Какие методы используются для ведения глобального мониторинга кратко

Обновлено: 05.07.2024

Экологический мониторинг – комплекс наблюдений за состоянием окружающей среды. Включает в себя исследования антропогенного воздействия на почву, воду, атмосферу и т.д. Проводятся измерения фонового радиационного излучения, уровня химического загрязнения.

Мониторинг организуется по принятым стандартам, имеющим научное обоснование. Необходим вблизи промышленных предприятий, в зоне выброса вредных веществ.

Что такое экологический мониторинг?

Понятие экологического мониторинга означает систему наблюдений за природой и антропогенными объектами, предназначенную для получения достоверной и своевременной информации о загрязнениях на контролируемой территории. На основании полученных данных возможно составление прогнозов о дальнейшем развитии экологической ситуации в регионе наблюдения.

Комплекс контрольных мер может разрабатываться отдельно для промышленного объекта. Измерительные системы отслеживают степень воздействия выбросов на природу. Наблюдения позволяют создать экономическое и правовое обоснование для природопользователей. Проводятся при градостроительных работах, перед реализацией промышленных проектов и др.

Этапы проведения

Контроль за состоянием объекта состоит из установленных этапов:

Исследование экологической обстановки в выбранной местности.
Взятие образцов почвы, воды и воздуха.
Изучение проб по нескольким показателям в лабораторных условиях.
Определение степени концентрации токсических веществ и сравнение полученных данных со значениями максимально допустимой концентрации.
Выявление территорий, на которых повышен уровень загрязнений.
Проведение мер по очистке загрязнённой местности.

На объектах и предприятиях устанавливают автоматизированные системы, включающие аналитические передвижные лаборатории экологического мониторинга, стационарные пункты, средства связи и т.д. В автоматическом режиме контролируют метеоданные, температуру, радиационное излучение.

Задачи

Вне зависимости от объекта исследования (экологический мониторинг природного объекта, города, территориального субъекта, Земли) задачи наблюдений следующие:

Выявление источников человеческого воздействия на природу.
Наблюдение за влиянием антропогенного фактора на окружающую среду.
Проведение исследований территорий, подвергшихся загрязнению токсическими веществами.
Формирование информационных данных о состоянии объекта.
Подбор методов борьбы с загрязнениями.
Составление прогноза о дальнейших изменениях экологии в регионе.
Создание правовых и экономических оснований для территорий с повышенной концентрацией загрязнителей.

Основная цель исследований – диагностика человеческого влияния на природу и предупреждение жителей региона о возможных последствиях. Наблюдения проводятся в соответствии с международными требованиями.

Объекты экологического мониторинга

Объекты локального и глобального экологического мониторинга различают по происхождению:

Природные ресурсы (почва, вода, воздух, озоновый слой, недра).
Исследуют совокупность условий, необходимую для поддержания жизни на планете.
Природные территории.
Естественные природные комплексы, ландшафты.
Объекты, имеющие природно-антропогенное происхождение.
Местность, обрабатываемая человеком.
Промышленные и хозяйственные объекты.
Воздействуют на окружающую среду и загрязняют её.
Группы населения.
Люди, находящиеся в зоне загрязнения.

Наблюдения за экологией необходимы на месторождениях, в местах добычи ценных ресурсов. Регулируются действующими государственными законами и установленным порядком проведения.

Уровни экологического мониторинга

Наблюдения за антропогенным влиянием на природу проводятся на разных уровнях:

Локальный уровень.
Исследования проходят в пределах отдельного природного объекта. Также локальные измерения организуют на промышленных предприятиях.
Территориальный.
Наблюдения ведутся в рамках выбранного территориального субъекта (региона, округа, области).
Федеральный.
Контроль состояния окружающей среды в стране. Оценивает экологию всего государства.
Глобальный.
Международная система наблюдений за экологией Земли.

Международный контроль проводится в рамках ЮНЕП и Всемирной метеорологической организации. В мире действует 22 сети глобальных наблюдений за экологической обстановкой. Изучают воздействие человека на климат, оценивают состояния мирового океана и грунтовых вод, предупреждают о стихийных бедствиях.

