Екологічний моніторинг: сутність, типи, методи досліджень

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Львівський інститут економіки і туризму

Кафедра оздоровчого харчування,

екології і безпеки туризму

ІНДИВІДУАЛЬНА РОБОТА

з дисципліни «Екологія»

Екологічний моніторинг: сутність, типи, методи досліджень

Виконала: 

студентка групи Т-10

Кримінець Л.Р.

Перевірив:

к.б.н. Паньків Н.Є.

Львів - 2014 
Зміст

Вступ………………………………………………………………...…………..3

1. Поняття екологічного моніторингу………………………………………….4
2. Екологічний моніторинг в Україні…………………………………………..7
3. Подальший розвиток системи моніторингу довкілля в Україні……….…12

Висновки……………………………………………………………………....19

Список використаної літератури………………………………………….....20

Вступ

Науково-технічна діяльність людства в кінці ХХ століття сталавідчутним фактором впливу на навколишнє середовище. Теплове, хімічне,радіоактивне та інші забруднення навколишнього середовища в останні десятиліття знаходяться під пильною увагою фахівців і викликають справедливузаклопотаність, а іноді - і тривогу громадськості. За багатьма прогнозами проблема захисту навколишнього середовища в XXI столітті стане найбільш значущою для більшості промислово розвинених країн. У подібній ситуації налагоджена широкомасштабна і ефективна мережа контролю стану навколишнього середовища,особливо у великих містах і навколо екологічно небезпечних об'єктів, може з'явитися важливим елементом забезпечення екологічної безпеки та запорукою сталого розвитку суспільства.

В останні десятиліття суспільство усе ширше використовує у своїй діяльності відомості про стан природного середовища. Ця інформація потрібна в повсякденному житті людей, при веденні господарства, у будівництві, принадзвичайних обставинах - для оповіщення про небезпеку, що насуваєтьсяявища природи. Але зміни в стані навколишнього середовища відбуваються іпід впливом біосферних процесів, пов'язаних з діяльністю людини. Визначення внеску антропогенних змін являє собою специфічне завдання.

Вже понад 100 років спостереження за зміною погоди, кліматом ведутьсярегулярно в цивілізованому світі. Це всім нам знайомі метеорологічні, фенологічні, сейсмологічні і деякі інші види спостережень і вимірювань стану навколишнього середовища. Тепер вже нікого не треба переконувати,що за станом природного середовища треба постійно спостерігати. Все ширше стає коло спостережень, кількість вимірюваних параметрів, все густіше мережа станцій спостереження. Все більшою складністю мають проблеми, пов'язані з моніторингом навколишнього середовища.

1. Поняття екологічного моніторингу.

 Шляхи вирішення екологічних  проблем, стратегія екологічної  безпеки і стійкого розвитку все ще залишаються під загальною увагою. Оцінки глобального екологічного стану навколишнього середовища змінюються від оптимістичних (типу “необхідно запобігти екологічній кризі”) до помірковано песимістичних (типу “планета знаходиться на передодні кризи”) і вкрай песимістичних (“на регіональних рівнях мова вже йде про “тверду екологічну кризу”). Вважають, що відповіді на ці питання повинна дати наукова концепція екологічної безпеки на базі екологічного моніторингу навколишнього середовища. Під екологічним моніторингом слід розуміти організований моніторинг навколишнього природного середовища, при якому, по-перше,забезпечується постійна оцінка екологічних умов середовища проживаннялюдини і біологічних об'єктів (рослин, тварин, мікроорганізмів і т.д.), а також оцінка стану та функціональної цінності екосистем, по -друге, створюються умови для визначення коригувальних впливів у тихвипадках, коли цільові показники екологічних умов не досягаються.

