Экологический мониторинг и экспертиза. Учебное пособие
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
А.В. Шамраев
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И ЭКСПЕРТИЗА
Рекомендовано Ученым советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 020400.62 Биология
Оренбург
2014
УДК 504.5:502.175(075.8) ББК 20.18 я 73
Ш 19
Рецензент – профессор, доктор биологических наук Лебедев С.В.
Шамраев, А.В.
Ш19 Экологический мониторинг и экспертиза : учебное пособие
/А.В. Шамраев; Оренбургский гос. ун-т. –
Оренбург : ОГУ, 2014. – 141 с.
Учебное пособие состоит из разделов, которые включают теоретические знания, задания и руководство к выполнению практических работ, которые позволяют расширить знания по теоретическому курсу и приобрести навыки экспериментальных исследований.
Учебное пособие «Экологический мониторинг и экспертиза» предназначено для студентов направления подготовки 020400.62 Биология
УДК 504.5:502.175(075.8) ББК 20.18 я 73
© Шамраев А.В., 2014 © ОГУ, 2014
2
Содержание
1Предмет, задачи и методы экологического мониторинга……………..……..5
2Климатический мониторинг…………………………………………………..11
3Гидрологический мониторинг………………………………………………..18
4Мониторинг компонентов наземной среды………………………………....25
5Мониторинг флоры…………………………………………………………....30 5.1 Полевые методы исследования флоры……………………………………..33 5.2 Камеральные и аналитические методы исследования флоры…………….41
6Мониторинговые исследования растительности открытых участков……..45 6.1 Мониторинговые исследования растительности разных сообществ…….48 6.2 Мониторинговые исследования лишайниковых сообществ и грибов…...49
7Зооценозы как объекты биологического мониторинга…………………...…54
7.1 Методы мониторинговых исследований позвоночных животных…….....57
8Мониторинг загрязнений воздушной среды………………………………....63
9Мониторинг загрязнений почв и земель……………………………………..71
10Мониторинг состояния водной среды………………………………………75
11Основные принципы биологической индикации природной среды…...…79 11.1 Биологическая индикация воздушной среды ………………………...….83
11.2 Биондикация почв……………………………………………………….…90
11.3 Биоиндикация среды с помощью древесных пород……………………97
11.3.1Биоиндикация среды с помощью древесных пород…………………..101 11.4Биологическая индикация пресных водоёмов ………………………….104
12Экологическая экспертиза………………………………………………….116
12.1 Принципы экологической экспертизы…………………………………..116
12.2 Виды экологической экспертизы………………………………………..117
13Порядок проведения государственной экологической экспертизы……..120
14Осуществление и формирование государственной
экспертной комиссии…………………………………………………………..122
3
15 Правовой статус эксперта государственной
экологической экспертизы…………………………………………….……….122
16 Требования предъявляемые к заключению государственной
экологической экспертизы……………………………………………………..124
17Порядок проведения общественной экологической экспертизы………...126 17.1 Условия проведения общественной экологической экспертизы……...127 17.2 Основания отказа в государственной регистрации заявления о проведении общественной экологической экспертизы……………………127
18Порядок финансирования государственной
экологической экспертизы…………………………………………………….128
19 Виды нарушений законодательства РФ об экологической экспертизе……………………………………………………..129 19.1 Виды юридической ответственности за нарушение
законодательства об экологической экспертизе …………………………….132
Список использованных источников……….…………………………………134
Приложение А Основные химические загрязнители атмосферы………….. 135
Приложение Б Важнейшие загрязнители почв и земель…………………….137
Приложение В Важнейшие загрязнители гидросферы ……………………...139
4
1 Предмет, задачи и методы экологического мониторинга
Экологический мониторинг - система наблюдений, сбора и хранения информации о состоянии окружающей природной среды, целенаправленной экологической оценки этой информации, прогноза состояния окружающей среды во взаимосвязи с природными и техногенными факторами
(А.Я. Гаев, 1990).
Под мониторингом также подразумевается комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов.
