3 Типа экологических карт

1. карты состояния природной среды. К ним относятся карты оценки природной среды и неблагоприятных условий, основана для дорожного строительства (карты вечной мерзлоты, карты засоления почв). Карты предупреждающие о риске стихийных бедствий (при проектировании населенных пунктов). Карты нарушений состояний природной среды (распространение по территории бытовых отходов).

2. карты охраны природы. Карты заповедных территорий и карты природоохранных мероприятий и оптимизация земель.

3. карты природопользования (природопользование – система взаимоотношений человека с природой, возникающая в процессе трудовой деятельности и складывающаяся в соответствии с характером исторических, социальных и географических условий). Классификация карт природопользования:

- по видам природопользования (горнопромышленные, земле-, водопользование);

- по процессам природопользования (карты территории интенсивного ресурсопотребления);

- по характеру и видам оценки природопользования (состояния природных ресурсов).

- по видам использования (карты контроля, соблюдения правил охраны природы; карты планирования хозяйственной деятельности на территории с определенной естественной средой).

Билет №40. Основные задачи экологического мониторинга. Виды мониторинга и пути его реализации.

Экологический мониторинг (по Израэлю) – это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов. Не включает управление качеством окружающей среды.

Экологический мониторинг – постоянно действующая информационно-аналитическая система об экологическом состоянии объектов природной среды, создаваемая с целью управления ее качеством.

Главная цель мониторинга – наблюдение за факторами воздействия и состоянием среды, оценка фактического состояния природной среды, прогноз состояния окружающей природной среды и оценка прогнозируемого состояния.

Принципы корректности мониторинговых наблюдений:

1. Репрезентативность – т.е. сеть точек наблюдений должна удовлетворять масштабу пространственного поля.

2. Принцип единообразия – т.е. когда измерения и наблюдения на всех точках должны проводиться по единой методике и с помощью приборов имеющих одинаковую чувствительность.

3. Принцип синхронности и регулярности – наблюдения на всех точках должны проводиться в одно и тоже время или через одинаковые промежутки времени.

Его основные задачи: наблюдение за состоянием биосферы, оценка и прогноз ее состояния; определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, выявление факторов и источников такого воздействия, а также степени их воздействия.

Подходы к классификации мониторинга – по характеру решаемых задач, по уровню организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения (атмосферы, гидросферы, литосферы, биотосферы, за состоянием здоровья людей). В качестве основных факторов воздействия рассматриваются физические, биологические и химические факторы. Мониторинг состояния биосферы включает такие природные среды как атмосферный воздух, океан, поверхностные воды суши, морские и подземные воды – геофизический мониторинг, биоту – биологический мониторинг. По целям – мониторинг атмосферы, мониторинг климатический (изменение климата), мониторинг озоносферный, мониторинг нефтяного загрязнения океана. По способам наблюдения – космический мониторинг, авиационный мониторинг, наземный мониторинг.

Классификация по территориальному охвату.

1. глобальный мониторинг (за изменениями параметров природной среды в глобальном масштабе, охватывает весь Земной шар, на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность.)

2. межнациональный (наблюдается территория крупного региона или территория ряда соседних стран.)

3. национальный (в пределах отдельно взятой страны)

4. региональный (существенная часть крупного региона, проявление процессов миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона;)

5. территориальный (какая-либо важная часть страны – республика, край, область или территориально-производственный комплекс)

6. локальный (важная часть территории, т.е. это город, административный район, крупный промышленный или аграрный центр)

7. импактный (изучение сильных воздействий локального масштаба, изменения параметров природной среды в пределах конкретного производства, мелких населенных пунктов, в особо опасных зонах).

В программу локального мониторинга входят наблюдения за изменением в различных природных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцеро -, мутагенными и др. неблагоприятными свойствами, а также вредных физических воздействий – радиации, шума, вибрации и др. Объектами локального мониторинга являются приземный слой воздуха, поверхностные, подземные и сточные воды, выбросы и сбросы загрязняющих веществ в атмосферу, и водные объекты, радиоактивные излучения. Пункты наблюдений располагаются в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким учетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека, например: трофические, с естественными и искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, АЭС, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов.

Программа регионального мониторинга предусматривает оценку состояния окружающей природной среды в пределах того или иного региона. Наблюдения ведутся за состоянием экосистем крупных ПТК – бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т.д., где имеются отличия параметров от базового фона вследствие антропогенных воздействий. Изучаются также трофические связи – биологические круговороты и их нарушения, оцениваются возможности использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах деятельности, анализируются характер и количественные показатели антропогенных воздействий на окружающую природную среду в этих регионах. Например, ведется контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона. Объектами регионального мониторинга являются исчезающие виды растений и животных, природные экосистемы, агроэкосистемы и лесные экосистемы.

