных вод чаще всего применяют «многокомпонентные» методы, позволяющие определять широкий спектр химических веществ. К ним относятся атомно-эмиссионный, рентгеновский и хроматографический методы.

Отдельным видом наземных наблюдений можно считать «наземную или полевую проверку», т. е. наблюдения поверхности Земли на специально выбранных тестовых участках в связи с дистанционными исследованиями.

Подобные наблюдения проводятся для проверки точности и калибровки приборов, используемых в дистанционных методах зондирования, и для проверки правильности интерпретации информации, полученной на основе показаний этих приборов.

7 . Биоиндикационные методы

Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная идея биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями.

Биоиндикация - метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и биотических факторов на живые организмы при помощи биологических систем, обнаружения и определения антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Это исследование группы особей одного вида или биотических сообществ, по наличию, состоянию, и поведению которых судят об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей.

Простейшим диагностическим признаком служит общий физиономический облик, обусловленный преобладанием тех или иных жизненныхформ организмов. Характерным индикатором является видовой состав.

Возможны следующие уровни биоиндикации:

Биохимические и физиологические реакции (изменение различных процессов и накопление определенныхтоксикантов в органах);

Аналитические, морфологические, биоритмические и поведенческие реакции;

Флористические и фаунистические изменения;

Популяционные, биогеоценотические и экосистемные изменения.

Биоиндикаторами могут служить как отдельные процессы в клетке или организме (уменьшение содержания хлорофилла, накопление серы в листьях), так и морфологические изменения (изменения формы и размера листовой пластинки, снижение линейного и радиального прироста).

Существуют два основных метода биоиндикации: пассивный и активный. В первом случае исследуют видимые или незаметные повреждения и отклонения от нормы, являющиеся признаками неблагоприятного воздействия, во втором используют ответную реакцию наиболее чувствительных к данному фактору организмов (биотестирование). Это может быть как один фактор (СО2) , так и многокомпонентная смесь (выхлопные газы).

В порядке возрастания толерантности к загрязнениям растительные организмы можно расположить так: грибы, лишайники, хвойные, травянистые растения, листопадные деревья.

8. Физико-химические методы

Для проведения физико-химического анализа воды необходимо правильно провести отбор проб. В зависимости от цели исследования проба воды для анализа может быть получена несколькими способами:

Путем однократного отбора всего количества воды, нужного для анализа;

Смещение проб, отработанных через определенные промежутки времени в одном месте исследуемого водоема;

Смещение проб, отработанных одновременно в разных местах исследуемого водоема.

Отбор проб воды на проточных водоемах производится на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта), а на непроточных водоемах и водохранилищах - на 1км в обе стороны от пункта водопользования.

Обычно пробы в створе отбираются в трех точках (у обоих берегов и в фарватере); при ограниченных технических возможностях или на небольших водоемах допускается отбор проб в одной - двух точках (в местах наиболее сильного течения). Чаще всего пробы отбираются в 5 - 10 м от берега на глубине 50 см. Объектом особого внимания должны стать загрязненные струи.

Если на реке имеется сброс сточных вод от промышленных предприятий, стоки животноводческих ферм и т. д., то отбор проб воды проводят ниже сброса на 500 м, что позволяет контролировать степень загрязнения воды в реке сточными водами (для сравнения следует взять пробу на 500 м выше сброса сточных вод).__ Если предполагается, что в результате сброса сточных вод в придонных слоях накапливаются оседающие вредные вещества, которые могут стать источником вторичного загрязнения воды, отбирают природные пробы на расстоянии 30 - 50 см от дна.

В водохранилищах, озерах, прудах, где течение воды резко замедленно, качество воды может быть неоднородным на различных участках (здесь возможно возникновение вторичных источников загрязнения), по-этому в этих водоемах обычно берут серию проб по глубине.

Сразу же после взятия пробы необходимо сделать запись об условиях сбора, направлении ветра, указать дату и час отбора воды.

9 . Дистанционное зондирование

Под дистанционным наблюдением понимают бесконтактную регистрацию электромагнитного поля и интерпретацию полученных изображений. Преимущества дистанционных методов наблюдения заключаются в многомасштабности и многовременности.

