реферат по биологии 2. Мониторинг в экологических исследованиях окружающей среды
 Скачать 36.68 Kb.
|
|
МБОО Ытык-Кюельская Средняя Общеобразовательная Школа №1 им. Анемподиста Ивановича Софронова Республики Саха (Якутия) РЕФЕРАТ на тему: «Мониторинг в экологических исследованиях окружающей среды» Выполнила ученица 10 гуманитарного класса Сидорова Диана Степановна Ытык-Кюель Содержание: Введение……………………………………………………………………….…………3 Концепция и виды экологического мониторинга…………………………………...…4 Система государственного экологического мониторинга……………...……………11 Современные методы мониторинга окружающей среды……………………………16 Аэрокосмические методы……………………………………………………………...17 Спутниковая система мониторинга Земли……………………………………………19 Методы наземного экологического мониторинга……………………………………23 Биологические методы мониторинга………………………………………………….25 Заключение……………………………………………………………………………...27 Список литературы……………………………………………………………………..29 Введение Актуальность этой работы не вызывает сомнений, поскольку каждый из нас имеет право на безопасное состояние окружающей среды. Экологический мониторинг как система способствует общему улучшению экологии и собирает и обрабатывает всю необходимую информацию о состоянии окружающей среды. Российская Федерация - огромная страна со своими особенностями и проблемами. Одной из таких проблем является охрана экологии, которая должна волновать всех жителей нашей необъятной родины. Без бережного отношения к окружающей среде, а также без разумного использования имеющихся природных ресурсов наша страна рискует не только экономическим благополучием, но и здоровьем своих граждан. Концепция и виды экологического мониторинга Современный термин "мониторинг" означает наблюдение, анализ и оценку состояния окружающей среды, ее изменений под воздействием хозяйственной деятельности человека, а также прогнозирование этих изменений. Экологический мониторинг - совокупность организационных структур, методов, приемов и способов мониторинга состояния окружающей среды, происходящих в ней изменений, их последствий, а также потенциально опасных для окружающей среды, здоровья человека и контролируемой территории деятельности, промышленных и иных объектов. Цели экологического мониторинга: наблюдения за состоянием окружающей среды, в том числе за состоянием окружающей среды в районах расположения источников техногенного воздействия и воздействием этих источников на окружающую среду; оценка и прогнозирование изменений окружающей среды под воздействием природных и техногенных факторов; удовлетворение потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации о состоянии окружающей среды и его изменении, необходимой для предотвращения и (или) снижения негативных последствий таких изменений; формирование государственных данных о состоянии окружающей среды; обеспечение участия РФ в международных системах экологического мониторинга. Министерство природных ресурсов Российской Федерации в целях проведения экологического мониторинга: формирует государственную систему наблюдения за состоянием окружающей среды и обеспечивает функционирование этой системы; координирует деятельность федеральных органов исполнительной власти по организации и проведению экологического мониторинга; принимает нормативные и методические документы по вопросам государственного экологического мониторинга; обеспечивает при участии заинтересованных федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации совместимость информационных систем и баз данных о состоянии окружающей среды, а также создает условия для формирования и охраны государственных информационных ресурсов в этой области. Осуществляет Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды: ведение Единого государственного фонда данных о состоянии природной среды, ее загрязнении; формирование и функционирование государственной сети наблюдений, включая организацию и ликвидацию стационарных и мобильных пунктов наблюдений, определение их местонахождения; информирование пользователей (потребителей) об объеме предоставляемой информации о состоянии природной среды, ее загрязнении, формах распространения этой информации и организаций, оказывающих информационную поддержку пользователям (потребителям); обеспечение распространения аварийной информации об опасных природных явлениях, о фактических и прогнозируемых драматических погодных изменениях и загрязнении окружающей среды, которые могут угрожать жизни и здоровью населения и причинить вред окружающей среде. Существуют различные виды мониторинга, различающиеся в зависимости от ситуации: масштаба системы мониторинга (глобальный, национальный, региональный, локальный); уровня антропогенных изменений окружающей среды (фон и воздействие); от