Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования «Международный государственный экологический университет им. А.Д. Сахарова» |
|
Факультет мониторинга окружающей среды
Кафедра экологического мониторинга
И. И. Матвеенко, е. С. Лен
Пособие по дисциплине
«Мониторинг окружающей среды»
Минск
МГЭУ им. А. Д. Сахарова
2008
Авторы:
Матвеенко И.И, Лен Е. С.
старшие преподаватели кафедры экологического мониторинга.
Рецензенты:
Издано по решению Научно – методического совета МГЭУ им. А. Д. Сахарова в качестве пособия
Пособие по дисциплине
«Мониторинг окружающей среды»
Предназначено для студентов факультета мониторинга окружающей среды
ÓМеждународный государственный экологический университет
им. А.Д. Сахарова, 2008
Ó Матвеенко И.И., Лен Е. С. 2008
Содержание
Часть I
1. Цель преподавания дисциплины 4
2. Основные термины и определения 4
3. Введение 6
4. Наиболее важные проблемы 7
5. Принципы организации мониторинга 10
6. Мониторинг атмосферного воздуха 20
7. Прогнозирование высоких уровней загрязнения 43
8. Состояние водных объектов 47
9. Радиационный мониторинг 62
10. Мониторинг земель 73
11. Мониторинг ЧС 74
12. Локальный мониторинг и др. 74
13. Средства для проведения мониторинга 80
Часть II
14. Приоритетные загрязнители, источники, характеристика 35
15. Методы и средства защиты атмосферы 41
16. Загрязнение гидросферы 46
17.Методы и средства защиты водных объектов 48
18. Характеристика приоритетных загрязнителей и охрана почв 54
19. Отбор проб 58
20. Экологический паспорт 61
21. Физико-химические методы анализа, применяемые
в экологическом мониторинге 63
- абсорбционная спектроскопия 63
- кондуктометрия 72
- основы хроматографии 78
22. Основные термины и определения 81
23. Список литературы 83
14. Приложение 1 83
15. Приложение 2 85
16. Приложение 3 89
17. Приложение 4 93
18. Приложение 5 96
19. Список литературы 99
Основные термины и определения
Мониторинг окружающей среды – система постоянных, долговременных наблюдений за состоянием окружающей среды, с целью оценки настоящего состояния и прогноза изменения состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.
Экология – комплексная наука, изучающая отношения живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой.
Экология в широком смысле – наука об организации и эволюции биосферных систем разных уровней сложностей (в том числе всей биосферы, включая и антропогенно – измененную ее часть), изучающая связи и превращения в таких системах.
Экология в техногенном смысле – наука, занимающаяся изучением антропогенного воздействия на окружающую среду и разработкой методов уменьшения этого воздействия.
Биосфера – область распространения жизни на планете Земля, состав, структура и энергетика которой определяется деятельностью живых организмов.
Биосфера – часть земного шара, в пределах которой существует жизнь и она охватывает:
– литосферу – верхнюю твердую оболочку Земли, включающую кору и часть верхней мантии. Мощность ее колеблется от 50 до 200 км. Литосфера различна на материках и под океанами;
– гидросферу – оболочку Земли, расположенную между атмосферой и литосферой (воды рек, озер, водохранилищ, болот, морей, океанов).
– тропосферу – нижнюю часть атмосферы толщиной до 10 км в высоких широтах, до 18 – у экватора.
Над тропосферой начинается стратосфера.
Вредное воздействие на окружающую среду – любое прямое либо косвенное воздействие на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности, последствия которой приводят к отрицательным изменениям окружающей среды и на здоровье населения.
Сокращения
Минприроды – Министерство природных ресурсов и охраны окружающей
среды Республики Беларусь
Минстат – Министерство статистики и анализа Республики Беларусь
ГГО – Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова
НСМОС – Национальная система мониторинга окружающей среды
Республики Беларусь
ИЗА – индекс загрязнения атмосферы
ПДК – предельно допустимая концентрация
ПДВ – предельно допустимые выбросы
НМУ – неблагоприятные метеорологические условия
СКФМ – станция комплексного фонового мониторинга
ОС – окружающая среда
Введение
Около тысячи лет назад земные ландшафты были совсем другими: речная вода была кристально чистой, вдоль берегов простирались нетронутые земли, непроходимые леса, изобилие диких животных. Изначально окружающий мир был устроен исключительно гармонично и мудро.
Вся хозяйственная практика человека и общественное устройство на протяжении тысячелетий была элементарная.
Вместе с тем, используя дары природы себе во благо, человек уже в древности понимал, что ее богатства надо беречь.
В 1273 г. английским парламентом принят Закон, запрещающий использование в Лондоне битуминозного угля в качестве топлива, загрязняющего воздух «зловонием».
В Шотландии уже в 1411 г. лов лосося в запретной зоне карался смертной казнью.
Первые указы об охране вод были изданы в России Петром I в 1718 — 1721 гг. Речь шла об укреплении берегов, ограничении рубок леса по берегам рек и каналов и охране чистоты воды. Рубка разрешалась только в 30 км от берегов рек, удобных для сплава.
В эпоху выдающихся научных открытий в области географии, астрономии, анатомии, механики культивировалась вера в безграничные возможности человека.
Постепенное отчуждение человека от природы вело к разрушению окружающей среды. Технические возможности изменять природную среду стремительно возрастали.
Кризис XX века, имеет ряд особенностей, по существу, это результат крупномасштабной войны с природой, развернутой человеческой цивилизацией в последние четыре столетия.