Згідно з наведеними визначеннями і покладеними на систему функціями, моніторинг включає кілька основних процедур:

1. виділення (визначення) об'єкта спостереження;

2. обстеження виділеного об'єкта спостереження;

3. складання інформаційної моделі  для об'єкта спостереження;

4. планування вимірювань;

5. оцінка стану об'єкта спостереження  та ідентифікації його інформаційної  моделі;

6. прогнозування зміни стану  об'єкта спостереження; подання інформації в зручній для користувача формі та доведення її до споживача.

Першим етапом у будь-якому випадку може бути тільки система одержання (збору) інформації про стан навколишнього природного середовища. Наприкінці 60-х рр. багато країн усвідомили, що необхідно скоорденувати зусилля по збору, збереженню і переробці даних про стан навколишнього середовища. У 1972 р. в Стокгольмі пройшла конференція по охороні навколишнього середовища під егідою ООН, де вперше виникла необхідність домовитися про визначення поняття “моніторинг”. Вирішено було під моніторингом навколишнього середовища розуміти комплексну систему спостережень, оцінки і прогнозу змін стану навколишнього середовища під впливом антропогенних факторів. Термін з'явилося як доповнення до терміна “контроль стану навколишнього середовища”. В даний час під моніторингом розуміють сукупність спостережень за визначеними компонентами біосфери, спеціальним чином організованими в просторі і в часі, а також адекватний комплекс методів екологічного прогнозування.

Основні задачі екологічного моніторингу: спостереження за станом біосфери, оцінка і прогноз її стану, визначення ступеня антропогенного впливу на навколишнє середовище, виявлення факторів і джерел впливу. В кінцевому випадку метою моніторингу навколишньго середовища є оптимізація відносин людини з природою, екологічна орієнтація господарської діяльності.

Екологічний моніторинг виник на стику екології, біології, географії, геофізики, геології й інших наук. Виділяють різні види моніторингу в залежності від критеріїв:

• біоекологічний (санітарно-гігієнічний);
• біоекологічний (санітарно-гігієнічний);
• біосферний (глобальний);
• геофізичний;
• кліматичний;
• біологічний;
• здоров'я населення й ін.

Особливу роль у системі екологічного моніторингу відіграє біологічний моніторинг, тобто моніторинг біологічної складової екосистеми (біоти). Біологічний моніторинг – це контроль стану навколишньої природного середовища за допомогою живих організмів. Головний метод біологічного моніторингу – біоіндексація, зміст якої полягає в реєстрації будь-яких змін в біоті, викликаних антропогенними факторами. У біологічному моніторингу можуть бути використані не тільки біологічні, але і будь-які інші методи, наприклад, хімічний аналіз змісту забруднюючих речовин в живих організмах.

Залежно від призначення за спеціальними програмами здійснюються загальний, кризовий та фоновий екологічний моніторинги довкілля.

Загальний екомоніторинг довкілля - це оптимальні за кількістю та розміщенням місця, параметри і періодичність спостережень за довкіллям, які дають змогу на основі оцінки і прогнозування стану довкілля підтримувати прийняття відповідних рішень на всіх рівнях відомчої і загальнодержавної екологічної діяльності.

Кризовий екомоніторинг довкілля - це інтенсивні спостереження за природними об'єктами, джерелами техногенного впливу, розташованими в районах екологічної напруженості, у зонах аварій та небезпечних природних явищ із шкідливими екологічними наслідками, з метою забезпечення своєчасного реагування на кризові та надзвичайні екологічні ситуації і прийняття рішень щодо їх ліквідації, створення нормальних умов для життєдіяльності населення і господарювання.

Фоновий екомоніторинг довкілля - це багаторічні комплексні дослідження спеціально визначених об'єктів природоохоронних зон з метою оцінки і прогнозування зміни стану екосистем, віддалених від об'єктів промислової і господарської діяльності, або одержання інформації для визначення середньостатистичного (фонового) рівня забруднення довкілля в антропогенних умовах.

