Геоэкологический мониторинг это определение кратко

Обновлено: 07.07.2024

Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов
Геоэкологический мониторинг
Учебное пособие для вузов.- Томск, 2003.- 336 с.

В учебном пособии изложено современное состояние мониторинга окружающей среды. Рассмотрены классификации мониторинга, определения и содержания программ мониторинга. Приведены методы и принципы организации мониторинга. Рассмотрен мониторинг отдельных природных сред с привлечением инструктивных материалов, методических рекомендаций и ГОСТов. Приведены материалы по мониторингу различных природно-техногенных систем, включающих горно- и нефтегазодобывающие отрасли промышленности, а также добычные предприятия месторождений урана методом подземного скважинного выщелачивания. В пособии кратко изложены виды исследований и аналитическое обеспечение при организации мониторинга.

Данное пособие является электронной версией следующего печатного издания:
Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю. Геоэкологический мониторинг. Учебное пособие для вузов. — Томск, 2003.- 336 с.

Геологическая среда - верхняя часть литосферы, находящаяся в пределах интенсивного влияния инженерно-хозяйственной деятельности. Поэтому для построения мониторинга литосферы в первую очередь встает задача построения мониторинга геологической

среды, который в настоящее время назван геоэкологическим мониторингом.

Главными целями программы геоэкологического мониторинга являются, во-первых, получение, хранение и обработка информации о современном состоянии, свойствах, структуре геологической среды, а также о типах и интенсивности ее изменений, вызванных в первую очередь процессами техногенеза; во-вторых, использование

полученной информации для выяснения причин активизации природно-техногенных процессов и составления прогнозов их развития; в-третьих, обеспечение информацией о геологической среде мероприятий по охране, рациональному использованию и управлению природной средой, рациональное использование возобновимых и

особенно невозобновимых ресурсов, защита литосферы в кратко- и долгосрочной перспективе.

По объектам наблюдения геоэкологический мониторинг подразделяется на:

- мониторинг горных пород;

- мониторинг подземных вод;

В настоящее время недра это не только источник минерально-сырьевых ресурсов, но и место размещения и захоронения промышленных и хозяйственно-бытовых отходов,

хранилищ нефти и газа, среда возведения подземных сооружений (подземная урбанизация), создания заповедников и памятников природы (карстовые пещеры).

Функционально геоэкологический мониторинг состоит из трех подсистем:

1) Подсистема получения информации о структуре и свойствах геологической среды,

2) Подсистема наблюдения и контроля за изменениями состояния геологической среды,. 3) Подсистема оценки и прогноза состояния геологической среды представляет собой автоматизированную информационную систему АИС), в которую непрерывно поступает для хранения, обработки, составления прогнозов и принятия решений информация,

полученная первой и второй подсистемой.

среды, который в настоящее время назван геоэкологическим мониторингом.

особенно невозобновимых ресурсов, защита литосферы в кратко- и долгосрочной перспективе.

По объектам наблюдения геоэкологический мониторинг подразделяется на:

- мониторинг горных пород;

- мониторинг подземных вод;

Функционально геоэкологический мониторинг состоит из трех подсистем:

1) Подсистема получения информации о структуре и свойствах геологической среды,

Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. [1]

Содержание

Виды мониторинга

В системе управления можно также выделить три подсистемы: принятие решения (специально уполномоченный государственный орган), управление выполнением решения (например, администрация предприятий), выполнение решения с помощью различных технических или иных средств.

Системы мониторинга или его виды различаются по объектам наблюдения. Поскольку компонентами окружающей среды являются воздух, вода, минерально-сырьевые и энергетические ресурсы, биоресурсы, почвы и др., то выделяют соответствующие им подсистемы мониторинга. Однако, подсистемы мониторинга не имеют единой системы показателей, единых подходов для районирования территорий, периодичности отслеживая и др., что делает невозможным принятие адекватных мер при управлении развитием и экологическим состоянием территорий [3]. Поэтому при принятии решений важно ориентироваться не только на данные "частных систем" мониторинга(гидрометеослужбы, мониторинга ресурсов, социально-гигиенического, биоты и др.), а создавать на их основе комплексные системы экологического мониторинга.

Уровни мониторинга

Мониторинг является многоуровневой системой. В хорологическом аспекте обычно выделяют системы (или подсистемы) детального, локального, регионального, национального и глобального уровней [1,2].

Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга реализуемого в пределах небольших территорий (участков) и т.д.

При объединении систем детального мониторинга в более крупную сеть (например, в пределах района и т.п.) образуется система мониторинга локального уровня. Локальный мониторинг предназначен обеспечить оценку изменений системы на большей площади: территории города, района.