Человек, убежденный в своем праве господства над природой, укреплял эту свою веру вместе с ростом технической мощи. Идея «взять у природы» постепенно перерастает в научном мире в идею «заставлять природу» жить по человеческому желанию.
Природа — сложная динамичная, саморегулирующаяся, сбалансированная экосистема. Вместе с тем природа легкоранима. Исчезновение хотя бы одного вида растений или животных приводит к тяжелым последствиям: разрывается единая биологическая цепь, состоящая из взаимосвязанных между собой видов, нарушается функционирование экосистемы, деградируют ее отдельные элементы.
Век 20-й - век бесконечных научных достижений, век автомобилизации, летательных аппаратов, атомного оружия и ядерной энергетики, век космических свершений, век самых передовых достижений в материальной и духовной культуры.
Но уже последняя четверть столетия показала, что наш век оказался веком деградации и умирания природы.
Живущим в этом веке суждено остановить глобальный экологический кризис и оздоровить окружающую среду, так вести экологическую политику, чтобы новое поколение было уверенно в своем будущем.
Природа ждет понимания, почтительного обращения на «Вы», и ее благодарность не замедлит сказаться на здоровье, благополучии и процветании людей.
Уже сегодня, и тем более, завтра, главным мировым богатством станет качество природной среды: чистый воздух, ненарушенные ландшафты, разнообразие живой и неживой природы. В большинстве случаев природоохранные мероприятия связаны с большими расходами, что существенно влияет на развитие и действенность экологической политики.
Что же такое «экологическая политика», что о ней можно сказать?
Суть экологической политики — создание условий для дальнейшего существования человеческой цивилизации в быстро ухудшающихся природных условиях, недопущение перехода людьми той границы, за которой деградация естественной среды примет необратимый характер.
Важнейшее условие перехода к устойчивому развитию – новая система знаний, построенная на едином теоретическом фундаменте. Новые знания должны помочь будущим специалистам квалифицировано организовать хозяйство в условиях жестких экологических ограничений.
В настоящее время в целях достижения обеспечения устойчивого (сбалансированного) социально-экономического и экологического развития страны в Беларуси разработана Национальная программа устойчивого развития на новый прогнозный срок до 2020 г.
Для координации действий стран мирового сообщества по важнейшим направлениям сбережения окружающей среды в мире учреждено более 20 конвенций, многосторонних договоров и протоколов. Республика Беларусь является полноправной стороной 11 природоохранных Конвенций и протоколов, регулирующих систему действий и мер по сохранению определенных компонентов окружающей среды.
Необходимо определить какое давление могут выдержать природные экосистемы, пока эти изменения не станут необратимыми?
Будущее человечества напрямую связано с состоянием окружающей среды и полностью зависит от принимаемых сегодня решений на всех уровнях власти.
Для оценки состояния окружающей среды, прогноза в будущем и принятию мер по ее оздоровлению в Беларуси функционирует НСМОС.
Организация и ведение мониторинга окружающей среды
Национальная система мониторинга окружающей среды – система, объединяющая отдельные виды и подвиды мониторинга окружающей среды и обеспечивающая их взаимодействие в целях получения комплексной информации о состоянии окружающей среды, анализа и прогноза ее изменений.
Система предназначена для обеспечения государственных органов, юридических лиц и граждан полной, достоверной и своевременной информацией для управления и контроля в области охраны окружающей среды и природопользования
Национальная система мониторинга окружающей среды (НСМОС) создана в соответствии с постановлением Совета Министров Республики Беларусь 20 апреля 1993 года “О создании НСМОС” В дальнейшем было принято ряд постановлений и законодательных актов, в соответствии с которыми НСМОС уточнялась и развивалась.
20 06 1995 г Кабинет Министров РБ принял постановление “О программе НСМОС в РБ”
27 08 1998 г постановление Совмина “О реализации НСМОС в РБ”.
Систему нормативных правовых актов, регулирующих порядок проведения мониторинга окружающей среды, возглавляет закон “Об охране окружающей среды” от 26 ноября 1992 года, в редакции закона от 17 июля 2002 года (глава 11 ст. 68 и 69).
Этот закон устанавливает мониторинг окружающей среды как институт экологического законодательства.
В 2002–2003 годах работала большая группа ученых и специалистов по усовершенствованию мониторинга и разработке концепции НСМОС.
В результате этой работы 14 июля 2003 года вышло постановление Совмина Беларуси о НСМОС. Разработана также и Концепция оптимизации системы мониторинга.
Эти документы определяют в настоящее время цели и задачи НСМОС
Цели и задачи НСМОС
НСМОС осуществляется в целях информационного обеспечения органов государственного управления в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, а так же информирования общественности о состоянии окружающей среды.
Стратегия мониторинга
При разработке стратегии мониторинга особую роль играет моделирование наблюдаемых параметров. Модели могут способствовать проверке эффективности защитных мероприятий, оптимизации структуры сетей мониторинга, выявлению критических параметров, оценке ситуации по различным сценариям и т.д. Модели играют важную роль в обеспечении систем раннего оповещения (прогнозирование атмосферного и\или водного переноса в случае аварийного загрязнения окружающей среды, или водный перенос в случае наводнения и т.д.).
Необходимо обеспечить тщательную проверку моделей с использованием накопленных статистических данных. Разработка эффективных моделей возможна только в том случае, если применяемая методология должным образом согласована и объединена с такими важными элементами как сбор и обработка данных мониторинга. Особое значение имеет стандартизация процедур получения экспериментальных данных (использование единой методологии отбора и измерения проб окружающей среды, выполнение требований по обеспечению качества измерений), использование ГИС- ориентированных баз данных для хранения информации.
