MONITORING

5. Основные различия в формировании системы мониторинга по принципу «снизу-вверх» и «сверху-вниз». Формирование системы мониторинга должно обеспечить получение адекватной информации о тех процессах, которые проходят в анализируемых объектах. Пределами разрешимости методов мониторинга являются финансовые возможности государства, например, система мониторинга и оценки ОС США оценивается в 80 млрд. долларов. Эта система построена по принципу "сверху-вниз", т.е методы пробоотбора, количество проб и места пробоотбора определяются в зависимости от географического распространения данного вида ресурсов. Она позволяет отслеживать изменения анализируемых параметров, составляющие более 1% в год. Россия обладает меньшими финансовыми возможностями, поэтому дейсвующая система мониторинга действует "снизу-вверх", информация собирается санитарными лабораториями промышленных предприятий, лабораториями УГАК, Госкомгидромета, Санэпидслужбы, анализируется на уровне городских центров экологического контроля и направляется в региональные центры, а оттуда в федеральный. Такая система обладает меньшей разрешимостью (прогнозными характеристиками), однако, ее функционирование обходится дешевле. В России организационной формой ЭМ является Единая государст­венная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), которая начала создаваться по инициативе природоохранных органов в соответствии со специальным постановлением Правительства, закрепившим на тот момент распределение функций в ЕГСЭМ между центральными органами федеральной исполнительной власти - специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей среды (и других сферах экологического управления). В российской государствен­ной системе управления природоохранной деятельностью формирование ЕГСЭМ играет важную роль, являясь основой информационного обеспе­чения управленческих решений в экологической сфере. Формируемая ЕГСЭМ включает в себя следующие компоненты: — мониторинг источников антропогенного воздействия на ОС; — мониторинг загрязнения абиотического компонента природной среды; — мониторинг биотического компонента окружающей природной сре­ды (ОПС); — социально-гигиенический мониторинг; — обеспечение создания и функционирования экологических инфор­мационных систем (баз данных, геоинформационных систем и т.д.). Распределение функций между центральными органами федеральной исполнительной власти осуществляется в соответствии с нормативными документами, периодически уточняемыми в положениях об этих органах. После очередной реорганизации и слияния в 2000 году природоохранных и природоресурсных органов управления в России экологическим мониторин­гом фактически руководят два специальных государственных органа, на ко­торые возложены следующие основные функции: Росгидромет — организация мониторинга состояния окружающей природной среды, ее загрязнения (атмосферы, поверхностных вод, мор­ской среды, почв, континентального шельфа, исключительной экономи­ческой зоны, околоземного космического пространства), радиационной обстановки на поверхности Земли и в околоземном космическом про­странстве, комплексного фонового мониторинга и космического монито­ринга состояния природных объектов, формирование и обеспечение деятельности и охраны государственной наблюдательной сети, ведение Единого государственного фонда данных о состоянии ОПС, ее загрязне­нии, а также централизованного учета экологической информации; Министерство природных ресурсов (МПР) РФ — общая координация деятельности министерств и ведомств, предприятий и организаций в об ласти мониторинга ОПС, организация мониторинга источников антропо­генного воздействия на ОС, мониторинга животного и растительного ми­ра. Кроме этих функций бывш. Госкомэкологии России - наблюдение за состоянием недр и мониторинг водных объектов совместно с другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды (в том числе Госкомрыболовством и ФПС России [6]), а также мониторинг лесов, который ранее осуществ­лялся упраздненным Рослесхозом. Кроме того, в работе ЕГСЭМ принимают участие: Санитарно-эпидемиологическая служба Минздрава России (осуществ­ление мониторинга воздействия вредных факторов среды обитания на состояние здоровья населения); Росземкадастр (мониторинг земель); Госгортехнадзор России (координация развития и функционирования мониторинга геологической среды, связанного с использованием ресур­сов недр на предприятиях добывающих отраслей промышленности, а также осуществление мониторинга промышленной безопасности, за ис­ключением предприятий Минобороны и Минатома России); Минатом России (мониторинг радиационно-опасных объектов и тер­риторий); Минобороны России (осуществление мониторинга окружающей при­родной среды и источников воздействия на нее на военных объектах, а также обеспечение ЕГСЭМ средствами и системами военной техники двойного применения); Минсельхоз России (обеспечение создания и функционирования от­раслевой системы мониторинга окружающей природной среды, живот­ных и растений на землях сельхозназначения); Госкомрыболовства России (мониторинг рыб и других гидробионтов); Роскартография (осуществление топографо-геодезического и карто­графического обеспечения ЕГСЭМ, включая создание цифровых, элек­тронных карт и геоинформационных систем (ГИС). Самой дорогой в мире является система экологического картирования населенных территорий, используемая в Западной Европе. Она включает видовое разнообразие в анализируемых экосистемах, состояние в них почв, воздуха и вод. А также допустимые виды их хозяйственного использования. Например, в отношении мониторинга атмосферного воздуха требуется оборудование всех печей, работающих на твердом и жидком топливе мощностью свыше 50 МВт измерительными приборами для непрерывного контроля общей доли пыли, моноксида углерода, окислов азота, диоксида серы. Эти данные являются доступными для всех заинтересованных лиц

