Экологический мониторинг

Глава 3 Методы контроля (ИАСЭМ).

Экологический контроль — одно из важных звеньев  организационно-правового механизма  охраны ОС, предусмотренное разделом XI Федерального закона от 10.01.02 № 7-ФЗ «Об  охране ОС». Его целью является проверка:

• исполнения требований экологического законодательства;

• соблюдения нормативов и нормативных документов в области  охраны окружающей среды и обеспечения  экологической безопасности.

Выполнение  этих задач возложено на систему  экологического контроля, состоящую  из государственного, производственного, муниципального и общественного контроля.

Функция экологического контроля попутно осуществляется и  при иных правовых мерах регламентации  воздействия на ОС, а именно при  нормировании, экспертизе, лицензировании и сертификации.

Посредством экологического контроля обеспечивается принуждение природопользователей (субъектов права окружающей среды) к исполнению экологических требований. (4)

Так какие же существуют методы экологического мониторинга? В зависимости от точности результатов, которые необходимо получить при проведении мониторинга по тому или иному компоненту, явлению, процессу, от среды, в которой проходят исследования, доступных финансовых и других средств, используют различные методы мониторинга.

Глава 3.1 Биологический метод контроля

По методам ведения выделяются следующие виды мониторинга:

1. биологический (с помощью биоиндикаторов)

Особую роль в системе  экологического мониторинга играет биологический мониторинг, то есть мониторинг биотической составляющей экосистем (биоты). Биологический мониторинг — это контроль состояния окружающей природной среды с помощью живых организмов. Главный метод биологического мониторинга — биоиндикация, которая заключается в регистрации любых изменений в биоте, вызванных антропогенными факторами. Биоиндикация — обнаружение и определение биологически и экологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них живых организмов и их сообществ. Живые организмы, по наличию, состоянию и поведению которых можно судить об изменении в окружающей среде, называются биоиндикаторами.

Сущность биоиндикации заключается в том, что определенные факторы среды создают возможность  существования того или иного вида. Объектами биоиндикационных исследований могут быть отдельные виды животных и растений, а также целые экосистемы. Например, радиоактивное загрязнение определяют по состоянию хвойных пород деревьев; промышленное загрязнение — по многим представителям почвенной фауны; загрязнение воздуха очень чутко воспринимается мхами, лишайниками, бабочками.

Видовое разнообразие и  высокая численность или, наоборот, отсутствие стрекоз (Odonata) на берегу водоема говорят о его фаунистическом составе: много стрекоз — фауна богата, мало — водная фауна обеднена.

Если в лесу на стволах  деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый  газ. Только в чистой воде встречаются личинки ручейников (Trichoptera). А вот малощитинковый червь (Tubifex), личинки хирономид (Chironomidae) обитают лишь в сильно загрязненных водоемах. В слабозагрязненных водоемах живут многие насекомые, зеленые одноклеточные водоросли, ракообразные.

Биоиндикация  позволяет вовремя выявить еще  не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.

В некоторых случаях  методу биоиндикации отдают предпочтение, так как он проще, чем, например, физико-химические методы анализа.

Так, английские ученые обнаружили в печени камбалы несколько молекул  — индикаторов загрязнения. Когда общая концентрация опасных для жизни веществ достигает критических значений, в клетках печени начинает накапливаться потенциально канцерогенный белок. Его количественное определение проще, чем химический анализ воды, и дает больше информации об ее опасности для жизни и здоровья людей.

Глава3.2 Дистанционный  метод контроля

дистанционный (авиационный и космический)

Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т. е. при аварии танкеров или при разрыве трубопровода. Другие методы в этих экстремальных ситуациях не дают исчерпывающей информации.

ОКБ им. Илюшина, самолетостроители Луховицкого завода сконструировали и построили "Ил-103" — уникальный самолет для выполнения практически любых задач государственного экологического и земельного мониторинга. Самолет оборудован контрольно-измерительной и телеметрической аппаратурой, спутниковой навигационной системой (GPS), системой спутниковой связи, интерактивным бортовым и наземным измерительно-регистрирующим комплексом. Самолет может летать на высотах от 100 до 3000 м, находиться в воздухе до 5 ч, тратит всего 10—15 л топлива на 100 км и берет на борт помимо пилота двух специалистов. Самолеты "Ил-103" Авиационного центра специального экологического назначения, базирующиеся на подмосковном аэродроме Мячиково, выполняют дистанционный мониторинг для экологов, авиалесоохраны, служб МЧС и нефтегазопроводного транспорта.