2. Екологічний моніторинг в Україні: сучасний стан

В Україні моніторинг природного середовища здійснюється багатьма відомствами, у рамках діяльності яких маються відповідні задачі, рівні і складові підсистеми моніторингу. Так, наприклад, у системі моніторингу, що здійснюється в Україні, розрізняють три рівні екологічного моніторингу навколишньої природного середовища: глобальний, регіональний і локальний. Мета, методичні підходи і практика моніторингу на різних рівнях відрізняються. Найбільше чітко критерії якості навколишньої природного середовища визначені на локальному рівні. Ціль регулювання тут – забезпечення такої стратегії, що не виводить концентрації визначених пріоритетних антропогенних забруднюючих речовин за припустимий діапазон, що є свого роду стандартом. Він являє собою величини гранично припустимих концентрацій (ГПК), що закріплені законодавчо. Відповідність якості навколишньої природного середовища цим стандартам контролюється відповідними органами нагляду. Задачею моніторингу на локальному рівні є визначення параметрів моделей “поле викидів – поле концентрацій”. Об'єктом впливу на локальному рівні є людина.

На регіональному рівні підхід до моніторингу заснований на тому, що забруднюючі речовини, потрапивши в кругообіг речовин в біосфері, змінюють стан абіотичної складової і, як наслідок, викликають зміни в біоті (екзогенні сукцесії).

Будь-який господарський захід, проведений у масштабі регіону, позначається на регіональному фоні – змінює стан рівноваги абіотичного і біологічного компонента. Так, наприклад, стан рослинного покриву, в першу чергу лісів, істотно впливає на кліматичні умови регіону.

На даний час, моніторинг довкілля виконується, згідно Постанови Кабінету Міністрів України №391 від 30.03.1998р., Міністерством надзвичайних ситуацій, Міністерством охорони здоров’я, Мінагрополітики, Держкомлісгоспом, Мінекономресурсів, Держводгоспом, Держкомземом, Держбудом Ураїни. Всі ці органи влади містять в собі спеціальну службу спостережень, що здійснює такі основні види спостережень, як спостереження за станом забруднення повітря в містах і промислових центрах, забруднення ґрунту, забруднення прісних і морських вод, трансграничним переносом речовин, що забруднюють атмосферу, хімічним і радіонуклідним складом, кислотністю атмосферних опадів і забрудненням сніжного покриву й ін.

Державна система екологічного моніторингу проводить здійснення таких видів робіт: режимні спостереження, оперативні роботи, спеціальні роботи. Режимні роботи проводяться систематично за щорічними програмами, на спеціально організованих пунктах спостережень. Необхідність виконання оперативних робіт залежить від випадків аварійного забруднення природного середовища чи стихійних лих; ці роботи виконуються при надзвичайних ситуаціях.

Спеціальні роботи, наприклад, моніторинг пестицидного забруднення, виконуються в зв'язку із збільшенням значимості різних антропогенних факторів у розвитку змін в природних екосистемах.

Основою робіт з автоматизованого моніторингу навколишнього середовища є системи автоматичного спостереження контролю навколишнього середовища — АСКНС спеціалізованих аналітичних станцій. Значний  комплекс  робіт  в  галузі  екологічного  моніторингу  проводиться переважно пересувними лабораторіями (ПЕЛ), які забезпечують збір, обробку, накопичення  та  збереження  інформації  про  параметри  навколишнього середовища,  а  саме:  атмосфери,  ґрунтів,  продуктів  харчування.  Така лабораторія,  виконана  на  базі  автобуса  ЛАЗ-699Р,  в  режимі  екологічного патрулювання дає можливість значно зменшити витрати коштів порівняно зі стаціонарною системою контролю. Існує  ціла  низка  приладів  у  сфері  контролю  техногенних  забруднень довкілля і технологічного контролю виробничих процесів, які допомагають здійснити оптимальну організацію системи моніторингу різних рівнів на базі локальних комп’ютерних мереж. В Україні в деяких областях впроваджена дворівнева технологічна система збору, опрацювання, збереження та аналізу інформації,  яка  дозволяє  чітко  розподілити  функції  різних  підрозділів, оптимально  використати  технічні  засоби  та  оперативно  зібрати  потрібну інформацію. Системи моніторингу першого рівня призначені для вимірювання, реєстрації та первинного накопичення даних моніторингу навколишнього середовища. Другий, вищий рівень системи моніторингу — це програмні комплекси на центральній  ЕОМ.  Призначення  цих  систем  таке:  збір  з  робочих  станцій оперативної інформації з моніторингу; діалоговий режим вводу і ведення баз даних з усіх видів і сфер радіаційного контролю; інтеграція всіх даних на регіональному рівні та обробка, аналіз і узагальнення наявної інформації.