Локальные системы могут объединяться в более крупные – системы регионального мониторинга, охватывающие территории регионов в пределах края или области, или в пределах нескольких из них. Подобные системы регионального мониторинга, интегрируя данные сетей наблюдений, различающихся по подходам, параметрам, территориям отслеживания и периодичности, позволяют адекватно формировать комплексные оценки состояния территорий и давать прогнозы их развития.

Системы регионального мониторинга могут объединяться в пределах одного государства в единую национальную (или государственную) сеть мониторинга, образуя, таким образом, национальный уровень ) системы мониторинга. Примером такой системы являлась "Единая государственная система экологического мониторинга Российской Федерации" (ЕГСЭМ) и ее территориальные подсистемы, успешно создаваемые в 90-е годы ХХ века для адекватного решения задач управления территориями. Однако, вслед за Министерством экологии в 2002г ЕГСЭМ была также упразднена и в настоящее время в России имеются лишь ведомственно-разрозненные сети наблюдений, что не позволяет адекватно решать стратегические задачи управления территориями с учетом экологического императива.

Программа мониторинга окружающей среды

Научно обоснованный мониторинг окружающей среды осуществляется в соответствии с Программой. Программа должна включать в себя общие цели организации, конкретные стратегии его проведения и механизмы реализации.

Ключевыми элементами Программ мониторинга окружающей среды являются [3]:

перечень объектов, находящихся под контролем с их строгой территориальной привязкой (хорологическая организация мониторинга);

перечень показателей контроля и допустимых областей их изменения (параметрическая организация мониторинга);

временные масштабы – периодичность отбора проб, частота и время представления данных (хронологическая организация мониторинга).

Кроме того, в приложении в Программе мониторинга должны присутствовать схемы, карты, таблицы с указанием места, даты и метода отбора проб и представления данных.

Системы наземного дистанционного наблюдения

В настоящее время в программах мониторинга помимо традиционного "ручного" пробоотбора сделан упор на сбор данных с использованием электронных измерительных устройств дистанционного наблюдения в режиме реального времени.

Использование электронных измерительных устройств дистанционного наблюдения проводят используя подключения к базовой станции либо через телеметрической сети, либо через наземные линии, сотовые телефонные сети или другие телеметрические системы.

Преимуществом дистанционного наблюдения является то, что в одной базовой станции для хранения и анализа могут использоваться многие каналы данных. Это резко повышает оперативность мониторинга при достижении пороговых уровней контролируемых показателей, например, на отдельных участках контроля. Такой подход позволяет по данным мониторинга предпринять немедленные действия, если пороговый уровень превышен.

Использование систем дистанционного наблюдения требует установки специального оборудования (датчиков мониторинга), которые обычно маскируются для снижения вандализма и воровства, когда мониторинг проводится в легко доступных местах.

Системы дистанционного зондирования

В программах мониторинга широко задействовано дистанционное зондирование окружающей среды с использованием самолетов или спутников, снабженных многоканальными датчиками.

Различают два вида дистанционного зондирования.

Дистанционное зондирование позволяет собирать данные об опасных или труднодоступных районах. Применение дистанционного зондирования включают мониторинг лесов, последствия действия изменения климата на ледники Арктики и Антарктики, исследованиях прибрежных и океанских глубин.

Данные с орбитальных платформ, полученные из различных частей электромагнитного спектра в сочетании с наземными данными, представляет информацию для контроля тенденций проявления долгосрочных и краткосрочных явлений, природных и антропогенных. Другие области применения включают управление природными ресурсами , планирование использования земли, а также различные области наук о Земле.

Интерпретация и представление данных

В новых научно-обоснованных программах мониторинга окружающей среды разработан ряд показателей качества, чтобы интегрировать значительные объемы обрабатываемых данных, классифицировать их и интерпретировать смысл интегральных оценок. Так, например, в Великобритании используется система GQA. Эти общие оценки качества классифицируют реки на шесть групп по химическим критериям и биологическим критериям.

Для принятия решений пользоваться оценкой в системе GQA более удобно, чем множеством частных показателей.

Литература

1. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979, — 376 с.

2. Израэль Ю.А Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка окружающей природной среды. Основы мониторинга. - Метеорология и гидрология. 1974, № 7. — С.3-8.

3.Сюткин В. М. Экологический мониторинг административного региона (концепция, методы, практика на примере Кировской области). — Киров: ВГПУ, 1999. — 232 с.

Комплексный (геосистемный) мониторинг (мониторинг окружающей среды) – это циклически организованная система сбора, обработки и использования информации об изменении факторов и условий устойчивости, состава, свойств, структуры и функционирования геосистем при различных антропогенных воздействиях, имеющая контрольные, прогнозно-диагностические и управленческие цели.

Комплексный мониторинг — высший иерархический уровень среди других видов мониторинга (см. мониторинг геологической среды, мониторинг опасных процессов и пр.) и направлен на решение проблем экологического характера (оценка загрязнения природной среды, рациональное природопользование, предупреждение чрезвычайных ситуаций природного характера и др.).