В настоящее время аспекты экономической эффективности стратегии мониторинга являются одним из важнейших показателей успешности реализуемых мониторинговых программ.
Эффективность и результативность мониторинга следует повышать следующими способами:
– конкретизация информационных потребностей и надлежащая подготовка программ мониторинга вместе с соответствующим механизмом отчетности;
– комбинированное использование методов мониторинга и моделей;
– использование обобщенных показателей;
– пространственная и временная оптимизация мониторинговых наблюдений;
– оценка финансовых затрат (затраты/эффект, в т.ч. предотвращенный вред).
– методическая база: методики обследования, отбора проб и измерений, должны быть стандартизированы и допущены к применению в Республике Беларусь в установленном порядке. Испытательные лаборатории должные быть аккредитованы в национальной системе контроля качества, которая предусматривает аттестацию оборудования, использование стандартизованных методик отбора и испытания проб, внутренний контроль качества, оценка неопределенностей, надлежащий уровень квалификации персонала.
Задачами мониторинга ОС являются:
– наблюдение за компонентами и явлениями ОС, источниками техногенного воздействия на ОС;
– анализ и оценка состояния ОС;
– прогнозирование состояния ОС, ее компонентов и явлений, техногенного воздействия на ОС;
Ведение мониторинга ОС основывается на принципах:
– реализации экологического системного подхода;
– объективность, достоверность и комплексность информации;
– обеспечение информацией органов государственного управления;
– обеспечение доступа к информации граждан и юридических лиц;
Требования к выделению отдельного вида мониторинга:
– конкретизация объекта мониторинга;
– наличие информационных потребностей;
– четкое определение тактических и стратегических целей;
– наличие технических возможностей и методических условий получения достоверной информации;
– возможность постоянных, систематических наблюдений, оценки настоящего состояния и прогноза на длительный период;
– системность – необходимость осуществления мониторингового объекта как целого с учетом всех основных составляющих;
– периодичность – параметры мониторинга должны отслеживать временные изменения объекта в соответствии с информационными потребностями;
– параметры мониторинга – количество ингредиентов (веществ) и показателей должно быть достаточным для объективной характеристики объекта в пределах информационных потребностей
– точности измерений должна быть оптимальной и позволять отслеживать изменения измеряемых параметров;
По решаемым задачам, используемым методам и подходам следует выделить следующие типы мониторинга:
– фоновый – обеспечивает получение информации о состоянии естественных экосистем в наименьшей степени подверженных антропогенному воздействию;
– режимный – обеспечивает получение информации о состоянии экосистем в различной степени подверженных антропогенному воздействию;
– оперативный – получение информации в реальном масштабе времени;
– дистанционный – обеспечивает получение информации с помощью дистанционных методов наблюдений;
Все перечисленные типы мониторинга в той или иной степени могут присутствовать во всех видах мониторинга.
Цикл мониторинга
Процесс мониторинга следует рассматривать, главным образом, как последовательность взаимоувязанных действий – начиная с определения информационных потребностей и до использования информационного продукта.
Функция управления непосредственно не относится к мониторингу, включена в цикл, как блок, в пределах которого реализуются управленческие функции и генерируются новые информационные потребности.
Мониторинг является развивающейся системой и требует периодической корректировки. Организуя систему мониторинга в соответствии с этим циклом можно до минимума сократить расходы, уменьшить получение бесполезной информации о состоянии ОС.
Важным компонентом мониторинга окружающей среды является научно–методическое обеспечение, основными задачами которого являются:
– разработка научных основ ведения мониторинга;
– определение оптимальных параметров измерения и частоты измерений;
– совершенствование методологии наблюдений и получение комплексной информации;
– получение комплексной информации состоянии окружающей среды.
В соответствии с постановлением Совета Министров Республики Беларусь №949 от 14 июля 2003 года решено:
п. 1.1. Исключить из состава НСМОС:
– мониторинг ЧС и создать на его основе систему мониторинга и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера;
– медицинский мониторинг а и мониторинг физических факторов с включением их в систему социально–гигиенического мониторинга;
п.2. Утвердить положение о НСМОС в Республике Беларусь
В соответствии Положением о НСМОС определены следующие виды мониторинга, министерства и ведомства, ответственные за организацию и ведение наблюдений.
1. Мониторинг атмосферного воздуха – ответственный ЦРКМ Минприроды:
2. Мониторинг поверхностных вод – ЦРКМ Минприроды.
3. Мониторинг земель – Государственный комитет по имуществу (ранее назывался Комитет по земельным ресурсам).
4. Мониторинг озонового слоя – ИПФП БГУ, институт физики НАНБ.
5. Геофизический мониторинг (сейсмический) – институт геол. наук.
6. Радиационный мониторинг – ЦРКМ.
7. Локальный мониторинг – областные комитеты Минприроды.
8. Мониторинг подземных вод – БелНИГРИ (Белорусский научный институт геологических разведывательных изысканий) Минприроды.
9. Мониторинг лесов – Министерство лесного хозяйства.
10. Мониторинг растительного мира – институт ботаники НАНБ.
11. Мониторинг животного мира – институт зоологии НАНБ
Мониторинг земель, радиационный мониторинг и мониторинг растительного мира делятся на подвиды:
Мониторинг земель:
– мониторинг земельного фонда – Комитет по земельным ресурсам;
– мониторинг агротехногенного загрязнения почв – ЦРКМ;
– агропочвенный мониторинг – НИИПА НАНБ;
– мониторинг осушенных почв – БГУ.
