Мониторинг природной среды

Содержание:

1. Понятие  мониторинга

2. Проектирование  систем мониторинга как основа  их эффективного функционирования.

3. Нормирование  качества природной среды

4. Республиканская  программа энергосбережения

Список источников

1. Понятие мониторинга

Современный термин «мониторинг» обозначает наблюдение, анализ и оценку состояния окружающей среды, её изменений под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также прогнозирование этих изменений.

Испытывая на себе результаты разрушающего действия воды, ветра, землетрясений, снежных лавин и т. п., человек издавна реализовал элементы мониторинга, накапливая опыт предсказания погоды и стихийных бедствий. Такого рода знания всегда были и сейчас остаются необходимыми для того, чтобы по возможности снизить ущерб, причиняемый человеческому обществу неблагоприятными природными явлениями и, что особенно важно, уменьшить риск человеческих потерь.

Последствия большинства стихийных бедствий необходимо оценивать со всех сторон. Так, ураганы, разрушающие постройки и приводящие к человеческим жертвам, как, правило, приносят обильные осадки, которые в засушливых районах дают значительный прирост урожаев. Поэтому организация мониторинга требует углублённого анализа с учётом не только экономической стороны вопроса, но и особенностей исторических традиций, уровня культуры каждого конкретного региона.

Переходя от созерцания явлений окружающей среды  через механизмы приспособления к осознанному и усиливающемуся воздействию на них, человек постепенно усложнял методику наблюдения за природными процессами и вольно или невольно вовлекался в погоню за самим собой. Ещё древние философы считали, что в мире всё связано со всем, что неосторожное вмешательство в процесс даже, казалось бы, второстепенной важности может привести к необратимым изменениям в мире. Наблюдая за природой, мы долгое время оценивали её с обывательских позиций, не задумываясь о целесообразности ценности наших наблюдений, о том, что мы имеем дело с самой сложной самоорганизующеся и самоструктурирующей системой, о том, что человек является всего лишь частицей этой системы. И если во времена Ньютона человечество любовалось целостностью этого мира, то теперь одним из стратегических помыслов человечества является нарушение этой целостности, неизбежно вытекающее из коммерческого отношения к природе и недооценки глобальности этих нарушений. Человек изменяет ландшафты, создаёт искусственные биосферы, организует агротехноприродные и полностью техногенные биокомплексы, перестраивает динамику рек и океанов и вносит изменения в климатические процессы. Двигаясь таким путём, он все свои научные и технические возможности до недавнего времени обращал во вред природе и в конечном итоге самому себе. Обратные отрицательные связи живой природы всё активнее сопротивляются этому натиску человека, всё чётче проявляется несоответствие целей природы и человека. И вот мы оказываемся свидетелями приближения к кризисной черте, за которой род Homo sapiens не сможет существовать.

Родившиеся  ещё в начале нашего века идеи техносферы, ноосферы, техномира, антропосферы и т. д. и т. п. на родине В. И. Вернадского были восприняты с большим опозданием. Весь цивилизованный мир сейчас с нетерпением ждёт практического воплощения этих идей в нашей стране, своими размерами и мощью энергетического потенциала способной повернуть вспять все прогрессивные начинания за её пределами. И в этом смысле системы мониторинга являются лекарством от безумия, тем механизмом, который поможет предотвратить сползание человечества к катастрофе.

Спутником человеческой активности являются всё возрастающие по своей мощности катастрофы. Природные катастрофы происходили всегда. Они – один из элементов эволюции биосферы. Ураганы, наводнения, землетрясения, цунами, лесные пожары и т. п. приносят ежегодно огромный материальный ущерб, поглощают человеческие жизни. Одновременно всё более набирают силу антропогенные причины многих катастроф. Регулярные аварии танкеров с нефтью, катастрофа в Чернобыле, взрывы на заводах и складах с выбросами отравляющих веществ  и другие не предсказуемые катастрофы – реальность нашего времени. Нарастание числа и мощности аварий демонстрирует беспомощность человека перед лицом приближающейся экологической катастрофы. Отодвинуть её может только быстрое широкомасштабное внедрение систем мониторинга. Такие системы успешно внедряются в Северной Америке, Западной Европе и Японии.

Другими словами, ответ на вопрос о необходимости  мониторинга можно считать решённым положительно. Но жизнь требует большего. И чтобы повести разговор о  нерешённых проблемах, давайте осмотримся и попытаемся понять своё положение.

2. Проектирование систем  мониторинга как основа их  эффективного функционирования.