Периодичность дистанционных наблюдений за основными природными и антропогенными процессами.

Система ДМЗ состоит из следующих элементов:

Банка данных исходной информации;

Регулярно восполняемого банка аэрокосмических материалов;

Системы оперативного дешифрирования материалов съемок

Дистанционные методы наблюдения включают:

Составление тематических карт, отражающих распределение и со- стояние природных и антропогенных объектов на начало работ по мониторингу;

Осуществление регулярного картографического слежения за происходящими изменениями природных и антропогенных объектов на основании регулярно повторяемых аэрокосмических съемок.

Все дистанционные методы наблюдений за окружающей средой можно подразделить на активные и пассивные. В основе обоих методов лежит взаимодействие электромагнитных волн оптического диапазона частот с материальными объектами и распространение этих волн в вакууме, атмосфере и в водной среде.

Особенностью пассивных методов является наличие в аппаратуре лишь приемника оптического излучения. Источником излучения, несущего информацию об объекте, служит в конечном счете Солнце.

В активных методах аппаратура включает не только приемник, но и источник зондирующего излучения (сигнала), посылаемого с летательного аппарата на Землю.

На современном этапе развития техники дистанционного зондирования из космоса используются в основном пассивные методы, требующие малогабаритной аппаратуры с умеренным потреблением энергии. Использование передатчика в активных методах приводит к увеличению размеров аппарата, его массы и требуемой энергии. Однако информативность активных методов значительно выше.

Носителями аппаратуры могут быть различные наземные установки (вышки), аэростаты, средневысотные и высотные беспилотные и пилотируемые самолеты, высотные научно-исследовательские ракеты, пилотируемые космические летательные аппараты и орбитальные станции, искусственные спутники Земли.

10. Пассивные методы

Простейшим оптическим методом исследования Земли из космоса является визуальное наблюдение. К приборам, работающим в видимом диапазоне электромагнитного спектра, относятся различного типа фотографические камеры (покадровые, панорамные и щелевые) и телевизионные камеры со специальной передающей электронно-лучевой трубкой. Кроме того, для получения изображения в нескольких диапазонах длин волн применяется многозональное фотографирование. Преимуществом этой аппаратуры являются ее надежность, хорошая разрешающая способность на местности, большая информативность. Недостатки - зависимость от облачности и солнечного освещения.

К приборам, работающим за пределами видимого диапазона электромагнитного спектра, относятся инфракрасные и микроволновые радиометры, измеряющие величину потока излучения, образующегося отраженной и рассеянной солнечной радиацией и собственным излучением земной поверхности и атмосферы в различных диапазонах длин волн. Инфракрасные радиометры по своим преимуществам и недостаткам сходны с системами, работающим в видимом диапазоне спектра. Микроволновые радиометры имеют невысокую разрешающую способность, но их работа не зависит от погодных условий.

11. Активные методы

К активным средствам зондирования, посылающим сигналы и регистрирующим их отражение от земной поверхности, относятся микроволновые радары и лидары (лазерные радары). Основными преимуществами этих систем являются независимость от погодных условий и освещения, зондирование поверхностных слоев, в том числе вглубь. Недостатки - невысокая разрешающая способность, мелкий масштаб изображения.

Заключение

мониторинг экологический водный

Система единого экологического мониторинга предусматривает разработку двухуровневых математических моделей промышленных предприятий с различной глубиной проработки. Первый уровень обеспечивает детальное моделирование технологических процессов с учетом влияния отдельных параметров на окружающую среду. Второй уровень математического моделирования обеспечивает эквивалентное моделирование на основе общих показателей работы промышленных объектов и степени их воздействия на окружающую среду. Эквивалентные модели необходимо иметь прежде всего на уровне администрации региона с целью оперативного прогнозирования экологической обстановки, а также определения размера затрат на уменьшение количества вредных выбросов в окружающей среде.

Моделирование текущей ситуации позволяет с достаточной точностью выявить очаги загрязнения и выработать адекватное управляющее воздействие на технологическом и экономическом уровнях.

При практической реализации концепции единого экологического мониторинга не следует забывать: о показателях точности оценки ситуации; об информативности сетей (систем) измерений; о необходимости разделения (фильтрации) на отдельные составляющие (фоновые и от различных источников) загрязнения с количественной оценкой; о возможности учета объективных и субъективных показателей. Данные задачи решает система восстановления и прогноза полей экологических и метеорологических факторов.

Таким образом, единая государственная система экологического мониторинга, несмотря на известные трудности, обеспечивает формирование массива данных для составления экологических карт, разработки ГИС, моделирования и прогноза экологических ситуаций в различных регионах

Список литературы

1.Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология Общий курс: В 2 т. Т.1. Теоретические основы инженерной экологии: Учеб. Пособие для втузов/ Под ред. И.И. Мазура. -- М.: Высш. шк., 1996.

2.Экология, охрана природы и экологическая безопасность. Учебное пособие для системы повышения квалификации и переподготовки государственных служащих. Под общей редакцией проф. В.И. Данилова-Данильяна. -- М.: Изд-во МНЭПУ, 1997.

3.Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России / Под ред. В.Ф. Протасова. -- М.: Финансы и статистика, 1995.

4.Моисеев Н.Н. Экология и образование. М., 1996. С. 24.

5. Мониторинг и методы контроля окружающей среды: Учеб. пособие: В 2 ч. / Ю.А. Афанасьев, С.А. Фомин, В.В. Меньшиков и др. М., 2001.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Проблема сохранения окружающей природной среды. Понятие мониторинга окружающей среды, его цели, порядок организации и осуществления. Классификация и основные функции мониторинга. Глобальная система и основные процедуры экологического мониторинга.

реферат , добавлен 11.07.2011


Химические основы экологического мониторинга, экологическое нормирование, применение аналитической химии; пробоподготовка в анализе объектов окружающей среды. Методы определения загрязняющих веществ, технология многоуровневого экологического мониторинга.

курсовая работа , добавлен 09.02.2010


Основные виды природных ресурсов Ленинградской области и направления их использования. Изучение существующей на территории РФ системы экологического мониторинга, её принципы и методы. Оценка функционирования современных методов экологического мониторинга.

курсовая работа , добавлен 20.12.2013


Контроль изменений природной среды, получение качественных и количественных характеристик происшедших изменений в ней как основная задача экологического мониторинга. Методы геофизического мониторинга. Контроль и мониторинг состояния воздуха и вод.

контрольная работа , добавлен 18.10.2010


Общее понятие, цели и задачи мониторинга окружающей природной среды по законодательству РФ. Классификация мониторинга в зависимости от типов загрязнения. Система государственных мероприятий, направленных на сохранение и улучшение окружающей среды.

презентация , добавлен 07.09.2014


Классификация систем экомониторинга окружающей среды по методам наблюдения, источникам, факторам и масштабам воздействия, территориальному принципу. Организация мониторинга источников загрязнения на объектах, действие российского законодательства.

контрольная работа , добавлен 27.02.2015


Программные и технические средства, используемые в процессе мониторинга земель, оценка их эффективности. Дистанционное зондирование: аэрофото- космическая съемка. Геостатика и гис-технологии. Картографирование почв и организация ведения их мониторинга.

курсовая работа , добавлен 19.12.2015


Рассмотрение понятия и основных задач мониторинга природных сред и экосистем. Особенности организации систематического наблюдения за параметрами окружающей природной среды. Изучение компонент единой государственной системы экологического мониторинга.

реферат , добавлен 23.06.2012


Спектральные методы мониторинга окружающей среды. Поиск границ серии Бальмера (в частотах и длинах волн), сопоставление данных с интервалами частот и длин видимого света. Электромагнитное загрязнение окружающей среды. Радиационное загрязнение биосферы.

контрольная работа , добавлен 02.10.2011


Особенности мониторинга и исследовательской деятельности школьников в системе экологического образования. Характеристика школьного мониторинга: сущность, значение и методы. Опытно-экспериментальная работа по изучению экологического состояния озера Ик.