Экологический мониторинг: что это такое, виды, задачи и методы проведения

Введение

Актуальность этой работы не вызывает сомнений, поскольку каждый из нас имеет право на безопасное состояние окружающей среды. Экологический мониторинг как система способствует общему улучшению экологии и собирает и обрабатывает всю необходимую информацию о состоянии окружающей среды.

Российская Федерация — огромная страна со своими особенностями и проблемами. Одной из таких проблем является охрана экологии, которая должна волновать всех жителей нашей необъятной родины. Без бережного отношения к окружающей среде, а также без разумного использования имеющихся природных ресурсов наша страна рискует не только экономическим благополучием, но и здоровьем своих граждан.

Мониторинг поверхности земли

В рамках локального мониторинга проводится контроль и анализ состояния различных ресурсов на поверхности земли. Среди таких ресурсов можно выделить воду, воздух, почву и другие факторы, важные для жизни и функционирования экосистем.

Вода является одним из самых важных ресурсов природы. Она играет важную роль в множестве биологических процессов, обеспечивая жизнедеятельность многих организмов. Мониторинг состояния воды включает обнаружение загрязнений, контроль уровней и стока, изучение качества и температуры. Эти данные необходимы для оптимальной организации водных ресурсов, мониторинга гидрологических процессов и принятия мер по сохранению экосистемы.

Воздух также играет важную роль в экологии. Мониторинг качества воздуха позволяет выявить концентрацию различных вредных веществ, таких как токсичные газы или взвеси. Подобная информация позволяет регулировать выбросы вредных веществ и разрабатывать меры для предотвращения загрязнений. Также мониторинг позволяет выявить и контролировать уровень шума и вибрации, которые могут негативно сказываться на окружающей среде и живых организмах.

Почва является основой для растительного покрова и играет важную роль в цикле питания. Мониторинг почвы включает изучение ее физических и химических характеристик, таких как содержание питательных веществ, pH-уровень, структура почвы и влажность. Данные, полученные в результате мониторинга, позволяют проводить устойчивое сельское хозяйство, переработку земли и контрольировать здоровье растений.

Вместе эти ресурсы образуют сложную систему взаимодействия и влияют на множество предметов и процессов. Проведение мониторинга этих ресурсов позволяет контролировать их состояние, выявлять проблемы и принимать меры для сохранения их устойчивого использования и защиты окружающей среды.

.1 Системы экологического мониторинга

Мониторинг является многоуровневой системой, поэтому по характеру
обобщения информации экологический мониторинг окружающей среды выделяют системы
детального, локального, регионального, национального и глобального уровней
(рис. 4). Цели, методические подходы и практика мониторинга на разных уровнях
отличаются.

Рисунок 4 — Уровни экологического мониторинга

Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга
(«элементарного», по М.А. Шубину, «объектного», по А.В. Шидловской),
реализуемого в пределах небольших территорий и т.д.

При объединении систем детального мониторинга в более крупную сеть
(например, в пределах района и т.п.) образуется система мониторинга локального
уровня. Локальный мониторинг предназначен обеспечить оценку изменений системы
на большей площади: территории города, района.

Локальный мониторинг обычно ведут применительно к отдельным объектам,
например, лесным, водным, горным, которые чаще всего подвержены интенсивным
антропогенным воздействиям. Примером локального мониторинга является постоянная
система наблюдения и контроля загрязнения воздуха в городах, на транспортных
магистралях, осуществляемая при помощи стационарных, передвижных или
подфакельных постов.

Критерии качества окружающей среды наиболее отчетливо определены на
локальном уровне. Его конечная цель состоит в обеспечении такой стратегии
хозяйствования, при которой концентрации приоритетных загрязняющих веществ
антропогенного происхождения не выходят за допустимые пределы (т.е. ПДК). В
России ПДК закреплены законодательно, и соответствие качества окружающей среды
этим стандартам контролируется соответствующими органами надзора.

Разновидность локального — импактный мониторинг осуществляется, как
правило, в особо опасных зонах и местах.

