Необходимость контроля над качеством окружающей среды
advertisement
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ К курсу лекций «Геоэкологический мониторинг» (ЧАСТЬ 1) для студентов 4 курса – геолого-географического факультета специальности 020804 «Геоэкология» Ростов-на-Дону 2005 Методическое пособие разработано кандидатом географических наук доцентом кафедры физической географии, экологии и охраны природы А.Д. Лукьянченко Ответственный редактор профессор Ю.А. Федоров доктор географических наук, Печатается в соответствии с решением кафедры физической географии, экологии и охраны природы геолого-географического факультета РГУ, протокол № от 200 г. ВВЕДЕНИЕ Особенности взаимодействия общества и природы в эпоху научно- промышленной революции. В процессе своей производственной деятельности человек нарушает естественное состояние биосферы, основанное на функционировании биогеохимического круговорота химических элементов и постоянстве химического состава среды обитания. Постоянно, но неизбежно и непрерывно меняется естественный природный химический состав атмосферы, почв, поверхностных и подземных вод. При этом нарушаются биогеохимические циклы, к которым в результате эволюции приспособились живые организмы. Источниками антропогенного воздействия, непосредственно влияющих на качество окружающей среды являются: Промышленные и энергопроизводящие предприятия, автотранспорт выбрасывающие в процессе своей деятельности твёрдые частицы и газы в атмосфёру; сточные воды со взвешенными и растворимыми веществами поступающие в водоёмы; чрезмерное применение несвойственных живой природе минеральных удобрений; отходы производства и потребления В последние десятилетия возросла роль электромагнитных полей, ультразвукового воздействия, превышение допустимого уровня шума (нефтепроводы), появление температурных аномалий (города на вечной мерзлоте) и возможных радиоактивных выбросов. Деятельность человека активно изменяет облик планеты – горнодобывающая промышленность перемещает объём пород сопоставимый с природными катаклизмами. Интенсивная вырубка лесов способствует опустыниванию ландшафта и уменьшению поступлению кислорода в атмосферу. деятельность меняет климат прилегающих регионов Ирригационная Для того чтобы приостановить или хотя бы замедлить интенсивность перечисленных выше процессов необходимо изменить характер производственной деятельности человека, его образа жизни. В тоже время необходимо отметить, что научно-технический прогресс выступает не только в негативной роли губителя биосферы, но и является основой экологически чистого производства –альтернативные источники энергии. Хвосты обогатительных фабрик и зола ТЭЦ. Большоё значение имеет развитие природовосстановительных отраслей лесного, водного, рыбного хозяйства) Таким образом, природа находится под всё более усиливающимся давлением человеческой деятельности. Однако не стоит забывать о том , что альянс природы и человека носит двусторонний характер. Природная среда географические и климатические особенности оказывают значительное воздействие на общественное развитие. Эти факторы могут ускорять или замедлять темпы развития стран и народов. Влиять на общественное разделение труда. Необходимость контроля над качеством окружающей среды В процессе своего развития человеческое общество пришло к пониманию необходимости наблюдения за природной средой. Ещё в первом веке нашей эры Гай Секунда Плиний (старший) в своей “Естественной истории” тридцати семи томах собрал сведения по астрономии, географии, зоологии, сельскому хозяйству, физике и т.д. Естественные процессы, проходящие на земной поверхности, длятся сотни тысяч и миллионы лет. Антропогенные изменения биосферы таких же масштабов могут произойти в течении нескольких десятилетий. Контроль за качеством окружающей среды осуществляется с целью определения оптимальных условий видения хозяйства, прогнозирования возможности наступления неблагоприятных последствий своей деятельности. Что бы выделить антропогенные изменения на фоне естественных, необходимы специальные наблюдения. Такие повторяющиеся целенаправленные наблюдения за одним или более элементом окружающей среды получили название мониторинг. Краткий очерк развития учения о мониторинге Английское слово "monitoring", и латинское "monitor" – означает напоминающий, надзирающий. Впервые термин появился в начале июня 1972 года перед началом Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде в противовес или в дополнение к термину “контроль”. Первое Межправительственное совещание по мониторингу было созвано в Найроби (Кения) в 1974 г. На нем обсуждались основные положения и цели программы глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Основные элементы системы "мониторинг" впервые описаны П. Манном (1973). Большой вклад в разработку теории мониторинга внесли В.