6263

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.А. Моралова

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям по дисциплине «Экологический

мониторинг» для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Прикладная экология и природопользование

Нижний Новгород

2022

1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Е.А. Моралова

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекционным и практическим занятиям по дисциплине «Экологический

мониторинг» для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Прикладная экология и природопользование

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

2

УДК 574

Моралова Е. А. Экологический мониторинг [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. /Е.А. Моралова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т

– Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 135 с; ил.35. 1 электрон. опт. диск (CD-

RW)

Даются тематика лекций, их краткое содержание, для обучающихся по дисциплине «Экологический мониторинг». В пособии представлен кратко изложенный лекционный материал, приведены указания по выполнению практических работ по дисциплине «Экологический мониторинг», рассмотрены содержание и последовательность выполнения данных работ.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным и практическим занятиям по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование, профиль Прикладная экология и природопользование.

© Е.А. Моралова, 2022 © НГАСУ, 2022.

3

4

1. Классификация экологического мониторинга.

Впервые термин мониторинг (от лат. monitor – предостерегающий) появился перед проведением международной конференции в Стокгольме (1972 г.). Под мониторингом было решено понимать систему непрерывного наблюдения, измерения и оценки состояния окружающей среды. Позднее система мониторинга была расширена – в неё был включён этап принятия управленческого решения (рис. 1). Большой вклад в разработку теории мониторинга внесли И.П. Герасимов, Ю.А. Израэль, В.Д. Федоров и др.

Взависимости от целей и объектов наблюдений мониторинг подразделяют на климатический, санитарно-гигиенический и экологический.

Климатический мониторинг - служба контроля и прогноза колебаний климатической системы. По схеме он похож на экологический, но охватывает только ту часть биосферы, которая влияет на формирование климата: атмосферу, океан, ледяной покров и др. Климатический мониторинг тесно связан с гидрометеорологическими наблюдениями.

Санитарно-гигиенический мониторинг касается в основном контроля за загрязнением окружающей среды и сопоставления ее качества с гигиеническими ПДК, разработанными для защиты здоровья населения.

Экологический мониторинг имеет целью оценку и прогноз антропогенных изменений в экосистемах и ответной реакции биоты на эти изменения. Основной задачей современных наблюдений становится изучение совокупных ответных эффектов экосистем в целом на антропогенные воздействия.

Внастоящее время под экологическим мониторингом понимается

информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Всистеме экологического мониторинга постоянно должны реализовываться две цели:

1.Постоянная оценка «комфортности» условий среды обитания человека и других биологических объектов.

2.Предоставление информационной составляющей для целей прогнозирования, моделирования и принятия управленческих решений.

Впроцессе мониторинга решаются следующие задачи:

1.Организация единой системы сбора и обработки данных наблюдений;

2.Обеспечение достоверности и сопоставимости данных наблюдений;

3.Организация хранения данных наблюдений, ведение специальных банков и баз экологических данных;

4.Оценка и прогноз состояния объектов окружающей природной среды;

5.Информационное обеспечение органов власти и управления комплексной информацией о состоянии окружающей природной среды и природных ресурсах, а также населения информацией о проблемах обеспечения экологической безопасности.

5

Рис. 1 Блок-схема системы мониторинга.

Мониторинг включает три основных направления деятельности:

-наблюдение за источниками и факторами воздействия, состоянием биоты и окружающей среды;

-прогноз состояние окружающей среды;

-оценка фактического и прогнозируемого состояния среды с помощью специально разработанных критериев (например, ПДК).

Блоки прогноз и оценка имеют обратную связь с блоком наблюдение. Система мониторинга – это информационная система. Она не

включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимых для принятия экологически значимых решений. Система управления также может изменять программу наблюдений в соответствии с принятым решением.

В общем случае система экологического мониторинга при наблюдении должна накапливать, систематизировать и анализировать следующую информацию:

-об источниках и факторах антропогенного воздействия;

-о природных воздействиях, если они вносят существенный вклад в изменение состояния окружающей среды;

-о естественных или фоновых изменениях в данной ландшафтной зоне;

-о состоянии элементов биосферы.

