2.1.2. Автоматизовані інформаційні системи спостережень за станом довкілля

Автоматизована система спостережень – система з розподіленою організацією збору та обробки інформації, здатна працювати визначений час у автономному режимі. Основу такої системи спостереження складає автоматизована інформаційна система (АІС), яка базується на комп'ютерних засобах.

Мета застосування – організація періодичного контролю та обробки одного чи ряду параметрів навколишнього середовища, а також їх документування і первинний аналіз.

Завдання:

 Автоматичне вимірювання контрольованих параметрів.

Вимірювання за допомогою автоматичних датчиків та аналізаторів.

 Збір інформації та її первинна обробка.

Записування інформації на носій (електронний, паперовий) та її систематизація (за параметром, часом, величиною).

 Контроль відхилення поточних значень параметрів.

Перевищення поточного значення реєстрованого параметру над нормативним супроводжується сигналізацією.

 Формування баз даних.

Процес автоматичного форматування обробленої інформації, її збереження для передачі.

 Передача інформації.

Взаємодія АІС з іншими компонентами екологічного моніторингу.

Принципова схема реалізації завдань автоматизованої системи спостережень за станом довкілля

Слайд 22

Автоматична станція моніторингу забруднення атмосферного повітря (АСКЗА)

Стаціонарна станція АСКЗА призначена для здійснення неперервного спостереження за станом атмосферного повітря у населених пунктах, санітарно-захисних зонах промислових підприємств за допомогою газових аналізаторів. Станція має пристрій для збору та обробки вимірів та передатчик накопиченої інформації до центру спостережень по телефонним лініям або через супутниковий зв'язок. Вимірювальний комплекс розміщується у павільйоні ПОСТ-2.

Технічні характеристики:

Двоокис сірки (SO₂), мг/м³: 0 – 0,2 – 1,0 – 2,5;

Окис та двоокис азоту (NO; NO₂), мг/м³: 0 – 0,1 – 0,5 – 2,0 - 10,0;

Вуглеводні (за виключенням метану), мг/м³: 0 - 5,0 - 15,0 - 50,0;

Окис вуглецю (СО), мг/м³: 0 - 5,0 - 50,0;

Озон (О₃), мг/м³: 0 - 0,1 - 0,5 - 1,0;

Аміак (NH₃), мг/м³: 0 - 0,2 - 1,0 - 5,0;

Сірководень (H₂S), мг/м³: 0 - 0,1 - 0,5;

Пил, мг/м³: 0 - 3,0 - 10,0 - 30,0;

Напрямок вітру, град.: 0... 360;

Швидкість вітру, м/с: 0 ... 35;

Відносна вологість повітря, %: 0 ... 100;

Температура повітря, ° C: -40 ... +50;

Тиск, кПа : 86,6 ... 106,7;

Автоматизована система контролю радіаційної обстановки (АСКРО) – 261 станція.

Запорізька АЕС – 36 пунктів;

Рівненська АЕС – 29

Хмельницька АЕС – 19

Південноукраїнська АЕС – 11

Чорнобильська АЕС – 146.

АСКРО виконана на базі блоків детектування БДМГ-2000 та блоків обробки та передачі інформації БОП-1ТА.

Технічні херектеристики:

Діапазон виміру потужності дози гама випромінювання блоком БДМГ-200	0,1 - 106 мкЗв/ч
Інтерфейс зв’язку БОП-1ТА з інформаційними каналами	GSM та GPRS діапазону 900 и 1800 МГц
Об’єм архіву, не менше	3000 результатів вимірі та часу вимірів
Живлення	220 В(-15%,+10%), 50±1 Гц
Час автономної роботи	5 годин

Не вірно розуміти під екологічним моніторингом стану довкілля просте спостереження за параметрами складових навколишнього середовища та накопичення такої інформації у базах даних (хімічний склад атмосферного повітря, води, грунту, рівня вод, інтенсивності певних видів випромінювань тощо). Принциповим є розрізнення понять моніторингу стану і моніторингу параметрів: для визначення стану системи мало знати величину параметрів, необхідно мати інтерпретатор параметрів у поняттях стану тобто експертну систему підтримки прийняття рішень про стан об’єкту. Такою експертною системою є система екологічного нормування.

Слайд 24

2.1.3. Картографічні та геоінформаційні системи – прив’язка даних окремих параметрів та показників до поверхні Землі з метою збору, збереження, аналізу та візуалізації просторових даних про властивості елементів довкілля. Карта характеризується наступними властивостями: просторово-часова подібність, генералізованість (абстрактність, узагальненість та вибірковість), метричність, безперервність, наочність, інформативність. Геоінформаційні системи дозволяють вирішувати такі завдання:

 Оцінювати структуру та просторові зв’язки в екологічних системах.