Локальные системы могут объединяться в еще более крупные — системы
регионального мониторинга, — слежение за процессами и явлениями в пределах
значительного по площади района (края или области, или в пределах нескольких из
них), который обычно отличается от соседних по природным условиям. Это,
например, природные зоны, ландшафтные комплексы, рекреационные территории
вокруг городов и т.п. Системы регионального мониторинга могут объединяться в
пределах одного государства в единую национальную (или государственную) сеть
мониторинга, образуя, таким образом, национальный уровень системы мониторинга.
Примером такой системы являлась «Единая государственная система экологического
мониторинга Российской Федерации» (ЕГСЭМ) и ее территориальные подсистемы,
которая была упразднена в 2002 г.

В рамках экологической программы ООН поставлена задача объединения
национальных систем мониторинга в единую межгосударственную сеть — «Глобальную
систему мониторинга окружающей среды» (ГСМОС). Это высший глобальный уровень
организации системы экологического мониторинга. Ее назначение — осуществление
мониторинга за изменениями в окружающей среде на Земле и ее ресурсами в целом,
в глобальном масштабе.

Глобальный мониторинг — это система слежения за состоянием и
прогнозирование возможных изменений общемировых процессов и явлений, включая
антропогенные воздействия на биосферу Земли в целом.

Глобальная система мониторинга окружающей среды и ресурсов призвана
решать общечеловеческие экологические проблемы в рамках всей Земли, такие как
глобальное потепление климата, проблема сохранения озонового слоя, прогноз
землетрясений, сохранение лесов, глобальное опустынивание и эрозия почв,
наводнения, запасы пищевых и энергетических ресурсов и др.

Конкретные цели глобального мониторинга, а также его объекты определяются
в ходе международного сотрудничества в рамках различных международных
соглашений и деклараций. Примером такой системы является глобальная
наблюдательная сеть сейсмомониторинга Земли, действующая в рамках Международной
программы контроля за очагами землетрясений и др.

Мониторинг воды

Мониторинг воды – процесс систематического сбора данных о качестве и количестве водных ресурсов с целью оценки их состояния, обнаружения изменений и принятия решений на основании полученной информации.

Основные параметры, которые измеряются при мониторинге воды, включают pH-уровень, температуру, уровень растворимых веществ, содержание кислорода, токсичные вещества и микроорганизмы. Также проводятся исследования по наличию различных загрязнителей, таких как пестициды, промышленные отходы, нефтепродукты и другие вредные вещества.

Мониторинг воды позволяет определить качество водных ресурсов, выявить уровень загрязнения и его источники, оценить воздействие человеческой деятельности на экосистемы водных объектов. Эта информация важна для разработки эффективных мер по защите и восстановлению водных экосистем, а также для разработки стратегий устойчивого использования водных ресурсов.

Современные методы мониторинга воды включают как инструментальные анализы в лаборатории, так и автоматизированные системы непрерывного мониторинга на месте. С дальнейшим развитием технологий, мониторинг воды становится более точным, доступным и эффективным инструментом для контроля качества водных ресурсов и обеспечения их устойчивого использования.

В целом, мониторинг воды является важным компонентом эффективного управления и охраны водных ресурсов. Он позволяет не только контролировать состояние водных объектов, но и разрабатывать стратегии долгосрочного устойчивого использования воды.

Мониторинг окружающей среды

Введение

. Мониторинг:
понятие и виды

.1 Понятие
мониторинга

.2
Классификация мониторинга

. Мониторинг
окружающей среды

.1 Системы
экологического мониторинга

.2
Осуществление мониторинга окружающей природной среды

.3 Программа
мониторинга окружающей среды

Заключение

Список
используемой литературы

Введение

Проблема сохранения окружающей природной среды и переход современного
человечества к устойчивому развитию является сегодня одной из самых важных.
Охрана окружающей среды — это очень сложная и многогранная задача, которая
требует для своего решения общих усилий стран и регионов — как глобальных, так
и локальных.