Термин «мониторинг» появился в 70-х годах XX столетия. В настоящее время под мониторингом подразумевается система повторных наблюдений одного или нескольких элементов окружающей среды в течении длительного промежутка времени. Мониторинг выполняется по заранее составленной программе. Это позволяет наиболее полно проследить динамику экологических процессов и повысить качество составляемых прогнозов.
Основной целью экологического мониторинга является контроль за динамикой экосистемных процессов и информационное обеспечение природоохранной деятельности.
К числу основных задач мониторинга относятся:
-наблюдение за состоянием природных экосистем;
-оценка и прогноз состояния природной среды;
-выявление факторов антропогенного воздействия на окружающую
среду;
-планирование системы природоохранных мероприятий.
Современный экологический мониторинг включает несколько
направлений.
5
По масштабам проведения исследований выделяют глобальный,
национальный, региональный и локальный мониторинг.
К глобальному мониторингу относятся исследования континентальных экосистем и всей биосферы в целом.
Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства и является важной составной частью природоохранной стратегии страны. К
национальному мониторингу относится система заповедников и заказников.
Региональный мониторинг осуществляется в пределах одной физико-
географической зоны.
Локальный мониторинг осуществляется в пределах отдельных географических точек: заповедников, населённых пунктов и т.д.
В 1981г. известный отечественный учёный И.П. Герасимов разделил систему экологического мониторинга в зависимости от контролируемых объектов на три направления.
1. Санитарно-биологический мониторинг. Это направление осуществляет постоянное наблюдение за состоянием окружающей среды.
Важнейшей задачей этого направления является контроль качества компонентов среды и оценка их влияния на здоровье населения. Объектами санитарного мониторинга являются все элементы среды, имеющие непосредственную связь с человеком. К ним относятся грунтовые воды,
приземный слой воздуха, промышленные выбросы и др.
2. Геосистемный мониторинг. Это направление осуществляет контроль за изменением природных экосистем. Объектом геосистемного мониторинга являются все важнейшие параметры биоценозов - видовое разнообразие,
численность и биомасса популяций, система биоценотических связей и др.
Важной задачей этого направления являются оценки антропогенного влияния на природные экосистемы, а также прогнозы по их развитию.
3. Биосферный, или глобальный мониторинг. Это направление включает наблюдения за глобальными параметрами окружающей среды.
6
Экологический мониторинг основан на разнообразных методах исследования. Их можно разделить на несколько групп в зависимости от заявленных критериев.
Классификация 1. Критерий – универсальность метода.
1. Универсальные методы – применимы в отношении абсолютного большинства (или всех) окружающих объектов, независимо от их природы,
происхождения и состояния. К этой группе можно отнести методы картографирования (геоботанического, фаунистического,
геоморфологического, загрязнений и проч.), методы общего статистического анализа и др.
2. Специфические методы – применимы в отношении некоторого ограниченного количества объектов, как правило, имеющих общую природу и происхождение. Эти методы составляют абсолютное большинство в современном методическом аппарате мониторинга. К ним можно, к примеру,
отнести специфические правила описания объектов, флористические или фаунистические наблюдения, создание коллекций, способы взятия проб тех или иных объектов, методики качественных и количественных химических реакций и др.
Классификация 2. Критерий – природа объекта исследования.
Климатические (метеорологические) – используются при проведении мониторинговых исследований атмосферных климатических процессов;
Геоморфологические (орографические) – при проведении мониторинговых исследований рельефа и его отдельных элементов на местности;
Эдафические (почвоведческие) - при проведении мониторинговых исследований почвы и их важнейших структурных компонентов;
Гидрологические - при проведении мониторинговых исследований водоёмов;
Биологические - при изучении отдельных организмов, их популяций и сообществ в природной среде или искусственных условиях. Эта группа
7
отличается исключительным разнообразием и включает геоботанические,
фаунистические, микологические, микробиологические методы и их разновидности;
Прочие группы методов (например, химические, физические,
санитарно-эпидемиологические, урбанистические и т.д.).
Классификация 3. Критерий – степень взаимодействия с объектом исследования.
