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

Экология

В XXI веке мониторинг окружающей среды — одна из самых насущных проблем, которой занимаются Всемирная комиссия по окружающей среде и развитию, Всемирный фонд охраны природы Гринпис, Международный фонд защиты животных и др. Это вызвано ростом численности населения. Существует множество примеров пагубных экологических изменений, происходящих в результате увеличения численности населения и концентрированной деятельности человека.

Понятие экологического мониторинга

Планета развивает растущее чувство экологической осведомленности, и вместе с этим появилась новая форма оценки — экологический мониторинг.

Мониторинг окружающей среды — инструмент для оценки состояния окружающей среды и тенденций, поддержки разработки политики и ее реализации, а также получения информации для отчетности перед национальными политиками, международными форумами и общественностью.

Термин «мониторинг» впервые был озвучен накануне Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде в 1972 г. Он произошел от английского monitoring – контроль и латинского monitor, что в переводе означает надзирать, в результате было предложено сочетание environmental monitoring, которое официально озвучили и приняли на этой конференции.

Экологический мониторинг это процесс наблюдения за происходящими на планете изменениями в окружающей среде, в связи с отрицательным влиянием человеческого фактора на эту среду, систематизация этих наблюдений и принятие решений для предотвращения экологической катастрофы.

В РФ экологический мониторинг осуществляется на основании Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», где указано:

«государственный экологический мониторинг (государственный мониторинг окружающей среды) — комплексные наблюдения за состоянием окружающей среды, в том числе компонентов природной среды, естественных экологических систем, за происходящими в них процессами, явлениями, оценка и прогноз изменений состояния окружающей среды».

Понятие экологического мониторинга

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

Наряду со значительной антропогенной нагрузкой на крупные города и промышленные районы, природные экосистемы, охватывающие большую часть территории Земли, также подвергаются достаточно длительному, хотя и незначительному, антропогенному воздействию.

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 уровня изменения окружающей среды человеком

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.

В более широком масштабе, путем мониторинга атмосферного воздуха, мы можем увидеть, как транспорт, промышленные процессы, потребление энергии, сельскохозяйственные отходы и общее управление отходами влияют на здоровье человека и окружающую среду.

  • 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).

Задачи экологического мониторинга

Цель экологического мониторинга — в единой информационной системе получать и обрабатывать информацию о явлениях, которые случаются на планете Земля и вокруг неё, о процессах, которые негативно сказываются на её состоянии и предупреждать, предугадывать все отрицательные последствия воздействия человека на окружающую среду.

Если рассматривать не процесс организации сбора информации и её обработки при экологическом мониторинге, а задачи, в целях которых осуществляется данная работа, то их можно перечислить в следующем порядке:

  • Охрана общественного водоснабжения;
  • Качество городского воздуха;
  • Обращение с опасными и неопасными радиоактивными отходами;
  • Охрана и управление природными ресурсами;
  • Погоды;
  • Исчезающие виды и биоразнообразие;
  • Глобальное изменение климата.

Методы проведения экологического мониторинга

Физико-химические методы

  • Количественные — имеют в зависимости от метода следующие характеристики:
    • гравиметрический, суть которого состоит в определении массы и процентного содержания элемента, анализ которого производится;
    • титреметрический (объёмный) представляет собой измерение объёмов измеряемого вещества и реагента, используемого при измерении.
  • Качественные определяют состав пробы.
  • Колориметрия — методов абсорбционного анализа, который используется для определения концентрации окрашенных соединений в растворах, с применением закона Бера-Ламберта, который гласит, что концентрация растворенного вещества пропорциональна абсорбции.
  • Экспресс-методы —инструментальные методы, позволяют определить изменения за короткий период времени, используются при определении радиационного фона, мониторинге воздушной и водной среды.
  • Ионометрия (прямая потенциометрия) — метод определения концентрации ионов или рh растворов.
  • Титрование (потенциометрическое)отслеживает электрохимический потенциал электрода, который погружают для исследования определённого раствора.

Физико-химические и биологические исследования относятся к наземным методам исследования окружающей среды.

Методы проведения экологического мониторинга

Дистанционные методы

  • Аэрокосмические снимки.
  • Компьютерные методы обработки спутниковых данных.

Сегодня, когда космические корабли и спутники оказывают человеку беспрецедентную помощь в наблюдении за планетой, аэрокосмические снимки играют ведущую роль в работе экологических служб. Эта информация не зависит от человеческого фактора и дает широчайшую картину состояния планеты. Часть работы выполняется непосредственно на космических кораблях. Та информация, которая передается спутника, обрабатывается наземными службами.

Для обработки информации на Земле созданы и постоянно совершенствуются компьютерные программы, которые осуществляют статистическую и графическую обработку данных, поступающих для исследования. Компьютерная обработка подразделяется в зависимости от уровня решения задач.

Для хранения данных об объектах окружающей среды используется системы базы данных , так называемый СУБД, а для обработки результатов исследований всевозможные прикладные программы. Система ГИС используется для всех видов географически привязанной информации, она даёт возможность систематизировать информацию для управления природными ресурсами.

Методы биологического мониторинга

  • Биотестирование позволяет в лабораторных условиях оценить качество объектов окружающей среды с помощью живых организмов.
  • Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты (исторически сложившаяся совокупность видов живых организмов). Биоиндикаторы качественно оценивают реакцию биоты на стресс окружающей среды.
  • Оценка компонентов биоразнообразия является совокупностью методов сравнительного анализа компонентов биоразнообразия.

Методы математической и статистической обработки данных

Для обработки данных используются различные методы, которые включают в себя последние разработки математиков и статистиков, новейшие формулы и графики, которые позволяют применять информационных технологий.

Открыты новые направления науки, такие как математическая биология, вычислительная биология, методы распознавания образов.

В математической биологии используются методы прикладной математики и математическое моделирование различных биологических процессов.

В вычислительной биологии используются алгоритмы глобального и локального соответствия, математическое и компьютерное моделирование для изучения экологических систем.

Метод распознавания образов, в частности, изображений, получил распространение при анализе аэрокосмических снимков.

Управление средой сбора, которая обеспечивает стабильность и снижает риск дальнейшего ухудшения состояния, является сложной задачей. Он основан на тщательном мониторинге, чтобы убедиться, что оборудование для климат-контроля работает правильно, выявить проблемы, требующие внимания, задокументировать условия и их последствия, а также поддержать планирование улучшений. Мониторинг окружающей среды является ключевым инструментом в принятии обоснованных решений для обеспечения долговечности нашей планеты.

Команда нашего сайта
Артём Соколов

Артём Соколов

Автор проекта

Аркадий Семёнов

Аркадий Семёнов

Автор статей

Айгюль Соколова

Айгюль Соколова

Контент-менеджер

Всё о чистой энергии, экологии, энергетике, электрике, электронике и электротранспорте - GreenEnergia.ru