Виды экологического мониторинга

В наблюдениях за окружающей средой используют различные методы контроля. Виды локального экологического мониторинга:

Инструментальный.
Физико-химические методы измерений. Сбор проб в области загрязнения, проведение лабораторного анализа.
Расчётный.
Определение степени загрязнения на основании информации о выбросах на предприятиях.
Производственный (ПЭМ).
Проведение измерений состояния природы на территориях вблизи промышленных объектов и на предприятиях.

Выделяют общественный, биологический, радиационный экологический мониторинг, контроль выбросов отходов. Работа с социальными группами требуется для информирования людей, проживающих на опасных территориях. Биологические измерения нужны для определения степени воздействия человека на состояние растительного и животного мира.

Экологические изыскания необходимы для оценки влияния антропогенного фактора на местность. Особое значение имеют наблюдения в промышленных зонах. С их помощью оценивают опасность выбросов, предупреждают природные катастрофы и создают меры для борьбы с загрязнениями.

Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы

Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

Определение степени загрязнения воды: прямые и косвенные показатели

Антропогенное загрязнение атмосферы: виды, основные источники, последствия

Глобальное потепление климата: миф или реальность

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду

Глобальные экологические проблемы и способы их решения

Методы анализа сточных вод: химический, микробиологический, токсикологический

1. Основные задачи мониторинга окружающей среды

4. Виды мониторинга:

Глобальный мониторинг — это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и с
осуществление прогноза возможных изменений.
Национальный – мониторинг в масштабах страны.
Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в которых наблюдаются процессы и
явления, отличающиеся от естественных по природному характеру или из-за антропогенного
воздействия.
Локальный – мониторинг воздействия конкретного антропогенного источника.
Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к
источникам загрязняющих веществ.

По методам ведения выделяются следующие виды мониторинга:
биологический (с помощью биоиндикаторов);
дистанционный (авиационный и космический);
аналитический (химический и физико-химический анализ).
По объектам наблюдения выделяются:
мониторинг отдельных компонентов окружающей среды
(почвы, воды, воздуха);
мониторинг биологический (флоры и фауны).

6. Методы контроля

Биоиндикация — это обнаружение и
определение антропогенных нагрузок по
реакциям на них живых организмов и их
сообществ.
Объектами биоиндикационных исследований
могут быть отдельные виды животных и
растений, а также целые экосистемы.

Видовое разнообразие и высокая численность или, наоборот,
отсутствие стрекоз (Odonata) на берегу водоема говорят о его
фаунистическом составе: много стрекоз — фауна богата, мало
— водная фауна обеднена.
Если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в
воздухе присутствует сернистый газ.

Лихеноиндикация - способ индикации при помощи лишайников.
Лишайник – симбиотический организм, состоящий из гриба и
водоросли.
По строению слоевища лишайники делят на три группы:
Накипные (коркоподобные) – плотно срастающиеся с корой, камнями,
почвой; они трудно отделяются от субстрата, на ощупь бархатистые.
Толщина слоевища 1-2 мм. Накипные лишайники имеют чаще всего
желтоватый и зеленовато-беловатый цвета;
Листоватые (листовидные) – имеют форму пластинок или чешуек,
прикрепляются к поверхности тонкими нитями гриба и легко
отделяются от него. Горизонтально расположены на субстрате.
Слоевища достигают в диаметре 10- 20 см;
Кустистые –имеют вид прямостоячего или повисающего кустика
высотой от нескольких миллиметров до 40 см. Лишайники
высокочувствительны к загрязнению атмосферы. На них отрицательно
действуют вещества, увеличивающие кислотность среды, но
сравнительно безвредны тяжелые металлы, накапливающиеся в
слоевище и радиоактивные изотопы.

9. Пример проведения лихеноиндикации:

Выберите район, в котором будут проводиться наблюдения. Составьте карту
района.
Отметьте на карте близлежащие дороги с интенсивным транспортным
движением, автостоянки, заводы, другие предприятия, мусорные свалки и т.д.
Разбейте выбранную территорию на квадраты (не меньше трех), размер
которых зависит от площади изучаемой территории (например 10х10 м).
В каждом квадрате выберите 10 отдельно стоящих старых, но здоровых,
растущих вертикально деревьев.
На каждом дереве подсчитайте количество лишайников. Не обязательно
проводить видовое определение, важно различать по цвету и форме слоевища.
Для более точного подсчета можно использовать лупу.
Все обнаруженные виды разделите на три группы по форме слоевища:
кустистые, листоватые, накипные.
Проведите оценку степени покрытия древесного ствола. Для этого на высоте
30-150 см на наиболее заросшую лишайниками часть коры наложите рамку
(см. фото). Подсчитайте, какой процент общей площади занимают
лишайники.

