Фоновий екологічний моніторинг (лекція)

1. Визначення і завдання

2. Основні види ФМ

3. Особливості організації системи фонового моніторингу ОС

4. Біосферні заповідники

5. Пости спостереження ФМ

Фонове забруднення ОС змінюється в основному за рахунок поширення антропогенних забруднюючих речовин в атмосфері на великі відстані. Це обумовлено тим, що антропогенний викид в атмосферу змішується і переноситься природними потоками речовини. Забруднюючі речовини в процесі перенесення зазнають змін, осідають на земну поверхню і включаються в природні процеси міграції. У фонових районах, віддалених від місць антропогенної діяльності, відбувається накопичення забруднювачів. У зв'язку з цим необхідна система спостережень за антропогенними змінами ОС на тлі її природної мінливості. Фоновий моніторинг (ФМ) повинен виявити глобальні тенденції антропогенних змін біосфери на фоновому рівні забруднення. Тому перелік пріоритетних забруднювачів і місць контролю визначається масштабами впливу.

1. Визначення і завдання

Фоновий моніторинг ОС - це складова частина Моніторингу ОС, що здійснює спостереження за процесами та явищами, що характеризують забруднення природного середовища районів, не схильних до прямим антропогенних впливів і реакцію біоти на ці забруднення.

В системі глобального моніторингу ФМ виконує роль "точки нульового відліку" на шкалі градацій антропогенного забруднення ОС.

Основними завданнями ФМ, як складової частини глобального і регіонального моніторингу навколишнього середовища, є:

1. Отримання даних про сучасний рівень забруднюючих речовин в районах, які меншою мірою зазнали антропогенного впливу, - визначення так званого "фонового" рівня забруднень;

2. Оцінка зміни і тенденцій зміни фонового рівня, забруднюючих речовин;

3. Встановлення реакції абіотичних і біотичних елементів біосфери на забруднення ОС;

4. Оенка фактичного стану навколишнього середовища порівнянням результатів спостережень досліджуваного району з фоновими даними;

5. Складання прогнозу стану природного середовища в майбутньому.

2. Основні види ФМ

До основних видів ФМ відносяться хімічний, фізичний, геофізичний та екологічний моніторинг ОС.

Хімічний моніторинг - це складова частина моніторингу ОС, призначена для оцінки масштабів геохімічного впливу на біосферу та визначення ступеня і характеру хімічного забруднення навколишнього середовища.

Фізичний моніторинг - це складова частина моніторингу ОС, що здійснює спостереження за фізичними параметрами біосфери і загальною оцінкою стану середовища.

Геофізичний моніторинг - це складова частина моніторингу ОС, яка проводить спостереження за абиотической частиною біосфери і реакціями на той чи інший вплив в макро масштабі, аж до таких глобальних як погода або клімат.

Екологічний моніторинг - складова частина моніторингу ОС, що здійснює спостереження, оцінку і прогноз реакцій екосистем на природні або антропогенні впливу.

3. Особливості організації системи фонового моніторингу ОС

Особливістю ФМ є те, що він проводиться паралельно як за національними, так і з глобальних програм і, таким чином, є результатом об'єднаної праці всього людства.

Основна мета моніторингу ОС полягає в отриманні інформації:

1. Про початковому стані (зокрема і в минулому) навколишнього середовища в різних регіонах Землі;

2. Про сучасний рівень забруднення ОС;

3. Про шляхи і швидкостях поширення ЗВ по земній кулі;

4. Про накопиченні ЗВ в окремих ланках біосфери;

5. Виявлення найбільш вразливих, по відношенню до ЗВ, екосистем чи їх елементів;

6. Прогнозування тенденцій зміни якості середовища, як в національних, так і в світовому масштабах.

Програма фонових спостережень передбачає:

1. Дослідження стану геофізичних та фізико-географічних параметрів середовища фонових об'єктів (ФО) - біосферних заповідників, регіональних і базових постів спостереження (ПН);

2 .Наблюденія за характером, складом, кругообігом та міграцією ЗВ;

3. Виявлення реакції біоти на рівні окремих популяцій, екосистем і біосфери в цілому.

Станції фонових спостережень діляться на базові та регіональні

Базові пости спостереження (БПН) розміщуються в районах, не схильних до безпосереднього антропогенного впливу, і дають інформацію про вихідний стан біосфери. На Землі таких станцій 30-40 на суші і близько 10 в Світовому океані.

Регіональні пости спостереження (РПН) розташовуються поблизу урбанізованих територій і дають інформацію про стан біосфери в схильних до антропогенному впливу районах.

Оскільки ФМ є підсистеми глобального і регіонального (національного), то мережу станцій забезпечує вирішення завдань і для цих систем моніторингу. Для проведення систематичних комплексних спостережень і вимірювань фонового рівня ЗВ антропогенного походження створені станції комплексного фонового моніторингу. Вони розташовані в біосферних заповідниках.

В результаті проведення комплексного спостереження ФМ вирішуються завдання:

1. Визначення рівня ЗВ;

2. Оцінка тенденції зміни рівнів ЗВ;

3. Визначення просторового розподілу ЗВ в природних середовищах.