6. Понятие «отряд» в классификации городских ландшафтов. Геохимические принципы имеют ведущее значение при эколого-географической классификации городов. Однако пока базовая классификация не разработана, рационально рассмотреть система­тику городов с чисто геохимических позиций. Она должна быть основана на количественных и качественных показателях, характе­ризующих природную и техногенную ситуации городов (количество выбросов, стоков, уровни загрязнения, природные особенности) Таблица 1 – Основные таксономические единицы геохимической систематики городов

	Критерии выделения
Отряд	Ведущая роль тех-й миграции, искус-й рельеф, кон-я населения
Разряд	степень тех-го возд-я на население и городскую среду
Группа	группа природных гео-х ландшафтов
Тип	тип природного гео-го ландшафта
Семейство	особенности воздушной миграции продуктов техногенеза
Класс	класс водной миграции продуктов техногенеза
Род	Гео-я спец-я литогенного субстрата

Рассмотрим более подробно отряды и разряды городов. Селитебные территории, промзоны и пригороды относятся таксономическому уровню "отряд антропогенных ландшафтов". В основе его выделения лежит ведущая роль техногенной миграции веществ, наличие искусственного рельефа (строения), концентрации населения. В качестве первого приближения этот таксон целесообразно разделить на таксономические единицы, выделяемые по техногенным и природным особенностям миграции и концентрации химических элементов.

24. Современные оценки степени антропогенного воздействия на биосферу. В середине ХХ столетия резко обострились проблемы, связанные с химическим загрязнением биосферы, нередко приводящим к острым токсико-экологическим ситуациям. Это вызвало расширение и интенсификацию исследований масштабов и темпов загрязнения ОС, поиск эффективных приемов охраны атмосферного воздуха, природных вод, почвенного покрова, предусматривающих как снижение потоков химических ЗВ, поступающих в биосферу с выбросами промышленности, транспорта, с бытовыми отходами, так и ограничение или полное устранение токсичного действия различных веществ техногенного происхождения на растительный и животный мир и главным образом предотвращение отрицательного их влияния на здоровье человека.

Не следует полагать, что человек оказывал пагубное воздействие на природу только в ХХ веке. На протяжении всей своей истории человек влиял на состояние ОС. Однако не имеет смысла оценивать антропогенное воздействие на биосферу с глубокой древности. Большее значение для нас имеет оценка изменения антропогенного воздействия на протяжении прошлого столетия.

Параметр	1900 г.	2000 г.
Производство товарной продукции, млрд. долл.	60	20000
Потребление электроэнергии, ТВт	Ок. 1	10
Потребление пресной воды, км3	360	4000
Потребление первичной продукции биосферы, %	1	40
Рост населения, млрд.	1	6
Процент городского населения	10	55
Рост нарушенности экосистем суши, %	20	60
Рост площади пустынь, млн. га	–	+136
Сокращение видового разнообразия, %	–	-20