объекта мониторинга (экологический, воздушный, водный, почвенный, животный, опасные отходы, радиационный, социальный и гигиенический). Глобальный мониторинг окружающей среды, в соответствии с международными соглашениями, осуществляется системой станций наблюдения, расположенных в различных точках Земли, путем обмена данными, полученными различными государствами, с целью наблюдения за состоянием окружающей среды, происходящими в ней изменениями, в том числе за изменением климата, создания системы данных, их распределения, прогнозирования развития свойств окружающей среды и их воздействия на человека. Национальный мониторинг окружающей среды осуществляется отдельными государствами на своей территории. В России Единая государственная система экологического мониторинга была создана в 1993 году. Ее задачами являются: наблюдение за состоянием окружающей среды, ее загрязнением, включая атмосферу, поверхностные воды, морскую среду, почву, околоземное пространство, радиационную обстановку на поверхности Земли и в околоземном пространстве, оценка и прогноз изменений климата, водных ресурсов, трансграничного переноса загрязняющих веществ и др. Региональный мониторинг окружающей среды - это система наблюдений за состоянием окружающей среды в административно-территориальной отдельной единице (субъекте РФ) или части такой единицы или нескольких субъектов РФ, которые характеризуются общими природными процессами или подвергаются антропогенному воздействию из одних и тех же источников. Местный экологический мониторинг осуществляется на отдельном производственном объекте (или его части), объекте законного природопользования, на отдельном участке территории, постоянно или временно имеющем особый правовой статус (например, в государственном заповеднике, в зоне экологического бедствия). Фоновый экологический мониторинг - это наблюдение за явлениями и процессами, происходящими в окружающей среде, минимально затрагиваемыми вмешательством человека, и осуществляется станциями, расположенными в биосферных резерватах. Мониторинг воздействия на окружающую среду (с английского языка, impakt - impact, influence) - своеобразная система наблюдений за источниками антропогенного воздействия на окружающую среду на специально выделенных территориях, где осуществляется деятельность, связанная с повышенными экологическими рисками. Социально-гигиенический мониторинг - система наблюдений, анализа, оценки и прогнозирования состояния здоровья населения и окружающей среды человека (природной и искусственной), а также определения причинно-следственных связей между здоровьем населения и воздействием факторов окружающей среды. Мониторинг дикой природы - государственная система регулярных наблюдений за распространенностью, численностью, видовым составом дикой природы, состоянием их среды обитания, включая маршруты миграции, и другими факторами в целях сохранения биологического разнообразия, научно обоснованного использования и охраны дикой природы, предотвращения распространения эпизоотических и других негативных последствий. Мониторинг атмосферного воздуха - система наблюдения за качеством атмосферного воздуха, количеством и составом содержащихся в нем вредных веществ и антропогенным воздействием на него за счет выбросов от стационарных и мобильных источников. Мониторинг водных ресурсов - наблюдение за качеством поверхностных вод, содержанием в них загрязняющих веществ, составом и количеством сбрасываемых в водные объекты сточных вод, осуществляемое химическими и биологическими (по водной флоре и фауне) методами с отбором проб периодически (ежемесячно) или сезонно. Мониторинг почв - это система основных, периодических и оперативных наблюдений (обследований, инспекций и изысканий) за состоянием всех земель Российской Федерации с целью выявления изменений, их оценки, прогнозирования и выработки рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов, информационного обеспечения органов управления земельными ресурсами и землевладельцев. Осуществляется на федеральном, региональном и местном уровнях Министерством природных ресурсов Российской Федерации и его территориальными органами. Радиационный мониторинг осуществляется ЕГАСКРО (Единой государственной автоматизированной системой контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации) с целью определения уровней радиоактивности элементов окружающей среды (воды, воздуха, почвы, растительности), ионизирующего излучения, количества и состава радиоактивных осадков. Мониторинг окружающей среды осуществляется с помощью специальной сети наблюдения. Это система стационарных и мобильных пунктов наблюдения, включающая посты, станции, лаборатории, центры, бюро, обсерватории. Система