Радиационный мониторинг:
– мониторинг радиоактивного загрязнения атмосферного воздуха – ЦРКМ;
– мониторинг радиоактивного загрязнения поверхностных вод – ЦРКМ;
– мониторинг радиоактивного загрязнения почвы – ЦРКМ;
– мониторинг радиоактивного загрязнения подземных вод – Беларусьгеология.
Мониторинг растительного мира:
– мониторинг луговой растительности – Институт экспериментальной ботаники;
– мониторинг лесной растительности – Министерство лесного хозяйства РБ;
– мониторинг водной растительности – БГУ.
о процесса мониторинга от отбора проб до анализа данных;
– оптимизация использования имеющейся приборной аналитической базы;
– плановая модернизация материально–технической базы;
– использование и совершенствование современных методических документов;
– автоматизация получение данных наблюдений там, где нужна оперативная информация (например, качество воздуха, поверхностных вод);
Ведение видов мониторинга окружающей среды в составе НСМОС осуществляется на основании следующих общих принципов:
– согласованность нормативных правовых актов, устанавливающих порядок проведения видов мониторинга;
– совместимость технического и программного обеспечения;
– достоверность данных мониторинга;
– согласованность размещения пунктов наблюдений за состоянием окружающей среды для получения комплексной информации;
Для реализации общих принципов ведения мониторинга окружающей среды необходима разработка, координация и выполнения программы наблюдений за состоянием окружающей среды.
Организацию и координацию функционирования НСМОС, согласно существующему законодательству, осуществляет Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды, которое должно обеспечить:
– координацию деятельности республиканских органов государственного управления в области мониторинга ОС;
– организацию работы Межведомственного координационного совета;
– разработку проектов концепций и госпрограмм в области мониторинга;
– организацию ведения банков обобщенной информации;
– осуществлять подготовку ежегодных обзоров по результатам проведения НСМОС;
– формирование и ведение государственного реестра пунктов наблюдений;
– координацию научных исследований;
– международное сотрудничество в области мониторинга;
Управление отдельными видами (подвидами) мониторинга осуществляется соответствующими органами управления – министерствами, комитетами, ведомствами, институтами.
Конечной целью создания и эксплуатации любого вида мониторинга окружающей среды является получение полной, достоверной информации и представление ее для эффективного использования.
Основное требование к информации – ее достоверность, которая достигается:
– своевременной поверкой приборов, использованием методик, утвержденных Госстандартом;
– систематическое проведение ведомственных, межведомственных сличений и калибровок;
– критическим анализом данных;
– персонал лабораторий и отделов должен не реже одного раза в 5 лет повышать квалификацию на курсах в институтах повышения квалификации или ФПК образовательных учреждений Министерства образования;
– лаборатории должны иметь санитарно гигиенический паспорт, который выдается органами санитарии и эпидемиологии;
– обязательной аккредитацией подразделений органами Госстандарта.
Без выполнения этих условий информация не считается достоверной, официальной и не включается в информационные потоки.
Информационно–аналитическая структура.
Информационная инфраструктура мониторинга окружающей среды должна представлять собой комплекс организационных структур, программно – технических средств и телекоммуникаций предназначенных для следующих целей:
– оценки погрешности результатов измерений;
– хранения, обработки и анализа информации мониторинга;
– обеспечения информационного взаимодействия между отдельными видами мониторинга;
– предоставления органам управления, хозяйствования и общественности информации о состоянии ОС;
– международного обмена информацией;
Общие принципы организации информационных потоков в НСМОС:
– измеренные данные должны переноситься на электронные носители на максимально нижнем уровне, желательно подразделением, непосредственно осуществляющим наблюдение, отбор и анализ проб;
– концентрация и хранение данных измерений должны осуществляться в информационно аналитических центрах (ИАЦ) определенных видов мониторинга;
– информация об экстремально – высоких уровнях передается немедленно в органы государственного управления в Совмин, МЧС, облисполкомы, и в другие организации, в соответствии с утвержденной схемой;
– на уровне ИАЦ целесообразна основная, содержательная, обработка и анализ данных, проверка достоверности данных;
– периодически информация должна передаваться на более высокий уровень, в главный информационный аналитический центр (ГИАЦ) Минприроды;
– в ГИАЦ должна собираться и обрабатываться обобщенная информация до уровня, необходимого для представления в органы государственного управления, принятия решений на уровне Минприроды и информирования населения;
Хранение данных целесообразно реализовывать в распределенных базах (банках) данных по каждому виду мониторинга
Принципиальным в рассматриваемой структуре является наличие горизонтальных потоков информации.