В различных видах научной и практической деятельности человека издавна
применяется метод наблюдения — способ познания, основанный на относительно
длительном целенаправленном и планомерном восприятии предметов и явлений
окружающей действительности. Испытывая на себе результаты разрушающего действия
воды, ветра, землетрясений, снежных лавин и т.п., человек издавна реализовал
элементы мониторинга, накапливая опыт предсказания погоды и стихийных бедствий.

Блестящие образцы организации наблюдений за природной средой описаны еще
в первом веке нашей эры в «Естественной истории» Гая Секунда Плиния (старшего).
Тридцать семь томов, содержавших сведения по астрономии, физике, географии,
зоологии, ботанике, сельскому хозяйству, медицине, истории, служили наиболее
полной энциклопедией знаний до эпохи средневековья.

Много позднее, уже в XX веке, в науке возник термин мониторинг для
определения системы повторных целенаправленных наблюдений за одним или более
элементами окружающей природной среды в пространстве и времени.

Рациональное природопользование предполагает управление природными
процессами, а чтобы управление было достаточно эффективным, необходимо иметь
данные о динамических свойствах этих объектов, их изменении в результате
антропогенного воздействия, предвидеть последствия вмешательства человека в ход
естественных процессов. Эта информация нужна и в повседневной жизни людей, при
ведении хозяйства, в строительстве, при чрезвычайных обстоятельствах — для
оповещения о надвигающихся опасных явлениях природы.

Цель данной работы: дать понятие мониторинга, его цели, задачи и виды;
охарактеризовать особенности осуществления мониторинга окружающей среды

1. Мониторинг: понятие и виды

Локальный мониторинг: отслеживание процессов в биосфере

Для достижения этих целей используются различные методы и инструменты, включая сбор данных о физических, химических и биологических параметрах окружающей среды. Одним из основных инструментов локального мониторинга являются мониторинговые станции, расположенные на территории исследования.

Мониторинговые станции оснащены специализированным оборудованием, позволяющим измерять различные параметры окружающей среды. Например, с помощью датчиков можно контролировать уровень загрязнения воздуха, качество воды, состояние почвы, а также мониторить изменения в биологическом разнообразии.

Собранные данные анализируются и используются для оценки состояния экосистем и выявления возможных изменений. Локальный мониторинг позволяет получить информацию о влиянии различных факторов, таких как загрязнение, изменение климата и антропогенная активность, на биосферу и прогнозировать возможные последствия.

Осуществление локального мониторинга имеет не только научное, но и практическое значение. Полученные данные могут быть использованы для разработки и реализации мер по охране окружающей среды, а также для принятия решений в сфере устойчивого развития. Кроме того, локальный мониторинг позволяет оценить эффективность проводимых мероприятий и внести коррективы в работу, если необходимо.

Таким образом, локальный мониторинг является неотъемлемой частью изучения биосферы и имеет важное значение для охраны окружающей среды и обеспечения устойчивого развития. Регулярное отслеживание процессов в биосфере позволяет получить точную и достоверную информацию о состоянии экосистем и принять меры по их сохранению

Мониторинг растительности

Один из объектов локального мониторинга, требующий особого внимания, это растительность. Растительность играет важную роль в экологической системе и напрямую влияет на качество окружающей среды.

Мониторинг растительности позволяет определить состояние и изменения в растительном покрове, выявить факторы, которые могут негативно влиять на его развитие, и принять меры по сохранению и улучшению его состояния.

В процессе мониторинга растительности собираются данные о видах растений, их плотности, здоровье и структуре покрова. Также анализируется состав почвы, влажность и освещенность местоположения растений. Эта информация позволяет судить о качестве окружающей среды и прогнозировать возможные изменения.

Для мониторинга растительности используются различные методы, включая наземные и аэрокосмические наблюдения. С помощью спутников и дронов можно получать высокоточные изображения и анализировать состояние растительного покрова на большой площади.