В публикациях  последних лет отмечается большое  значение стадии проектирования (или  планирования) для эффективной работы системы мониторинга. Подчеркивается, что предложенные в них схемы или структуры проектирования сравнительно легко применимы для простых, локальных систем мониторинга, вместе с тем проектирование национальных систем мониторинга сталкивается с большими трудностями, связанными с их сложностью и противоречивостью.

Суть проектирования системы мониторинга должна заключаться в создании функциональной модели их работы или в планировании всей технологической цепочки получения информации, где о качестве воды от постановки задач до выдачи информации потребителю для принятия решений. Поскольку все этапы получения информации тесно связаны между собой, недостаточное внимание к разработке какого-либо этапа неизбежно приведет к резкому снижению ценности всей получаемой информации. На основании анализа построения национальных систем нами сформулированы основные требования к проектированию таких систем. Эти требования должны предусматривать следующие пять основных этапов:

1. определение задач систем мониторинга качества воды и требований к информации, необходимой для их выполнения;

2. создание организационной структуры сети наблюдений и разработка принципов их проведения;

3. построение сети мониторинга;

4. разработка системы получения данных/информации и представления информации потребителям;

5. создание системы проверки полученной информации на соответствие исходным требованиям и пересмотра, при необходимости, системы мониторинга.

При проектировании систем мониторинга необходимо помнить, что его результаты в значительной степени зависят от объема и качества исходной информации. Она должна включать как можно более подробные данные о пространственно-временной изменчивости показателей качества воды, биоты, донных отложений, должна содержать подробные сведения о видах и объемах хозяйственной деятельности на водосборах, включая данные об источниках загрязнения. Кроме того, необходимо опираться на все законодательные акты, связанные с контролем и управлением качеством воды, учитывать финансовые возможности, общую физико-географическую обстановку, основные способы управления качеством воды и другие сведения.

1.  Определение задач систем мониторинга качества воды и требований к информации, необходимой для их выполнения. Роль первого этапа в настоящее время недооценивается, что является причиной многих отмеченных выше недостатков.

   Для  определения требований к информации  по качеству воды необходима  большая детализация и взаимоувязка  поставленных задач. В качестве  примера можно привести разработанную  в Канаде программу мониторинга качества воды. Важную роль при этом играет формулирование как можно более четкого представления о качестве воды и способах его оценки.

На основании  четко сформулированных задач, а  также с учетом ранее накопленных данных о качестве воды, должны определяться требования к информации, включая тип, форму и сроки ее представления потребителям, а также пригодность для управления качеством воды. На первом этапе проектирования должны быть выбраны основные статистические методы обработки данных, так как от них в значительной степени зависит частота и сроки наблюдений, а также требования к точности получаемых значений.

2. Создание организационной структуры сети наблюдений и разработки принципов их проведения. Это основной и наиболее сложный этап, на котором с учетом поставленных задач и имеющегося опыта функционирования системы мониторинга определяются структурные основные подразделения сети наблюдений, в том числе центральное и региональные (и/или проблемные), с указанием их основных задач. Предусматриваются меры по соблюдению оптимального соотношения между видами наблюдательных сетей, включая наблюдения на стационарных пунктах, действующих длительное время по относительно неизменной программе, региональные краткосрочные обследования для выявления пространственных аспектов загрязнения, а также интенсивные локальные наблюдения в областях, представляющих наибольший интерес. На этом этапе решается вопрос о целесообразности и масштабах использования автоматизированных, дистанционных и других подсистем мониторинга качества воды. На втором этапе разрабатываются также общие. Принципы, проведения наблюдений. Они могут представляться; в виде методических рекомендации или руководств по проведению ряда мероприятий:

¾ организации пространственных аспектов наблюдений (выбор мест расположения пунктов контроля, их категория в зависимости от важности объекта и его состояния; определения расположения наблюдательных створов, вертикалей, горизонтов и т. д.);

—составлению  программы наблюдений (намечается, какие показатели, в какие сроки  и с какой частотой наблюдать, при этом даются рекомендации по соотношению физических, химических и биологических показателей для типичных ситуаций);

— организации  системы контроля правильности выполнения работ и точности полученных результатов  на всех этапах. Предполагается при этом, что имеются унифицированные руководства по отбору и консервации проб воды, донных отложений, биоты, руководства по химическому анализу вод, донных отложений и т. д.