Фоновый мониторинг, осуществляемый в рамках международной программы “человек и биосфера”, имеет целью зафиксировать фоновое состояние окружающей природной среды, что необходимо для дальнейших оценок уровней антропогенного воздействия. Объектами глобального м-га являются атмосфера, гидросфера, почвенный покров, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП и Всемирной метеорологической организации.

Билет №41. Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха.

Загрязнение атмосферного воздуха - поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха;

Мониторинг атмосферного воздуха - система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения;

Наблюдения за уровнем загрязнения воздуха в городах и промышленных центрах РФ выполняют территориальные управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Совместно с ними наблюдения осуществляются органами санитарно-эпидемиологического надзора и другими ведомствами, имеющими лицензию. Наблюдения производятся на стационарных, маршрутных и передвижных постах по полной программе 4 раза в сутки или по сокращенной - 3 раза в сутки. Пробы воздуха отбираются в поглотительные приборы и на аэрозольные фильтры для последующего определения концентраций различных примесей. Затем отобранные пробы пересылаются в городские и областные лаборатории мониторинга загрязнения окружающей среды для проведения лабораторного анализа.

Перечень подлежащих контролю загрязняющих веществ устанавливается с учетом объема и состава выбросов для каждого района в результате предварительного обследования. Определяются концентрации как основных для всей территории загрязнителей (взвешенные вещества, оксид углерода, оксид и диоксид азота, диоксид серы), так и специфических для отдельных территорий веществ (аммиак, формальдегид, фенол, сероводород, сероуглерод, фтористый водород, бенз(а)пирен, тяжелые металлы, ароматические углеводороды). Одновременно с отборами проб воздуха проводится определение метеорологических параметров: направления и скорости ветра, температуры и влажности воздуха, состояния погоды. Сбор и обработка результатов большинства анализов осуществляется в течение суток.

Для определения уровня загрязнения атмосферы используются следующие характеристики:

- средняя концентрация примеси в воздухе, мг/м³.

- максимальная разовая концентрация примеси, мг/м³.

- повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше ПДК данной примеси.

- наибольшая повторяемость (НП) превышения ПДК любым веществом в городе.

- повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше 5ПДК.

- число случаев концентрации примеси в воздухе, превышающая 10ПК.

- наибольшая измеренная в городе максимальная разовая концентрация любого вещества, деленная на ПДК – стандартный индекс (СИ).

- индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), используются для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ, позволяет представить уровень загрязнения одним числом, загрязнение считается низким, если ИЗА<5, повышенным при ИЗА 5-6, высоким при ИЗА 7-13, очень высоким при ИЗА >14

ПДК загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствие и санитарно бытовых условий жизни.

Лимитирующий показатель вредности характеризует направленность биологического действия вещества:

1. Рефлекторное (реакция со стороны рецепторов верхних дыхательных путей – ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания). Рефлекторное действие лежит в основе установления максимальной разовой ПДК (ПДК_мр). Пример: оксид азота, сероводород, толуол.

2. Резорбтивное (возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных и канцерогенных эффектов, возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но длительности вдыхания). С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК (ПДК_сс). Пример: бензол, гексан, пыль, ртуть, мышьяк, оксид углерода.

Кроме максимально разовой ПДК и среднесуточной ПДК имеется перечень веществ, выброс которых в атмосферный воздух запрещен (в настоящее время 38 веществ, из них алкалоиды красавки (атропин), апилак, араноза, пыль наркотических анальгетиков).

При совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия, сумма их концентраций, деленная на ПДК, не должна превышать единицы при расчете по формуле:

С₁/ПДК₁+ С₂/ПДК₂+ … >= 1

Билет №42. Мониторинг загрязнения природных вод.

Мониторинг загрязнения природных вод – система наблюдений, оцени и прогноза состояния поверхностных и подземных вод суши, морей и океанов с целью получения информации об их качестве, необходимой для рационального использования водных ресурсов и осуществления мероприятий по их охране от загрязнений.

Общая схема мониторинга загрязнения природных вод включает 3 этапа:

1. Организацию систематических наблюдений (подготовительный этап);

2. Анализ и обработку результатов наблюдений (создание информационной базы);

3. Прогноз качества воды водных объектов. Взаимосвязь между контролем и управлением качества воды водных ресурсов обусловлена тем, что управление основывается на той информации, которую получают в процессе контроля.

В тоже время программа контроля должна учитывать возможные просьбы водопотребителей и управляющих органов по изменению программы наблюдений за качеством вод для оптимизации задач управления водными ресурсами.

Мониторинг загрязнения природных вод решает основные задачи:

1. Наблюдение и контроль уровня загрязненности вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям;

2. Изучение динамики загрязняющих веществ;

3. Изучение процессов самоочищения и накопления загрязняющих веществ в донных отложениях;

4. Изучение процессов формирования химического состава вод в устьевых створах рек для составления баланса химических веществ.