7 Общие представления об экологическом мониторинге. Методы экологического мониторинга. Закон РФ «Об ОС»: Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) — комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. Государственный мониторинг окружающей среды (государственный экологический мониторинг) — мониторинг окружающей среды, осуществляемый органами государственной власти Российской Федерации и органами государственной власти субъектов Российской Федерации. Для успешного осуществления хозяйственной деятельности важно определить научные положения: лежащие в основе обеспечения рационального природопользования: подвести итоги достижений в этой области и оценить результативность природоохранительных мероприятий. Исследование организации экосистем — методологически многоплановая задача: представляющая собой сложный комплекс не только частных приемов: но и принципиально различающихся подходов. Мониторинг: согласно Ю.А. Израэлю — это контроль: анализ и прогноз состояния природной среды в условиях антропогенного воздействия. Конструктивное, планомерное и результативное осуществление мониторинга природной среды требует разделения сфер применения тех или иных наук и вычленения задач: которые должны решаться в рамках той или иной научной дисциплины. Очевидно: что это положение применимо к практике организации экологического мониторинга? К сожалению: единые представления о том, что, где и как нужно анализировать, какова очередность включения в анализ тех или иных компонентов экосистемы, какова чувствительность тех или иных показателей, о какой реакции экосистемы они говорят, не разработаны. В наиболее квалифицированных мониторинговых исследованиях, исходя из экологических концепций, пытаются оценивать как можно больше параметров экосистем. Общеэкологические концепции, безусловно, фундамент экологического мониторинга. Но мониторинг вне зависимости от того, как его трактовать - как самостоятельный раздел науки или как практическое приложение к экологии - имеет и свои черты, отличные от общебиологических. Предметом исследования экологического мониторинга, является установление реакции популяций и биогеоценозов на антропогенное воздействие, выходящее за пределы эволюционно закрепленного диапазона их изменчивости. Принципиальное значение для мониторинга имеет непрекращающаяся изменчивость природных процессов. Ее оценка - методически трудная задача. Особенную сложность представляет получение репрезентативных данных, свидетельствующих об отклонении исследуемых параметров от фоновых, т.е. нормальных для данной экосистемы. Методы экологического мониторинга слагаются из наблюдений и эксперимента в природе и специальных лабораторных исследований. Принципиально важно, что в экологическом мониторинге лабораторные экспериментальные оценки могут использоваться только при условии их синтеза с натурными данными. Решение этой проблемы осложняется столкновением двух противоположных принципов. Это необходимость учета постоянно возобновляющейся изменчивости природного процесса, что лежит в основе экологических исследований в природе, и поддержание стандартности условий опыта - непременного условия эксперимента. Каждый из этих принципов обязателен для исследователей первого и второго рассматриваемых направлений. И нередко исследователи, пытаясь объединить эти два подхода, сознательно или бессознательно не обращают внимания на их принципиальные различия, что приводит или к противоречивым или неверным выводам. Методы экологического мониторинга подразделяются на: Биологический (биоиндикация). Химический (экологоаналитический мониторинг). Геофизический. Автоматический (автоматический контроль). Дистанционный (космический, авиационный и др.). Каждый метод требует своей приборной базы, масштаба и периодичности проводимых анализов.

8 Понятие «группа» и «разряд» в классификации городской природной среды. Геохимические принципы имеют ведущее значение при эколого-географической классификации городов. Однако пока базовая классификация не разработана, рационально рассмотреть система­тику городов с чисто геохимических позиций. Она должна быть основана на количественных и качественных показателях, характе­ризующих природную и техногенную ситуации городов (количество выбросов, стоков, уровни загрязнения, природные особенности). Таблица 1 – Основные таксономические единицы геохимической систематики городов

	Критерии выделения
Отряд	Ведущая роль тех-й миграции, искус-й рельеф, кон-я населения
Разряд	степень тех-го возд-я на население и городскую среду
Группа	группа природных гео-х ландшафтов
Тип	тип природного гео-го ландшафта
Семейство	особенности воздушной миграции продуктов техногенеза
Класс	класс водной миграции продуктов техногенеза
Род	Гео-я спец-я литогенного субстрата