Существуют различные подходы к классификации мониторинга. Например, по факторам и источникам воздействия, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения, что представлено на рис.2.

6

Рисунок 2. Классификация экологического мониторинга.

По объектам наблюдения различают атмосферный, воздушный, водный, почвенный, климатический мониторинг.

Мониторинг атмосферного воздуха - система наблюдения за качеством атмосферного воздуха, количеством и составом содержащихся в нем вредных веществ и оказываемым на него антропогенным воздействием путем выбросов от стационарных и передвижных источников. В России осуществляется путем забора проб воздуха и дождевой воды постоянными и мобильными станциями Росгидромета, Роспотребнадзора и других субъектов;

Мониторинг почв - система базовых, периодических и оперативных наблюдений (съемки, обследования и изыскания) за состоянием всех земель в РФ с целью выявления изменений, их оценки, прогноза и выработки рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов, информационного обеспечения органов управления земельными ресурсами, а также владельцев земельных участков. Осуществляется на федеральном, региональном и локальном уровнях Министерством природных ресурсов и экологии РФ и его территориальными органами;

Мониторинг водных ресурсов - наблюдение за качеством поверхностных вод, составом находящихся в них загрязняющих веществ, составом и количеством сбрасываемых в водные объекты сточных вод, осуществляемое химическими и биологическими (по водной флоре и фауне) методами с помощью проб, отбираемых периодически (ежемесячно) или сезонно;

Мониторинг животного мира - государственная система регулярных наблюдений за распространенностью, численностью, видовым составом объектов животного мира, состоянием среды их обитания, в том числе за миграционными путями, иными факторами в целях сохранения биоразнообразия, научно обоснованного использования и охраны животного мира, предотвращения эпизоотии (распространение инфекционной болезни животных, значительно превышающее обычный уровень заболеваемости на данной территории) и иных негативных последствий. Разновидностью

7

мониторинга животного мира является отраслевой мониторинг водных биологических ресурсов, проводимый во внутренних морских водах, территориальном море, на континентальном шельфе и в исключительной экономической зоне РФ, в Каспийском и Азовском морях и т.п.

Мониторинг факторов воздействия - мониторинг различных химических загрязнений или ингредиентный мониторинг разнообразных природных и физических факторов воздействия.

Химический мониторинг - система наблюдений за химическим составом природного и антропогенного происхождения, атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод океанов, почв, донных отложений, растительностью, животными; контроль за динамикой распределения химических загрязняющих веществ. Глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнения ОС.

Физический мониторинг - система наблюдений за явлениями физических процессов и влияниями их на ОС.

Биологический мониторинг - осуществляется с помощью биоиндикаторов(организмов по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменении ОС.

Мониторинг источников загрязнения - мониторинг точечных стационарных, точечных подвижных источников, пространственных источников.

По характеру обобщения информации:

-локальный (осуществляется на обособленном производственном объекте или его части, объекте правомерного природопользования, отдельном участке территории, постоянно или временно обладающем особым правовым статусом, например в государственном заповеднике, в зоне экологического бедствия);

-базовый, или фоновый (наблюдение за явлениями и процессами, происходящими в окружающей среде, минимально затронутой вмешательством человека, осуществляется станциями, расположенными в биосферных заповедниках из 99 существующих в РФ государственных природных заповедников 22 имеют международный статус биосферных по соответствующим сертификатам ЮНЕСКО);

-региональный (система наблюдений за состоянием окружающей среды в пределах административно-территориальной обособленной единицы, например субъекта РФ, или части такой единицы, или частей нескольких субъектов РФ, характеризующихся общностью природных процессов либо подвергающихся антропогенному воздействию из одних и тех же источников);

-импактпый (от англ, impact — воздействие, влияние) разновидность системы наблюдений за источниками локального или регионального антропогенного воздействия на окружающую среду в специально выделенных зонах, где осуществляется деятельность, связанная с повышенными экологическими рисками);

-национальный (осуществляется отдельными государствами в пределах своей территории);

8

- глобальный (осуществляется в соответствии с международными соглашениями системой станций наблюдения, расположенных в различных точках Земли, путем обмена полученных различными государствами данных в целях наблюдения за состоянием окружающей среды, происходящими в ней изменениями, в том числе изменениями климата, создания системы данных, их распространения, прогноза развития свойств окружающей среды и их влияния на человека);

Взависимости от метода проведения различают дистанционный и наземный мониторинг.