Систематические наблюдения и контроль загрязненности поверхностных вод осуществляется в рамках ОГНСК как в местах, подверженных влиянию хозяйственной деятельности человека, так и в районах минимального загрязнения (фоновый створ).

Кроме стационарной (режимной) сети наблюдений, мониторинг загрязнения природных вод осуществляется на специализированной сети пунктов наблюдения и контроля на загрязненных водных объектах и временной экспедиционной сети пунктов наблюдения и контроля на водных объектах, не охваченных постоянной сетью. Организация системы наблюдения и контроля качества воды по гидрохимическим и гидробиологическим показателям предусматривает их проведение в установленных пунктах в согласованные сроки по четко определенной программе и по единой унифицированной методике.

Мониторинг источников, система наблюдений, оценки и прогноза объема и уровня загрязненности сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, осуществляется на стационарной и подвижной сети. Полученная информация используется при установлении ПДС, ограничивающих объемы и количества вредных веществ, сбрасываемых в водные объекты.

Анализ материалов наблюдений, оценки и прогноза состояния водных объектов позволяет разработать рекомендации по регулированию качества воды, под которым понимается воздействие на факторы, влияющие на состояние водных объектов с целью соблюдения норм качества воды – установленные значения показателей качества воды по видам водопользования (ГОСТ Р 17.1.1.01.-77).

ОГСНК – “Общегосударственная служба наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды”, информационная служба, предусматривающая комплексное изучение загрязненности всех сред, в том числе и поверхностных вод России (разработана и введена Росгидрометом).

Под качеством воды понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования, при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды. В этой связи разработаны системы ПДК двух типов:

- Предельно допустимая концентрация в воде водного объекта хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_В);

- Предельно допустимая концентрация в воде водного объекта, используемая для рыбохозяйственных целей (ПДК_ВР).

При установлении ПДК_В используют три показателя вредности

- органолептический

- общесанитарный

- санитарно-токсикологический.

Для ПДК_ВР используют пять показателей:

- органолептический

- санитарный

- санитарно-токсикологический (вредное воздействие на организм человека).

- токсикологический (токсичность для живых организмов, населяющих водный объект).

- рыбохозяйственный (определяет порчу качества промысловых рыб).

Для комплексной оценки качества поверхностных вод суши используется индекс загрязненности вод (ИЗВ).

ИЗВ=(∑(С_1-6/ПДК_1-6))/6

Где С/ПДК – относительная (нормированная) среднегодовая концентрация;

6 – строго лимитируемое количество показателей (ингредиентов), берущихся для расчета и имеющих наибольшие относительные среднегодовые концентрации (значения), включая в обязательном порядке растворенный кислород и БПК₅ (биологическое потребление кислорода). Пестициды в расчет ИЗВ не включаются.

(ИЗВ для морских вод производится по четырем ингредиентам).

Билет №43. Биомониторинг: понятия, цели и задачи, классификация, критерии отбора.

Биоиндикация – отрасль биологической науки, изучающая признаки биоты, характеризующие компоненты природной среды и их особенности. Биоиндикация загрязнений является составной частью общей биоиндикации. Биоиндикация загрязнений основана на изучении различных биологических, физиологических, анатомических и др. отклонений в развитии организмов, а также их сообществ, возникающих под действием внешних факторов. Она включает в себя ряд относительно простых, дешевых и информативных методов оценки экологического состояния окружающей среды, основанных на изучении реакций организмов, возникающих в ответ на антропогенное воздействие.

Объект индикации – различные природные тела или иные свойства и протекающие в них процессы. Показатели, которые при этом используются, называются индикаторами.

Биоиндикаторами м. б. живые организмы, обладающие хорошо выраженной реакцией на внешнее воздействие: различные виды бактерий, водорослей, грибов, растений, животных

Цели:

1. Слежение за биологическими объектами – организмами, популяциями, видами, сообществами для определения состояния, поведения, а также появлением случайных инвазий.

2. Мониторинг с использованием биоиндикаторов для оценки изменений окружающей среды, часто на базе заповедников, как эталонов.

3. Измерение разных показателей, характеризующих взаимодействие между биологической системой (организмом, популяцией) и потенциально опасным для нее агентом, который может иметь физическую, биологическую и химическую природу. Ответ организма на воздействие агента может быть физиологическим на уровне всего организма (биологической системы) или биохимическим – на клеточном и молекулярном уровне. Одним из прямых методов мониторинга является метод биологических маркеров.

Задачи:

- оценка и прогноз ответных реакций экосистем (биосистем) на антропогенное изменение окружающей среды,

- разработка и внедрение разнообразных биометодов и способов оценки качества окружающей среды с помощью живых организмов.

Классификация (методы БИ исследований):

7. Биогеохимический. В основе – анализ химического состава биомассы живых организмов и определение интенсивности аккумуляции поллютантов. Позволяет осуществить специфическую индикацию антропогенных воздействий и определить характер поведения загрязняющих веществ в окружающей среде.