Рассмотрим более подробно группы и типы городов. Группы и типы городов выделяются по группам и типам природ­ных ландшафтов, в которых сформировался антропогенный город­ской ландшафт. Так, города в тундре, тайге и пустыне существенно отличаются друг от друга. С этих же позиций следует различать, например, в лесной группе типы городов — города влажных тропиков и тайги, в пустынной группе – города тропических и бореальных пустынь и т.д. С зональных позиций геохимические особенности ландшафтов городов еще не анализировались. Это, несомненно, связано как с определенной ландшафтно-геохимической уникальностью каждого города, так и с отсутствием исследований типа: "азотные", "свинцовые" города в разных природных зонах или, наоборот, их разной геохимической специализации в одной зоне. Разряды городов. Между содержанием вредных веществ в атмосфере и размером города существует довольно четкая зависимость что позволяет использовать число жителей в качестве одного из оснований геохимической классификации городов. Но так как существуют крупные города с относительно небольшим количеством выбросов и, наоборот, малые и средние города с большими объемами выбросов, более информативным показателем степени загрязнения является коэффициент эмиссионной нагрузки Е, показывающий количество выбросов на одного жителя в год ( Е = Р / N, где Р -количество выбросов, тыс. т/год, а N - число жителей, тыс. чел.).В крупных городах с населением более 500 тыс. жителей, Е ме­няется от 0,1 до 0,7 с максимальными значениями (>0,3) в городах с преобладанием химической и нефтехимической промышленности (Баку, Омск, Ярославль, Уфа, Тольятти) и тяжелым машиностроени­ем (Челябинск, Тула). Для Москвы Е составляет 0,12 т/чел год. Как и любой средний показатель Е не отражает все особенности загрязнения городов. По другим данным, загрязнение Москвы более значительно. В малых и средних промышленных городах Е изменяется от 0,2-0,3 до более 10. Среди наиболее загрязненных явно преобладают города с черной и цветной металлургией. По значениям коэффициента Е города можно отнести к градациям, обозначаемым буквенными индексами: L до 0,3 т/чел год - многие крупные и средние города с машиностроительной специализацией; М 0,3-1 т/чел год - крупные города с нефтехимической и химической промышленностью и другие промышленные центры; N 1-2 т/чел год - города с черной и цветной металлургией, тяжелым машиностроением, химической промышленностью (Липецк, Нижний Тагил, Краснотурьинск, Ангарск, Фергана, Днепродзержииск, Лисичанск); Р 2-3 т/чел год - четыре города: Новотроицк, Красноперекопск, Череповец и Магнитогорск; R 3 - 5т/чел год - только г. Темиртау (E=4,4) S >5 т/чел год - уникальная нагрузка характерна для Норильска, где на одного человека в год приходится 12-13 т выбросов вредных веществ.

15. Пространственные различия существующих видов мониторинга. Различают довольно много видов мониторинга как по характеру загрязнения среды, так и по методам или целям наблюдения. В соответствии с тремя типами загрязнений различают мониторинг глобальный, региональный, импактный; по способам — авиационный, космический, дистанционный; по задачам — прогностический и т. п. Глобальный мониторинг предусматривает слежение за общемировы­ми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений. Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в преде­лах которых имеют место процессы и явления, отличающиеся по природному характеру или по антропогенным воздействиям от общего базового фона. Импактный мониторинг предусматривает осуществление наблюде­ний в особо опасных зонах и местах, обычно непосредственно примы­кающих к источникам загрязняющих веществ. Отличительной особенностью экологического мониторинга локально­го уровня является тесная связь системы контроля источников эмиссий и их воздействия на окружающую среду с технологическими процессами объекта. Это позволяет рассматривать систему экологического мони­торинга техногенного воздействия в связи с подсистемой контроля и управления технологическими процессами производственного объекта, в отличие от фонового мониторинга природных экосистем, изучение кото­рых обычно сводится к наблюдению, анализу и прогнозированию состоя­ния и изменений природных сред и биоты (мониторинг заповедных зон, мониторинг лесов, земель и т.п.), где практически не сказывается влияние техногенных воздействий.