Между ИАЦ различных видов мониторинга должен осуществляться обмен информации, что позволит повысить качество и достоверность информации, избежать дублирования работ и сократить финансовые затраты
Сильными сторонами существующей НСМОС являются:
– наличие основополагающих нормативно – правовых документов по охране ОС и порядку ведения мониторинга ОС;
– наличие утвержденной Правительством программы НСМОС;
– наличие единого координационного центра (Межведомственный координационный совет по реализации Программы НСМОС);
– базовое финансирование из государственного бюджета, в том числе из целевого бюджетного фонда охраны природы;
– наличие ИАЦ у всех видов мониторинга;
– использование в отдельных видах мониторинга международных стандартных методик и унифицированных методов наблюдений;
– взаимодействие отдельных видов мониторинга со структурами других стран, обмен информацией с международными сетями (мониторинг лесной растительности, озонового слоя, сейсмический, трансграничный перенос);
– оснащенность отдельных ведомственных лабораторий современными измерительными приборами;
– получение информации только в аккредитованных лабораториях;
– возможность использования научно – технического потенциала республики для целей мониторинга;
К слабым сторонам существующей системы НСМОС можно отнести:
– недостаточное финансирование, не обеспечивающее развитие, плановую модернизацию технических средств и научно–методическое обеспечение мониторинга;
– недостаточная координация между отдельными видами мониторинга (неполное использование ИАЦ и научного сопровождения);
– недостаточный уровень комплексного экологического системного анализа, моделирования и прогнозирования состояния природной среды;
– недостаточная определенность информационных потребностей МОС, как основы совершенствования НСМОС;
– слабая обратная связи с потребителями информации и мало сведений об ее использовании;
– недостаточный современный уровень программного обеспечения для математической обработки и анализа полученной информации
– слабая приборная аналитическая база отдельных видов мониторинга;
– недостаточная эффективность научно – методического обеспечения НСМОС (недостаточно разрабатываются теоретические и прикладные аспекты интегральной оценки состояния экосистемы, недостаточно разрабатываются перспективные направления методического и технического обеспечения наблюдений, не разработана методология оценки и прогноза трансформации экосистем под влиянием естественных и антропогенных нагрузок);
Потенциальные возможности для модернизации НСМОС основываются:
– на положительном опыте организации и многолетней работы НСМОС;
– наличием строгой структуры управления, обусловливающей возможность реорганизации системы;
– наличием процедуры внесения изменений в нормативные правовые акты, регулирующие МОС;
– использования опыта европейского сообщества в модернизации НСМОС
– увеличением бюджетного финансирования по мере стабилизации и развития экономики страны;
– наличием внебюджетных источников, которые могут быть привлечены для финансирования системы мониторинга;
– наличием в республике научного потенциала;
Стратегические цели модернизации и гармонизации НСМОС.
На основании анализа существующей НСМОС намечены следующие стратегические цели:
– оптимизация организационной структуры НСМОС и ее управления;
– оптимизация механизма внесения изменений в НСМОС;
– усиление координации между видами мониторинга;
– совершенствование межведомственной координации в рамках отдельных видов мониторинга;
– уточнение потребностей информации госструктурами и другими потребителями;
– уточнение взаимодействия НСМОС с Государственной системой предупреждений и ликвидации чрезвычайных ситуаций и системой социально–гигиенического мониторинга по организационным и информационным вопросам;
– поэтапная интеграция сетей отдельных видов НСМОС в международные сети мониторинга;
– использование современных информационных технологий;
– разработка и внедрение согласованных форматов обмена данными между субъектами НСМОС и потребителями информации;
– реализация принципа общедоступности систематизированной информации мониторинга;
– усиление роли ГИАЦ в координации обмена информацией;
– комплексного анализа, прогнозирования и представления информации потребителям;
– разработка и нормативное закрепление методических аспектов, в том числе отслеживание, как используется информация мониторинга;
– реальное и эффективное научно–методическое обеспечение;
– постоянная модернизация и совершенствование приборной аналитической, в том числе лабораторной базы, с целью обеспечения возрастающих требований ведения мониторинга;
– максимально возможный учет требований Европейской системы в стандартах НСМОС;
Нормальное функционирование НСМОС возможно только при ее полноценном и систематическом финансировании.
Основными источниками финансирования действующей НСМОС должны являться:
– республиканский и местные бюджеты, в том числе бюджетные фонды охраны природы;
– собственные средства предприятий;
– международные гранты и другие источники финансирования;
Реализация основных предложений, содержащихся в Концепции развития и реализации НСМОС
Необходимо проводить системный анализ потребностей органов государственного управления, субъектов хозяйствования, общественности и международных организаций в информации получаемой от всех видов мониторинга. Разрабатывать механизм отслеживания эффективности использования информации.
Разрабатывать и реализовывать комплексные программы оснащения измерительной, телекоммуникационной, компьютерной техникой и программным обеспечением всех видов мониторинга.
Необходимо разработать и внедрить методологию комплексной оценки состояния окружающей среды.
18 апреля 2006 года был издан Указ Президента Республики Беларусь №251
Об утверждении Государственной программы развития системы мониторинга окружаю щей среды в Республике Беларусь на 2006 – 2100 годы.
Указом утверждена Государственная программа развития системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь на 2006 – 2100 годы, в том числе 4 приложения к Государственной программе.
Первое приложение – Мероприятия (задания) Государственной программы
Второе, третье и четвертое приложения – финансовое обеспечение Государственной программы.
Наиболее важные экологические проблемы.
1. Разрушение озонового слоя Земли. Озоновый слой — это воздух на высотах 7 – 18 км с высокой концентрацией озона. При его истощении возрастает поток ультрафиолетового излучения на поверхность Земли. Это очень серьезная проблема: без такого защитного озонового экрана на нашей планете существенно повысится уровень заболеваемости раком кожи, усилиться распространение глазных заболеваний, произойдёт нарушение иммунной системы. Вклад человека в разрушение озонового слоя огромен.
2. Мировой океан страдает от загрязнений нефтепродуктами.
Их пленка нарушает фотосинтез, приводит к гибели икры, рыб, птиц и животных.
Ежегодно за счет утечек с судов, аварий и выноса реками в Мировой океан попадает 12 -- 15 млн.т. нефти, что приводит к суммарному загрязнению площади в 150 млн. кв. км или 40% водного зеркала.