Д. Федоров (1974), Ю.А. Израэль (1974, 1979, 1984), К.С. Бурдин и др. (1985) и др. На первых порах функционирования мониторинга фиксировались лишь параметры непосредственно относящиеся к жизнидеятельности и здоровью людей т.е. определенной системы и вида загрязнения воды и воздуха. Но как утверждает А.М. Грин и др. (1989) довольно быстро было установлено, что борьба за чистоту и сохранность лишь одного или нескольких компонентов природной среды (атмосферы, поверхностных и подземных вод, почв и т.д.) не решает всей проблемы. Возникла задача создания комплексного или геосистемного мониторинга. Под комплексным или геосистемным мониторингом (ГСМ) понимают деятельность направленную на наблюдение за состоянием геосистем при различной степени участия человека в процессах формирования их структуры и функционирования с целью последующей оценки, прогноза и управления этим состоянием (А.М. Грин и др. 1989). Кроме наблюдения и получения информации мониторинг содержит и элементы активных действий, т.е. управления. В научной литературе, а затем и в широкой печати под мониторингом понимается вид научной и научнопрактической деятельности, направленной на получение данных о современном состоянии окружающей среды с целью, прежде всего, контроля за ее антропогенным (промышленным и бытовым) загрязнением (Грин А.М., 1989). В соответствии со ставшим уже каноническим определением, экологический мониторинг - информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов. Мониторинг окружающей (человека) среды слежение - за состоянием окружающей человека природной среды и предупреждение о создавшихся критических ситуациях вредных или опасных для здоровья людей и др. животных организмов (по Реймерсу Н.Ф., 1990 г.). Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию: о состоянии окружающей среды; о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e., об источниках и факторах воздействия); о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом; о существующих резервах биосферы. Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия. 1.СОВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. О МОНИТОРИНГЕ В настоящее время существует значительное число различных мониторингов. В зависимости от целей и объектов наблюдений мониторинг можно подразделить на санитарно-гигиенический, экологический и климатический. Санитарно-гигиенический мониторинг касается, в основном, контроля за загрязнением окружающей среды и сопоставления ее качества с предельно-допустимыми концентрациями, разработанными для защиты здоровья населения. Экологический мониторинг имеет целью оценку и прогноз антропогенных изменений в экосистемах и ответной реакции биоты на эти изменения. Основной задачей современных наблюдений становится изучение совокупных ответных эффектов экосистем в целом, а не только реакций на воздействие отдельных организмов. Климатический мониторинг - это служба контроля и прогноза колебаний климатической системы; по схеме он похож на экологический, но охватывает только ту часть биосферы, которая влияет на формирование климата: атмосферу, океан, ледяной покров и др. Климатический мониторинг тесно смыкается с гидрометеорологическими наблюдениями. По методам и объектам выделяют: авиационный, космический, окружающей среды и т.д. Как форма экологического мониторинга выделяются мониторинг прогностический и диагностический. Прогностический - позволяет с помощью планируемого эксперимента исследовать вероятные ситуации, которые можно предсказать (прогнозировать) на основании обнаруживаемых тенденций в изменении абиотической среды, т.е. предсказать биологические последствия по изменению тенденции абиотической среды (по Дедю И.И., 1990). Диагностический - позволяет по выбранным показателям выявить основные тенденции в изменении биосферы. Наиболее распространенное деление мониторинга на базовый или фоновый, глобальный, импактный и региональный Мониторинг базовый (фоновый) - система слежения за состоянием и прогнозирование возможных изменений общебиосферных, в основном, природных явлений без наложения региональных антропогенных влияний. (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность) Уточним, что терминоэлемент "прогнозирование" имеется не у всех авторов. Мониторинг импактный - система слежения за локальными, региональными и антропогенными воздействиями в особо опасных точках и зонах. (изучение сильных воздействий в локальном масштабе ) Региональный экологический мониторинг является комплексной подсистемой мониторинга биосферы, а, следовательно, включает наблюдения, оценку и прогноз антропогенных изменений состояния абиотической составляющей биосферы (в т.