Дистанционный - с применением (в основном авиационный, космический) мониторинг с применением летательных аппаратов, оснащенных радиометрической аппаратурой, способной осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных, а также использование приборов, установленных в труднодоступных местах Земли, показания которых передаются в центры наблюдения с помощью методов дальней передачи информации: по радио, проводным сетям, через спутники и лет. аппаратов, оснащенных специальной аппаратурой.

Наземный осуществляется с помощью физико-химических и биологических методов исследования компонентов природной среды.

Взависимости от методов наблюдения выделяют

—химический (система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения) атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль за динамикой распространения химических загрязняющих веществ; глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнений окружающей среды приоритетными высокотоксичными ингредиентами);

—физический (система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на окружающую среду: наводнения, вулканизм, землетрясения, цунами, засухи, эрозия почв и т.д.);

—биологический (мониторинг, осуществляемый с помощью биоиндикаторов, т.е. таких организмов, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде);

—экобиохимический (мониторинг, базирующийся на оценке двух составляющих окружающей среды: химической и биологической);

Практическая работа 1

Проба, отбор и подготовка проб при мониторинге

Цель работы – ознакомиться с основными понятиями, правилами, оборудованием и требованиями при отборе, подготовке проб разных объектов, материалов к анализу.

Задача качественно-количественного анализа при мониторинге (физикохимическом, биологическом) состоит в определении содержания элемента,

9

вещества, живого организма, различного объекта окружающей природнотехногенной среды. Главное требование к анализу получение результатов, близких в истинном. Это возможно при правильном выполнении всех операций (этапов) анализа. Любое аналитическое определение включает этапы:

1)отбор пробы;

2)пробоподготовка, которая состоит из предварительной и окончательной стадии, например, стадии измельчения, усреднения, сокращение пробы и стадии вскрытия ее, разделения (очистка) и концентрирования вещества;

3)анализ с помощью физико-химического, биологического или другого метода (например, при химическом анализе измерение аналитического сигнала как функции содержания в пробе определяемого компонента);

4)статистическая обработка результатов анализа.

Комплекс операций на этапах отбора и подготовки пробы называется опробованием. Каждый этап несет в себе погрешности анализа. Общая (суммарная) погрешность результатов анализа равна сумме погрешностей на каждом этапе анализа.

Проба - это часть исследуемого объекта окружающей среды (воздух, вода, почва, растение, донные осадки, снеговой покров, биота и др.) или материала (полезное ископаемое, технологическое сырье, продукция и др.), взятая для анализа.

Главное свойство пробы быть представительной (репрезентативной), т.е. когда составы пробы и всей партии (сырья, продукции, почвы, воды и т.д.) исследуемого объекта являются идентичными.

По своему составу пробы могут быть однородными и неоднородными, что отражает равномерность распределения определяемых компонентов в объекте анализа. В случае однородного материала, такого как газы, жидкости, однородные смеси достаточно взять в любом месте партии любое количество материала и провести анализ. Большая часть объектов сильно различается по своей однородности (горные породы, полезные ископаемые, продукты и отходы разных производств, воздух, природные и сточные воды, почвы, с.-х. культуры, биологические и медицинские объекты, пища, лекарства и т.д.).

Важными характеристиками пробы являются ее размер, стабильность,

стоимость.

Соответствие составов пробы и исследуемого объекта определяет качество пробы, которое зависит от состава и гомогенности объекта, размеров объекта и пробы, выбранного метода пробоотбора, числа отобранных проб, разложения или загрязнения их, метода пробоподготовки (гомогенизация, уменьшение размера). Условия хранения и правильная маркировка проб влияют на идентичность определяемых составов. Проба должна сохранять свойства объекта, т.е. быть представительной. Поэтому от пробоотбора будет зависеть ее качественное соответствие анализируемому объекту.

По виду проба бывает:

10