Глава 3.3 Аналитический  метод контроля

аналитический (химический и физико-химический анализ)

Физико-химические методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы основаны на анализе отдельных проб.

Почвенный мониторинг предусматривает определение кислотности, потери гумуса, засоления. Кислотность почв определяют по значению водородного показателя (рН) в водных растворах почвы. Значение водородного показателя измеряют с помощью рН-метра или потенциометра. Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. Количество окислителя оценивают титрометрическим или спектрометрическим методами. Засоление почв, т. е. содержание в них солей, определяют по значению электрической проводимости, так как известно, что растворы солей являются электролитами.

Загрязнение вод определяется химическим (ХПК) или биохимическим (ВПК) потреблением кислорода — это количество кислорода, расходуемого на окисление органических и неорганических веществ, содержащихся в загрязненной воде.

Атмосферное загрязнение  анализируется газоанализаторами, которые позволяют получить информацию о концентрации в воздухе газообразных загрязнителей. Применяют "многокомпонентные" методы анализа: С-, Н-, N-ана-лизаторы и другие приборы, которые дают непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха. Автоматизированные приборы для дистанционного анализа загрязнений атмосферы, сочетающие лазер и локатор, называют лидарами.(12,11)

Глава3.4 Информационно-аналитическая Система Экологического Мониторинга (ИАСЭМ)

Информационно-аналитическая  система экологического мониторинга (ИАСЭМ) предназначена для автоматизации процесса сбора, хранения, обработки и представления информации о состоянии окружающей природной среды, здоровья населения в свете решения приоритетных экологических проблем. ИАСЭМ является основным звеном системы управления экологической ситуацией в регионе (городе). 
Система позволяет получить комплексную оценку экологической обстановки в целом и провести сравнительный анализ экологической обстановки в разрезе районов и приоритетных экологических проблем, а также выявить причины, существенно повлиявшие на ухудшение экологической обстановки. Все это в конечном итоге позволяет выйти на принятие управленческих решений по охране окружающей среды.

 
Ядром системы является набор хорошо сбалансированных экологических индикаторов, вычисляемых на основе параметров экологического мониторинга, описанных в пространственном и временном измерениях.  
На основе системы может быть создан Информационно-аналитический центр экологического мониторинга (ИАЦЭМ), как единый информационный центр системы государственного экологического мониторинга развернутый на территории субъекта Российской Федерации.

Условия применения

ИАСЭМ относится  к классу многопользовательских  сетевых программ, поддерживающих технологию «клиент-сервер». Все данные хранятся на SQL-сервере ORACLE 10g, работающем на выделенном сервере под управлением операционной системы Windows Server 2003/2008 или Linux. На рабочих местах может быть установлена операционная система Windows XP/Vista. Под Windows XP рекомендуемый объем оперативной памяти 256Мб, под Windows Vista – 512Мб. 

Функциональные  возможности 

• Ввод и редактирование описания экологических индикаторов, позволяющий описать «дерево» взаимосвязанных экологических индикатор и описать алгоритм расчета их натуральных значений и безразмерных нормированных значений для функции желательности. Для каждого индикатора указывается набор входных параметров и классификация значений функции желательности. Индикатор привязывается к приоритетным экологическим проблемам и типам экологического мониторинга.
• Ввод и редактирование описания параметров индикаторов. Каждому параметру присваивается уникальное обозначение, которое используется при описании расчета значений индикаторов. Для параметра указывается единица измерения, допустимый диапазон изменения, способ агрегирования значений параметров во времени и по территории.
• Ввод и редактирование описания мониторинга, в котором для каждой организации, занимающейся сбором экологической информации, указывается все ее пункты (посты) наблюдения с привязкой к географическим координатам. Для каждого пункта наблюдения описывается список параметров, измеряемых на данном пункте, и список территорий (картографических зон), на которых расположен пункт.
• Описание объектов наблюдения экологического мониторинга. Название объекта, его описание и список характеристик.
• Ведение нормативной базы(предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ, степень деградации почвы и др. нормативы).
• Ведение журнала измерений значений параметров. Запись в журнал осуществляется с точностью до 1 секунды. Имеется возможность ручного ввода измерений, как по пункту, так и по параметру.
• Расчет значений экологических индикаторов за заданный перио<span class="das