Вмешательство человека в естественный ход цикличности может нарушить способность системы к регенерации и тем самым превратить часть живого моря в зловонное болото.
3. Ежегодно 20 млн. гектаров земли теряют продуктивность в результате нарастающей эрозии почвы, потери ею гумуса и наступления песков. Около 2 млрд. гектаров почвенного покрова (15 % суши Земли) классифицируются как деградированные в результате деятельности человека.
Почвы отравляются «кислотными дождями», загрязняются тяжелыми металлами, отходами, пестицидами, выбросами других вредных веществ, а следовательно, отравляются поверхностные и подземные воды, губится животный и растительный мир.
За 400 последних лет нашей эры исчезло 270 видов крупных млекопитающих и птиц, а третья часть из них, 90 видов — только за XX век.
По прогнозам ученых, к концу текущего, 21 века в разных странах Европы и Америки исчезнут 50 — 80 % сухопутных видов обитателей Земли
4. Одна из важных проблем – это решение вопросов, связанных с затоплением отравляющих веществ после второй мировой войны. Имеют место подобные захоронения и со времен первой мировой войны. Морскими могильниками отходов служат Балтийское, Баренцево, Ирландское и Карское моря. Только в акватории Балтийского моря захоронено более 600 тысяч тонн отравляющих веществ. За многие годы это страшное оружие покрылось илом на морском дне и постепенно емкости, содержащее СДЯВ, разъедаются коррозией. Прогноз ужасен: через максимум 10 –15 лет могут произойти залповые выбросы.
Согласно расчетам английских ученых, даже 10 процентов отравляющих веществ, затопленных только в акватории Балтийского моря, достаточно, чтобы уничтожить большую часть гидросферы Земли. Ученые многих стран работают над предотвращением катастрофы, но это тяжелое и опасное мероприятие, требующее огромных материальных затрат.
6. Серьезность опасности ядерных станций была ярко продемонстрирована после взрыва и пожара на чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. Радиоактивный выброс был разнесен ветром и пересек границы многих государств. Кроме обширных загрязненных территорий Беларуси, Украины, России, были частично загрязнены Румыния, Польша, Германия, Австрия, Венгрия, Югославия, Чехословакия, Греция, Турция и Швейцария. Радиоактивные пятна были обнаружены на севере — в Швеции, Финляндии, Норвегии. Обнаружено загрязнение даже в отдельных районах Франции, Италии и Англии.
Чернобыльская катастрофа наглядно показала, что выбросы при авариях на АЭС и испытаниях ядерного оружия не признают границ и политических различий.
7. Значительная часть воды в мире мало пригодна для человеческих нужд.
97,5 % всей воды на Земле представляют собой соленую и лишь 2,5 % — пресную.
Чрезмерная откачка подземных вод в прибрежных зонах может привести к вторжению соленых водных масс. Около 80 стран, на которые приходится 40 % населения мира, к середине 90-х годов оказались в ситуации острого дефицита пресной воды.
По разным оценкам, к концу первой трети нынешнего века дефицит воды может ощущаться в половине стран мира.
По данным ВОЗ 8О% болезней возникает в результате потребления некачественной воды. В России, например, около 40 % подаваемой в водопроводную сеть питьевой воды не соответствует санитарно-гигиеническим нормам.
Примерно такое же положение и в Беларуси.
8. Промышленные отходы — основной продукт деятельности человечества. Ежегодно на планете добывается более 100 млрд. тонн ископаемых, но в длинной производственной цепочке конечной продукции получается примерно 5 - 10 %.
Отходы нарушают огромные участки поверхности суши, вытесняют из своих экологических ниш виды растений и животных, нарастает общее загрязнение среды обитания человека.
В Минске ежегодно образуется более 1,5 млн. куб. метров твердых бытовых отходов. 28% отходов составляет бумага и картон, 27% пищевые отходы, стекло около 12%, полимеры 10% и 33% прочие отходы.
Приблизительные сроки разложения отходов в почве: бумага 1 месяц, доска около 12 лет, жестяные банки около 100 лет, пластиковая бутылка 500 лет, стекло никогда. Не хочется верить в предсказание Нильса Бора «...человечество задохнётся от собственных отходов».
9. Сильное воздействие на городскую среду, здоровье и безопасность человека оказывает транспорт. Зачастую при большом скоплении машин атмосфера города превращается в газовую камеру. Коктейль из промышленных и транспортных выбросов создает фотохимический смог. Хорошо, что есть еще в наших городах парки и лесопарки, иначе не было бы чем дышать.
Значительный вред человеку и парковым биоценозам наносит сжигание листвы. При этом, в результате сжигания листвы поступают в воздух те самые вредные загрязнители, которые очищали деревья и были собраны листьями.
10. Непрерывный рост населения требует пропорционального увеличения добычи ресурсов. В 1999 г. численность человечества достигла 6 миллиардов. Жизнь в городе имеет конкретные требования: правильное планирование жилой застройки и размещения производства, расширение парковых зон, обеспечение доступности контактов с природной зоной и т.п.
На планете становится все меньше мест, пригодных для проживания и отдыха.
Характеристика видов мониторинга окружающей среды.
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха
Основная цель мониторинга загрязнения атмосферного воздуха – наблюдение за качеством воздушного бассейна, оценка, прогноз и выявление тенденций изменения состояния атмосферы.
Сеть мониторинга является в настоящем и будущем единственным экспериментальным средством оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха, установления долгосрочных тенденций и причин изменения уровней загрязнения воздушного бассейна.