государственного экологического мониторинга Государственный экологический мониторинг осуществляется в рамках единой системы государственного экологического мониторинга федеральными органами исполнительной власти, органами государственной власти Российской Федерации путем создания и эксплуатации сетей наблюдения и информационных ресурсов в рамках подсистем единой системы государственного экологического мониторинга (государственного экологического мониторинга), а также создания и функционирования Правительства Российской Федерации. Единая система государственного экологического мониторинга включает в себя подсистемы: государственный мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды; государственный мониторинг атмосферного воздуха; государственный мониторинг радиационной обстановки на территории Российской Федерации; государственный мониторинг земель; государственный мониторинг объектов животного мира; государственный мониторинг патологии лесов; государственный мониторинг состояния недр; государственный мониторинг водных объектов; государственный мониторинг водных биологических ресурсов; государственный мониторинг внутренних морских вод и территориального моря Российской Федерации; государственный мониторинг исключительной экономической зоны Российской Федерации; государственный мониторинг континентального шельфа Российской Федерации; государственный экологический мониторинг уникальной экологической системы озера Байкал; государственный мониторинг охотничьих ресурсов и мест их обитания. Федеральные органы исполнительной власти, осуществляющие государственное управление в области охраны окружающей среды, федеральные органы исполнительной власти, уполномоченные поддерживать подсистемы единой системы государственного экологического мониторинга (государственного экологического мониторинга). В соответствии с федеральными законами решают следующие задачи: поиск, получение (сбор), хранение, обработка (обобщение, систематизация) и анализ информации о состоянии окружающей среды, процессах, явлениях, происходящих в ней, об изменении состояния окружающей среды; поиск, получение (сбор), хранение, обработка (обобщение, систематизация) и анализ информации об объектах, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, о характере, видах и объеме такого воздействия; оценка состояния окружающей среды и прогнозирование ее изменений под воздействием природных и (или) антропогенных факторов; определение связи между воздействием природных и (или) антропогенных факторов на окружающую среду и изменениями состояния окружающей среды; разработка предложений по предотвращению негативного воздействия на окружающую среду и направление их в государственные органы, органы местного самоуправления, юридические лица, индивидуальные предприниматели; направление в государственные органы, уполномоченные осуществлять государственный контроль (надзор), и правоохранительные органы информации о нарушениях нормативов в области охраны окружающей среды вследствие воздействия природных и (или) техногенных факторов и предложений по устранению таких нарушений; направление предложений в государственные органы, органы местного самоуправления для рассмотрения при подготовке документов территориального планирования и (или) предложений по изменению этих документов в целях создания благоприятных условий для жизнедеятельности человека, ограничения негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, обеспечения охраны и рационального использования природных ресурсов в интересах нынешнего и будущего поколений; выдача экстренной информации о необходимости снижения негативного воздействия на окружающую среду природных и (или) антропогенных факторов; оценка эффективности принимаемых природоохранных мер; создание и ведение баз данных информационных систем в области охраны окружающей среды; хранение информации о состоянии окружающей среды, процессах и явлениях, происходящих в ней, изменении состояния окружающей среды и предоставление этой информации государственным органам, органам местного самоуправления, юридическим лицам, индивидуальным предпринимателям, гражданам; разработка программ мониторинга состояния окружающей среды на территории России, ее отдельных регионов и районов; организация наблюдений и измерений показателей объектов экологического мониторинга; Обеспечение достоверности и сопоставимости данных наблюдений в отдельных областях и районах и на всей территории России; сбор и обработка данных наблюдений; Организация хранения данных наблюдений, ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку на территории России в целом и отдельных ее регионов; гармонизация банков и баз данных экологической информации с международными информационными экологическими системами; оценка и прогнозирование объектов окружающей среды и антропогенного воздействия на них, природные ресурсы, реагирование экосистем и здоровья населения на изменения окружающей среды; организация и проведение оперативного контроля и точных измерений радиоактивного и химического загрязнения в результате аварий и катастроф, а также прогнозирование состояния окружающей среды и оценка экологического ущерба обеспечение доступа к интегрированной экологической информации широкому кругу потребителей, включая население, общественные движения и организации; информационное обеспечение органов управления природопользованием, природопользованием и экологической безопасностью; разработка и реализация единой научно-технической политики в области мониторинга окружающей среды. Государственный экологический мониторинг позволяет собирать большой объем информации на территории всех субъектов, что способствует ведению природоохранной деятельности как в регионах, так и в стране в целом. Современные методы мониторинга окружающей среды Современные методы мониторинга окружающей среды включают в себя: космический (пилотируемые орбитальные станции, корабли многоразового использования, автономные системы спутниковой съемки и др.) авиационные (самолеты, вертолеты и радиоуправляемые аппараты микроавиации); различные методы морского (затопляющего) и наземного мониторинга, включая, например, фотодетекторную съемку, электромагнитную съемку и другие методы геофизического зондирования подповерхностного слоя, гидроакустическую съемку рельефа морского дна с помощью гидролокатора бокового обзора, другие методы, основанные на регистрации собственного или отраженного сигнала волнового характера. Рассмотрим некоторые методы более подробно. Аэрокосмические методы Использование космических технологий позволяет решать ряд актуальных проблем системы Земля (атмосфера - океан - поверхность - биосфера), в том числе оценивать и прогнозировать изменения окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. Дистанционное зондирование Земли из космоса предоставляет уникальную возможность получать ценную информацию об объектах и явлениях Земли в глобальном масштабе с высоким пространственно-временным разрешением. Космическая съемка поверхности Земли определяет физические, химические, биологические и геометрические параметры наблюдаемых объектов в различных средах Земли, как правило, используя функциональную зависимость между приборостроительной способностью космической техники и искомыми параметрами. Спектральный диапазон бортовых измерительных приборов выбирается в процессе их разработки в зависимости от излучательной способности наблюдаемых объектов. Мониторинг окружающей среды, проводимый с 1970-х годов, значительно углубляет научные знания о Земле и ее окрестностях. 31 марта 2003 г. правительство Российской Федерации приняло постановление об организации и проведении государственного экологического мониторинга (экологического мониторинга). Это комплексная система: наблюдение за состоянием природы планеты, оценка и прогноз изменений ее состояния под воздействием природных и антропогенных факторов, удовлетворение потребностей государства, юридических и физических лиц полученной информацией. Данные космической съемки используются при мониторинге в сочетании с другими источниками информации. Их обработка осуществляется с помощью геоинформационной системы технологий, выступающей в качестве интерактивного инструмента управления. Спутниковая система мониторинга Земли Спутниковая информационная система, характеризующаяся целостностью, целеустремленностью, динамичностью, непрерывностью, совместимостью, автономией, является наиболее продуктивной для космического мониторинга окружающей среды. Структурно эта комплексная система спутникового мониторинга включает в себя орбитальный и наземный сегменты: первый выполняет функцию наблюдения, второй - наряду с функциями наблюдения, оценки и прогнозирования. Мониторинг окружающей среды предъявляет особые требования к эксплуатационным характеристикам системы, а также к результатам космической съемки (по информационным параметрам) и автоматизации средств манипулирования с ними. Регулярность съемки и оперативная доставка данных пользователям является весьма существенной. Это обеспечивается орбитальной группировкой системы, которая формируется из нескольких спутников, работающих на солнечно-синхронных орбитах на долговременной основе. Информационные и эксплуатационные характеристики КА определяются многоспектральной съемкой с разрешением порядка 100 м и выше с полосой обзора 800-2000 км. Эффективность спутниковой системы мониторинга окружающей среды достигается за счет комплексного