ч. изменений уровней загрязнения природной среды) (Израэль, 1979, Семенов, 1962), проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона. Основными наблюдений методами являются исследований на региональной дистанционный, сети геохимический, биогеолихеноиндикационный и медико-географический (по А.В. Климову, 1994). Биогеолихеноиндикационный метод служит для определения концентрации тяжелых металлов в приземном слое атмосферы. В процессе регионального мониторинга в пределах речного бассейна необходимо контролировать приземный слой атмосферы, растительный покров, почвы, животный мир, литологический состав, поверхностные и подземные воды. По мнению И.И. Дедю (1990) мониторинг не включает управление качеством окружающей среды. Он считает, что при подборе различных подходов и ориентаций подсистем мониторинга, для осуществления определенных целей, важно выделить подсистему наблюдений (оценки и прогноза) за реакцией основных составляющих биосферы: абиотической составляющей (географический мониторинг) и биотический составляющий (биологический мониторинг). И.П. Герасимов (1985), рассматривая экологический мониторинг, особо выделяет необходимость разработки научных основ мониторинга окружающей среды и его рациональную организацию. И.П. Герасимов (1985) считает, что биологической формы мониторинга для разностороннего контроля над состоянием окружающей среды недостаточно. По его мнению, необходимо обеспечить более сложную и высокую ступень мониторинга окружающей среды - геоэкологическую. Геоэкологический мониторинг обеспечивает систематическое наблюдение за изменением природных экосистем и производственно территориальных комплексов (индустриальных узлов, городов, агросистем и т.д.), вызванных воздействием хозяйственной деятельности человека. И.П. Герасимов выделяет несколько ступеней экологического мониторинга. Первой ступенью экологического мониторинга должна являться биоэкологическая или санитарно-гигиеническая служба, охраняющая здоровье населения, а также службы, следящие за загрязнением воздуха и вод. Основными показателями этой формы мониторинга должны стать различные факторы, учитывающие современные состояния таких систем в целом (например, их энергоматериальные балансы, уровни биологической продуктивности, КПД естественных ресурсов и т.д.). Сейчас в каком-то приближении подобный мониторинг осуществляют научно- исследовательские станции, заповедники, опытные с/х станции и т.д. Следующей формой или второй ступенью мониторинга окружающей среды по И.П. Герасимову (1985) является биосферный мониторинг, который должен обеспечить контроль за глобальными изменениями состояния природной среды всей планеты - биосферы. Это наблюдения за солнечной радиацией, составом атмосферы, глобальным круговоротом воды и важнейшими химическими элементами и т.д. Важнейшей задачей биосферного мониторинга является получение фоновых параметров о качестве исходных точек отсчета для всех региональных и локальных изменений, происходящих в состоянии окружающей среды. В пределах полигонов геосистемного мониторинга должны быть обеспечены наблюдения геосистемные), трех типов: реинвентаризационные ретроспективные (периодические (историко- площадные), и режимные (непрерывные стационарные). Все они должны проводится по стандартным программам, минимального трудоемкими и максимально информативными и стабильными методами (А.М. Грин и др. 1989). Структура системы мониторинга включает четыре основных блока: 1) наблюдение; 2) оценка фактического состояния; 3) прогноз состояния; 4) оценка прогнозируемого состояния. Мониторинг должен включать наблюдения: за источниками и характером воздействия; состоянием окружающей среды, экосистем и биосферы в целом; состоянием здоровья населения. Подразумевается также получение данных о фоновом состоянии наблюдаемых объектов. Чтобы определить динамику изменений состояния биосферы, измерения должны проводиться через определенные интервалы времени, а по важнейшим показателям - непрерывно. Наблюдения могут быть организованы в виде точечных измерений на сетке станций или площадных съемок для получения интегральных показателей. Возможна комбинация этих приемов. Важную роль играют авиационные и спутниковые наблюдения. Чтобы выделить антропогенные воздействия, надо знать первоначальное состояние экосистем. Для этого необходима информация о фоновом состоянии как биосферы (наблюдения в местах, удаленных от источников воздействия), так и каждого региона. Оценка фактического состояния окружающей среды позволяет определить тенденции изменений состояния окружающей среды, степень неблагополучия и его причины, помогает принять решения по нормализации положения. Могут быть выявлены и благоприятные ситуации, указывающие на наличие экологических резервов природных экосистем. Метод анализа результатов