Спостереження за станом навколишнього природного середовища в Україні здійснюють десятки міністерств та відомств:

Таблиця 1

Організаційна структура державного екологічного моніторингу в Україні

Продовження таблиці 1

Продовження таблиці 1

Надана  цими  організаціями  інформація  узагальнюється  та  аналізується Міністерством  охорони  навколишнього  природного  середовища  України  і щорічно  публікується  в  Національній  доповіді  про  стан  навколишнього природного середовища України. Екологічний  моніторинг  довкілля  здійснюється  за  довгостроковою Державною програмою, яка визначає спільні, узгоджені за цілями, завданнями, територіями  та  об'єктами,  часом  (періодичністю)  і  засобами  виконання  дії відомчих  органів  державної  виконавчої  влади,  підприємств,  організацій  та установ незалежно від форм власності.

3. Екологічний моніторинг в Україні: перспективи розвитку

Екологічна складова сталого розвитку України повинна забезпечити суттєве покращення стану навколишнього середовища України. Це має бути національна екологічна стратегія, яка, згідно з Національною доповіддю про гармонізацію життєдіяльності суспільства у навколишньому природному середовищі, містить у собі:

• екологізацію усіх сфер життєдіяльності населення у контексті національної безпеки України;

• впровадження системи професійної екологічної підготовки державних службовців, керівників і посадових осіб, які приймають відповідальні рішення на локальному, регіональному і державному рівнях;

• вдосконалення законодавчої та нормативно-правової бази, прискорення процесу гармонізації екологічного законодавства України з вимогами міжнародних стандартів, зокрема з нормативами Європейського союзу;

• забезпечення екологічної безпеки ядерних об’єктів та місць накопичення радіоактивних відходів, підвищення ступеня захищеності населення та довкілля від радіаційного впливу, пом’якшення наслідків катастрофи на Чорнобильській АЕС;

• захист, стабілізація та поліпшення екологічного стану в містах і промислових центрах, зокрема Донецько-Придніпровського регіону;

• запровадження інтегрованого управління водними ресурсами з метою їх збереження і відтворення, прискорення переходу до управління водокористуванням за басейновим принципом;

• поліпшення екологічного стану річок та підземних вод України, зокрема басейну Дніпра, та якості питної води;

• формування екологічно збалансованої системи природокористування на основі екологічно безпечних технологій та адекватної структури виробничого потенціалу у промисловості, енергетиці, будівництві, сільському господарстві, на транспорті;

• реалізація заходів щодо пом’якшення негативного впливу глобальних екологічних проблем, зокрема змін клімату, на стан екологічної безпеки України.

Національна екологічна стратегія здійснюється у контексті реалізації національної стратегії переходу до сталого розвитку відповідно до рішень Всесвітнього самміту у Йоганнесбурзі та політичних орієнтирів пан’європейського процесу «Довкілля для Європи».

У даному контексті важлива роль надається екологічному моніторингу, який має визначити реальний стан навколишнього середовища в Україні.