3. Построение сети мониторинга. Данный этап предусматривает реализацию на основе предложенной организационной структуры сети разработанных ранее принципов проведения наблюдений с учетом специфики местных  (региональных) условий. Уточняется соотношение видов наблюдательных сетей, устанавливаются места расположения пунктов в стационарной сети, выделяются области интенсивных наблюдений, намечается периодичность обследования водных объектов для возможного пересмотра наблюдательной сети. Составляются конкретные программы для каждого пункта и вида наблюдений, регламентирующие перечень изучаемых показателей, частоту и сроки их наблюдения. При наличии автоматизированных и/или дистанционных наблюдений за качеством воды уточняются программы их работ.

4. Разработка системы получения данных, информации и представления информации потребителям. На этом этапе определяются особенности иерархической структуры получения и сбора информации: пункты наблюдений - региональные информационные центры - общенациональный информационный центр. Планируется разработка банков данных по качеству воды, и определяются виды и условия представления информационных услуг, выполняемых с их помощью. Дается детальная характеристика основных информационных форм, публикуемых в виде докладов, отчетов, обзоров и описывающих состояние качества воды на территории страны за определенный период времени. Предусматриваются также процедуры контроля точности и правильности получения данных на всех этапах работ.

5. Создание системы проверки полученной информации на соответствие исходным требованиям и пересмотра, при необходимости, системы мониторинга. После создания системы мониторинга и начала ее функционирования появляется необходимость проверить, отвечает ли полученная информация исходным требованиям к ней, можно ли на основе этой информации эффективно управлять качеством водных объектов? Для этого необходимо наладить взаимодействие с организациями, осуществляющими управлением качества воды. Если получаемая информация соответствует предъявляемым к ней требованиям, систему мониторинга можно оставить без изменений. В случае если эти требования не выполняются, а также при появлении новых задач система мониторинга нуждается в пересмотре.

3. Нормирование  качества природной среды

Практика работы сети независимого экологического мониторинга, да и просто чтение разнообразных отчетов, статей, заметок в СМИ свидетельствуют о том, что именно непонимание системы нормирования приводит к появлению досадных ошибок в интерпретации интересного фактического материала.

В соответствии с природоохранительным законодательством Республики Беларусь нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду.

Определенная таким образом  цель подразумевает наложение граничных  условий (нормативов) как на само воздействие, так и на факторы среды, отражающие и воздействие, и отклики экосистем. Принцип антропоцентризма верен и в отношении истории развития нормирования: значительно ранее прочих были установлены нормативы приемлемых для человека условий среды (прежде всего, производственной). Тем самым было положено начало работам в области санитарно-гигиенического нормирования. Однако человек не самый чувствительный из биологических видов, и принцип "Защищен человек — защищены и экосистемы", вообще говоря, неверен. Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. К настоящему времени известны лишь некоторые попытки учета нагрузки для растений суши и для сообществ водоемов рыбохозяйственного назначения.

Как экологическое, так и  санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказывемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормировании является понятие вредного вещества.

В специальной литературе принято называть вредными все вещества, воздействие которых на биологические  системы может привести к отрицательным последствиям. Кроме того, как правило, все ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают как вредные.

Установление  нормативов качества окружающей среды  и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия — это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего равновесия организма).

Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются  и утверждаются специально уполномоченными  государственными органами в области  охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора  и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. Отметим, что утвержденные в СССР нормативы были весьма жесткими, но редко соблюдались на практике. В основе санитарно-гигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концентрации.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) — нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства.

Таким образом, санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все среды, различные  пути поступления вредных веществ  в организм, хотя редко отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учитывает эффектов комплексного (поступления вредных веществ в организм различными путями и с различными средами — с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы) и сочетанного воздействия всего многообразия физических, химических и биологических факторов окружающей среды. Существуют лишь ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одновременном содержании в атмосферном воздухе.

Анализ того, как изменяются с течением времени  значения предельно допустимых концентраций, свидетельствует об их относительности, вернее — об относительности наших  знаний о безопасности или опасности  тех или иных веществ. Достаточно вспомнить о том, что в пятидесятые годы ДДТ считался одним из безопаснейших для человека инсектицидов и широко рекламировался для использования в быту. Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации, могут устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК) — полученные расчетным путем нормативы, рекомендованные для использования сроком на 2-3 года. В приложениях приводятся значения ВДК для различных загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве.

В публикациях  иногда встречаются и другие характеристики загрязняющих веществ. Под токсичностью понимают способность веществ вызывать нарушения физиологических функций организма, что в свою очередь приводит к заболеваниям (интоксикациям, отравлениям) или, в тяжелых случаях, к гибели. Фактически токсичность — мера несовместимости вещества с жизнью.

Степень токсичности  веществ принято характеризовать  величиной токсической дозы —  количеством вещества (отнесенным, как правило, к единице массы  животного или человека), вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность.