наблюдений и оценка состояния экосистемы зависят от вида мониторинга. Обычно оценка осуществляется по совокупности показателей или по условным индексам, разработанным для атмосферы, гидросферы, литосферы. Прогноз и оценка прогнозируемого состояния экосистем и биосферы опираются на результаты мониторинга окружающей среды в прошлом и настоящем, изучение информационных рядов наблюдений и анализ тенденций изменений. Прогнозирование возможного состояния экосистемы проводится в два этапа. На начальном этапе необходимо прогнозировать изменение интенсивности источников воздействий и загрязнений, осуществлять прогноз степени их влияния (прогнозировать количество загрязняющих веществ в различных средах, их распределение в пространстве, изменения их свойств и концентраций во времени). Для составления таких прогнозов необходимы данные о планах деятельности человека. Следующий этап - прогноз возможных изменений в биосфере под воздействием имеющихся загрязнений и других факторов, так как уже возникшие изменения (особенно генетические) могут действовать еще много лет. Анализ прогнозируемого состояния позволяет выбирать приоритетные природоохранные мероприятия и вносить коррективы в хозяйственную деятельность экосистем на региональном является уровне. необходимым Прогнозирование звеном в управлении состояния качеством окружающей среды. Ю.А.Израэль подчёркивал необходимость регулярного слежения за последствиями антропогенного воздействия на природную среду. Мониторинг по его мнению – система наблюдений, позволяющая выявить изменение состояния (и прежде всего загрязнения) биосферы под влиянием деятельности человека. Таким образом речь идёт прежде всего о мониторинге антропогенных изменений окружающей среды.Основная его цель- предупреждение негативных последствий воздействия человека на природу. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: Определить источники воздействия, а также причины антропогенных изменений; оценить фактическое состояние природной среды; выявить тенденции изменений; дать прогноз и оценку будущего состояния биосферы. Таким образом понятие управление качеством окружающей среды и деятельности человека в данной концепции не рассматривается. 2.КРИТЕРИИ СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ Контроль за качеством окружающей среды осуществляется человеком для определения оптимальных условий ведения хозяйства, принятия мер по предотвращению неблагоприятных воздействий на жизнь людей и т. д. В состав информации о качестве окружающей природной среды входят данные о существующем состоянии и прогнозы изменений природных условий. Нормирование качества окружающей среды Регулирование качества природной среды основано на определении экологически допустимого воздействия на нее, когда самоочищение природы еще способно работать. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду. В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. Таким образом, возникает потребность в определение нормативов как самого воздействия так и его результатов находящих свое отражение в меняющемся состояние экосистемы. С целью защиты здоровья человека (прежде всего на производстве) было проведено санитарно-гигиеническое нормирование. Однако вскоре пришло понимание того, что человек отнюдь не самое слабое звено экологической цепи. Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. ]. В Законе "Об охране окружающей среды", в числе прочих, предписывается обоснование и использование в практике двух типов нормативов [Федеральный закон.., 2002, ст. 21, 22, 27]: нормативов качества окружающей среды – “устанавливаются для оценки состояния окружающей среды в целях сохранения естественных экологических систем, генетического фонда растений, животных и других организмов”; нормативов допустимого воздействия на окружающую среду (в т.ч. нормативов допустимой антропогенной нагрузки) – “устанавливаются для субъектов хозяйственной и иной деятельности в целях оценки и регулирования воздействия всех стационарных, передвижных и иных источников воздействия на окружающую среду, расположенных в пределах конкретных территорий и (или) акваторий”. Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормировании является понятие вредного вещества. Вредными принято называть все вещества, воздействие которых на биологические системы может привести к отрицательным последствиям. Кроме того, как правило, все ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают как вредные. Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия - это минимальная доза вещества, при воздействии которой, в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего равновесия организма). Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно- эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. В основе санитарногигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концентрации. Предельно допустимые концентрации (ПДК) - нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства. Таким образом, санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все среды, различные пути поступления вредных веществ в организм. Хотя редко отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учитывает эффектов комплексного (поступления вредных веществ в организм различными путями и с различными средами - с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы) и сочетанного воздействия всего многообразия физических, химических и биологических факторов окружающей среды. Существуют лишь ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одновременном содержании в атмосферном воздухе. Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации, могут устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК) - полученные расчетным путем нормативы, рекомендованные для использования сроком на 2-3 года. В публикациях иногда встречаются и другие характеристики загрязняющих веществ. Под токсичностью понимают способность веществ вызывать нарушения физиологических функций организма, что в свою очередь приводит к заболеваниям (интоксикациям, отравлениям) или, в тяжелых случаях, к гибели. Фактически токсичность - мера несовместимости вещества с жизнью. Степень токсичности веществ принято характеризовать величиной токсической дозы - количеством вещества (отнесенным, как правило, к единице массы животного или человека), вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность вещества. Различают средне смертельные (ЛД50), абсолютно смертельные (ЛД100), минимально смертельные (ЛД0-10) и др. дозы. Цифры в индексе отражают вероятность (%) появления определенного токсического эффекта в данном случае смерти - в группе подопытных животных. Величины токсических доз зависят от путей поступления вещества в организм. Санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют качество окружающей среды по отношению к здоровью человека и состоянию экосистем, но не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность. Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия, отражают научно-технические нормативы. К таковым относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу установления научно-технических нормативов положен следующий принцип: при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования. Научно-техническое нормирование предполагает введение ограничений деятельности хозяйственных объектов в отношении загрязнения окружающей среды, иными словами, определяет предельно допустимые потоки вредных веществ, которые могут поступать от источников воздействия в воздух, воду, почву. Таким образом, от предприятий требуется не собственно обеспечение тех или иных ПДК, а соблюдение пределов выбросов и сбросов вредных веществ, установленных для объекта в целом или для конкретных источников, входящих в его состав. Зафиксированное превышение величин ПДК в окружающей среде само по себе не является нарушением со стороны предприятия, хотя, как правило, служит сигналом невыполнения установленных научно-технических свидетельством необходимости их пересмотра). нормативов (или К настоящему времени известны лишь некоторые попытки обоснования "экологических ПДК" [Лукьяненко, 1992, 1996] для растений суши и для сообществ водоемов рыбохозяйственного назначения. Экологическое нормирование не является подменой санитарногигиеническому нормированию, а, в определенном смысле, дополняет его, ужесточая применяемые стандарты. Например, экологическая индикация может дать сведения о степени и характере загрязнения, распределении загрязнения в водоеме, возможном состоянии водной экосистемы в сезонном масштабе. Из этого следует, что вода, качество которой согласно экологическому контролю признано неудовлетворительным, вряд ли может использоваться для питьевых или хозяйственных целей, но экологически доброкачественная вода не всегда может быть признана пригодной с точки зрения здравоохранения [Беляев, 1993]. В последнем случае необходимы специфические микробиологические, токсикологические и химические тесты. В мировой практике концепция критических нагрузок получила широкое развитие как необходимое руководство по рациональному ограничению антропогенных воздействий [Моисеенко, 1995, 1998]. На рабочем совещании ООН понятие “критическая нагрузка” было определено как “количественная оценка воздействия одного или нескольких загрязняющих веществ, ниже которой не происходит существенного вредного воздействия на специфические чувствительные элементы окружающей среды в соответствии с современными знаниями” [Critical loads.., 1988]. С учетом известных проблем кумуляции небольших воздействий и развитию хронических (отложенных) последствий величина критической нагрузки по В.