Результаты мониторинга растительности могут быть использованы для разработки и реализации экологических проектов, планирования использования земель, оценки воздействия антропогенных факторов на природную среду и других целей.

Осуществление экологического мониторинга

В 1993 году Россия создала единую систему государственного экомониторинга, координирующую действия всех организаций и ведомств, контролирующую сбор данных об окружающей среде.

Сложность получения полной, достоверной информации заключается в том, что слишком много служб и агентств занимаются экомониторингом. Их действия сложно координировать.

Так, например, за состоянием земель наблюдают Федеральное агентство по сельскому хозяйству, Федеральная служба по гидрометеорологии, Федеральная служба по надзору в сфере природопользования.

Производственным экологическим мониторингом также занимается сразу несколько государственных органов. В то же время станций экомониторинга не достаточно для сбора необходимого количества проб воздуха, воды и почвы.

Сейчас эти проблемы успешно решаются. Создана специализированная наблюдательная сеть, включающая передвижные пункты, посты и стационарные обсерватории, станции экологического мониторинга. С их помощью оценивают степень загрязнения местности, изучают последствия техногенных аварий, разрабатывают меры по профилактике природных катастроф и дают рекомендации по снижению антропогенного прессинга на экосистемы.

Мониторинг один или их несколько?

Мониторинг бывает самый разнообразный, для создания целостной картины о данном предмете нелишним будет знакомство с его различными видами.

Основываясь на целях и объектах, выделяют санитарно-гигиенический, экологический и климатический мониторинги.

1. Санитарно-гигиенический прежде всего занимается мониторингом загрязнения окружающей среды и сопоставлением ее качества с гигиеническими нормативами ПДК (предельно допустимыми концентрациями), выявленными для защиты, здоровья и охраны благоприятной среды жизнедеятельности населения.

2. Экологический мониторинг играет свою важную функцию в глобальной системе контроля окружающей среды. Концентрируется в первую очередь на возобновляемых ресурсах и анализирует антропогенное воздействие на экосистемы и их отклик на раздражитель в виде человека. Это основная цель данного вида мониторинга. Задачей же является исследование типичных, наиболее распространенных ответных эффектов не отдельных организмов, а их сообщества (экосистемы).

Этот вид мониторинга включает в себя следующие разновидности контроля:

— За атмосферным воздухом. Он характеризуется тем, что комплекс программных наблюдений направлен на накапливание данных для последующей их оценки и использования в качестве основы для прогнозирования возможных изменений в будущем.

— За гидросферой. Его особенность в том, что здесь происходит наблюдение за положением дел в водах разного уровня, речь идет о поверхностных и подземных.

— За землями (почвами). Наблюдения осуществляются за состоянием земельного покрова и составом почв, в соответствии с чем принимаются решения о мерах по защите земли от негативного воздействия внешних факторов.

— За радиацией. Соответственно, оцениваются статус и конъюнктура радиационного фона.

3. Климатический мониторинг – экослужба, занимающаяся, как водится, контролем и прогнозом изменений и колебаний климата. Он походит на экологический, но предмет его ведения находится в рамках не всей биосферы, а только в той части, что влияет на формирование климата. Это, как известно, атмосфера, поверхностные воды, снежные массы и т. д. Климатический мониторинг тесно соприкасается с гидрометеорологическими наблюдениями.

Можно привести и иные классификации мониторинга.

Так, в зависимости от масштабов выделяют:

Биосферный, он же еще глобальный. В его рамках осуществляется слежение за общими всемирными процессами в биосфере планеты в целях предсказания и предупреждения о возникающих чрезвычайных ситуациях и экстремальных угрозах.
Импактный. Работает на менее масштабном уровне – локальных точках (район или даже предприятие). Сообщает о влияниях антропогенного характера (промышленных объектов или отдельных источников) и чрезвычайных положениях (при возникновении катастроф, аварий, бедствий, эпидемий).
Биологический. Узконаправленные наблюдения за биологическими ресурсами – растениями и животными. Для этих мер используются биоиндикаторы. Исследования же проводятся на территориях заповедников или в иных природоохранных зонах.