Различают среднесмертельные (ЛД₅₀), абсолютно смертельные (ЛД₁₀₀), минимально смертельные (ЛД_0-10) и др. дозы. Цифры в индексе отражают вероятность (%) появления определенного токсического эффекта — в данном случае, смерти, в группе подопытных животных. Следует иметь в виду, что величины токсических доз зависят от путей поступления вещества в организм. Доза ЛД₅₀ (гибель половины подопытных животных) дает значительно более определенную в количественном отношении характеристику токсичности, чем ЛД₁₀₀ или ЛД₀. В зависимости от типа дозы, вида животных и пути поступления, выбранных для оценки, порядок расположения веществ на шкале токсичности может меняться. Величина токсической дозы не используется в системе нормирования.

Санитарно-гигиенические  и экологические нормативы определяют качество окружающей среды по отношению  к здоровью человека и состоянию  экосистем, но не указывают на источник воздействия и не регулируют его  деятельность. Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия, отражают научно-технические нормативы. К научно-техническим нормативам относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу установления научно-технических нормативов положен следующий принцип: при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования.

Научно-техническое  нормирование предполагает введение ограничений  деятельности хозяйственных объектов в отношении загрязнения окружающей среды, иными словами, определяет предельно  допустимые потоки вредных веществ, которые могут поступать от источников воздействия в воздух, воду, почву. Таким образом, от предприятий требуется не собственно обеспечение тех или иных ПДК, а соблюдение пределов выбросов и сбросов вредных веществ, установленных для объекта в целом или конкретных источников, входящих в его состав. Зафиксированное превышение величин ПДК_в или ПДК_мр в окружающей среде само по себе не является нарушением со стороны предприятия, хотя, как правило, служит сигналом невыполнения установленных научно-технических нормативов (или свидетельством необходимости их пересмотра).

4. Республиканская  программа энергосбережения

В Республике Беларусь проводится последовательная государственная  политика по эффективному использованию  энергоресурсов. В результате этой работы достигнуто снижение энергоемкости валового внутреннего продукта (ВВП) на 34,2% (данные Министерства статистики и анализа). Это позволило стабилизировать годовое потребление топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на уровне 34-35,5 млн.ту.т. при росте ВВП (за весь период) на 48,8%.

Вместе с  тем затраты энергоресурсов в  Беларуси при производстве ВВП, в  том числе и при производстве важнейших видов продукции в  промышленности, в строительстве  и, особенно, в сельском хозяйстве, заметно  выше, чем в развитых странах мира - в 1,5 и более раз.

В республике в  год используется 34,5-35,5 млн. тонн условного  топлива (приведенные к угольному  эквиваленту). Потребление осуществляется по следующим основным направлениям:

- в качестве  котельно-печного топлива - 26,4-27,0 млн.ту.т. (на вы-работку тепло и электроэнергии, технологические нужды предприятий и снабжение топливом населения);

- в качестве  светлых нефтепродуктов -3,8-4 млн.ту.т. (на работу транспорта);

- в качестве  сырья - 3-3,5 млн.ту.т. (в основном газ и нефть для производства химической и нефтехимической продукции).

За период 1996-2004 гг. в структуре потребления ТЭР (по видам ис­пользуемого топлива) произошли  существенные подвижки. Они могут  быть кратко обозначены как:

а) увеличение доли самого дешевого топлива, газа с 45 % до 58,5 %;

б) снижение доли самого дорогого топлива, мазута с 20,1% до 7,3%;

в) снижение в 3 раза использования угля и печного  бытового топлива;

г) рост местных  видов топлива на 14%, в т.ч. более  чем в 2 раза доли древесного топлива и отходов.

С целью достижения существенной экономии энергоресурсов Комитетом по энергоэффективности  при Совете Министров Республики Беларусь ежегодно определяются приоритетные направления энергосбережения и  осуществляется их преимущественная реализация.

Суть этой работы состоит в определении наиболее эффективных направлений вложения финансовых средств в энергосбережение с целью получения наибольшей выгоды для страны в виде экономии энергоресурсов при минимальных  сроках возврата капитала.

На основе сроков окупаемости мероприятий в соответствии с приоритетами составляются, выполняются и при необходимости корректируются годовые программы энергосбережения отраслей и регионов.

