МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра екології

М.М.Приходько

МОНІТОРИНГ ДОВКІЛЛЯ

Конспект лекцій

Рекомендовано методичною радою університету

Івано-Франківськ

2010

МВ 02070855-2872-2010

Приходько М.М. Моніторинг довкілля. Конспект лекцій. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010. – 68 с.

Конспект лекцій містить теоретичні основи проведення екологічного моніторингу до вивчення курсу з дисципліни «Моніторинг довкілля». Охоплює розділи, що характеризують систему екологічного моніторингу України.

Розроблений на кафедрі екології Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу для студентів денної та дистанційної форм навчання напряму підготовки «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр».

Рецензент: д-р геол.-мінерал. наук, професор Адаменко О.М.

Рекомендовано методичною радою університету

Протокол № 4 від 05.09.2009 р.

© Приходько М.М., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

Зміст

	Вступ	4
Тема 1	Поняття екологічного моніторингу	5
Тема 2	Організація екологічного моніторингу в Україні	10
Тема 3	Підсистеми екологічного моніторингу	13
Тема 4	Інформація у системі екологічного моніторингу	17
Тема 5	Фоновий моніторинг	20
Тема 6	Моніторинг лісів	23
Тема 7	Моніторинг грунтів	25
Тема 8	Моніторинг вод	28
Тема 9	Моніторинг атмосферного повітря	34
Тема 10	Моніторинг ландшафтів	37
Тема 11	Радіоекологічний моніторинг	47
Тема 12	Моніторинг довкілля на основі спостережень за біологічними об’єктами	53
	Перелік використаних джерел	68

ВСТУП

Курс „Моніторинг довкілля” входить в комплекс спец дисциплін підготовки інженерів-екологів спеціальності „Екологія та охорона навколишнього середовища”. Мета курсу – на основі базових екологічних знань дати студентам науково-методичні аспекти та елементи практичної організації системи екологічного моніторингу, навчити комплексному підходу до питань проектування мережі екологічних спостережень.

В результаті вивчення курсу „Моніторинг довкілля” студенти одержують знання про організаційну структуру системи екологічного моніторингу України, знайомляться з існуючими системами спостережень за природними компонентами. Студенти вивчають особливості організації системи екологічного моніторингу в межах різних природно-техногенних систем. На лабораторних заняттях студенти одержують науково-методичні основи проектування та практичної організації системи екологічного моніторингу компонентів навколишнього середовища та різномасштабних природно-антропогенних систем.

Курс сприяє поглибленому вивченню комплексу екологічних дисциплін, формуванню творчого мислення та прийнятті самостійних рішень на базі науково-теоретичних знань.

Головні задачі курсу полягають у:

• надбанні студентами знань про організаційну структуру системи глобального екологічного моніторингу та систему екологічного моніторингу України;

• ознайомленні з існуючими системами спостереження за природними компонентами по лінії відомчих структур;

• вивченні особливостей організації системи моніторингу у межах різних природно-техногенних систем.

• одержанні студентами науково-методичних основ проектування та практичної організації системи екологічного моніторингу компонентів навколишнього середовища та різномасштабних природно-антропогенних систем.

В результаті вивчення курсу студенти одержать для використання у своїй майбутній професійній діяльності знання (науково-інформаційну основу) щодо проведення екологічного моніторингу та прийняття управлінських рішень з урахуванням можливих еколого-соціально-економічних наслідків.

Тема 1. Поняття екологічного моніторингу

Для управління природними ресурсами необхідні дані про їх кількість, обсяги використання, здатність до самовідновлення, стійкість до впливу зовнішніх чинників, тобто на всіх ієрархічних управлінських рівнях необхідна інформація щодо територіального розміщення ресурсів, сукупності показників їх кількісного і якісного стану, особливостей відтворення і стійкості, впливу якості довкілля на життєдіяльність і здоров’я населення. Формою одержання такої інформації є комплексний моніторинг. Оптимізувати будь-яку систему, явище чи процес можна лише за умови обгрунтованого управління ними; постійного стеження за тим, чи вони набувають бажаних (оптимізованих) рис. Без моніторингу управління природними ресурсами і оцінка наслідків вжитих управлінських рішень неможливі.