Дистанционные методы – заключаются в работе с объектом,
исключающей какое-либо воздействие на него или нарушение его среды обитания (нахождения). Дистанционные методы, как правило, сводятся к разнообразным наблюдениям выбранных объектов – визуальным,
акустическим, физико-химическим, космическим и т.д. Примером могут быть визуальные и акустические наблюдения птиц, оценка границ загрязнения среды запаху, количественный учёт источников загрязнения по визуальным характеристикам и др.
Контактные методы – заключаются в работе с объектом, включающей прямое или косвенное воздействие на него или изменение параметров его среды обитания (нахождения). Эта группа включает методы изъятия (сборы биологических или неорганических объектов, взятие проб воздуха, воды,
почвы и т.д.), методы практического моделирования (изменение условий существования объекта с целью отслеживания его реакций) и др.
Классификация 4. Критерий – место применения метода.
1. Полевые методы – реализуются в естественной среде обитания
(пребывания) объекта. Эта группа отличается исключительным разнообразием в зависимости от природы объекта и условий его пребывания в среде. К числу наиболее универсальных полевых методов относятся маршрутный и площадочный учёт, полевой этап экологической паспортизации, методы сборов объектов и др.
2. Камеральные (лабораторные) методы – реализуются в условиях исследовательского стационара (лаборатории). Группа также отличается
8
разнообразием и включает такие широко распространённые методики, как коллекционирование собранных объектов, изучение организмов при содержании в неволе, камеральное описание, вскрытие организмов,
постановка опытов и экспериментов и др.
3. Аналитические методы – реализуются на основе полученных фактических данных о состоянии объектов. Подразумевают всестороннюю обработку первичных показателей с целью получения итоговых результатов и выводов мониторинговых исследований. В эту группу входят методы математического (статистического) анализа, графической интерпретации данных, математического моделирования, прогнозирования и др.
Классификация 5. Критерий – границы изучения объектов.
Методы локального мониторинга – реализуются в масштабах незначительных по площади или объёму территорий (пространств). К этой группе методов можно отнести исследования метеоэлементов и явлений на локальной метеоплощадке, описание флоры на геоботанической площадке и т.д.;
Методы регионального мониторинга – реализуются в пределах границ природных или административных территорий. К группе можно отнести оценку химического загрязнения атмосферного воздуха в городах области и т.д.;
Методы национального мониторинга – реализуются в пределах государственных границ отдельных стран или республик. В группу входят такие методы, как национальный мониторинг рек, лесов и других природных объектов, мониторинг промышленных загрязнений, радиационный мониторинг и т.д.;
Методы глобального мониторинга – реализуются в масштабах отдельных природно-климатических зон, континентов или всей планеты. В
группу входят методы глобального климатического мониторинга,
космические наблюдения и т.д.
9
При выборе методов мониторинговых исследований различных объектов среды необходимо соблюдать следующие принципы:
1. Принцип соответствия. Каждый выбранный метод должен быть адекватен объекту исследования, т.е. соответствовать ему по природе,
области применения, единицам измерения и т.д.
2.Принцип комбинирования. В ситуации, когда одна и та же характеристика изучаемого объекта может быть определёна с помощью разных методов, следует использовать оба (или несколько) методов независимо друг от друга с целью подтверждения полученных результатов.
3.Принцип точности. Каждый метод имеет свой порог точности при оценки выбранных характеристик. Высокоточные методы имеют приоритет над приблизительными, а объективные – над субъективными.
4.Принцип ограничения. Каждый метод имеет ограничения к применению в тех или иных условиях среды. Если хотя бы одно условие среды выходит за границы использования метода, то его применение невозможно.
5.Принцип доступности. Все выбранные методы должны быть реальными и доступными к исполнению.
6.Принцип сложности. Каждый из выбранных методов по уровню сложности должен соответствовать личному опыту и навыкам исполнителя.
7.Принцип системности. Каждый выбранный метод является лишь отдельным звеном в цепи мониторинговых исследований. Полностью осуществить исследовательский процесс с помощью одного метода или группы методов нельзя.
8.Принцип биоэтики и экоэтики. При изучении биологических и ценных природных объектов следует помнить, что изьятие объекта из естественной среды его существования, его умерщвление или коллекционирование возможно только в случае крайней необходимости, при невозможности использования всех других методик. Отношение к объекту в
10