Республиканская программа энергосбережения на 2001-2005 г.г. одобрена постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 16 января 2001 г. № 56. Программа предусматривает:

- снижение энергоемкости  ВВП за период 2001-2005 г.г. на величи­ну  19-25% относительно 2000 г., а в годовом  разрезе - на 3,8-5%;

- обеспечение  планируемого прироста ВВП на 23,1% до 2005 г. без увеличения потребления энергоресурсов;

- общий объем  финансирования на 5 лет в размере  795 млн. долл. США (при снижении  энергоемкости ВВП на 19%), а годовой  объ­ем финансирования - 159 млн. долл. США.

Потенциал энергосбережения на период до 2005 г. составляет 5,6-7,2 млн. т у.т. Для реализации этого потенциала в Программе определены приоритеты энергосберегающей политики, а также основные направления повышения эффективности использования энергоресурсов по отраслям экономики в разрезе министерств и ведомств.

На 2004 год было установлено задание по снижению энергоемкости ВВП по сравнению  с 2003 годом в объеме 4,2-5,2%. Фактическое  снижение энергоёмкости составило 5,3% (по данным Министерства статистики и анализа). Результат этот был достигнут на фоне мер по улучшению социально-бытовых условий жизни населения и соответствующего роста энергозатрат на эти цели. В 2004 году увеличен отпуск тепла на горячее водоснабжение в городах и районных центрах областей; сокращены периоды отключения горячего водоснабжения в связи с сокращением сроков ремонта тепловых сетей; увеличен температурный график прямой сетевой воды.

В целом за год  все области и г. Минск задания  по энергосбережению выполнили в  полном объеме. Лучшие итоги имели  Гомельская область и г.Минск - при задании (-5%) фактическое выполнение состави­ло соответственно (-8,8%) и (-7,5%).

Из 28 министерств, концернов и объединений, которым  были установлены задания по энергосбережению, выполнили их все. Лучших показателей  достигли: Министерство промышленности - при задании (-6%) фактическое выполнение составило (-9,4%); концерн «Белбиофарм» - задание (-8%), факт (-13,1%); Белкоопсоюз - (-5%) и (-7,5%) соответственно.

В 2004 году продолжалась работа по замещению импортируемого топлива местными энергоресурсами, дорогих импортируемых видов то­плива менее дорогими. Осуществлялось это за счет перевода котлов на местные виды топлива, за счет увеличения использования местных ви­дов топлива на существующих котельных, за счет газификации. В ре­зультате, в 2004 году по сравнению с уровнем 2003 года почти на 290 тыс.ту.т. снизилось потребление мазута, печного бытового топлива – на 30 тыс.ту.т, угля - на 72 тыс.ту.т .

За счет перевода котлов на древесные отходы в 2004 году было замещено 33 тыс.ту.т. закупаемого в России топлива. К сожалению, негативная тенденция снижения добычи торфа и нефти проявилась и в 2004 году - потребление этих видов топлива по сравнению с 2003 годом ( снизилась на 63 тыс. т у.т. и 16 тыс. т у. т. соответственно. В основном это связано с неправильной ценовой политикой на этот вид продукции (торф).

Республиканской программой энергосбережения на 2001-2005 г.г., одобренной постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 16.01.2001г. № 56, предусмотрено направлять на финансирование энергоэффективных мероприятий за счет всех источников 795 млн.$ США, при этом ежегодно -159 млн.$ США.

В 2004 году общий  объем финансирования мероприятий  по энерго­сбережению за счет всех источников составил 163 млрд.руб., что  экви­валентно 91,3 млн.$ США (57% от годового объема, предусмотренного Республиканской программой). В 2003 году также не обеспечен предусмотренный Программой объем финансирования, при плане 159 млн.$ США фактически - 92,5 млн.$ США или 58,2 %.

Основными источниками  финансирования были:

- собственные  средства предприятий - 78 млрд.руб. (план 66 млрд.руб.),

- средства инновационного  фонда Минэнерго на цели энергосбере­жения  - 39 млрд.руб. (план 40,1 млрд.руб.),

- средства отраслевых  инновационных фондов - 37 млрд.руб. (план 26,4 млрд.руб.),

- бюджетные  средства - 8 млрд.руб. (план 9,6 млрд.руб.),

- кредиты банков  около - 1 млрд.руб. (план 4,4 млрд.руб.)

В согласованных  и утвержденных годовых программах по энергосбережению, заказчиками которых  являются облисполкомы и Мингорисполком, а также министерства, ведомства и Комэнергоэффективности основное внимание уделялось реализации наиболее эффективных быстроокупаемых мероприятий, относящихся к приоритетным направлениям в энергосбережении, а также усилению работы на объектах социальной инфраструктуры, жилищно-коммунального и сельского хозяйства.