Основи екології та раціонального природокористування: Екологічний моніторинг

Мал. 06. Блок-схема системи моніторингу

3.

Екологічний моніторинг

Щоб керувати природокористуванням, необхідно мати у своєму розпорядженні дані про те, яка саме серед оптимальна для нормальних умов життя людини. Так, в США існує бальний показник, іменований індексом якості природного середовища. Його максимальне значення для найкращих умов навколишнього середовища становить 700 балів. Індекс визначається за результатами бальної оцінки стану води, повітря, природних ресурсів і т.д. Наприклад, відомо, що цей індекс знизився в США з 406 балів у 1969 році до 343 балів в 1977 році, а потім, коли проблеми захисту навколишнього середовища стали активно вирішуватися, індекс почав зростати. Бальна оцінка стану природного середовища дає можливість щорічно встановлювати, за рахунок якого саме фактора знижується індекс. У нашій країні величиною, що забезпечує нормальне функціонування і стійкість екосистем і біосфери, є ПДЕН.

Перехід біосфери в ноосферу передбачає управління розвитком біосфери і суспільства. Це повинно не тільки виключити всякі негативні наслідки природокористування, але і виправити ті, які вже мали місце. Для цього необхідне проведення наступних заходів:

а) поточний облік змін у навколишньому середовищі і запобігання погіршення якості середовища;

б) прогноз змін у навколишньому середовищі і пов'язаних з ними екологічних наслідків.

Ці заходи входять в систему екологічного моніторингу. Термін «моніторинг» утворений від латинського слова «монітор», що перекладається як «спостерігає» або «застережливий». Система моніторингу є інформаційною і не передбачає заходи з управління якістю середовища. У той же час вона є необхідним засобом для прийняття правильних рішень щодо регулювання якості середовища ( см. табл. 2 ).

Блок-схема системи моніторингу представлена ​​на рис. 6 .

Екологічний моніторинг - це система повторних спостережень за елементами навколишнього середовища в просторі і в часі з певними цілями і відповідно до певними обставинами (згідно з визначенням секретаріату комісії ЮНЕП).

Екологічний моніторинг повинен включати ланки різного рівня.

1. Глобальний моніторинг, заснований на здійсненні міжнародного співробітництва.

2. Національний моніторинг - загальнодержавна система спостережень.

3. Регіональний моніторинг - система спостережень в регіонах з гострої екологічною ситуацією.

4. Локальний (імпактних) моніторинг - спостереження в зоні впливу підприємств.

5. Фоновий моніторинг - спостереження в районах, де виключена всяка господарська діяльність.

Відомо, що штучні супутники Землі ведуть успішні спостереження за станом біосфери Землі і отримують таку інформацію, яку важко і неможливо добути в результаті наземних спостережень. Завданнями глобального моніторингу можуть бути, наприклад, спостереження і стеження за динамікою розвитку та міграцією популяцій живих організмів на великих територіях, зокрема, комах і охоронюваних видів тварин. Екологічний моніторинг дозволяє прогнозувати можливий збиток лісах і полях від шкідників і хвороб, а також терміни нанесення цієї шкоди.

Система екологічного моніторингу включає різні блоки, які мають свої завдання і базу забезпечення:

а) моніторинг джерел впливу;

б) моніторинг факторів впливу (хімічних, фізичних, біологічних);

в) моніторинг стану біосфери:

• геофізичний моніторинг (атмосфера, океан, поверхню суші з річками та озерами, підземні води);

• біологічний моніторинг (біота).

В останні 5-10 років особлива увага приділяється методам біологічного моніторингу, які засновані на використанні живих організмів, особливо чутливих до конкретних хімічних речовин. Використання методів біомоніторингу не вимагає великих економічних витрат (дорогої апаратури, великих лабораторій і т.д.), а також дозволяє оцінити якість середовища в випадках, коли кількісний вміст забруднювача може бути визначено будь-яким методом, але відсутні відомості про біологічну активність забруднювача.

Біомоніторинг є складовою частиною екологічного моніторингу і включає в себе наступні підсистеми: біотестування, біоіндикації та біоакумуляції.

Биотестирование і биоиндикация - це два схожих дослідних прийому, в яких про якість середовища, про фактори, що впливають на цю середу, судять по виживаності, продуктивності, поведінки, а також з різних фізико-біологічним параметрам живих організмів. Биотестирование має на увазі використання живих організмів, спеціально розміщені в цю середу (тест-об'єкти), а биоиндикация - живих організмів, природно мешкають в даному середовищі.

Биоаккумуляция - окремий випадок біотестування або біоіндикації, в якому про якість середовища, про фактори, що впливають на цю середу, судять за ступенем накопичення шкідливих речовин в живих організмах.

Приклади використання методів біотестування

1. У Голландії різні корисні для людини рослини використовуються в якості тест-об'єктів на великих площах країни: гладіолуси і тюльпани є тест-об'єктами на накопичення фторидів; італійська житнє трава - тест-об'єкт на накопичення іонів важких металів.

2. Биотестирование за допомогою таких високочутливих до забруднення різного роду (іони важких металів, нафтопродукти, УФ-випромінювання і т.д.) тест-об'єктів, як дафнії (рачки - фільтратори водойм), п'явки, інфузорії (найпростіші), хлорелла (мікроводорость) і інші, знаходить в даний час широке застосування в багатьох країнах.

Приклади використання методів біоіндикації

1. Метод Лихеноиндикация (від латинського «ліхенос» - лишайник) заснований на обліку кількості лишайників в міських насадженнях, районах великих підприємств і т.д. Встановлено чіткий зв'язок між «полями забруднення повітря» в містах і встречаемостью лишайників на стовбурах дерев.

2. Вельми перспективним методом оцінки якості поливної води в садівничих господарствах Підмосков'я, Далекого Сходу і т.д. є так званий «coli-тест».

Приклади використання методів биоаккумуляции

1. Биоаккумуляция домішок спостерігається у деяких живих організмів. Наприклад, накопичення ртуті в рибі з річки Минамата в Японії привело до захворювання населення, особливо дітей, «хворобою Мінамата».

2. Ртуть і миш'як, як відомо, мають здатність накопичуватися в волоссі людини, це може бути використано для профілактики отруєння людини цими отрутами.

3. В Японії дуже успішно розводять асцидії - морські організми, які концентрують ванадій, потім їх спалюють і отримують з золи сполуки ванадію.

Для здійснення моніторингу необхідна організація спеціальних служб, а контролювати забруднення навколишнього середовища слід за допомогою ПЕОМ, що і почали здійснювати в більшості розвинених країн. У Москві також з'явилися стаціонарні пункти спостереження за якістю повітря в місцях скупчення великої кількості транспортних засобів.

Комісія ЮНЕП пропонує створювати системи біосферних заповідників, тобто служб спостереження і контролю на великих територіях окремих держав. В даний час в Росії статус біосферних заповідників, в межах яких розміщуються «фонові станції», мають вісім заповідників. Крім цього передбачається створити додатково п'ять біосферних заповідників: арктичний, центральний, лісостеповій, тайговий південно-сибірський (на Байкалі) і східно-сибірський (в Якутії).

У 1985 році міжурядова комісія ЮНЕП «Людина і біосфера» привласнила унікальному Криницький заповідник на Камчатці площею 1 млн. Га статус біосферного резервату. Це означає, що він став територією особливої ​​недоторканності.

В даний час для вирішення тих чи інших проблем захисту навколишнього середовища доводиться вирішувати аналітичні завдання нового типу. Наприклад, в Росії виконується приблизно 5 млн. Аналізів води в рік. У США - приблизно стільки ж. Серед них виділяють гідрологічний і гідрохімічний блоки аналізів.

Гідрологічний блок аналізів включає в себе визначення:

1) швидкості води;

2) рівня води;

3) витрати води;

4) водного кадастру країни.

Водний кадастр необхідний для організації господарства країни. Він визначає витрата води на сільськогосподарські потреби, на потреби промисловості, на потреби комунального господарства і т.д.

Гідрохімічний блок аналізів включає в себе визначення:

1) окремих елементів;

2) фенолів і нафтопродуктів;

3) пестицидів;

4) пріоритетних забруднювачів.

Наприклад, в Москві на станції «Роса», яка вступила в дію в 1994 році, питну воду щодня перевіряють 30 разів по 70 показникам.

Оскільки будь-яка галузь народного господарства має свої специфічні забруднювачі (важкі метали - в промислових стоках; оксиди азоту, оксиди вуглецю, пари розчинників і пил - в вентиляційних викидах і т.д.), то імпактних моніторинг є основним видом моніторингу для більшості підприємств. Особливістю імпактних зон моніторингу є великі перепади між мінімальними і максимальними концентраціями забруднювачів, а також надзвичайно низькі регламентовані концентрації, тобто дуже високі вимоги. Тому велике значення має не тільки моніторинг окремих територій, а й моніторинг окремих джерел забруднення.