Оперативная информация о результатах мониторинга атмосферного воздуха поступает в информационный аналитический центр, обеспечивающий накопление, хранение, обработку и выдачу текущей и прогностической информации.
Введение
Сохранение воздушной среды – одна из самых актуальных и наиболее волнующих проблем для всего человечества на данном этапе.
Воздушная оболочка Земли – атмосфера – является той средой, без которой невозможна жизнь. С момента рождения и до самой смерти всякое живое существо на земле и воде дышит, поддерживая, таким образом, нормальное состояние организма и питая кровь кислородом. Дышат и растения, поглощая углекислый газ и выделяя кислород. Известно, что человек без пищи может прожить 30 дней, без воды – 3 – 4 дня, но без воздуха только десятки минут. В течение суток через легкие человека проходит около 15 кубометров воздуха.
Воздух предохраняет Землю от излишней потери тепла, задерживает часть лучей.
Если бы Земля не была защищена воздушной оболочкой, то температура в течение суток менялась бы в пределах 200 градусов.
В настоящее время основным источником энергии является нефть. Нефть используется для двигателей внутреннего сгорания (бензин, керосин, дизельное и ракетное топливо), используется для получения тепловой и электрической энергии. При сгорании топлива на основе нефти выбрасывается огромное количество вредных веществ.
Одним из основных источников загрязнения окружающей среды в последние годы является транспорт, в том числе самый опасный – автомобильный, так как вредные вещества выбрасываются на уровне дыхания человека.
В настоящее время в мире эксплуатируется более 800 млн. автомобилей,40 лет назад в мире было 60 млн., а к 2004 году прогнозируют увеличение автомашин на 50 процентов. Автомобили выбрасывают отработанные газы, содержащие боле 200 различных химических веществ вредных для человека, растительного и животного мира.
Каждая машина, прошедшая 15 тыс. километров, потребляет более 4 тонн кислорода.
Атмосфера – это и надежный щит, который спасает живые организмы на Земле от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей, а также от космических осколков.
Атмосфера не знает государственных границ, поэтому ее загрязнение опасно для всего человечества.
Наиболее загрязненные территории на Земле
Институт Блексмита Англии подготовил список наиболее неблагополучных в экологическом отношении мест на Земле по состоянию на 2005 – 2006 г.г..
В десятку самых опасных городов вошли также 2 города в Китае, 2 в Индии, 2 в России.
1. Линьфэнь, Китай
Город находится в центре китайского угольного бассейна, покрыт сажей и угольной пылью. Если вывесить белье сушится то пока оно высохнет станет черное. Государственное агентство по охране окружающей среды Китая в городе худший воздух в стране.
Число потенциально пострадавших около 3 млн. человек.
2. Тяньцзинь, Китай
Индустриальный район Китая, где находится город, дает более половины китайского производства свинца. Значительное количество этого токсичного вещества находится в воздухе, оседает на почву и водоемы, откуда попадают в кровеносную систему местных жителей, вызывая различные заболевания и слабоумие их потомства.
Концентрация свинца в пшенице в 24 раза превышает китайские стандарты, которые менее жесткие, чем у других стран.
Число потенциально пострадавших около 140 тысяч человек.
3. Сукинда, Индия
В Сукинде располагается крупнейший в мире комплекс по добыче хромитовой руды открытым способом. При попадании в организм через дыхательные пути или пищеварительный тракт может вызвать рак. Концентрация хрома в питьевой воде более чем в 2 раза превышает международные стандарты.
85 процента смертей в районах, где добывают хромовую руду, связанные с заболеваниями от высоких загрязнений воздуха воды и почвы.
Число потенциально пострадавших около 2.6 млн. человек.
4. Вали, Индия
Источник загрязнения – химикаты и тяжелые промышленных комплексов.
В воздухе и сельхозпродукции имеются тяжелые металлы, вредные химические вещества, а уровень ртути в грунтовых водах 96 раз превышает безопасный уровень, т.е. ПДК.
Число потенциально пострадавших около 100 тысяч человек.
5. Ороя, Перу
Загрязнение окружающей среды свинцом, медью, цинком и диоксидом серы при добыче и обработке тяжелых металлов. Средний уровень свинца в три раза превышает установленные уровни. Свинец не выводится из организма, а накапливается в нем.
Число потенциально пострадавших около 40 тысяч человек.
6. Дзержинск, Россия
Загрязнения города химикатами и токсичными продуктами, включая газ зарин от промышленных комплексов по производству химического оружия времен холодной войны. До 1998 года в районе города с нарушениями установленных правил было захоронено около 300 тысяч тонн химических отходов. Городская черта частично загрязнена диоксинами и фенолом, а уровень загрязнения в 17 млн. раз превышает безопасный уровень. 17 млн. раз очень много, возможно произошла опечатка, но и в сотни раз очень высокое загрязнение этими веществами. В 2003 году уровень смертности превысил рождаемость в 2.5 раза.
Число потенциально пострадавших около 300 тысяч человек.
7. Норильск, Россия
Загрязнение города диоксидом серы, тяжелыми металлами, фенолами от промышленных комплексов по добыче и обработке никеля. Здесь расположен крупнейший в мире металлургический комплекс, который каждый год выбрасывает в воздух более 4 млн.тонн кадмия, свинца, никеля, мышьяка, селена и цинка.
В радиусе 50 км. от металлургического комбината по выплавки никеля нет ни одного живого дерева, это пустыня.
Число потенциально пострадавших около 140 тысяч человек.
8. Чернобыльская АЭС
Выброс радионуклидов из разрушенного реактора АЭС в 100 раз превысил уровень, созданный взрывом атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки. Это крупнейшая авария в мире.
Число потенциально пострадавших более 5.5 млн. человек.
9. Сумгаит, Азербайджан
Многочисленные заводы города выбрасывают в окружающую среду органические химикаты, нефтепродукты и тяжелые металлы. Ежегодно, во время эксплуатации заводов, выбрасывалось в воздух почти 120 тыс. тонн вредных веществ, включая ртуть.
Число потенциально пострадавших около 250 тысяч человек.
10. Кабве, Замбия (Северная Родезия)
Заводы по добыче и обработке свинца и кадмия выбрасывали в окружающую среду огромное количества тяжелых металлов и пыли. Несмотря на то, что шахты и металлургические заводы уже не действуют, содержание свинца и кадмия в окружающей среде огромное. В среднем концентрация свинца в организме местных детей в 5 – 10 раз превышает допустимые уровни, что в некоторых случаях ведет к смерти.
Число потенциально пострадавших около 255 тысяч человек.
Так что же такое атмосферное загрязнение? Под этим загрязнением понимают наличие в воздухе различных паров, химических веществ, газов, частичек жидких и твердых веществ, которые отрицательно воздействуют на живые организмы и природную среду.
Для улучшении состояния воздушного бассейна и предназначен мониторинг загрязнения атмосферного воздуха.
Организация ведения мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.
Систематические стационарные наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в Беларуси проводятся с 1965 г. и радиоактивного загрязнения воздушной среды (с 1961 г.). Но эти виды мониторинга не были взаимоувязаны.
Виды мониторинга, где определяется качество атмосферного воздуха:
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха.
Мониторинг озонового слоя.
Радиационный мониторинг.
Локальный мониторинг.
Система мониторинга атмосферного воздуха в Беларуси
Мониторинг атмосферного воздуха реализован в рамках Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь (НСМОС)
Сбор (получение) информации о загрязнении воздуха осуществляется на пунктах наблюдений НСМОС, включенных в Государственный реестр, по перечню показателей, определенных техническим проектом НСМОС.
Мониторинг состояния атмосферного воздуха проводится в 16 промышленных городах республики на 55 стационарных постах.
В Минске имеется 12 станций, в Могилеве – 5, Гомеле, Витебске, Бресте, Гродно по 4 станции; в остальных промышленных центрах – в городах Полоцк, Новополоцк, Орша, Бобруйск, Мозырь, Речица, Светлогорск, Пинск, Новогрудок и Солигорск по 1-3 станции. Таким образом, регулярные наблюдения охватывают территорию, на которой проживает около 65% городского населения республики. Дополнительно к программе наблюдений в течение года обследуется состояние воздушного бассейна г. Кричев, Барановичи, Борисов и других городов, где нет стационарных постов.
Осуществляются также наблюдения на станции фонового мониторинга и станции трансграничного переноса.
Фоновые наблюдения.
Для определения загрязнения природной среды (вода, воздух, почва), где наиболее чистые территории, осуществляются наблюдения на в Березинском заповеднике. Информация, получаемая на этой станции, входит в международный обмен. На станции более 30 лет проводят непрерывные круглосуточные наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха по 6 вредным веществам (диоксид серы, сульфаты, диоксид азота, взвешенные вещества, свинец, кадмий).
Трансграничный перенос загрязняющих веществ.
Для изучения дальнего атмосферного переноса загрязняющих веществ (ЕМЕП) с сопредельных территорий предназначена специализированная трансграничная станция Высокое (западная граница республики). На станции регулярно отбираются пробы воздуха и осадков с дальнейшим анализом на высокоточных приборах в центральных лабораториях.
Наряду с основными методами оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха существуют и косвенные.
Одними из важнейших частей мониторинга загрязнения атмосферного воздуха являются:
Изучение химического состава атмосферных осадков.
В настоящее время регулярно определяются в 15 пунктах республики 12 веществ – кислотность атмосферных осадков, компоненты основного солевого состава и содержание в них тяжелых металлов. Наблюдения проводят на метеостанциях. Атмосферные осадки накапливаются в специальных ведрах из пластмассы.
Определение химического состава снежного покрова.
Для районов, характеризующихся значительными объемами выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников, где измерения загрязнения воздуха отсутствуют или проводятся на ограниченном числе станций, организован мониторинг снежного покрова. Снежный покров отбирается в 22 пунктах 1 раз в год в период максимального накопления запаса влаги в снеге, как правило, эту работу выполняют в феврале начале марта. В пробах снега определяют 12 веществ (те же вещества что и в осадках).
Источники загрязнения атмосферного воздуха
1. Передвижные источники (автотранспорт, железнодорожный транспорт, авиация).
2. Стационарные источники загрязнения – источники загрязнения окружающей среды, образующиеся при сжигании топлива для нужд промышленности, энергетики, сельскохозяйственные и промышленные предприятия.
3. Естественное загрязнение, которое не управляется человеком. Естественное загрязнение связано с пылевыми бурями, землетрясениями, выбросами вулканического происхождения и другими природными процессами.
4. Вещества, разрушающие озоновый слой.
5. Радиоактивное загрязнение атмосферного воздуха (АЭС, ядерное оружие, применение «грязных» бомб и др.).
6. Загрязнение в результате военных действий.
7. Электромагнитное и шумовое «загрязнение».