Н. Башкину [1999] может быть охарактеризована как “максимальное поступление загрязняющих веществ, которое не вызывает необратимых вредных изменений в структуре и функциях экосистем в течение длительного (50-100 лет) периода”. Количественная оценка величин критических нагрузок до сих пор связана с целым рядом неопределенностей. Прежде всего это относится к самим основополагающим понятиям: например, до сих пор не вполне ясно, что считать за "необратимые вредные изменения" (за 50-100 лет таковые могут произойти не только с природными компонентами, но и с самим человечеством) и, наконец, что есть “экологическая норма” [Тихонов, Шитиков, 1984а]. Таблица 2.1 Методологический подход к определению экологически критических нагрузок По В.Н. Башкину [1999] 1. Идентификация вредного 1. Выявление всех неблагоприятных (выбор процессов в водной среде (как рецепторов, прямых, так и вторичных) и воздействия стрессоров и По Т.И. Моисеенко [1998] определение существующей обоснование нагрузки критериев и критериев состояния экосистемы) химических качества (комплексная 2. Учет параметров вредного факторизация воздействий с учетом суммарного, действия (необходимые синергетического, параметры и антагонистического вредного стороны воздействия, выявление временной динамики процессов и их направленности) воздействия 4. Характеристика всех компонентов) 2. Диагностика наиболее состояния и обоснование информативных биологических риска или взаимодействия экосистемы 3. Экологическая оценка путей вод объективно критериев, отражающих (оценка вероятности, частоты состояние экосистемы (численных и серьезности воздействий в значений, пространственном “норму и разграничивающих и патологию” и временном аспекте, их сравнение с существующими нагрузками ) порог необратимых изменений) 3. Определение 5. Управление риском (разработка эколого- экономических оптимизационных при определяющих критических уровней многофакторного загрязнения вод на основе дозаэффектных зависимостей между моделей локальном и трансграничном загрязнении) качеством водной химическим состоянием популяций среды (по критериям) и организмов, и сообществ (по биологическим критериям) Как следует из этапов табл. 2.1, оценка критичности воздействий предполагает комплексное исследование изучаемого объекта и выявление двух основных интегральных составляющих в поведении экосистемы: фактора антропогенной нагрузки на окружающую среду и отклика, определяющего функциональную устойчивость, продуктивность и разнообразие биотических элементов. Антропогенная нагрузка на экосистемы складывается из большого числа факторов различной природы и происхождения, основными из которых являются: выброс в окружающую среду загрязняющих веществ промышленного или хозяйственно-бытового происхождения; энергетическое и радиологическое загрязнение; техногенная и сельскохозяйственная детериорация ландшафтов; рекреационная нагрузка; изъятие из природной среды необходимых ресурсных компонентов и т.д. Проблема оценки совокупной антропогенной нагрузки заключается, с одной стороны, в том, как измерить интенсивность составляющих факторов, поскольку средства экологического мониторинга в нашей стране весьма ограничены, а статистическая отчетность страдает неполнотой и недостоверностью. 3.СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ Наблюдения за окружающим миром человек проводил с древних времён. С развитием приборной базы совершенствовались способы и точность измерения температуры воздуха атмосферного давления и т.д. Эти наблюдения со временем получили название гидрометеорологических В 1972 г. была организована Общегосударственная служба наблюдения и контроля за загрязнением природной среды (ОГСНК) в настоящее время преобразованная в Единую Государственную Систему Экологического Мониторинга России (ЕГСЭМ) основными задачами которого являются: -мониторинг за загрязнением атмосферы и поверхностных вод по физическим, химическим и экологическим показателям с целью определения его уровня, изменения во времени и пространстве, а также для оценки состояния природной среды и эффективности мероприятий по её охране; -обеспечение организаций и населения оперативной (экстренной) информацией о резких изменениях уровня загрязнения природной среды в зависимости от хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий (пыльные, магнитные бури); -получение достостоверной режимной информации о загрязнению атмосферного воздуха и поверхностных вод, позволяющих: изучать влияние уровня загрязнения на заболеваемость населения; оценивать ущерб, нанесённый народному хозяйству; планировать размещение новых и реконструкцию промышленных предприятий, застройку городов; оценивать фоновое загрязнение природной среды. действующих Наблюдения за окружающей средой и контроль её загрязнения, проводятся как на поверхности земли, так и с использованием аэрокосмической техники. При этом применяются методы геофизические, биологические, картографические и аналитические. геофизические (измерение температуры, давления, регистрация геомагнитной и радиоционной обстановки и т.