Экология и безопасность жизнедеятельности/ лекция 2

Мониторинг окружающей среды
Всесторонний анализ окружающей среды предусматривает оценку ее экологического состояния и влияние на нее естественных и антропогенных воздействий. Характер этих воздействий весьма специфичен. Лимитирующим показателем уровня естественных и антропогенных воздействий является предельно-допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН), которая во многих странах установлена в связи с тем, что нормальное функционирование и устойчивость экосистем и биосферы возможны при непревышении определенных предельных нагрузок на них.

Мониторинг окружающей среды
Состояние биосферы, непрерывно меняющееся под влиянием естественных факторов, обычно возвращается в первоначальное. Например, изменения температуры и давления, влажности воздуха и почвы происходят в пределах некоторых постоянных средних значений. Как правило, крупные экосистемы под влиянием природных процессов изменяются чрезвычайно медленно. Существующие в мире экологические службы (гидрометеорологическая, сейсмическая, ионосферная и др.) проводят контроль за изменением этих процессов.

Мониторинг окружающей среды
Изменение состояния биосферы под влиянием антропогенных факторов происходит в более короткие временные сроки. Поэтому с целью измерения, оценки и прогноза антропогенных изменений абиотической составляющей биосферы (в первую очередь загрязнений) и ответной реакции биоты на эти изменения, а также последующих изменений в экосистемах в результате антропогенных воздействий создана информационная система экологического мониторинга.
Экологический мониторинг является комплексным мониторингом биосферы. Он включает в себя контроль изменений состояния окружающей среды под влиянием как природных, так и антропогенных факторов.

Мониторинг окружающей среды
Основные задач и экологического мониторинга антропогенных воздействий:
• наблюдение за источниками антропогенного воздействия;
• наблюдение за факторами антропогенного воздействия;
• наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием
факторов антропогенного воздействия;
• оценка физического состояния природной среды;
• прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного
воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Мониторинг окружающей среды
Термин «мониторинг» образован от лат. «монитор» – «наблюдающий», «предостерегающий».
Существует несколько современных формулировок определения мониторинга. Некоторые исследователи под мониторингом понимают систему повторных наблюдений за состоянием объектов окружающей среды в пространстве и во времени в соответствии с заранее подготовленной программой. Более конкретная формулировка определения мониторинга предложена академиком Израэлем в 1974 г., в соответствии с которой под мониторингом состояния природной среды, и в первую очередь загрязнений и эффектов, вызываемых ими в биосфере, подразумевают комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных элементов под влиянием антропогенных воздействий.

Мониторинг окружающей среды
Программа ЮНЕСКО от 1974 г. определяет мониторинг как систему регулярных длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающую информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей среды, позволяющую прогнозировать на будущее изменение ее параметров, имеющих особенное значение для человечества.

Классификация мониторинга
Мониторинг включает в себя следующие основные практические направления:
наблюдение за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на нее;
оценку фактического состояния окружающей среды и уровня ее загрязнения;
прогноз состояния окружающей среды в результате возможных загрязнений и оценку этого
состояния.

Мониторинг окружающей среды
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).
Под объектами наблюдения различают: атмосферный, воздушный, водный, почвенный, климатический мониторинг, мониторинг растительности, животного мира, здоровья населения и т.д.

Мониторинг окружающей среды
Существует классификация систем мониторинга по факторам, источникам и масштабам воздействия.
Мониторинг факторов воздействия – мониторинг различных химических загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и разнообразных природных и физических факторов воздействия (электромагнитное излучение, солнечная радиация, шумовые вибрации).
Мониторинг источников загрязнений – мониторинг точечных стационарных источников (заводские
трубы), точечных подвижных (транспорт), пространственных (города, поля с внесенными химическими веществами) источников.

Мониторинг окружающей среды

Мониторинг окружающей среды
По масштабам воздействия мониторинг бывает пространственным и временным.
По характеру обобщения информации различают следующие системы мониторинга:
• глобальный – слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;
• базовый (фоновый) – слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний;

Мониторинг окружающей среды
• национальный – мониторинг в масштабах страны;
• региональный – слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти
процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы;
• локальный – мониторинг воздействия конкретного антропогенного источника;
• импактный – мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.