В останні десятиліття суспільство усе ширше використовує у своїй діяльності звіти про стан природного середовища. Ця інформація потрібна в повсякденному житті людей, при веденні господарства, у будівництві, при надзвичайних обставинах – для оповіщення про небезпечні явища природи, що насуваються. Але зміни в стані навколишнього середовища відбуваються і під впливом біосферних процесів, пов’язаних з діяльністю людини. Визначення внеску антропогенних змін являє собою специфічну задачу.

У систему екологічного моніторингу входять спостереження за станом елементів біосфери і спостереження за джерелами і факторами антропогенного впливу. Антропогенні зміни розвиваються набагато швидше, наслідки їх дуже небезпечні, тому що можуть стати необоротними. Для їх визначення необхідно мати інформацію про первісний стан об'єкта навколишнього середовища, тобто стану до початку антропогенного впливу. Якщо таку інформацію одержати неможливо, вона може бути реконструйована за наявними даними, отриманим за відносно великий проміжок часу, за результатами спостережень за складом донних відкладень на водяних об'єктах, складом льодовиків, станом деревних кілець, що відносяться до періоду, що передувало початку помітного антропогенного впливу, а також за даними, отриманим у місцях, вилучених від джерела забруднення. Ці особливості визначають правомочність іншої назви глобального моніторингу – фоновий моніторинг, чи моніторинг фонового забруднення навколишнього природного середовища. В даний час створена світова мережа станцій фонового моніторингу, на яких здійснюється спостереження за визначеними параметрами стану навколишнього природного середовища. Спостереження охоплюють усі типи екосистем: водні (морські і прісноводні) і наземні (лісові, степові, пустельні, високогірні). Ця робота проводиться під егідою ЮНЕП. Станції комплексного фонового моніторингу України розташовані в біосферних заповідниках (Чорноморський, Асканія-Нова) і є частиною глобальних міжнародних спостережливих мереж. Ціль ГСМНС – вивчення Землі. Задача вивчення Землі як цілісної природної системи поставлена Міжнародною геосферно-біосферною програмою (МГБП) і зважується на основі широкого застосування космічних засобів спостережень. МГБП, здійснення якої почалося з 1990 р., передбачає сім ключових напрямків розробок.:

В Україні є «Положення про Державну систему моніторингу довкілля», у якій визначені основні завдання моніторингу навколишнього природного середовища в Україні:

• спостереження за станом навколишнього природного середовища;

• аналіз стану навколишнього природного середовища та прогнозування його змін;

• забезпечення органів державної виконавчої влади систематичною й оперативною інформацією про стан навколишнього природного середовища, а також прогнозами і попередженнями про можливі його зміни;

• розробка науково-обґрунтованих рекомендацій для прийняття управлінських рішень.

На сьогодні моніторингові спостереження проводяться за наступними складовими навколишнього природного середовища:

• повітряне середовище;

• водне середовище;

• тваринний і рослинний світ;

• ґрунт;

• клімат.

Державна система моніторингу довкілля, складовими частинами якої є відомчі системи моніторингу довкілля, функціонує на трьох рівнях: загальнодержавному (національному), регіональному та локальному.

Загальнодержавна програма моніторингу довкілля – це сукупність завдань державного значення, що ґрунтуються на законодавчій та нормативно-правовій базі і дозволяють реалізувати основні задачі моніторингу із залученням засобів та систем в масштабах країни в цілому.

Регіональна програма моніторингу довкілля являє собою сукупність завдань, направлених на реалізацію задач моніторингу в межах адміністративно-територіального району, на територіях економічних і природних регіонів (область, АР Крим), з урахуванням географічних, соціально-економічних та адміністративних особливостей. Регіональна програма моніторингу довкілля входить як складова частина до загальнодержавної програми.

Локальна система моніторингу – система, що належить окремим суб’єктам системи моніторингу довкілля, вирішує специфічні для даного відомства задачі моніторингу і входить складовою частиною до державної системи моніторингу довкілля. Здійснюється на території окремих об’єктів (підприємствах, діяльність яких пов’язана з негативним впливом на довкілля, окремих ділянках ландшафтів, містах).