 Оцінювати просторово-часову динаміку шляхом аналізу часових рядів карт.

 Встановлювати інформаційний зв'язок між об’єктом на карті та базою даних.

 Проводити інтегральну оцінку шляхом синтезу наявних просторових даних.

Слайд 25-26

2.2. Оцінка.

Основу оцінки екологічного стану компонентів навколишнього середовища становить поняття нормування якості навколишнього середовища – встановлення номінальних нормативів окремих компонентів навколишнього середовища, які визначають межі прийнятних та допустимих змін їх складу та властивостей.

Нормуванню підлягають 1) як окремі фактори (складові) довкілля (нормативи якості довкілля), 2) так і діяльність людини, що впливає на стан довкілля (нормативи допустимого впливу на довкілля). У першому випадку нормування визначає вимоги до параметрів навколишнього середовища, відповідність яким дозволяє стверджувати про сприятливий стан середовища (для існування людини або для існування природних біосистем). У другому випадку встановлюється критерій правомірності впливу природокористувачів на довкілля з метою недопущення змін параметрів стану навколишнього середовища. (як ви думаєте, які екологічні нормативи повинні бути більш жорсткими?)

Встановлення нормативів якості навколишнього середовища ґрунтується на концепції критичності (пороговості) впливу. Поріг шкідливої дії – це мінімальна кількість впливу (концентрація речовини, інтенсивність фізичного фактору), за якого виникають зміни, що виходять за межі адаптаційних меж біологічних систем або порушують стійкість екосистем.

Слайд 27

Нормативи якості довкілля.

Нормативи якості довкілля встановлюються для оцінки стану навколишнього середовища з метою: 1) збереження здоров'я людини – санітарно-гігієнічні нормативи; 2) збереження природних екологічних систем – екологічні нормативи. Останні знаходяться у стані розробки, але найближчим часом зміни навряд чи відбудуться.

Санітарно-гігієнічні нормативи – це гранично допустимі концентрації (ГДК) хімічних речовин та мікроорганізмів або гранично допустимі рівні (ГДР) фізичних факторів у навколишньому середовищі, які ще не викликають шкідливого впливу на організм людини в даний момент або у віддаленому часі на здоров'я наступних поколінь. В основі встановлення санітарно-гігієнічних нормативів покладено токсиметричні показники впливу хімічних речовин, мікроорганізмів та фізичних факторів для чутливих модельних організмів.

Незважаючи на шквал критики, який захопив наукові публікації останнього десятиріччя щодо обґрунтування та застосування цих нормативів, ГДК та ГДР є цілком адекватними показниками монокомпонентного забруднення навколишнього середовища з точки зору господарського використання. Визначення рівнів ГДК є прикладом аутекологічного нормування, коли основним параметром є сприятливий стан одного єдиного організму – Homo sapiens sapiens. Проте, у багатьох публікаціях, присвячених дослідженню забруднення природних екосистем, даний норматив використовується як критерій забруднення довкілля, що є прикладом використання даного нормативу не за призначенням.

Слайд 28

Екологічні нормативи – визначають граничну межу зміни параметрів довкілля, перевищення якої може створити загрозу для стабільного існування природних екосистем (тобто зміни не виходять за межі природних фонових коливань).

Останнім часом пропонується величезне різноманіття альтернативних показників. Частина з екологічних нормативів ґрунтується на вже встановлених нормативах ГДК з урахуванням регіональних особливостей, або введення спеціальних робочих коефіцієнтів, або коефіцієнтів потенціювання. Інші автори пропонують оригінальні методи розрахунку критеріїв забруднення – екологічно допустимі рівні (ЕДР), екологічні (біоценотичні) ГДК тощо. Проте, жоден з таких показників не отримав загального визнання і не введений у нормативну документацію.

Одним з небагатьох показників, які можуть претендувати на звання "екологічного нормативу" є ГДК хімічних речовин у воді водойм рибогосподарського призначення (ГДКвр), які часто називають еколого-рибогосподарськими нормативами. Основним призначенням даного нормативу є збереження якості середовища, придатного для мешкання промислових об’єктів та їх кормової бази. Тобто, ГДКвр регламентує негативний вплив на "корисне" населення водойм, що визначає значну господарську складову зазначеного нормативу.

Слайд 29