д); биологические (биоиндекация – биоиндикаторы загрязнения воздуха хвойные деревья, мхи, лишайники, воды – зоо и био планктон, зообентос и др.); картографические включающий серии тематических картприродных условий, хозяйственного использования территории и состояния наблюдаемого явления или компонента окружающей среды, т.е метод использования карт для получения по ним качественных сведений и количественных характеристик о местных условиях; аналитические служат для определения содержания загрязняющих веществ в объектах окружающей среды – фотометрический (сравнение оптических плотностей исследуемой и контрольной жидкостей), спектрально-эмиссионный, атомно-абсорбционный спектральный анализ (основан на использовании способности свободных атомов элементтов селективно поглощать резонансное излучение определённой для каждого элемента длины волны) и др.. После определения качественных и количественных характеристик наблюдаемых объектов, можно дать прогноз будущего состояния окружающей среды при различных сценариях изменения природных условий и антропогенного воздействия. По своей длительности прогнозы состояния окружающей среды делятся на долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные. Особенностью прогнозирования состояния окружающей среды являются ситуационные прогнозы, которые даются не на конкретный промежуток времени, а на конкретную ситуацию, которая может возникнуть в будущем. По своему масштабу прогнозы можно разделить на глобальные (сев полушарие -эффект Эль Ниньё), региональные (европейская страна или Ростовская область), локальные - влияние промышленного или хозяйственного объекта на окружающую среду. Из всего множества методов прогнозирования остановимся на трёх признаваемых большинством авторов: метод экспертной оценки (эвристического прогнозирования)- получение информации, оценка которой проводилась высоко квалификацифированными специалистами; экстраполяции применяется для краткосрочного прогноза, в случае если изменение состояние исследуемых объектов происходит без значительных скачков; прогноз даётся на основе изучения количественных и качественных показателей изучаемой проблемы за предшествующие годы с последующим логическим продолжением тенденции их развития на прогнозируемый период; Моделирования при применение данного метода требуется осуществление трёх основных условий A. Выявление факторов имеющих существенное значение для прогноза; B. Определение действительного отношения факторов к предсказуемому явлению; C. Разработка алгоритма и программы. При проведение прогнозирования методом моделирования необходимо иметь в виду, что как бы ни сложна была модель она упрощает объект. Наиболее действенно этот метод работает при прогнозирование отдельных составляющих природной среды. При прогнозировании экологических последствий антропогенных воздействий модели целесообразно подразделить на: A. Модели переноса и превращения загрязняющих веществ в окружающей среде (геофизические модели); B. Модели изменения состояния экосистемы под влиянием загрязнения (экологические модели) При проведении прогнозирования возможных изменений окружающей среды необходимо помнить следующее в реальных природных условиях присутствуют три составляющие: детерминированная, вероятностная, случайная. Детерминированная – поддаётся точному расчёту на период прогнозирования. Вероятностная – выявляется в процессе изучения прогнозированного объекта или явления, а точность прогноза во многом зависит от успешного выявления закономерностей развития процесса. Случайная – на современном уровне знаний практически не поддаётся прогнозу. Вероятностные и случайные состовляющие прогноза чреизвычайно затрудняют последний. Особенно это относится к глобальным и долгосрочным прогнозам. Помимо этого необходимо учитывать помимо естественных природных процессов и социально-экономические. В настоящее время практически все этапы экологического мониторинга проводятся при активном участии компьютерной техники. Вначале работы создаются базы данных получаемой информации. Следующим этапом компьютерной обработки информации является создание информационно-справочной системы результатов обработки первичной информации например результаты статистической обработки- средние значения различных характеристик, среднеквадратичные отклонения, оценка временных трендов. и т.