Виды экологического мониторинга

Виды экологического мониторинга классифицируются по нескольким признакам: в зависимости от объекта, места проведения и характера наблюдения, в зависимости от методов и задач, которые ставятся в процессе мониторинга.

Мониторинг в зависимости от масштабов

По характеру обобщения информации различают следующие системы мониторинга:

Глобальный — направлен на анализ всей биосферы Земли, включает в себя наблюдение, как за природными, так и техногенными процессами. Прогнозирует все возможные изменения, которые могут произойти с планетой в результате варварского отношения к ней. Глобальный мониторинг не имеет единой программы и ведётся в странах мира по своей программе;
Национальный — система наблюдения в одной стране;
Региональный наблюдает за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где имеют место отклонения показателей биосферы, в связи антропогенными воздействиями.
Локальный — наблюдение за воздействием конкретного источника, который приводит к негативным результатам воздействия, т.е. в границах определённых предприятий промышленности, лесных и водных объектов, а также отдельных городов.

Мониторинг в зависимости от уровня изменения окружающей среды человеком

Последствия их очень опасны, и довольно часто могут быть необратимыми. В зависимости от воздействия человека на окружающую среду, изменения этой среды экологический мониторинг подразделяется на:

Фоновый — определяет мониторинг фонового изменения в окружающей природной среде. Наблюдение за общебиосферными природными явлениями и процессами в целом даёт возможность получить информацию об изменении климата на планете(глобальное потепление), состоянии озонового слоя;
Импактный — определяет воздействие на среду обитания конкретных, т.е. региональных и локальных вредных воздействий в особо опасных зонах и местах.

Мониторинг в зависимости от объекта мониторинга

Экологический
Воздуха (атмосфера). Загрязнение воздуха вызывает растущую озабоченность, как в развитых, так и в неразвитых странах мира. Введены стандарты загрязнения воздуха, соблюдение которых ожидается от всех государств. Загрязненный воздух влияет не только на здоровье планеты, но и пагубно сказывается на благополучии населения. Уровни воздуха/атмосферы можно контролировать с помощью различных датчиков: температуры, влажности, углекислого газа и кислородных.

Воды (гидросфера)

Вода необходима для всей жизни на земле, поэтому важно контролировать все водоемы, чтобы убедиться, что они чистые, пригодные для питья, безопасные и санитарные. Загрязнение воды является серьезной проблемой, поэтому мониторинг воды очень важен

Контролируя качество воды, можно отслеживать текущие и будущие проблемы в системах водоснабжения.

Земли. При анализе состояния земли есть два направления исследований: литосфера и педосфера.
Литосфера — изучает жесткую и самую внешнюю оболочку Земли, которая состоит из земной коры и части верхней мантии Земли.

Педосфера – изучает почвенную оболочку Земли и все процессы, которые связаны с воздействием человека на эту оболочку.

Животного мира. Проводится для сохранения биологического разнообразия, так как загрязнения, пожары и не щадящее отношение человека к животному миру приводят к исчезновению целых особей на планете.

Помимо экологических объектов проводятся мониторинги:

Опасных отходов. Мониторинг отходов рассматривает производство и потребление. Например, если страна производит меньше отходов, это может означать, что она производит меньше материалов. Однако многие страны экспортируют отходы (глобальная торговля отходами) в другие страны, где они иногда не имеют оборудования для обращения с отходами.
Радиационный. Радиоактивность в окружающей среде возникает из разных источников, в том числе: естественная радиация, радиоактивные выбросы с ядерных объектов, промышленные и мусорные полигоны.

Радиоактивные выбросы строго регулируются, чтобы убедиться, что они не наносят вреда людям или окружающей среде.

Социально-гигиенический — государственная система наблюдения, которая проводит анализ состояния здоровья человека, в связи с изменением условий его проживания на планете (изменением гидросферы, атмосферы, биоты).

