СРС 2 Фоновый мониторинг

СРС 2

Фоновий моніторинг, його роль в оцінюванні і прогнозуванні глобального стану біосфери

Дослідження екологічних змін і організація еколо­гічного моніторингу на фоновому рівні передбачає спо­стереження у віддалених від локальних джерел забруд­нення зонах, тобто фонові спостереження, сутність яких полягає у відстежуванні змін стану атмосфери, ґрунту, природних вод, структури земної поверхні на територі­ях, на які безпосередньо не діють антропогенні фактори.

Фоновий моніторинг — багаторічні комплексні спостереження за визначеними об'єктами природоохоронних зон для оцінювання і прогнозування змін стану екосистем, віддалених від об'єктів про­мислової і господарської діяльності.

Основним завданням фонового моніторингу є з'ясу­вання і фіксація показників, що характеризують природ­ний фон (стан природного середовища, який не зазнав прямого впливу людської діяльності), а також глобальні й регіональні зміни в процесі розвитку біосфери. Його ор­ганізовують у біосферних заповідниках, де вивчають, контролюють і прогнозують антропогенні зміни біосфе­ри, абіотичних факторів середовища, а також внутрішні процеси і явища, що відбуваються в екосистемах.

Фоновий глобальний стан біосфери вивчають на фоно­вих станціях, які формуються зі стаціонарного спостере-жувального полігона (ділянки для відбору проб, гідро пос­ти, спостережувальні свердловини) і хімічної лабораторії, розміщених на територіях біосферних заповідників, де заборонена будь-яка господарська діяльність.

Біосферний заповідник — територія міжнародного значення, ви­окремлена з метою збереження різноманітності природно-тери­торіальних комплексів і генетичних ресурсів рослинного і тварин­ного світу, проведення наукових досліджень, фонового моніторин­гу та вивчення стану довкілля.

Натепер у 76 країнах світу функціонує до 300 біо­сферних заповідників. Площа кожного з них становить від 300 до 2 мнл.га. В Україні біосферними заповідника­ми, де проводять фонові спостереження, є Асканія-Нова (33 307,6 га), Чорноморський біосферний заповідник (100 809 га), Карпатський біосферний заповідник (57 880 га), Дунайський біосферний заповідник (46 402,9 га).

Якісний і кількісний фоновий стан природного сере­довища у далекому минулому, до початку впливу люди­ни, можна дослідити заданими історичного моніторин­гу — аналізу кілець загиблих або давніх дерев, проб льо­довиків, донних відкладень тощо.

Програма фонового екологічного моніторингу на ос­нові біосферних заповідників охоплює такі напрями:

- моніторинг забруднення природного середовища та інших факторів антропогенного впливу;

- моніторинг реакції біоти на антропогенний вплив, передусім на фонові рівні забруднення;

- спостереження за зміною функціональних і структурних характеристик еталонних (незайманих) природних екосистем і їх антропогенних модифікацій.

Програма фонового моніторингу формується з абіо­тичної та біотичної складових.

До абіотичної складової фонового моніторингу нале­жать спостереження за кліматичними, едафічними (ґрунтовими), гідрологічними, орографічними (рельєф­ними), геологічними умовами та явищами навколишньо­го середовища, які впливають на організми екосистеми. При цьому вимірюють гідрометеорологічні величини, концентрації хімічних речовин природного й антропо­генного походження у певних середовищах. Гідрометео­рологічні і геофізичні характеристики навколишнього природного середовища повинні містити дані про швид­кість і напрям вітру, атмосферний тиск і температуру по­вітря, вологість і кількість опадів, інтенсивність соняч­ної радіації, у т. ч. ультрафіолетового випромінювання, витрати, рівень і температуру води, вологість, тепловий баланс ґрунту. Спостереження за абіотичною частиною мають забезпечити інформацією про концентрацію хі­мічних речовин, їх сполук у навколишньому середовищі, про міграційні процеси, накопичення, трансформацію та кругообіг цих речовин. Визначаючи необхідність охоп­лення певних речовин програмою вимірювань у біосферних заповідниках, послуговуються такими критеріями:

1) поширення речовин, їх стійкість і мобільність у навколишньому середовищі;

2) здатність речовин до впливу на біологічні та геофі­зичні системи.