Мониторинг окружающей среды
Классификация систем мониторинга может основываться и на методах наблюдения (мониторинг по физико-химическим и биологическим показателям, дистанционный мониторинг).
Химический мониторинг – это система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль за динамикой распространения химических загрязняющих веществ. Глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнений окружающей среды приоритетными высокотоксичными ингредиентами.

И- импактный, Р - региональный, Б - базовый, Г – глобальный.

Мониторинг окружающей среды
Физический мониторинг – система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на окружающую среду (наводнения, вулканизм, землетрясения, цунами, засухи, эрозия почв и т.д.).
Биологический мониторинг – мониторинг, осуществляемый с помощью биоиндикаторов (т. е. таких организмов, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде).
Экобиохимический мониторинг – мониторинг, базирующийся на оценке двух составляющих окружающей среды (химической и биологической).
Дистанционный мониторинг – в основном, авиационный, космический мониторинг с применением летательных аппаратов, оснащенных радиометрической аппаратурой, способной осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных.

Мониторинг окружающей среды
В зависимости от принципа классификации имеются различные системы мониторинга.
Наиболее универсальным является комплексный экологический мониторинг окружающей среды.
Комплексный экологический мониторинг окружающей среды – это организация системы наблюдений за состоянием объектов окружающей природной среды для оценки их фактического уровня загрязнения и предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей и других живых организмов. Различают мониторинг локальный, региональный и фоновый.

Мониторинг окружающей среды
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.

Мониторинг окружающей среды
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.

Мониторинг окружающей среды
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.

Критерии оценки качества окружающей среды
Государственная экологическая экспертиза представляет собой систему государственных природоохранных мероприятий, направленных на проверку соответствия проектов, планов и мероприятий в области народного хозяйства и природных ресурсов требованиям защиты окружающей среды от вредных воздействий.

Мониторинг окружающей среды
Токсикологическая характеристика технологических процессов требует обоснования рекомендаций по такому изменению производства, чтобы уменьшить количество вредных полупродуктов или побочных соединений или исключить их, и медико-технических требований к планированию производственных помещений, аппаратуре, санитарно-техническому оборудованию, в том числе очистному или рассеивающему, и – в случае необходимости – к индивидуальным средствам защиты. В основе этого лежит установление предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в различных средах.

Мониторинг окружающей среды
В воздушной среде:
ПДКр.з – предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3. Эта концентрация при ежедневной (кроме выходных дней) работе в пределах 8 ч или другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не должна вызывать в состоянии здоровья настоящего и последующего поколений заболеваний или отклонений, обнаруживаемых современными методами исследования в процессе работы. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих;

Мониторинг окружающей среды
ПДКМ.Р – предельно допустимая максимальная разовая концентрация вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20 мин не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;
ПДКС.С – предельно допустимая среднесуточная концентрация токсичного вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном вдыхании.

Мониторинг окружающей среды
ПДКМ.Р – предельно допустимая максимальная разовая концентрация вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация при вдыхании в течение 20 мин не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорных) реакций в организме человека;
ПДКС.С – предельно допустимая среднесуточная концентрация токсичного вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном вдыхании.

Мониторинг окружающей среды
В водной среде:
ПДКВ – предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, мг/л. Эта концентрация не должна оказывать прямого или косвенного влияния на органы человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования;
ПДКВ.Р – предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей, мг/л;

Мониторинг окружающей среды
Интегральные показатели для воды:
БПК – биологическая потребность в кислороде – количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (исключая процессы нитрификации) за определенное время инкубации пробы (2, 5, 20, 120 суток), мг О2/л воды (БПКП – за 20 суток, БПК5 – за 5 суток);
ХПК – химическая потребность в кислороде, определенная бихроматным методом, т. е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде, мг О2/л воды.
По отношению БПКП /ХПК судят об эффективности биохимического окисления веществ.

Мониторинг окружающей среды
В почве:
ПДКП – предельно допустимая концентрация вещества в пахотном слое почвы, мг/кг. Эта концентрация не должна вызывать прямого и косвенного отрицательного влияния на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы;
ПДКПР (ДОК) – предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вещества в продуктах питания, мг/кг.