применения перспективных космических и новых информационных технологий. Такие технологии представляют собой мощный методологический арсенал синтеза спутниковых систем и весьма продуктивны на всех этапах создания и эксплуатации системы спутникового мониторинга: проектирования, изготовления, целевого использования и модернизации. Они также лежат в основе процесса диагностики наземных объектов из космоса. Научно-техническое обеспечение спутниковой системы мониторинга окружающей среды - это интеграционный процесс, включающий в себя получение научных знаний о Земле, разработку информационных и космических технологий на этапе системных исследований и проектирования, создание моделей и демонстрационные испытания на этапе создания системы, диагностику объектов и явлений в процессе эксплуатации системы. Данные спутникового дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля окружающей среды: определение метеорологических характеристик: вертикальных температурных профилей, интегральных характеристик влажности, характера облачности и т.д.); Мониторинг динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий; Обнаружение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация загрязнения почв и водной поверхности; Обнаружение крупных или постоянных промышленных выбросов; Контроль техногенного воздействия на состояние лесных массивов; Обнаружение крупных пожаров и определение границ пожароопасных участков в лесах; Обнаружение тепловых аномалий и тепловых выбросов от крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций в мегаполисах; Регистрация дымовых шлейфов от дымоходов; Мониторинг и прогнозирование сезонных паводков и переливов рек; Обнаружение и оценка протяженности зон крупных паводков; Мониторинг динамики снежного покрова и загрязнения снежного покрова в районах, пострадавших от промышленных предприятий. Для обеспечения доступа к данным ДЗЗ и стимулирования их использования на территории России и стран СНГ функционируют сети наземных станций приема и обработки данных КА типа "Метеор-3М", "Терра", "ДЗЗ-2", в том числе приемные центры Федерального космического агентства (г. Отрадное, Московская область), Росгидромета (г. Обнинск и г. Долгопрудный, Московская область, г. Новосибирск), а также малые станции, функционирующие в интересах МЧС, Минприроды, Роскартографии и региональных пользователей. Оперативное управление ресурсами данных ДЗЗ и оказание информационных услуг пользователям осуществляет созданная в 2000 году служба "Оператор", которая включает в себя предоставление детальных и съемочных данных, обслуживание клиентов и аренду наземных приемных станций. Сети приемных станций и "Оператор" составляют Федеральный наземный комплекс приема, обработки и распространения информации с космических аппаратов ДЗЗ, имеющий два режима работы: централизованный - проведение приема, обработки и архивирования в наземных центрах Федерального космического агентства и идентификация космической информации пользователями; территориально-распределенный - осуществление приема, обработки, идентификации и архивирования космической информации в ведомственных и региональных сетях наземных станций. Выполняемые в России работы в области спутниковых систем ДЗЗ создали предпосылки для создания отдельных систем экологического и ресурсосберегающего мониторинга. В настоящее время в России действуют спутниковые системы мониторинга лесных пожаров Авиалесохрана, системы мониторинга Госкомрыболовства РФ и демонстрационная система обнаружения растений, содержащих наркотические вещества, созданная по заказу МВД России. Методы наземного экологического мониторинга Физико-химические методы Качественные методы. Позволяют определить, какое вещество находится в исследуемом образце. Количественные методы. Гравиметрический метод. Суть метода заключается в определении массы и процентного содержания элемента, иона или химического соединения, обнаруженного в тестируемом образце. Титриметрический (объемный) метод. В этом титриметрическом (объемном) методе взвешивание заменяется измерением объемов как тестируемого вещества, так и реагента, используемого при этом определении. Методы титриметрического анализа делятся на 4 группы: а) методы титрования на кислотной основе; б) методы осаждения; в) методы окисления-восстановления; г) методы комплексообразования. Колориметрические методы. Колориметрия является одним из простейших методов абсорбционного анализа. Она основана на изменении цветовых оттенков исследуемого раствора в зависимости от концентрации. Колориметрические методы можно разделить на визуальную колориметрию и фотоколориметрию. Экспресс-методы. Экспресс-методы включают в себя инструментальные методы, позволяющие определить