10. Определение загрязнения воздуха с помощью лишайников

Зона
1
Наличие (+) или отсутствие (-) лишайников
Степень загрязнения
кустистые
листоватые
накипные
Загрязнения нет
+
+
+
2
Слабое загрязнение
-
+
+
3
Среднее загрязнение
-
-
+
4
Сильное загрязнение
("лишайниковая
пустыня")
-
-
-

Только в чистой воде встречаются личинки ручейников (Trichoptera).
А вот малощитинковый червь (Tubifex), личинки хирономид
(Chironomidae) обитают лишь в сильно загрязненных водоемах.
В слабозагрязненных водоемах живут многие насекомые, зеленые
одноклеточные водоросли, ракообразные.
Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень
загрязнения и принять меры по восстановлению экологического
равновесия окружающей среды.

12. Задание (письменно)

13. Токсичные водоросли озера Эри

Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального
мониторинга.
Например, аэрофотосъемка является эффективным методом для определения
масштабов и степени загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т.е. при
аварии танкеров или при разрыве трубопровода.
Другие методы в этих экстремальных ситуациях не дают исчерпывающей
информации.

ОКБ им. Илюшина, самолетостроители Луховицкого завода
сконструировали и построили “Ил-10З” — уникальный
самолет для выполнения практически любых задач
государственного экологического и земельного мониторинга.
Самолет оборудован контрольно-измерительной и
телеметрической аппаратурой, спутниковой навигационной
системой (СРS), системой спутниковой связи,
интерактивным бортовым и наземным измерительнорегистрирующим комплексом.
Самолет может летать на высотах от 100 до 3000 м,
находиться в воздухе до 5 часов, тратит всего 10—15 л
топлива на 100 км и берет на борт помимо пилота двух
специалистов.
Самолеты-новинки “Ил- 103” Авиационного центра
специального экологического назначения, базирующиеся на
подмосковном аэродроме Мячиково, выполняют
дистанционный мониторинг для экологов, авиалесоохраны,
служб МЧС и нефтегазопроводного транспорта.

Физико-химические методы используются для
мониторинга отдельных компонентов окружающей
природной среды: почвы, воды, воздуха. Эти методы
основаны на анализе отдельных проб.
Почвенный мониторинг предусматривает
определение кислотности, потери гумуса, засоления.
Кислотность почв определяют по значению
водородного показателя (рН) в водных растворах
почвы. Значение водородного показателя измеряют с
помощью рН-метра.
Содержание гумуса определяют по окисляемости
органического вещества. Количество окислителя
оценивают титриметрическим или
спектрометрическим методами.
Засоление почв, т. е. содержание в них солей,
определяют по значению электрической
проводимости, так как известно, что растворы солей
являются электролитами.

БИОСФЕРНЫЙ МОНИТОРИНГ направлен на
проведение наблюдений и определение глобальнофоновых изменений в природе (степень радиации,
наличие в атмосфере углекислого газа, озона, тепла и
степень ее запыленности, циркуляцию газов между
океаном и воздушной оболочкой Земли, мировые
миграции птиц, млекопитающих, рыб, насекомых)
Важный элемент биосферного мониторинга биосферные заповедники, которые являются
индикаторами фонового загрязнения биосферы.
Изучение главных параметров начинается с
исследований геофизических характеристик
солнечной радиации, поступающей в атмосферу и на
земную поверхность, как главной энергетической
базы всех биосферных процессов.

Важными являются также наблюдения за состоянием
озонового экрана, а также за условиями прохождения
потоков радиационной энергии через атмосферу.
Главное внимание в системе этих наблюдений
обращено на влияние возрастающего запыления
атмосферы и изменения ее газового состава, а также на
прямое влияние теплоты антропогенного
происхождения на общую энергетику биосферы.
Одним из важнейших элементов биосферного
мониторинга является мониторинг земель.
В Российской Федерации проводится мониторинг
земель, представляющий собой систему наблюдений за
состоянием земельного фонда для своевременного
выявления изменений, их оценки, предупреждения и
устранения последствий негативных процессов.

СОЦИАЛЬНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ является
системой организационных, социальных, медицинских,
санитарно-эпидемиологических, научно-технических,
методологических и иных мероприятий, направленных на
организацию наблюдения за состоянием санитарноэпидемиологического благополучия населения, его оценку и
прогнозирование изменений, установление, предупреждение,
устранение или уменьшение факторов вредного влияния среды
обитания на здоровье человека.

САНИТАРНО-ТОКСИЧЕСКИЙ
МОНИТОРИНГ- наблюдение за состоянием
качества окружающей среды, главным образом за
степенью загрязнения природных ресурсов
вредными веществами и влиянием этого процесса
на человека, животный и растительный мир.
Определение наличия шумов, радионуклидов,
магнитных и электромагнитных излучений,
аллергенов, пыли, патогенных микроорганизмов,
неприятных запахов, сажи, контроль за
содержанием в атмосфере окислов серы и азота,
оксида углерода, соединений тяжелых металлов,
качеством водных объектов, степенью
загрязнения их различными органическими
веществами, нефтепродуктами и др.

Государственная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС)
основана на системах национального мониторинга.
Такого рода системы функционируют в различных государствах в
соответствии с международными требованиями и специфическими
подходами, сложившимися исторически или обусловленными характером
остростоящих экологических проблем.
Международные требования, которым должны удовлетворять
национальные системы-участники ГСМОС, включают единые принципы
разработки программ (с учетом приоритетных факторов воздействия),
обязательность наблюдений за объектами, имеющими глобальную
значимость, передачу информации в Центр ГСМОС.

Вопросы для закрепления материала
Дайте определение мониторингу окружающей среды.
С какой целью проводится экологический мониторинг?
Какие существуют виды мониторинга? Охарактеризуйте их.
Приведите примеры физико-химических методов мониторинга.
Какие методы используются для ведения глобального
мониторинга?

Нельзя полагаться лишь на внимание системного администратора; необходимы автоматические и непрерывно действующие средства контроля состояния сети и своевременного оповещения о возможных проблемах.

Любая корпоративная компьютерная сеть, даже небольшая, требует постоянного внимания к себе. Как бы хорошо она ни была настроена, насколько бы надежное ПО не было установлено на серверах и клиентских компьютерах – нельзя полагаться лишь на внимание системного администратора; необходимы автоматические и непрерывно действующие средства контроля состояния сети и своевременного оповещения о возможных проблемах.

Практически все из описанных выше сценариев (и множество аналогичных), в конечном итоге, ведут к серьезным материальным убыткам: нарушению схем взаимодействия между сотрудниками, безвозвратной утере данных, потере доверия клиентов, разглашению секретных сведений и т.п. Поскольку полностью исключить возможность отказа или некорректной работы техники невозможно, решение заключается в том, чтобы обнаруживать проблемы на наиболее ранних стадиях, и получать о них наиболее подробную информацию. Для этого, как правило, применяется различное ПО мониторинга и контроля сети, которое способно как своевременно оповещать технических специалистов об обнаруженной проблеме, так и накапливать статистические данные о стабильности и других параметрах работы серверов, сервисов и служб, доступные для подробного анализа.

Ниже мы рассматриваем базовые методы мониторинга работы сети и контроля ее защищенности.

Методы мониторинга состояния сети

Выбор способов и объектов мониторинга сети зависит от множества факторов – конфигурации сети, действующих в ней сервисов и служб, конфигурации серверов и установленного на них ПО, возможностей ПО, используемого для мониторинга и т.п. На самом общем уровне можно говорить о таких элементах как:

проверка физической доступности оборудования;
проверка состояния (работоспособности) служб и сервисов, запущенных в сети;
детальная проверка не критичных, но важных параметров функционирования сети: производительности, загрузки и т.п.;
проверка параметров, специфичных для сервисов и служб данного конкретного окружения (наличие некоторых значений в таблицах БД, содержимое лог-файлов).