8. Спектрофотометрический – исследование спектрального отклика растений и растительности на загрязнение окружающей среды.

9. Микробиологический.

10. Фитоиндикационный – анализ хим. состава, морфологический, флористический, фитоценотический, лихено-, брио-, дендроиндикация.

11. Зооиндикационный.

12. Биоценотический – состав сообществ, анализ видового разнообразия др.

13. Биотестирование – метод определения степени токсического воздействия физических, химических и биологических факторов среды, потенциально опасных для организмов данной экосистемы.

Основные принципы применения БИ:

1. Относительная быстрота проведения исследований. Биоиндикационные исследования должны охватывать одну фенологическую фазу при сравнительно однородных метеорологических условиях (в период максимальной биологической продуктивности сообществ). При выпадении осадков необходимо переждать несколько дней для восстановления уровня поллютантов в компонентах природно-территоиальных комплексов.

2. Получение достаточно точных и воспроизводимых материалов (использование стандартных методик, оборудования, ГОСТы). Диапазон погрешностей по сравнению с другими методами тестирования не должен превышать 20%.

3. Отбор индикаторов с высокой встречаемостью и обилием. Биоиндикаторы должны быть хорошо изучены, и иметь на всей территории исследований однородные свойства.

Критерии при выборе биоиндикаторов:

1. Широкий ареал

2. Эвритопность (повсеместное распространение вида)

3. Оседлость

4. Антисинантропность (не сопутствующие человеку)

5. Индикационная пластичность (свойств инвариантных свойств)

6. Достаточная биомасса

7. Простота добычи и учета

8. Изученность вида и внутривидовых таксонов

При фитоиндикационных исследованиях:

2. Изучение одновозрастных экземпляров

3. Средняя проба с нескольких экземпляров

4. Отбор проб с одной высоты и по всей окружности

5. Оценивать проективное покрытие лишайников на стороне их максимального развития

На хим. анализ отбор проб по отдельным органам.

Вопрос №44. Принципы отбора проб различных объектов среды, а также выбора мест для осуществления пробоотбора и самого мониторинга.

Выбор места отбора проб производится с учетом географических, геологических, экологических особенностей изучаемого региона, с учетом возможного характера распределения загрязнения в пространстве и во времени.

Методы анализа при проведении наблюдений – стратегия получения адекватной информации об объекте исследования на основе данного анализа.

Стадии аналитического процесса:

• Отбор пробы;

• Пробоподготовка;

• Измерение.

Эти стадии – равнозначные звенья цепи, несущие объективные и субъективные источники погрешностей.

Проба должна быть представительна относительно объекта исследования. Информация, полученная от пробы, должна математически точно отражать информацию объекта. Это требование выполнимо, когда анализу подвергается весь объект. Обычно получаются различные приближения. Задача – получить статистически усредненный образец (легко осуществимо в жидкой фазе). Достигается отбором одной большой пробы или многих в разных точках с последующим механическим усреднением или растворением.

В воздушной среде образец получают прокачкой через фильтры или поглотители (газ, аэрозоль).

Сосуды должны быть инертны к загрязнителям (пенопласт, фторопласт – для жидкостей; стекло для нефтепродуктов; пластик, ткань – для твердых проб). Жидкости упаковываются герметично и консервируются.

Принципы отбора проб воздуха:

- отбирают с высоты 2 метра;

- точки наблюдений отбора проб располагают вдоль направлений преобладающих ветров (по розе ветров);

- размещаются точки отбора проб на различном расстоянии от источника загрязнений;

- точки наблюдений располагаются каждые 100 метров (по основным направлениям ветра, 4-х направлений достаточно).

Как правило обязательным является контроль на границе санитарно-защитной зоны, если предприятие.

Осреднение (за 20 минут) воздушного образца достигается путем продолжительной прокачки воздуха через фильтры (поглотители - сорбенты).

Принципы отбора проб вод:

1. воды суши:

- основное правило – выбирают точки, там где есть проточные воды, т.е. в зонах нормального перемешивания воды; соответственно если это река, то точки отбора проб будут браться в середине водотока (где есть интенсивное перемешивание);

- в поверхностных водных объектах берут «объединенные пробы» (нет разделения по глубинам, горизонтам водной толщи);

- точки проб располагают ниже по течению реки; точки располагают по окружности от источника воздействия;

- контрольный створ располагают выше по течению реки, либо на соседних притоках (которые не испытывают воздействия). Пример: дельта р. Нева (имеет только 1 приток – р. Охта), Охта – будет контрольным створом для В.О.

Донные отложения: такой же принцип отбора проб как для вод суши (точечный).

2. морская среда:

- все пробы отбираются с конкретных горизонтов (глубин; фиксируют с какой глубины взята проба);

- станции наблюдений могут располагаться как вблизи источников, так и по площадному принципу (по сетке).