4. Біосферні заповідники

Біосферний заповідник (БЗ) - це еталонний ділянку, яка охороняється і найбільш характерною біосфери в певній географічній області світу.

До завдань БЗ входить збереження природних екосистем і генофонду даного регіону. Програма спостережень в БЗ передбачає отримання інформації про міграцію, круговороті і балансі ЗВ в ньому. При цьому необхідно простежити:

1. Міграцію з атмосфери на підстилаючої поверхню;

2. Міграцію в системі:

б) почвогрунтовие води;

3. Міграцію при всередині водоемних процесах.

4. Міграцію з підстильної поверхні (грунт або вода) в атмосферу.

Базові пости спостереження (БПН) - це ПН, які служать для отримання інформації про вихідний (базовому, тобто фоновому) стані біосфери і розташовуються в районах з свідомо повною відсутністю безпосереднього антропогенного впливу не тільки в даний час, але і в найближчі 50 - 100 років.

З базових ПН ведуться спостереження за самими повільними процесами, наслідки яких можуть бути найбільш небезпечними, так як вони через свою інертність важче виявляються, але охоплюють всю планету.

Для глобальної мережі моніторингу досить 30-40 БПН на континентах і до 10 - океанічних.

Регіональні пости спостереження (РПН) фонового моніторингу (РПНФМ) - це ПН, які призначені для спостереження за ситуацією в біосферних зонах, схильних до антропогенному впливу, і виявлення причин негативних наслідків в стані біосфери.

Регіональні ПН можуть розташовуватися як поблизу урбанізованих районів, так і на їх межах. Програма спостережень на РПНФМ повинна враховувати регіональні особливості і бути ширше, ніж на БПН. Тому, вона є основою для коригування програми спостережень на БПН, а, отже, і для всієї програми ФМ.

У відповідності з початковим переліком, що складається з 20 пріоритетних забруднювачів, прийнятому в 1974 р в Найробі, при фоновому МОС слід проводити спостереження:

1. На БПН - лише за п'ятьма забруднювачами:

а) в атмосфері - сірчистий газ і зважені частинки, озон, двоокис вуглецю;

б) у воді морів - вуглеводні;

2. На РПН - за вісьмома ЗВ:

а) в атмосфері - сірчистий газ і зважені частинки, свинець;

б) у воді - вуглеводні нафти і ртуть;

в) в харчових продуктах, біоті і організмі людини - радіонукліди, ДДТ та інші хлорорганічні сполуки, свинець, мікотоксини, мікробні забруднення.

Розроблено Програму фонових спостережень, яка задовольнить як національним інтересам, так і ГСМОС, що передбачає більш широкий перелік контрольованих речовин, ніж програма 1974 року народження, а саме:

2. Для атмосферних випадінь (опади, сніговий покрив і сухі випадання) - ДДТ та інші хлорорганічні сполуки, кадмій, ртуть, свинець, миш'як, бенз (а) пірен, все ани-они і катіони, такі як сульфати, нітрати, хлориди, іони амонію, кальцію та ін. а також визначення електропровідності і pН;

3. Для вод поверхневих і морських - ртуть (включаючи і метил-ртуть), миш'як, кадмій, свинець, ДДТ та інші хлорорганічні сполуки, бенз (а) пірен, нафтопродукти (в морях) і біогенні елементи;

4. Для грунту - ртуть, свинець, кадмій, миш'як, ДДТ та інші хлорорганічні сполуки, бенз (а) пірен, біогенні елементи;

5. Для харчових продуктів (сільськогосподарські культури, трави та ін.) - ДДТ та інші хлорорганічні сполуки, бенз (а) пірен, кадмій, ртуть, свинець і миш'як.

5. Пости спостереження ФМ

Програма всіх фонових спостережень, незалежно від національної чи глобальної приналежності програм, здійснюється на:

а) стаціонарних ПН - проводять спостереження за рівнем забруднення протягом всього року;

б) пересувних ПН - здійснюють спостереження під час виїзних експедицій.

Включення в систему моніторингу космічних ПН дозволило підвищити ефективність контролю забруднення біосфери. Космічні ПН (ВПП) за допомогою багатоканальної спектрозональной зйомки визначають межі антропогенних забруднень, сезонні або технологічні їх зміни, а також фіксують вплив природних катаклізмів (вивержень, ураганів і т.п.) або механізмів (течій, вітрів і температурних інверсій) на характер забруднень довкілля.

Особливе місце в глобальному ФМ займає екологічний моніторинг і, як складова його частина, - біологічний моніторинг.

З цією метою вже контролюється рівень забрудненості бенз (а) пиреном, ДДТ, іншими хлорорганическими сполуками і важкими металами сільськогосподарських і лісових культур, трав, грибів, ягід, а також наявність їх в організмі тварин, птахів, риб і планктону.

При проведенні спостережень оцінюються різні параметри, основними з яких є:

а) число індивідуумів в популяції;

б) різноманітність видів в співтовариствах;

в) розподіл популяцій, співтовариств і т.д .;

г) круговорот біомаси і обмін енергією;

д) швидкість росту індивідуумів;

е) характер фізіологічних і біохімічних процесів;

ж) генетичні і поведінкові зміни;

і) стан здоров'я та частота захворювань;

к) народжуваність і смертність;

л) зміна міграції.