Система комплексного мониторинга реализуется в двух главных направлениях:

Оперативное выявление закономерностей и тенденций развития антропогенно измененных геосистем для разработки достоверного прогноза их дальнейших трансформаций и защитных мер по снижению или ликвидации негативных проявлений процессов, нарушающих баланс вещества и энергии;
Контроль, оценка и прогноз развития загрязнения природных компонентов (воздух, горные породы, подземные и поверхностные воды, почвы, биота).

Главные задачи комплексного мониторинга — учет, анализ, оценка и прогноз изменения природной среды для принятия эффективных мер по достижению и сохранению стабильно равновесного экологического состояния геосистем различных иерархических уровней (глобальный, региональный и локальный).

Для организации комплексного мониторинга необходимо:

выявление массива параметров, способных объективно отразить текущее состояние геосистем;
разработка стратегии и тактики получения, передачи, оперативной обработки и хранения полученной информации режимных наблюдений;
формирование массива выходной информации сообразно с целями использования полученных данных (обоснования и рекомендации по управляющим воздействиям на геосистемы, карты риска и пр.).

Оценка, прогноз и управление процессами изменения состояния и развития геосистем решаются с использованием моделей тепломассопереноса, миграции агентов загрязнения, устойчивости и т.д. Одним из актуальных вопросов является включение в систему комплексного мониторинга геоинформационных систем. Основной элемент комплексного мониторинга геосистем регионального и локального уровней — сеть стационарных опорных участков, где по соответствующим программам и проектам исследуются, систематизируются и архивируются данные наблюдений, осуществляется передача информации в национальные центры (например, во Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования МЧС России) и заинтересованные организации-потребители.

Программа комплексного мониторинга включает разделы:

Изучение и моделирование биотических и абиотических обменных процессов, определяющих безопасное функционирование лесных, водных, аграрных, промышленных, урбанизированных, рекреационных и др. геосистем:

создание моделей оптимальных типов баланса вещества и энергии в антропогенно нарушенных массивах;
целевое картографирование (составление карт природной опасности и риска) и др.

Основные показатели оценки текущего геоэкологического состояния территории:

природная характеристика территории;
количественные данные о химических, радиационных, тепловых и др. аномалиях;
промышленный потенциал и результаты инвентаризации источников загрязнения, углеводородных выбросов, сточных вод и твердых отходов;
продуктивность земель, распределение фауны и флоры;
сведения об источниках и условиях развития видов загрязнения природной среды;
медико-биологические и санитарно-гигиенические наблюдения.

Контроль за загрязнением воздуха, подземных и поверхностных вод, массивов горных пород, почв, биоты для определения механизмов и направленности негативных последствий техногенных воздействий. Выявление критических зон — экологически и социально значимых массивов, пространственные и временные границы которых определяются переходом локальных, региональных и глобальных изменений окружающей среды в фазу полного разрушения экосистем и общей деградации среды обитания человека.
Совершенствование системы стационарных наблюдений, создание вневедомственной службы комплексного мониторинга, разработка серий оперативных карт эколого-хозяйственного состояния территорий; разработка эффективных управляющих воздействий.

Основные блоки комплексного мониторинга:

Для источников загрязнения — контроль, оценка и прогноз последствий антропогенных воздействий путем установления количества и состава выбросов (отходов), что позволяет определять их структуру за определенный временной интервал.
Для природной среды — оценка и прогноз трансформаций природной среды, аккумуляции и трансгрессии природных, антропогенных гео- и гидрохимических характеристик в климатических, геоструктурных регионах, областях, зонах, природно-территориальных комплексах и пр. Необходимым условием является выделение пространственных границ однородных по комплексу признаков и ведущих параметров пространств и массивов горных пород.
Для оценки устойчивого функционирования территорий с определенным типом организации и характером техногенных трансформаций.
Для биологической среды — слежение за состоянием и изменением биологических объектов в определенной геосистеме (животные, растения, люди) и отдельных биосистем.

Выходной документ комплексного мониторинга — обоснованные, экономически оправданные рекомендации по управлению природной средой, рациональному природопользованию и охране окружающей среды как результат скоординированного осуществления программ всех блоков.

Результаты комплексного мониторинга — базовые документы для разработки экологических программ, проектов комплексного хозяйственного развития территорий (регионов, субъектов Российской Федерации, урбанизированных территорий, земельных угодий и пр.), проведения процедур экологического аудита, схем и проектов инженерной защиты территорий.

Комплексный мониторинг — инструмент получения и обработки информации экологического характера, позволяющий обосновывать эффективные решения по обеспечению безопасности территорий, объектов и населения от чрезвычайных ситуаций природного характера.

Источники: Принципы и методы геосистемного мониторинга. – М., 1989; Комплексный мониторинг и практика. – М., 1991.

Читайте также: