3 Программа мониторинга окружающей среды. Обеспечение мониторинга окружающей среды

Научно обоснованный мониторинг окружающей среды осуществляется в соответствии с Программой. Программа должна включать в себя общие цели организации, конкретные стратегии его проведения и механизмы реализации.

Ключевым элементом любой Программы мониторинга окружающей среды является:

Перечень объектов, находящихся под контролем, их территориальная привязка (хорологическая организация мониторинга);

Перечень показателей контроля и допустимых областей их изменения (параметрическая организация мониторинга);

Временные масштабы - периодичность отбора проб, частота и время представления данных)хронологическая организация мониторинга).

Кроме того, в приложении в Программе мониторинга должны присутствовать таблицы с указанием места, даты и метода отбора проб и представления данных.

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

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

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

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

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

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

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

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

Дистанционное зондирование позволяет собирать данные об опасных или труднодоступных районах. Применение дистанционного зондирования включают мониторинг лесов, последствия действия изменения климата на ледники Арктики и Антарктики, исследованиях прибрежных и океанских глубин.

Данные с орбитальных платформ, полученные из различных частей электромагнитного спектра в сочетании с наземными данными, представляет информацию для контроля тенденций проявления долгосрочных и краткосрочных явлений, природных и антропогенных. Другие области применения включают управление природными ресурсами, планирование использования земли, а также различные области наук о Земле.

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

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

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

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

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

окружающий среда мониторинг система

Назначение;

Информационное, программное, картографическое обеспечение мониторинга и их структура;

Подсистемы обеспечения мониторинга ОС.

Экологическая информация является основой всесторонней оценки технических нововведений, природопреобразующих действий человека состоит из трехосновных блока:

Информационного;

Программного;

Картографического.

Работы по созданию комплексного мониторинга антропогенных изменений окружающей среды, должны представлять, систему контроля, основанную на всестороннем наблюдении, анализе конкретного состояния и на прогнозировании тенденций изменения важнейших экологических факторов. К последним относятся физические, химические и биологические параметры природной среды. Они фиксируются по некоторой пространственно-временной структуре, определяемой в зависимости от интенсивности загрязнителей, закономерностей их распространения, близости к населенным пунктам. Структура мониторинга окружающей среды приведена на рис. 6.1.

Общая схема математического обеспечения системы мониторинга содержит монитор (центральный диспетчер), управляющий работой отдельных подсистем. Среди них подсистема сбора информации, ее хранения и первичной обработки, подсистема отображения информации, подсистема расчета концентрации, составления прогнозов и т.п. Монитор выполняет следующие функции: организацию взаимодействия между отдельными подсистемами, организацию службы времени, тестовый контроль системы наземных измерений и другие служебные функции.

Подсистема сбора информации осуществляет связь между вычислительным центром и аппаратурой стационарных постов и передвижных лабораторий, первичную сортировку и оперативное хранение собранных данных, тестовый контроль блоков сети наземных измерений.

Подсистема передачи информации осуществляет передачу собранной и обработанной информации ее пользователям.

Подсистема хранения и первичной обработки информации состоит из различных баз данных. Подсистема расчетов и прогнозов содержит базу моделей переноса загрязнений с учетом метеорологических факторов рельефа и т.п., а также базу моделей для построения прогнозов.

Подсистема отображения предназначена для документирования результатов контроля загрязнений и выбросов, а также для расчетов и прогнозов. Отображение результатов может осуществляться в картографической форме либо в виде таблиц, текстовых справок и т.п. Возможно и сочетание различных форм отображения информации.

Базой данных называется совокупность хранимых операционных данных, используемых прикладными системами некоторого предприятия. В соответствии с общей структурой сети наземных измерений созданы следующие основные базы данных: по воздуху; выбросам и отходам; водным объектам; картографии.

Система сбора данных по качеству воздуха получает информацию о качественном и количественном состоянии метеорологических и физических величин, полученных от автоматических приборов для измерения выбросов, фоновых параметров, метеорологических автоматических приборов, передвижных лабораторий и при изучении движения автотранспорта. Информация заносится в память и обрабатывается для дальнейшего получения параметров, которые будут использоваться непосредственно при планировании природоохранных мероприятий.

Весь массив данных по водным объектам делится на две части: MACRO и MICRO. В MACRO потребитель получает данные по запрашиваемому региону либо в рамках экономических границ, либо в пределах административного деления. В MICRO содержатся сведения по предметной области и организациям (различной детализации).

Рис 6.1.

Картографическое обеспечение мониторинга. Специфические задачи мониторинга предъявляют особые требования к картографическому методу в отношении его оперативности при анализе и обработке полученной информации. В рамках этих требований картографический метод определяется как многоцелевая система слежения за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на нее с помощью комплекса базовых, оценочных и оперативных карт.

Картографическое обеспечение предусматривает следующие блоки:

Исходной (базовой) информации, включающей в себя картографические данные о природных условиях, хозяйственном использовании территории, а также о состоянии явления, процесса или параметра окружающей среды, за которым ведется наблюдение.

оценочно-прогнозной информации, содержащей карты оценки наблюдаемого явления, прогнозы его развития во времени и в пространстве и, кроме того, рекомендательные карты для принятия решений.

оперативного прогноза и контроля, где создаются оперативные данные наблюдаемого явления. Этот блок непосредственно связан с поступающими данными Гидрометеослужбы, наблюдениями на станциях мониторинга. Главная цель блока -- оперативное представление текущей информации в картографическом виде.

картографических данных оценивает результаты изменений в окружающей среде, их влияние на хозяйственную деятельность и здоровье человека, намечает долгосрочные мероприятия по рациональному использованию благоприятных тенденций или уменьшению отрицательных факторов.

Первые два блока образуют фонд исходной картографической информации. Они обеспечивают мониторинг необходимыми картографическими данными. Базы картографической информации имеют большое значение для реализации системы мониторинга.

Для формирования и функционирования баз данных и картографического отображения данных применяются автоматические картографические системы. Их отличительной особенностью является то, что в состав технических средств этой системы должны входить как минимум ЭВМ, графический видеоэкран, цифрователь и графопостроитель. Общая схема работы такова: на первом этапе используются цифрователи для цифрования информации и ввода ее в базу данных, на втором -- видеоэкран для интерактивной переработки информации, на третьем -- строятся карты на графопостроителе, цветном струйном печатающем устройстве или графическом видеоэкране.

К блоку оценочно-прогнозной информации можно отнести карты распределения температур, влажности, направления и скорости ветра по метеорологическим станциям и постам.

На основании этой информации получаются серии гидрологических, метеорологических карт и карт распределения промышленных отходов, карты распределения температур и загрязнения воздуха по различным показателям по всей территории, карты показателей водных объектов в черте города. Таким образом можно создавать различные блоки и серии карт, необходимые для анализа экологической обстановки.

Экологической информатизации придается такое важное значение -- именно на ее основе можно решить глобальные проблемы, и прежде всего экологическую. Без создания баз данных и знания экологической информации, без полного развития экологической гласносности как свободного движения упомянутой информации нельзя будет перейти к планетарному управлению экоразвитием. Без него модель устойчивого развития не более чем утопия, да и сам переход на безбумажную (электронную, а в перспективе и фотонную) информатику поможет сберечь биосферу. Уже в ходе создания концепции информатизации общества было установлено, что в области экологии и здравоохранения убытки и потери из-за отсутствия современных средств информационного обеспечения во много раз превышают все допустимые затраты на информатизацию.

Экологическое районирование и состояние здоровья населения республики Узбекистан.

Для оценки экологической ситуации институтами (НИПТИ «Атмосфера» и НПХЦ «Экология водного хозяйства») Госкомприроды разработана методология и проведено экологическое районирование территории Республики Узбекистан. В основу районирования положено административно-территориальное деление республики; за минимальную районируемую территориальную единицу (таксой) принят административный район, город республиканского или областного подчинения. Экологически ситуация каждого таксона оценивается по 18 экологическим индикаторам (критериям), которые, наряду с традиционным делением территорий по степени экологической напряжённости (допустимая, критическая, чрезвычайная, экологическое бедствия), имеют балльную оценку и с учётом средне-взвешенной балльной оценки подразделяются на две категории опасные и особо опасные.

Рис. 6.2

Районирование территории по степени экологической напряжённости (в разрезе областей) осуществляется следующим образом: 400 и более

баллов - чрезвычайно-напряжённая; 250 ...400 - сильно-напряжённая, 150..250 - средне-напряжённая, 120 ...150 - слабо-напряжённая и менее 120 баллов - ненапряжённая.

Самой неблагополучной в экологическом отношении является территория Республики Каракалпакстан, где сложилась и продолжает усугубляться чрезвычайно-напряженная экологическая обстановка.

Сильно-напряжённая экологическая обстановка - в Хорезмской, Ферганской и Навоийской областях.

Экологическая обстановка Самаркандской и Бухарской областей характеризуется как средне-напряжённая; Сурхандарьинской, Ташкентской, Сырдарьинской и Андижанской областей - как слабо-напряжённая; Наманганской, Джизакской, Кашкадарьинской областей и города Ташкента ненапряжённой).

Следует отметить, что приведённое ранжирование территории по степени экологической напряжённости не исключает наличия чрезвычайно неблагополучных «горячих точек» и в относительно "благополучных" областях. Так, например, в Сурхандарьинской области, в зону чрезвычайной экологической ситуации попадают Термезский и Музрабадский районы, в Бухарской области - г.Гиждуван, в Ташкентской - г.Янгиюль и другие.

Результаты районирования станут основой для разработки законодательства, направленного на социальную защиту населения, проживающего в зонах экологического бедствия, и могут быть использованы при разработке Национальных планов действий по охране окружающей среды и экологическому обеспечению устойчивого развития Республики Узбекистан.

Влияние состояния окружающей среды на здоровье населения.

К началу 1997 года численность населения, постоянно проживающего на территории республики, составило 23,5 млн. человек. Плотность - 52,7 чел/км 2 . Значительная часть населения (62%) проживает в сельской местности (табл. 6.2).

Многолетний анализ показал, что средняя продолжительность жизни в республике довольно низка и составляет 69,3 года (мужчины - 66,1 и женщины - 72,4)*. В республике достаточно высок уровень рождаемости. В 1996 году он составил 27,3 новорожденных на 1000 человек населения. Число лиц младше 15 лет достигает 41%. В то же время число престарелых значительно ниже, чем во многих других странах мира.

Неординарная структура и высокий естественный прирост населения увеличивает требования к системе службы здравоохранения и определяет приоритеты.

Таблица 6.2. Численность населения Республики Узбекистан за период 1992-1996 гг.

Несмотря на то, что младенческая смертность на 1000 родившихся в 1996 г. по сравнению с 1985 г. снизилась с 45,3 в до 24,2, этот важнейший демографический показатель по-прежнему выше, чем во многих других республиках СНГ, и гораздо выше, чем в развитых странах*. Кроме того, в последние 10-15 лет наблюдается устойчивый рост показателей общей заболеваемости по первичной обращаемости среди взрослого и детского населения. Показатель общей заболеваемости (без инфекционной) взрослых и подростков возрос с 2925,3 в 1985 г. до 3743,6 в 1996 г.

В 1996 г. лица с заболеваниями органов дыхания составили 22,9%, органов пищеварения - 12,9%. Преобладание этих заболеваний в общей структуре даёт основание сделать вывод об их связи с неблагоприятной экологической ситуацией (табл. 6.3, 6.4).

Особенно неблагоприятное воздействие на здоровье населения оказывает состояние окружающей среды в Приаралье, в Сарыассийском районе Сурхандарьинской области, а также в районах с интенсивным применением пестицидов В Хорезмской области к группе риска (возможное развитие различных заболеваний) отнесено свыше 370 тыс. человек (37% от числа обследованных), в Республике Каракалпакстан - свыше 550 тыс. человек (45% обследованных). Предрасположенность к болезням в Хорезмской области составляет 72,3% населения, в Республике Каракалпакстан -70%.

Заболеваемость населения туберкулезом, раком пищевода, болезнями крови, кроветворной системы, органов пищеварения в Приаралье в несколько раз превышает среднереспубликанские показатели.

* В Японии - у мужчин она равна 75,8 лет, у женщин - 81,9.

Таблица 6.3 Структура заболеваемости населения республики с впервые установленным диагнозом, %


Болезни органов дыхания
Болезни органов пищеварения
Болезни нерв. сист. И органов чувств
Болезни крови и кретв.х органов
в т.ч. анемия
Травмы и отравления
Болезни сист. Кровообращения

Болезни эндокр. сист.
Психические растройства
Осложнение берем, и родов
Новообразрование
Отдельное состояние, возникшее в перинатальном периоде
Врожденные анемии

Таблица 6.4 Динамика смертности по республике с учётом причин смертности (на 100 000 чел. населения)

Ключевым элементом любой Программы мониторинга окружающей среды является:

перечень объектов, находящихся под контролем, их территориальная привязка (хорологическая организация мониторинга);

перечень показателей контроля и допустимых областей их изменения (параметрическая организация мониторинга);

временные масштабы - периодичность отбора проб, частота и время представления данных)хронологическая организация мониторинга).

окружающий среда мониторинг система

Заключение

Резюмируя вышеизложенное, подведем краткий итог.

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

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

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

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

Уровни мониторинга: глобальный (вся планета, проводится международными экологическими организациями), национальный (в рамках одного государства с целью получения информации и обеспечения национальной экологической безопасности), региональный (для России - в пределах субъекта Федерации) и локальный (в рамках одного города или промышленного объекта).

Основные принципы организации мониторинга: комплексность, систематичность, унифицированность.

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

Список используемой литературы

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

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

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

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

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