Вопрос №45. Прогностические возможности мониторинга окружающей среды. Ответ неполный!!! Надо еще!!!

Мониторинг – система наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды, которая является важнейшей частью государственного экологического контроля. Главная цель мониторинга – наблюдение за состоянием окружающей природной среды и уровнем ее загрязнения, оценка и определение последствий антропогенного воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека, а также эффективности природоохранных мероприятий. Сюда относятся экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окр. прир. среды. В России внедрена единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), к основным задачам которой относится ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку, и гармонизация их с международными эколого-информационными системами, а также оценка и прогноз состояния объектов и антропогенных воздействий на них, откликов экосистем и здоровья населения на изменение состояния ОПС. Кроме того, в России используется постоянно действующая математическая модель прогнозирования изменений в ОПС, входящая в автоматизированную информационную систему мониторинга. Одной из основных целей математического моделирования системы является принятие обоснованных управляющих решений по предупреждению негативных тенденций в окружающей среде.

Согласно словарю “Природопользование” Н.Ф. Реймерса (1984) под мониторингом окружающей среды понимается “слежение за состоянием окружающей человека природной среды и предупреждение о создающихся критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов”. В других определениях мониторинга, приведенных в данном словаре (всего их 10!), обращается внимание либо на пространственный аспект, либо на методы его реализации: космический, авиационный, биологический и т.д. При таком подходе смысл мониторинга заключается в осуществлении двух взаимосвязанных функций - наблюдения (слежения) и предупреждения. Такой мониторинг нацелен на фиксацию отрицательных последствий хозяйственных действий и их вторичных эффектов, и поэтому обладает низким прогностическим потенциалом.

Идея глобального мониторинга окружающей среды впервые была высказана в монографии "Глобальный мониторинг окружающей среды", изданной в 1971 г. Научным комитетом по проблемам окружающей среды Международного совета научных союзов. Под мониторингом понималась система контроля над окружающей средой, включающая три блока: наблюдения за состоянием среды, определения возможных изменений и мероприятий по управлению (регулированию) окружающей среды.

Важнейшим принципом регионального экологического мониторинга должен являться принцип проблемной организации. Этот принцип противополагается идее тотального мониторинга “всего и вся” и снимает синдром “избытка данных - недостатка информации”. Программа исследования и наблюдения развертывается только под определенную экологическую проблему.

Мониторная система должна быть открыта не только для развития, но и для пользователей. Информационная открытость - необходимое условие нормального функционирования системы, которое может быть обеспечено средствами ГИС-технологий. Все результаты экологических исследований и наблюдений должны быть доступны для управленцев, предпринимателей, политиков, широкой общественности. Однако этот принцип накладывает определенные обязательства на пользователей, которые должны сформулировать свои требования при формировании программ мониторинга. Оперативность экологического мониторинга должна выражаться не столько в технической стороне дела - оперативности переработки и выдачи информации, сколько в оперативности принятия решений в критических ситуациях. При таком требовании информация, выдаваемая управляющему, должна быть ориентирована на принятие решений и включать типы имевших место критических экологических ситуаций и действий по их разрешению.

Системный анализ и имитационное математическое регулирование дают возможность прогнозировать возможные состояния и изменения сложных систем и делают управление ими эффективным. Данный подход можно описать следующим образом:

Прогнозирование изменений в экологических системах региона, а главное, выявление источников антропогенного воздействия и причин возникающих изменений, возможного воздействия различных частей региона на соседние требует анализа по отдельных территориальным подсистемам , относительно однородным по физико-географическим условиям (и исходности систем), построение моделей хозяйственно деятельности, анализа последствий этой деятельности и оценки последствий по каждой и территориальных подсистем. Для этого необходимо разбить регион на территориальные подсистемы с учетом высказанных соображений. Выделение подсистем необходимо также для того, чтобы определить функции влияния («передаточной» функции) одной части региона на любую другую.

Вопрос №46. Определение и назначение географических информационных систем (ГИС)

Географические информационные системы – это компьютерные системы (или в более узком смысле программные пакеты), предназначенные для сбора, хранения, дополнения, обработки, анализа, моделирования, визуализации пространственно-координированной (т.е. имеющей пространственную привязку) информации, а также проведения экспертиз при принятии управленческих решений. ГИС – аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распределение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний для решения задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием, управлением природной средой и территориальной организацией общества.

Центральное звено любой ГИС - база данных. База данных - совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и обработки данных, независимо от прикладных программ.

В любой ГИС можно выделить ее стандартное программное ядро: программное обеспечение, программный пакет, разработанный одной из крупных фирм по производству программного обеспечения. В большинстве случаев для анализа и моделирования экологических процессов, или хотя бы для разработки собственного интерфейса пользователя необходимо создавать программы, которые будут управлять работой ГИС для данного конкретного проекта. Эта возможность реализуется при помощи встроенного в стандартную ГИС внутреннего языка создания ГИС приложений. Разработка стандартных ГИС - дело многочисленных коллективов профессиональных программистов специализированных фирм. Однако эти программисты не имеют экологического образования и не знают специфики задачи, для решения которой разрабатывается конкретная ГИС. Поэтому разработка конкретного ГИС-приложения или участие в его создании совместно с программистом-профессионалом - дело специалиста-эколога.