загрязняющие вещества за короткий промежуток времени. Эти методы широко используются для определения радиационного фона, в системе мониторинга воздушной и водной среды. Потенциометрические методы основаны на изменении потенциала электродов в зависимости от физических и химических процессов, происходящих в растворе. Они подразделяются на: а) прямую потенциометрию (ионометрию); б) потенциометрическое титрование. Биологические методы мониторинга Биоиндикация - метод, позволяющий судить о состоянии окружающей среды по факту возникновения, отсутствия, особенностям развития организмов-биоиндикаторов. Биоиндикаторы - это организмы, наличие, количество или особенности развития которых служат индикаторами природных процессов, условий или антропогенных изменений в окружающей среде. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации. Биотестирование - метод оценки качества объектов окружающей среды в лабораторных условиях с помощью живых организмов. Оценка компонентов биоразнообразия - совокупность методов сравнительного анализа компонентов биоразнообразия. Методы статистической и математической обработки данных. Для обработки данных экомониторинга используются методы вычислительной и математической биологии (в том числе математическое моделирование), а также широкий спектр информационных технологий. Географические информационные системы. ГИС является отражением общей тенденции привязки данных об окружающей среде к пространственным объектам. По мнению некоторых экспертов, дальнейшая интеграция ГИС и мониторинга окружающей среды приведет к созданию мощных ИСО (экологических информационных систем) с плотной пространственной привязкой. Наука продвинулась далеко вперед. Благодаря современным методам мониторинга окружающей среды улучшается ее качество, повышается точность получаемой информации, а также скорость реагирования в случае негативного воздействия на окружающую среду. Заключение: Наличие системы экологического мониторинга в регионе является одним из важнейших условий поддержания благоприятной экологической обстановки. Оно позволяет собирать и обрабатывать данные, необходимые для планирования и проведения природоохранных мероприятий, в том числе по сохранению природных ресурсов, предупреждению и выявлению загрязнения окружающей среды. Сбор информации может происходить различными способами. В работе рассмотрены современные методы мониторинга окружающей среды: аэрокосмический и наземный (физико-химический и биологический). Космическая деятельность играет важную роль в системе экологического мониторинга, в процессе глобализации и информатизации мирового сообщества, в решении многих социально-экономических проблем и исследовательских задач, а также в обеспечении национальной безопасности. В работе была рассмотрена программа экологического мониторинга Ленинградской области. Она позволила увидеть, как на практике осуществляется мониторинг и какие результаты он приносит. На территории области действуют горно-обогатительные предприятия, целлюлозно-бумажная промышленность, металлургия, оборонная и химическая промышленность, что негативно сказывается на состоянии окружающей среды: ухудшается качество воды в водных объектах, что приводит к гибели рыбы и снижению скорости ее размножения, загрязнению воздуха, что также негативно сказывается на состоянии окружающей среды области. Основной целью программы "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Ленинградской области на 2011-2015 годы" является снижение негативного воздействия на окружающую среду. С этой целью проводятся регулярные наблюдения за состоянием воды, воздуха и лесов. Это позволяет избежать чрезвычайных ситуаций и экологических катастроф. Поддержание состояния окружающей среды - важная миссия современного человека. Поэтому необходимо работать с населением Российской Федерации, фокусировать внимание людей на этом вопросе. Список литературы Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ "Об охране окружающей среды". Положение о Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 23 июля 2004 г. № 372. Постановление Правительства Ленинградской области № 206 "О долгосрочной целевой программе "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов Ленинградской области на 2011-2015 годы" от 7 июля 2011 года. (с изменениями и дополнениями Правительства Ленинградской области от 29.11.2011 N 406). Горшков М.В. Экологический мониторинг: учебник - Владивосток: ЦЭУ, 20110 Зырянова У. П., Кузнецов В. В., Лазарев В. Н.. Экономика природопользования и природоохранной деятельности: учебник -Ульяновск : УльГТУ, 2012. - 183 с. Рябчиков А.К. Экономика природопользования. - Москва: Элит-2002, 2002. Чернявский Г.М. "Земля и Вселенная", 2002 №5, с. 3-12. |