Деякі забруднюючі речовини, потрапивши у при­родне середовище, можуть змінити геохімічну рівнова­гу, легко мігрувати харчовими ланцюжками, накопи­чуватися у біоті й утворювати складні токсичні сполуки. За даними досліджень, найчастіше спричинюють пору­шення геохімічної рівноваги ртуть, кадмій і свинець. При оцінюванні змін природного кругообігу речовин, спричинених антропогенною діяльністю, використову­ють такі показники:

1) коефіцієнт технофільності — відношення щоріч­ного видобутку певного хімічного елемента до його за­гального вмісту в літосфері;

2) коефіцієнт геохімічної рівноваги — відношення су­марних викидів будь-якої речовини у навколишнє при­родне середовище до його загального вмісту в літосфері.

Враховуючи ці коефіцієнти, для кожної речовини встановлюють перелік середовищ, які потребують ви­вчення на фонових станціях у біосферних заповідниках (табл. 2.3).

Таблиця 2.3

Хімічні речовини, які підлягають вивченню на фонових станціях у біосферних заповідниках

Назва хімічних речовин, які підлягають вивченню	Середовище
	атмосфера	атмосферні опади	поверхневі і підземні води	ґрунт	біота
1. Завислі речовини	+
2. Діоксид сірки	+
3. Озон	+
4. Оксид вуглецю	+
5. Оксиди азоту	+
6. Вуглеводи	+
7. Бенз(а)пірен	+	+	+	+	+
8. Хлорорга­нічні сполуки (ДДТ, ін.)	+	+	+	+	+
9. Важкі метали (свинець, ртуть, кадмій, миш'як)	+	+	+	+	+
10.Діоксид вуглецю	+
11. Фреони	+
12. Біогенні елементи (N, Р)		+	+	+	+
13. Аніони і катіони		+
14. Радіонукліди		+

У біосферних заповідниках спостерігають, оціню­ють і прогнозують забрудненість атмосферного повітря за вмістом у ньому важких металів (свинцю, кадмію, миш'яку, ртуті), забруднюючих речовин, що спричинюють глобальні зміни в атмосфері (діоксиду сірки, озону, оксиду вуглецю, оксидів азоту, вуглеводнів, бенз(а)пірену, хлорорганічних сполук (ДДТ та ін.), фреонів). На основі спостережень за фоновими рівня­ми забруднення атмосферного повітря цими речовина­ми розробляють моделі їх перенесення атмосферними фронтами з урахуванням гідрометеорологічних і тех­ногенних факторів.

Однією з передумов аналізу і прогнозування стану забруднення поверхневих і підземних вод, ґрунту та біо­тичної складової екологічної системи є спостереження за токсичними і небезпечними для екологічної системи забруднюючими речовинами: бенз(а)піреном, хлорорга­нічними сполуками (ДДТ та ін.), фреонами, біогенними елементами, важкими металами (свинцем, кадмієм, миш'яком, ртуттю).

Біотична складова фонового моніторингу охоплює оцінювання стану біоти (визначення коефіцієнта роз­множення, тривалості життя), прогнозування її реак­цій на незначну зміну природного середовища (встанов­лення залежності біоти від антропогенного забруднення в системі «доза — реакція»).

Станцію комплексного фонового моніторингу фор­мують стаціонарна ділянка спостережень і хімічна лабо­раторія. Ділянка (полігон) спостереження складається з майданчика для відбору проб, гідропостів, спостережувальних свердловин. На ній відбирають проби атмосфер­ного повітря, атмосферних опадів, вод, ґрунтів, рослин­ності, проводять гідрометричні та геофізичні вимірю­вання. Важливим елементом полігона є базова ділянка фонової станції — майданчик розміром 50 х 50 м, де роз­міщують устаткування для відбору проб, вимірювальні прилади для визначення хімічного складу і фізичних характеристик повітря. Розташовують її на відкритій, рівній ділянці, віддаленій від будівель, лісосмуг, пагор­бів. Хімічну лабораторію зводять не ближче 500 м від базової ділянки. У лабораторії обробляють і аналізують відібрані проби. На фонових станціях визначають і до­сліджують критерії екологічного моніторингу, уточню­ють методи контролювання, оцінювання та прогнозу­вання стану об'єктів спостереження.

Міжнародні фонові моніторингові станції належать до глобальної системи моніторингу навколишнього се­редовища.