Таким образом, для реализации конкретной ГИС необходима совокупность из программных и технических средств хотя бы в пределах одного компьютера. Это тот случай, когда получение поставляемых в ГИС данных находится вне рамок данной конкретной ГИС: данные каким-то образом получены, записаны в файлы необходимых форматов и импортируются в ГИС. Однако возможен такой случай, когда к ГИС подключаются блоки автоматизированного измерения различных характеристик, т.е. в ГИС включена информационно-измерительная система. Вообще информационной системой называется система, реализующая автоматизированный сбор, обработку и манипулирование данными и включающая в себя технические средства обработки данных, программное обеспечение и соответствующий персонал. Упрощенная структура информационной системы подразумевает наличие измерительного блока, блока ввода данных в базы данных, системы управления базами данных, комплекса прикладных программ и обслуживающего персонала. Информационные системы подразделяются на измерительные информационные системы и обрабатывающие информационные системы. Разумеется, система может быть одновременно и измерительной, и обрабатывающей. Отличие информационной системы от геоинформационной состоит в отсутствии блоков визуализации информации и ее анализа. В общем случае в состав конкретной геоинформационной системы может входить информационно-измерительная система. В таком случае в состав конкретной ГИС кроме измерительных датчиков должны входить телекоммуникационные средства передачи информации: кабельная сеть, модемы и т.д.

Все ГИС делятся на 3 основные группы:

1. Системы, самостоятельно добывающие первичную информацию и выпускающие ее в виде сводок, или БД.

2. Системы, аккумулирующие поступающую информацию, перерабатывающие ее и выдающие в различной форме.

3. Системы, не добывающие и не обрабатывающие факты, а собирающие опубликованную информацию и обслуживающие потребителей.

Вопрос №47. Понятие «база экологических данных»

База данных - совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и обработки данных, независимо от прикладных программ.

Язык базы данных предоставляет в распоряжение пользователя следующие возможности:

• средства работы с файлами, позволяющие выбирать, модифицировать, сортировать, объединять, отыскивать данные, и выполнять сложные запросы

• возможность пользоваться собственными критериями выбора, вызывать заранее составленные последовательности команд с помощью меню.

База данных – центральное звено любой ГИС. Географические информационные системы – это компьютерные системы (или, в более узком смысле, программные пакеты), предназначенные для сбора, хранения, дополнения, обработки, анализа, моделирования, визуализации пространственно-координированной (т.е. имеющей пространственную привязку, пространственно-распределенной) информации, а также проведения экспертиз при принятии управленческих решений.

Базы данных разделяют на 2 большие группы:

1. Библиографические. Перечень документов, сопровождаемый описаниями в виде рефератов, аннотаций или списком ключевых слов

2. Справочные. Фактографические базы данных, заключающие в себе необходимую информацию без отсылки к другим источникам. Эта группа делится на: цифровые, текстовые, полицифровые. По задачам, для решения которых предназначаются, их можно разделить на общие, тематические и частные. Общие ГИС и БД различного территориального уровня существуют во многих государствах, используются для решения управленческих задач, природоохранного планирования, оценки земель и др. Тематические ГИС и БД очень разнообразны: они охватывают узкий круг материалов и данных и предназначаются для решения частных задач на конкретных территориях. Создаются только на данных аэрокосмической съемки (геокоминформационные системы и банки). Более разнообразны частные или объектно ориентированные ГИС (ГИС, несущие геологическую и почвенную информацию, сведения о гидрогеологии и гидрологии, береговые информационные системы и др.)

СУБД – система управления базой данных - комплекс программ и языковых средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных. Конкретная СУБД имеет свой собственный формат файлов баз данных, однако можно создать другие программные продукты, способные обрабатывать файлы этого формата. Принципы обработки данных определяются именно их структурой. Аналогия: в России расстояние между колесами локомотивов и подвижного состава с середины 19 века определяется неизменной шириной железнодорожной колеи.

В СУБД входит 3 основных компонента: командный язык, интерпретирующая система или компилятор для обработки команд и интерфейс пользователя. Обычно различают 3 класса СУБД, обеспечивающие работу иерархических, сетевых, реляционных (или табличных) систем баз данных.

Вопрос №48. Классификации ГИС с точки зрения территориального охвата, предметной области информационного моделирования, проблемной ориентации

Согласно официальному определению ГИС-Ассоциации России, географическая информационная система - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах, включает набор функциональных возможностей ГИС, в которых реализуются операции геоинформационных технологий, или ГИС-технологий, поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением.