д. Экспертная система содержит не только базы данных но базы знаний о системе позволяющие последней продуцировать новые знания. Геоинформационная система или ГИС система отличается наличием картографической базой данных, соедененных числовой информацией с её пространственным представлением. Источниками получения геоэкологической информации помимо ваших собственных наблюдений могут являться: Организации — источники экологической информации Экологическую информацию формируют многочисленные и разнообразные организации. Это законодательные, исполнительные органы власти РФ и аналогичные органы в субъектах федерации, которые издают различные нормативные акты, принимают планы и программы. Службы соответствующих министерств и ведомств, которые ведут те или иные наблюдения за состоянием окружающей среды, здоровьем людей, а также за факторами воздействия на окружающую среду. Такими факторами, прежде всего, являются загрязнители — промышленные, сельскохозяйственные и коммунальные предприятия, пользователи природных ресурсов, а также различные природные явления, которые оказывают воздействие на окружающую среду. Научно-исследовательские организации — институты, станции и пр. Многие из них решают вопросы, далекие от охраны окружающей среды, но по роду своей деятельности обязаны получать информацию о ее состоянии. В России существует сеть исследовательских институтов и организаций (в системе Российской академии наук, Российской академии медицинских наук, различных ведомств), которые занимаются вопросами состояния различных компонентов окружающей среды (воды, воздуха, литосферы, почв, животного и растительного мира) и здоровья населения, а также изучают динамику изменения этого состояния. Они также исследуют факторы, которые оказывают воздействие на состояние компонентов окружающей среды и механизмы такого воздействия. Кроме занимаются того, и сбором и анализом проектировщики, экологической поскольку, информации например, без знания характеристик геологической среды невозможно спроектировать прочное сооружение. Им приходится анализировать состояние и других сред — почв, воды, биоты, поскольку новое строительство всегда оказывает негативное воздействие на окружающую среду, и следует заранее спрогнозировать степень этого воздействия. Естественно, проектные организации располагают и информацией о факторах воздействия на окружающую среду, связанных с проектируемым объектом. Эта же информация оказывается и в распоряжении заказчиков проектной документации — государственных организаций или коммерческих компаний. Источниками экологической информации могут быть и другие коммерческие организации, например, выполняющие измерения характеристик окружающей среды, разрабатывающие цифровые карты на основе геоинформационных систем и т.п. Международные организации, координирующие деятельность по охране окружающей среды. Под эгидой таких организаций действуют информационные системы, обеспечивающие анализ и хранение экологической информации, получаемой из различных источников, а также обмен ею в международном масштабе. Общественные экологические организации во многих случаях выступают не только как потребители экологической информации, но и осуществляют ее сбор, анализ и распространение на профессиональном уровне. Такие организации могут служить источником экологической информации для своих коллег и другой заинтересованной аудитории. Литература Обязательная: 1.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - М.: Гидрометеоиздат, 1984,-560с. 2. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека среды. М.: Просвещение, 1992. 320 с. 3. Емельянов А.Г. Комплексный геоэкологический мониторинг. - Тверь: Издво Тверского гос. ун-та, 1994, -263с. 4. Беккер А.А., Агеев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды.Л.: Гидрометеоиздат, 1989, 286с. - 5.Оценка и регулирование качества окружающей природной среды./Под ред. А.Ф. Порядина – М.: НУМЦ Минприроды России, ИД “Прибой”, 1996.-350с. 6.Хрусталев Ю.П., Борликов Г.М., Хулхачиев Б.С. Эколого- географический словарь-справочник. Ростов н/Д: СКНЦ ВШ, 2002, 231с. Дополнительная: 1. Кочуров Б. И. Геоэкология: экодиагностика и эколого-хозяйственный баланс территории. Смоленск: СГУ, 1999. 154 с. 2. Комплексная оценка качества поверхностных вод./Под.ред А.М. Никонорова.-Л.: Гидрометиоиздат, 1984 -139с. 3. Экология./ Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев, Б.П. Усанов и др.- М.: Издво.АСВ:СПб.:Химиздат.1999, 480с. 4. Зайцев В.А. промышленная экология. М.; РХТУ, 1998 – 140с. 5. Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. Кишинёв: Изд-во МСЭ, 1990 6. Как организовать общественный экологический мониторинг: Руководство для общественных организаций / Под ред. М.В. Хотулевой. - М.: Социально-экологический Союз, 1998. — 256 с.