Следующий этап – проверка принципиальной работоспособности критичных служб. Как правило, это означает TCP-подключение к соответствующему порту сервера, на котором должна быть запущена служба, и, возможно, выполнение тестового запроса (например, аутентификации на почтовом сервере по протоколу SMTP или POP или запрос тестовой страницы от веб-сервера).

В большинстве случаев, желательно проверять не только факт ответа службы/сервиса, но и задержки – впрочем, то относится уже к следующей по важности задаче: проверке нагрузки. Помимо времени отклика устройств и служб для различных типов серверов существуют другие принципиально важные проверки: память и загруженность процессора (веб-сервер, сервер БД), место на диске (файл-сервер), и более специфические – например, статус принтеров у сервера печати.

Контроль безопасности сети

Сущность контроля безопасности состоит в выявлении аномальных событий в функционировании сети. Предполагается, что базовые методы обеспечения и контроля безопасности (аутентификация, фильтрация запросов по адресу клиента, защита от перегрузок и т.п.) встроена во все серверное ПО. Однако, во-первых, не всегда можно доверять этому предположению; во-вторых, не всегда такой защиты достаточно. Для полноценной уверенности в безопасности сети в большинстве случаев необходимо использовать дополнительные, внешние средства. При этом проверяют, как правило, следующие параметры:

Использование Alchemy Eye для мониторинга состояния сети и контроля ее безопасности

Alchemy Eye – средство мониторинга состояния серверов в сети с богатыми возможностями. Ниже показано, как реализуются сценарии, описанные в предыдущих разделах, посредством этой программы.

Прежде всего, чтобы обеспечить непрерывность мониторинга, нужно запустить программу как NT-службу (установить ее в Файл>Настройки>NT-служба, затем запустить из Панели управления Windows ). После запуска службы появится иконка в области уведомлений (системном трее), по клику на ней откроется главное окно программы, где и нужно создать необходимые проверки.

Рис.1. Выбор типа проверки сервера.

Скриншот на рис.1 может продемонстрировать лишь небольшое количество типов проверок, доступных в программе (полный список вы можете посмотреть самостоятельно). Для ориентировки можно привести соответствия между задачами, описанными выше, и некоторыми проверками, доступными в Alchemy Eye:

Рис.2. Браузер дерева MIB – выбор переменной для SNMP-мониторинга.

Рис.3. Браузер счетчиков производительности Windows – выбор параметра для мониторинга.

В случае сложных окружений, для которых недостаточно встроенных проверок, можно использовать одну из возможностей расширения, доступных в Alchemy Eye: запуск скриптовых функций (VBScript, JavaScript, ActivePerl) или внешних приложений, а так же подсистему плагинов.

После выбора типа проверки нужно задать ее параметры – как правило, они включают адрес проверяемого сервера и несколько других, очевидных либо в деталях объясняемых всплывающими подсказками. На рис.4 показана страница выбора параметров ICMP-проверки.

Рис.5. Главное окно Alchemy Eye – мониторинг серверов (3 успешных проверки, 1 сбой).

Задачи этого рода (учет и анализ) в Alchemy Eye решаются с помощью встроенных отчетов (меню Отчеты). Стоит учесть, что вся статистика выполненных программой проверок и их результатов записывается в стандартной форме в файл stat.csv в папке программы, данные из него можно использовать для последующего анализа (Alchemy Eye позволяет подключать сторонние программы-анализаторы в качестве генераторов отчетов – подробная инструкция имеется в справке программы).

Напоследок хотелось бы заметить, что даже при наличии качественного программного средства разработка работающей системы мониторинга крупной сети и контроля ее безопасности (читай – выбор необходимого количества и типов проверок) является серьезной инженерной задачей, требующей вдумчивого подхода. Две основных цели, о которых не следует забывать при конфигурации системы мониторинга:

создать достаточное количество проверок для обеспечения высокой степени надежности;
не слишком увлечься количеством и частотой проверок, чтобы избежать перегрузок оборудования, но в первую очередь – специалистов, в чьи обязанности входит анализ результатов мониторинга.

Один хакер может причинить столько же вреда, сколько 10 000 солдат! Боитесь что ANONYMOUS опустошат ваши счета ? Хакеры объявили Кибервойну России! Узнай первым , как выжить в цифровом кошмаре!