По территориальному охвату различаются:

- глобальные, или планетарные ГИС (global GIS),

- субконтинентальные ГИС,

- национальные ГИС, зачастую имеющие статус государственных,

- региональные ГИС (regional GIS),

- субрегиональные ГИС,

- локальные, или местные ГИС (local GIS).

ГИС различаются по предметной области информационного моделирования, например: городские ГИС или муниципальные ГИС (МГИС, urban GIS), природоохранные ГИС (environmental GIS) и т.п. Особое наименование, как широко распространенные, получили земельные информационные системы.

Проблемная ориентация ГИС определяется решаемыми в ней задачами (научными и прикладными), среди них инвентаризация ресурсов (в том числе кадастр), анализ, оценка, мониторинг, управление и планирование, поддержка принятия решений.

Интегрированные ГИС (ИГИС, integrated GIS, IGIS) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки изображений (материалов дистанционного зондирования) в едином программном пакете.

Полимасштабные, или масштабно-независимые ГИС (multiscale GIS) основаны на множественных или полимасштабных представлениях пространственных объектов (multiple representation, multiscale representation), что обеспечивет графическое или картографическое воспроизведение данных на любом из избранных уровней масштаба на основе единственного набора данных с большим пространственным разрешением.

Пространственно-временные ГИС (spatial-temporal GIS) оперируют пространственно-временными данными.

Логически и организационно во всех ГИС можно выделить несколько конструктивных блоков, называемых также модулями или подсистемами, выполняющими определенные функции. Последние вытекают из четырех типов решаемых ГИС задач:

1) сбора, 2) обработки, 3) моделирования и анализа данных, 4) использования результатов при принятии решений.

Таким образом, ГИС может использоваться как:

1) информационная основа для изучения природных особенностей региона;

2) инструмент исследования динамики или прогноза процессов и явлений;

3) информационно-справочная система, по определенному запросу выполняющая поиск и выборку данных;

4) система, осуществляющая моделирование геосистем и позволяющая на основе экспертных оценок принимать решения по управлению и регулированию.

Вопрос № 49. ОВОС как процедура и анализ экологического обоснования хозяйственной деятельности. Научно-методические основы процедуры ОВОС

Любая планируемая к реализации хоз. деятельность, которая может оказать негативное влияние на окружающую среду, должна иметь соответствующее экологическое обоснование (экологическое сопровождение). Экологическое обоснование – это совокупность доводов (доказательств) и научных прогнозов, позволяющих оценить экологическую опасность намечаемой хоз. деятельности для экосистемы и человека. Видом экологического обоснования явл. оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС).

ОВОС как процедура или вид деятельности состоит из 3-х этапов:

1 . выявление: намерения данной деятельности С целью

2. анализ: характера и степени воздействий намечаемой деятельности показать

3. учет последствий воздействия хоз. деятельности для ос, т.е. оценка экологич.

экологических, экономических и социальных последствий воздействия.

возможность осуществления данной деятельности и сформулировать предпосылки экологических проблем.

Каждый проект по любому виду деятельности включает в себя 3-и стадии:

Т.о. ОВОС осуществляется в след. последовательности:

достаточная информация + детальный анализ + исчерпывающий прогноз.

Научно - методической основой процедуры ОВОС (т.к. оценка проводится для крупных объектов, характеризующихся комплексным воздействием, что обуславливает необходимость нормирования допустимых нагрузок на экосистему в целом) можно рассматривать экосистемное нормирование, основная цель которого заключается в обеспечении защиты биоразнообразия и поддержании антропогенного воздействия на уровне, приемлемом для сохранения естественных условий окружающей среды.

Важнейший принцип Экосистемного нормирования, отличающий его от санитарно-гигиенического и производственно-ресурсного - это индивидуальность установления норм, т.е. определение уровня воздействия на конкретный ПТК (элементарный ландшафт).

Экосистемное нормирование (ЭН) базируется на 3-х основных принципах:

1) принцип «слабого звена», вытекающий из представлений о лимитирующих факторах и связях в сложных системах: нагрузки, допустимые для самого уязвимого компонента системы, принимаются как заведомо допустимые для системы в целом;

2) принцип дифференцированности экологических нормативов: пространственная и временная дифференциация нормативов, т.е. региональный или бассейновый подходы;

3) принцип «джиу-джитсу»: учет максимального использования внутрисистемных сил, способных действовать в желательном направлении и компенсировать техногенное воздействие, т.е. биоценотический подход.

ЭН использует геоэкологические подходы, основанных на базовых концепциях экологии:

- закон минимума Либиха: выносливость организма лимитируется экологическими факторами;

- закон толерантности Шелфорда: согласно кот. лимитирующим фактором процветания организма (экосистемы) м.б. как min, так и max воздействия (диапазон между min и max определяет величину выносливости (устойчивости)). т.е. выявляют ограничение негативного влияния (нормирование) для вида, кот. будет лимитировать развитие данного вида (экосистемы).