10. Принципы использования живых организмов в качестве тест-объектов. Тест-организмы - это биоиндикаторы (растения и животные), кото­рых используют для оценки качества воздуха, воды или почвы в лабора­торных опытах и интегральной оценки различных воздействий на атмосферу, воды и почву. Одно из основных требований к тест-организмам - это возможность получения культур из генетически однородных организмов. В таком слу­чае отличия между опытом и контролем с большей вероятностью могут быть отнесены на счет нарушающего фактора, а не индивидуальных раз­личий между особями. Еще в древности некоторые виды растений использовали для поиска руд и других полезных ископаемых. Повреждения растений дымом были отмечены в середине XIX века вокруг содовых фабрик Англии и Бельгии. Преимущества биоиндикации на этом уровне - это небольшие затраты труда и относительная дешевизна, поскольку не требуются специальные лаборатории и высокая квалификация персонала, оценка интегрального эффекта от всех факторов воздействия за определенный период времени и возможность на основании этого ранжировать все источники загрязнения по степени вредоносности. Недостатки — индивидульная изменчивость тест-организмов и адоптация тест-организмов к меняющимся условиям среды, которая изменяет порог воздействия на них одной и той же дозы ЗВ. Растения Морфологические изменения растений, используемые в биоинди­кации: 1. Изменения окраски листьев (неспецифическая, реже специфиче­ская, реакция на различные поллютанты): • Хлороз - бледная окраска листьев между жилками. Отмечали при из­бытке в почве тяжелых металлов и при газодымовом загрязнении воздуха. • Пожелтение участков листьев. Характерно для лиственных деревь­ев при засолении почвы хлоридами. • Побурение или побронзовение. Часто означает начальную стадию некротических повреждений. 2. Некрозы - отмирание участков ткани листа, их форма иногда спе­цифична. • Межжилковые - некроз тканей между боковыми жилками I поряд­ка. Часто отмечаются при воздействии сернистого газа. • Краевые. На листьях липы под влиянием соли (хлорида натрия), ко­торой зимой посыпают городские улицы для таяния льда. • Верхушечные некрозы. У однодольных покрытосеменных и хвойных растений. Например, хвоинки пихты и сосны после действия сернистого газа становятся на вершине бурыми, верхушки листьев гладиолусов после окуривания фтористым водородом становятся белыми. 3. Преждевременное увядание. Под действием этилена в теплицах не раскрываются цветки у гвоздики, увядают лепестки орхидей. 4. Дефолиация - опадание листвы. Обычно наблюдается после некро­зов и хлорозов. 5. Изменения размеров органов обычно неспецифичны. Например, хвоя сосны вблизи заводов удобрений удлиняется от нитратов и укорачи­вается от сернистого газа. 6. Изменения формы, количества и положения органов. Аномаль­ную форму листьев отмечали после радиоактивного облучения.7. Изменение жизненной формы растения. Кустовидная или поду­шечная форма роста свойственна деревьям, особенно липе, при сильном устойчивом загрязнении воздуха (HCI, SO₂). 8. Изменение жизненности. В присутствии многих поллютантов бо­нитет деревьев понижается от 1-2 класса до 4-5. Обычно это сопровож­дается изреживанием кроны и уменьшением прироста. 9. Изменение плодовитости. Обнаружено у многих растений. Напри­мер, при действии поллютантов уменьшается образование плодовых тел у грибов, снижается продуктивность у черники и ели. Животные Наблюдать за изменениями животных в нарушенной среде значитель­но сложнее, чем за неподвижными растениями. Более доступны насекомые и моллюски. Эти группы чаще других и используют в целях биоин­дикации. 1. Морфологические изменения (размеров, пропорций, покровов, ок­раски, уродства) [5]: 2. Физиологические изменения. Следующие примеры покажут прин­цип использования физиологических показателей в целях биоиндикации: а) неспецифическая биоиндикация индустриальных загрязнений воз­можна по содержанию гемоглобина в крови обыкновенной полевки [6]; б) в тканях моллюсков при загрязнении водоемов возрастает удельное содержание каротиноидов. 3. Размножение. Плодовитость обычно падает, например: • у тлей и непарного шелкопряда при окуривании их сернистым газом; • у птиц при действии тяжелых металлов и ДДТ уменьшается кладка; повышается смертность зародышей и птенцов. Иногда плодовитость повышается, например: • у коллембол (Onychiurus armatus, Orchesella cincta) на участках, за­грязненных тяжелыми металлами. 4. Онтогенез и продолжительность жизни: а) нарушение течения линек у насекомых: б) сокращение сроков развития: в) изменение срока жизни. 5. Поведение - это чувствительный индикатор нарушений в среде: У крабов (Pachygrapsus) после воздействия масляного экстракта (ре­зультат утечки горючего) нарушается половое поведение: самцы не реа­гируют на самок.

11. Понятие «семейство» и «тип» в классификации городской природной среды. Геохимические принципы имеют ведущее значение при эколого-географической классификации городов. Однако пока базовая классификация не разработана, рационально рассмотреть система­тику городов с чисто геохимических позиций. Она должна быть основана на количественных и качественных показателях, характе­ризующих природную и техногенную ситуации городов (количество выбросов, стоков, уровни загрязнения, природные особенности). Таблица 1 – Основные таксономические единицы геохимической систематики городов