Екологічний моніторинг здійснюється, переважно, для перевірки попередньо встановлених в результаті екологічних досліджень норм екологічного стану компонентів довкілля або як початковий етап рекогносцирувальних екологічних досліджень території, яка потребує первісного або додаткового вивчення.

Пріоритетними напрямками існуючої сьогодні системи екологічного моніторингу довкілля є контроль за рівнями забруднення (хімічного, радіаційного, бактеріологічного, теплового та ін.) в компонентах навколишнього природного середовища (атмосферному повітрі, поверхневих водах, джерелах питної води, тощо). Проте головною метою екологічного моніторингу є не тільки кількісно-якісна оцінка техногенного впливу на природне навколишнє середовище, а головне оцінка та передбачення наслідків її багатокомпонентної відповідної реакції для визначення загального стану екологічної безпеки.

Такий підхід визначає необхідність виявлення і вивчення зв’язків між типами та рівнями техногенних навантажень, динамічними параметрами природних процесів, станом рослинності, живих організмів, здоров’ям і психологічним станом людей та змінами соціально-економічних процесів в суспільстві.

Будь-яка система моніторингу розділяється на два основних блока – це система отримання та збереження інформації та система її обробки, аналізу та представлення у вигляді кінцевого продукту. Кожен з цих блоків має свою структурно-організаційну, науково-методичну, технічну та технологічну базу. Тому їх робота здійснюється незалежно одна від одної, але загальна система комплексного екологічного моніторингу потребує паралельного розвитку цих двох блоків, організацію їх постійної взаємодії та коригування їх стратегії і тактики на кожному етапі розвитку системи з урахуванням можливості її функціонування для надзвичайних ситуацій.

Взагалі, екологічний моніторинг об’єктів довкілля здійснюється для отримання вибіркових даних, за якими здійснюється установлення чи коригування регламентів екомоніторингу довкілля, уточнення екологічних положень в найбільш значущих зонах, в різні кліматичні періоди та після припинення дії небезпечних природних явищ, аварій і катастроф будь-якого походження, які спричинили чи могли спричинити шкоду природному середовищу.

Основна задача мережі спостережень для моніторингу за станом довкілля полягає в екологічному районуванні території, яке дозволяє виявити і оцінити фактори, що впливають на первісне розповсюдження забруднюючих речовин і наступну їх міграцію і накопичення, що необхідно для обґрунтування вибору об’єктів спостережень на площі полігону з урахуванням мінімізації обсягів вимірів і забезпечення представництва і рівноточності даних по всій території зони спостережень. Після районування території і формування мережі пунктів спостережень слід провести рекогносцирувальний контроль, результати якого дозволять дати первісну оцінку екологічної обстановки в зоні спостережень, а саме: виявити пріоритетні для даної території забруднювачі, визначити бар’єри на шляхах міграції забруднюючих речовин, оцінити рівень забруднення території. Рекогносцирувальний контроль забрудненості довкілля проводиться в мінімальному об’ємі і тільки на найбільш представничих для даної території ландшафтах чи елементах якогось одного ландшафту, що відображає можливий вплив техногенних об’єктів, розташованих на цій території чи поряд з нею. Разом з цим спостерігаються контрольні елементи ландшафту, забруднення яких майже не залежать від техногенного оточення. Кожний компонент навколишнього природного середовища повинен мати представничу інформаційну характеристику як в просторі, так і в часі, починаючи з визначення природно-історичних тенденцій їх змін, які відображають, в якому темпі і напрямку йде еволюція природного середовища як під впливом природної мінливості, так і від антропогенного навантаження. Тобто, кількість видів спостережень та обсяг даних повинен бути таким, щоб міг забезпечити моніторинговими даними, достатніми для розробки прогнозів та рекомендацій щодо оптимізації рішень, які приймаються з питань екологічної безпеки об’єктів.