- ЭН-ы носят региональный или бассейновый характер, учитывающие зональные и азональные характеристики природной среды;

- объект исследований - экосистема (биоценоз); оценка ПДАН проводиться на экосистемном, биоценотическом или видовом (по принципу «слабого звена») уровнях;

- современное состояние биоценоза (за искл. сильно нарушенных) принимается в качестве эталонного (фонового); критерии для определения нормативов явл: общие показатели биоразнообразия (состояние основных звеньев трофических цепей, организмов-индикаторов, структурная целостность биоценоза); показатели перестройки экосистемы (снижение биомассы, продуктивности и колебания численности видов, замена доминирующих видов, появление признаков угнетения биоценозов, повышение биоаккумуляции и транспорта загрязняющих веществ в трофич. цепях).

- при установлении нормативов доминантой выступают натурные наблюдения с использованием лабораторных исследований; одновременно оценивается состояние биотической компоненты и абиотических характеристик (соотношение деструкции и продукции, гидрохимические показатели, способность к самоочищению).

В практике лимитирующими факторами выступают химическое загрязнение компонентов природной среды, техногенная активизация геологических процессов, механические нарушения рельефа и …

Пример: добыча УВ сырья на шельфе приводит к загрязнению воды и донных осадков НУ; в процессе эксплуатации месторождения возможно изменение рельефа дна (просадка дна), нарушение условий местообитания рыбных ресурсов, заиление донных осадков (дампинг).

Разработка численных значений в ЭН базируется на определении устойчивости - свойство природных систем сохранять или восстанавливать свою структуру и функции при воздействии внешних факторов (характеризует способность нормального функционирования систем, зависит от: инвариантных свойств геосистем, ранга геосистем, от интенсивности воздействия). Т.о. «Устойчивость» складывается из след. частей:

У = Инертность + Восстанавливаемость + Пластичность

Для того, чтобы количественно оценить воздействия и обосновать пороговые значения для компонентов геосистемы применяются показатели:

- ассимиляционной емкости геосистемы – способность системы воспринимать некоторый объем вредных воздействий без нарушения ее функционирования и развития (при хим., физич. загрязнении), пример: в ландшафтах вынос поллютантов происходит за пределы оцениваемой системы плоскостным смывом и грунтовыми водами, физ.-хим. и биохимическая деструкция загрязняющих веществ; захоронение поллютантов (в донных осадках).

- геодинамического потенциала территории – характеризует степень деградации (при механич. воздействии и активизации геологич. процессов, например: оползни, сели, просадка грунта).

Вопрос № 50. Структура и задачи экологического нормирования

Экологическое нормирование (ЭН) – это самостоятельное научное направление, занимающееся разработкой и апробацией (испытания на практике) нормативов предельно допустимого вредного воздействия (ПДВВ) на природную среду и человека, а также норм и правил природопользования на основе общих методических подходов, комплексного изучения и анализа экологических возможностей экосистем и их отдельных компонентов.

Основная цель ЭН – разработка и обоснование научно-методической базы стандартизации в области безопасности жизнедеятельности человека и сохранения генофонда, охраны ос и рационального природопользования. В ЭН выделяют 3-и основных направления: санитарно-гигиеническое, производственно-ресурсное и экосистемное. ( см. табл. на след. стр.)ое, производственно-ресурсное и экосистемное.зопасности жизнедеятельности человека и сохрананеия жностей эк

Экологическое нормирование – деятельность или некая последовательность действий

Организационно-правовая Научная деятельность ЭН

деятельность ЭН

Научно-методические основы ЭН

Основные механизмы ЭН(4 ):

1. лимитирование (ограничение) – установление пределов вредного воздействия (химич., физич., биологического) на ос и человека, ограничение на эксплуатацию ПР; на данном принципе разработана система ПДК, ПДУ(уровни), нормы ресурсоемкости;

пример: лимиты водопотребления, водоотведения, нормы водоохранных зон, водохозяйственные балансы (элемент регионального нормирования – бассейновый принцип;

2. паспортизация – составление экологических (природоохранных) паспортов на отдельные объекты, ресурсы, источники выбросов, системы очистки, чтобы устанавливать уровень воздействия и контролировать соблюдения природоохранных мер; паспортизация осуществляется в виде кадастров (кадастр=качество + количество ресурсов): земельный, водный, лесной;

3. лицензирование – выдача разрешений на осуществление деятельности с соблюдением требований, установленных нормативными правовыми актами (в лицензии устанавливаются нормы использования ПР, пределы воздействий); контроль за лицензиатом осуществляет гос. уполномоченный орган; пример: водо-, лесо-, использование биологических ресурсов;

4. сертификация – деятельность объекта должна соответствовать экологическим требованиям, установленным в нормативных актах природопользования и охраны ос; в основном это отраслевые стандарты, например: пестициды, ядохимикаты в почвах.