Моніторинг – це система повторних спостережень одного і більше елементів оточуючого природного середовища у просторі і часі з певними цілями і згідно з попередньо підготованою програмою Израэль, 1974. Перші пропозиції з приводу такої системи були розроблені експертами спеціальної комісії наукового комітету з проблем оточуючого середовища (СКОПЕ) у 1971р. перед проведенням конференції ООН з навколишнього середовища (Стокгольм, 1972р.).

У системі моніторингу антропогенних змін природного середовища виділяються три взаємопов’язані частини (складові): 1) контроль стану та факторів його формування (збирання, обробка, зберігання, формування бази даних і передавання інформації); 2) аналіз і оцінювання фактичного стану та його динамічних тенденцій; 3) прогнозування змін та розробка управлінських рішень. У разі екологічного (геосистемного) моніторингу об’єктом оцінювання та прогнозу є стан природного середовища.

Залежно від розмірів охопленої моніторингом території розрізняють три його типи:

• глобальний – спостереження проводяться в межах всієї планети;

• регіональний – спостереження проводяться в межах окремої країни, окремого регіону (Карпати, Полісся, Лісостеп) або на рівні області;

• локальний – спостереження проводяться навколо промислового об’єкта.

До типів моніторингу відносяться також екологічний моніторинг – комплексна інформаційна система, що забезпечує регулярний (із заданою періодичністю) контроль за станом і динамікою компонентів довкілля (атмосферне повітря, земля, грунти, вода, біоресурси – ліс, луки, агроценози, тваринний світ, мікроорганізми, мохи, лишайники), оцінку змін і прогнозування можливих змін, обгрунтування і прийняття управлінських рішень з метою своєчасного попередження виникнення і розвитку негативних процесів і тенденцій для збереження природно-ресурсного потенціалу, забезпечення стійкості екосистем, соціального-економічного розвитку суспільства.

Основними завданнями моніторингу довкілля є одержання інформації про: 1) кількість і обсяги використання природних ресурсів різними користувачами (кадастрова оцінка); 2) стан природних ресурсів, їх роль і функціональну взаємодію в ландшафтах; 3) природні і антропогенні процеси та фактори, що впливають на стан природних ресурсів; 4) об’єми викидів і скидів забруднюючих речовин у довкілля; 5) рівні забруднення компонентів ландшафтів і продукції.

Виділяються такі види моніторингу:

• фоновий;

• біологічний (біосферний);

• господарський.

Найбільш універсальним підходом до визначення структури системи моніторингу є його поділ на блоки “Природні ресурси та складові частини природи”, “Спостереження”, “Оцінка фактичного стану”, “Прогноз стану”, “Оцінка стану, який прогнозується”, “Управлінські рішення.

Блоки “Спостереження” та “Прогноз стану” тісно пов’язані між собою, так як прогноз стану компонентів довкілля можливий лише за наявності достатньої кількості репрезентативної інформації про їх фактичний стан (прямий зв’язок). З другого боку, направленість і достовірність прогнозу визначають структуру та склад (густоту) мережі пунктів спостереження за станом довкілля (зворотний зв’язок).

Одержані в результаті спостережень дані повинні оцінюватись за допомогою відповідних критеріїв і нормативів пов’язаних як із забрудненням довкілля (гранично-допустимі концентрації), так і з загрозою здоров’ю людини, загрозою стихійних явищ (повені, затоплення територій) та негативних геодинамічних процесів (зсуви, селі, ерозія, руйнування берегів рік). При проведенні оцінки стану компонентів довкілля важливе значення мають рівні допустимих навантажень (гранично-допустимі викиди і скиди забруднюючих речовин, допустимі обсяги використання природних ресурсів), перевищення яких веде до деградації природних екосистем, створює небезпеку життєдіяльності людини.

Важливою складовою частиною системи моніторингу є блок „Інформаційні системи” (геоінформаційні системи – ГІС). Інформація про існуючий стан навколишнього середовища та тенденції його змін є основою розробки заходів щодо раціонального використання, відтворення та збереження природних ресурсів і формування безпечного для проживання людини середовища, а також прийняття обгрунтованих управлінських рішень при плануванні як регіонального розвитку, так і розвитку окремих галузей економіки.

На основі моніторингових досліджень формується „обличчя” території проводиться її зонування, дається обгрунтування організації території, оптимальної структури угідь та їх пріоритетного використання, а також необхідних елементів грунтоводоохоронної інфраструктури.