К объектам локального мониторинга можно отнести:

Локальный мониторинг позволяет следить за различными объектами и явлениями, происходящими внутри определенной территории. В рамках данной темы можно выделить следующие объекты локального мониторинга:

Объекты	Описание
Инфраструктура	Мониторинг состояния и работы различных объектов инфраструктуры, таких как дороги, мосты, здания, электростанции и т.д. Различные параметры, такие как повреждения, техническое состояние, энергопотребление могут быть отслежены в реальном времени.
Природные ресурсы	Мониторинг состояния и использования природных ресурсов, таких как леса, водоемы, почва, животные и растения. Отслеживание изменений в состоянии экосистемы, поиск угроз и выявление несанкционированной деятельности.
Транспорт	Мониторинг работы транспортной системы, включая дороги, транспортные средства, общественный транспорт, парковки и другие элементы. Измерение потоков транспорта, контроль скорости, учет аварий и нарушений правил дорожного движения.
Окружающая среда	Мониторинг качества воздуха, воды, почвы и общей экологической обстановки. Отслеживание загрязнения, выбросов вредных веществ, уровня шума, изменений климата и других факторов, влияющих на окружающую среду.

Эффективная организация локального мониторинга позволяет оперативно реагировать на проблемные ситуации, предотвращать возможные угрозы и принимать меры по улучшению состояния объектов и явлений, входящих в сферу мониторинга.

Мониторинг воздуха

Одним из ключевых индикаторов качества воздуха является содержание различных загрязнений, таких как углекислый газ (CO2), азотные оксиды (NOx), сернистый ангидрид (SO2), аммиак (NH3) и т.д. Мониторинг этих веществ осуществляется с помощью специальных датчиков и анализаторов.

Полученные данные о качестве воздуха позволяют определить уровень опасности для здоровья людей, а также для экологической ситуации в общей сложности. В основе мониторинга воздуха лежит система сбора и анализа проб воздуха на предмет наличия вредных примесей и основных параметров.

Современные методы мониторинга воздуха включают как автоматизированные стационарные системы, так и портативные устройства. Стационарные системы обеспечивают постоянный контроль и могут быть установлены в населенных пунктах, промышленных зонах или на предприятиях. Портативные устройства позволяют проводить мониторинг воздуха в разных местах, независимо от инфраструктуры. Оба метода мониторинга имеют свои преимущества и используются в зависимости от конкретных задач и условий.

Результаты мониторинга воздуха позволяют принимать эффективные меры по снижению загрязнения и улучшению качества воздушной среды. Это может включать в себя разработку и реализацию экологических программ, введение ограничений на выбросы вредных веществ или установку фильтров и очистителей воздуха в промышленных предприятиях.

Осуществление мониторинга окружающей природной среды

Необходимым условием высококачественного управления свойствами окружающей среды является правильная организация системы мониторинга.

Система МОС включает четыре основных блока:

Наблюдение (подразумевается получение данных об общем состоянии объектов, находящихся под наблюдением)

Они осуществляются с определенной периодичностью, через четко установленные интервалы времени, что очень важно для получения полной и ясной картины. Наблюдения могут производиться как отдельными станциями (точечно), так и их целой сетью

Для того чтобы отделить друг от друга антропогенные и естественные (природные) модификации, необходимо хранить данные за прошедшие годы для сравнения с предыдущими показателями. Это даст возможность более точного расчета интенсивности процессов и предсказания их последствий. Оценка настоящего состояния. Информация, полученная из предыдущего этапа, анализируется специалистами, которые способны с высокой точностью определить степень ухудшения или, наоборот, благополучности состояния объекта, установить причины этого, наметить тенденции последующего варьирования его состояния. Прогноз состояния. На этом этапе не только предполагается будущее, но и осуществляются попытки подкрепления гипотез определенными доказательствами (расчетами, показателями и т. д.). Оценка прогноза. Полученные результаты снова подвергаются оценке, а затем доносятся до аудитории в том или ином формате.