Система спостереження за станом компонентів довкілля та змінами у біосфері, викликаних причинами антропогенного і природного характеру повинна включати:

• спостереження за джерелами антропогенного впливу та забруднення – об’єми і склад викидів і скидів із усіх джерел забруднення, кількість і розміщення відходів;

• спостереження за станом середовища – геофізичні, геохімічні дані, дані про рівні і характер забруднення компонентів довкілля;

• спостереження за реакцією біоти на різноманітні природні і антропогенні впливи (навантаження), а також за зміною стану компонентів природного середовища (ландшафтів);

• спостереження за реакцією великих систем (зміна погоди, клімату і біосфери в цілому) на комплекс впливів та зміни стану природного середовища.

Система спостережень може будуватись на основі точкових замірів на станціях (включаючи дистанційні спостереження) або на основі площадних зйомок (на пунктах постійного спостереження, спеціальних постійних геоекологічних полігонах), розміщених на території у певному порядку із врахуванням ландшафтного районування, басейнів рік, умов вологомасопереносу, інтенсивності антропогенних (техногенних) навантажень.

При аналізі одержаних результатів спостережень необхідно виділити зміни стану середовища і реакцію біоти, які відбуваються внаслідок впливу природних і антропогенних факторів. Для цього особливо важливо знати початковий стан середовища до суттєвого втручання людини.

Такий початковий стан можна частково відновити за результатами довготривалих спостережень (дані спостережень за кліматичними параметрами на метеостанціях, гідрологічних постах на річках, матеріали періодичних обстежень грунтів і лісовпорядкування, результати вивчення здоров’я населення та інші), а також за результатами аналізу хімічного складу донних відкладів, кілець деревини, лишайників. Важлива роль при організації і проведені моніторингу належить заповідним об’єктам на території яких повинен здійснюватися „фоновий” моніторинг, який є базовою основою при оцінці напрямків та глибини змін природних компонентів в умовах техногенезу.

При оцінці тенденцій змін, які відбувались і відбуваються у природних екосистемах необхідно встановити наявність ризиків (загрозливості) їх стану, виявити фактори, що обумовлюють погіршення стану, визначити заходи і обгрунтувати управлінські рішення, спрямовані на усунення загрози і нормалізування положення або на використання природних ресурсів при якому не погіршується екологічна ситуація.

Важливою умовою при прийнятті рішень є врахування принципу природності, згідно з яким технічні (“жорсткі”) системи управління природою (природно-ресурсним потенціалом) з часом вимагають все більших затрат, аж до нераціональності (недоцільності) їх, і тому „м’які” форми управління, побудовані на основі ходу природних процесів завжди ефективніші.

Встановлення ступеня антропогенних змін компонентів природного середовища та обгрунтування шляхів поліпшення екологічної ситуації неможливе без розгляду в системі моніторингу природно-територіальних комплексів (ландшафтів), оскільки надходження, перерозподіл і міграція (вертикальна, горизонтальна) речовин (у т.ч. і забруднюючих) та енергії, зміни структури і функцій відбуваються у природних тілах (об’єктах природи) ландшафтів. Саме ландшафти є середовищем проживання і господарювання, від їх стійкості і функціонування залежить безпека життєдіяльності людини.

Вирішити це питання можна лише шляхом створення системи ландшафтного і ландшафтно-геохімічного моніторингу, та забезпечення на основі результатів моніторингу оптимізації ландшафтів (геосистем).

Спільною особливістю різних видів втручання людини у структурно-функціональні особливості як природних екосистем, так і геосистем, у тому числі і при їх оптимізації, є необхідність відповіді на питання: що робити, з якою метою і як робити? У всіх випадках необхідне постійне стеження за кожним етапом втручання людини у природні процеси, оцінка ефекту втручання і коригування одержаного впливу. Тобто оптимізація ландшафту як засіб управління виходить на зв’язок з моніторингом і без нього існувати не може.

Таким чином, вихідним принципом створення системи моніторингу повинен бути принцип системності (комплексності), суть якого полягає в охопленні спостереженнями як окремих компонентів природи, так і багатокомпонентних природно-територіальних комплексів (ландшафтів, геосистем).

Контрольні запитання

1. Дайте визначення поняттю моніторинг.

2. Які типи моніторингу розрізняють залежно від розмірів охопленої території?

3. Які є види моніторингу?