Пути экологизации картографии

1. непосредственная съемка – наземная, воздушная.
2. преобразование одних карт в другие.
3. заполнение картографической основы данными
4. создание карт по материалам дистанционных съемок

Объекты экологического картографирования

По территориальному охвату – область, страна, материк, океан.

По широте темы – частные (отраслевые, загрязнение одним источником), - общие (все источники загрязнения, комплексные).

По степени обобщения материала:

1.

- аналитические – отдельные стороны или свойства объектов.

- синтетические – целостная характеристика.

2.

- элементарные карты

- комплексные карты

По тематике:

- биоэкологические

- социальноэкономико-экологические

- инженерно-экологические

В особую группу динамические экологические карты – взаимоотношения организмов или их групп в динамике эволюции.

По степени достоверности:

- карты документы

- карты выводы

- карты гипотезы

- карты тенденциозные.

Типа экологических карт

1. карты состояния природной среды. К ним относятся карты оценки природной среды и неблагоприятных условий, основана для дорожного строительства (карты вечной мерзлоты, карты засоления почв). Карты предупреждающие о риске стихийных бедствий (при проектировании населенных пунктов). Карты нарушений состояний природной среды (распространение по территории бытовых отходов).

2. карты охраны природы. Карты заповедных территорий и карты природоохранных мероприятий и оптимизация земель.

3. карты природопользования (природопользование – система взаимоотношений человека с природой, возникающая в процессе трудовой деятельности и складывающаяся в соответствии с характером исторических, социальных и географических условий). Классификация карт природопользования:

- по видам природопользования (горнопромышленные, земле-, водопользование);

- по процессам природопользования (карты территории интенсивного ресурсопотребления);

- по характеру и видам оценки природопользования (состояния природных ресурсов).

- по видам использования (карты контроля, соблюдения правил охраны природы; карты планирования хозяйственной деятельности на территории с определенной естественной средой).

Билет №40. Основные задачи экологического мониторинга. Виды мониторинга и пути его реализации.

Экологический мониторинг (по Израэлю) – это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов. Не включает управление качеством окружающей среды.

Экологический мониторинг – постоянно действующая информационно-аналитическая система об экологическом состоянии объектов природной среды, создаваемая с целью управления ее качеством.

Главная цель мониторинга – наблюдение за факторами воздействия и состоянием среды, оценка фактического состояния природной среды, прогноз состояния окружающей природной среды и оценка прогнозируемого состояния.

Принципы корректности мониторинговых наблюдений:

1. Репрезентативность – т.е. сеть точек наблюдений должна удовлетворять масштабу пространственного поля.

2. Принцип единообразия – т.е. когда измерения и наблюдения на всех точках должны проводиться по единой методике и с помощью приборов имеющих одинаковую чувствительность.

3. Принцип синхронности и регулярности – наблюдения на всех точках должны проводиться в одно и тоже время или через одинаковые промежутки времени.

Его основные задачи: наблюдение за состоянием биосферы, оценка и прогноз ее состояния; определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, выявление факторов и источников такого воздействия, а также степени их воздействия.

Подходы к классификации мониторинга – по характеру решаемых задач, по уровню организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения (атмосферы, гидросферы, литосферы, биотосферы, за состоянием здоровья людей). В качестве основных факторов воздействия рассматриваются физические, биологические и химические факторы. Мониторинг состояния биосферы включает такие природные среды как атмосферный воздух, океан, поверхностные воды суши, морские и подземные воды – геофизический мониторинг, биоту – биологический мониторинг. По целям – мониторинг атмосферы, мониторинг климатический (изменение климата), мониторинг озоносферный, мониторинг нефтяного загрязнения океана. По способам наблюдения – космический мониторинг, авиационный мониторинг, наземный мониторинг.

Классификация по территориальному охвату.

1. глобальный мониторинг (за изменениями параметров природной среды в глобальном масштабе, охватывает весь Земной шар, на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность.)

2. межнациональный (наблюдается территория крупного региона или территория ряда соседних стран.)

3. национальный (в пределах отдельно взятой страны)

4. региональный (существенная часть крупного региона, проявление процессов миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона;)

5. территориальный (какая-либо важная часть страны – республика, край, область или территориально-производственный комплекс)

6. локальный (важная часть территории, т.е. это город, административный район, крупный промышленный или аграрный центр)

7. импактный (изучение сильных воздействий локального масштаба, изменения параметров природной среды в пределах конкретного производства, мелких населенных пунктов, в особо опасных зонах).

В программу локального мониторинга входят наблюдения за изменением в различных природных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцеро -, мутагенными и др. неблагоприятными свойствами, а также вредных физических воздействий – радиации, шума, вибрации и др. Объектами локального мониторинга являются приземный слой воздуха, поверхностные, подземные и сточные воды, выбросы и сбросы загрязняющих веществ в атмосферу, и водные объекты, радиоактивные излучения. Пункты наблюдений располагаются в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким учетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека, например: трофические, с естественными и искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, АЭС, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов.

Программа регионального мониторинга предусматривает оценку состояния окружающей природной среды в пределах того или иного региона. Наблюдения ведутся за состоянием экосистем крупных ПТК – бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т.д., где имеются отличия параметров от базового фона вследствие антропогенных воздействий. Изучаются также трофические связи – биологические круговороты и их нарушения, оцениваются возможности использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах деятельности, анализируются характер и количественные показатели антропогенных воздействий на окружающую природную среду в этих регионах. Например, ведется контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона. Объектами регионального мониторинга являются исчезающие виды растений и животных, природные экосистемы, агроэкосистемы и лесные экосистемы.

Фоновый мониторинг, осуществляемый в рамках международной программы “человек и биосфера”, имеет целью зафиксировать фоновое состояние окружающей природной среды, что необходимо для дальнейших оценок уровней антропогенного воздействия. Объектами глобального м-га являются атмосфера, гидросфера, почвенный покров, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП и Всемирной метеорологической организации.

Билет №41. Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха.

Наблюдения за уровнем загрязнения воздуха в городах и промышленных центрах РФ выполняют территориальные управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Совместно с ними наблюдения осуществляются органами санитарно-эпидемиологического надзора и другими ведомствами, имеющими лицензию. Наблюдения производятся на стационарных, маршрутных и передвижных постах по полной программе 4 раза в сутки или по сокращенной - 3 раза в сутки. Пробы воздуха отбираются в поглотительные приборы и на аэрозольные фильтры для последующего определения концентраций различных примесей. Затем отобранные пробы пересылаются в городские и областные лаборатории мониторинга загрязнения окружающей среды для проведения лабораторного анализа.

Перечень подлежащих контролю загрязняющих веществ устанавливается с учетом объема и состава выбросов для каждого района в результате предварительного обследования. Определяются концентрации как основных для всей территории загрязнителей (взвешенные вещества, оксид углерода, оксид и диоксид азота, диоксид серы), так и специфических для отдельных территорий веществ (аммиак, формальдегид, фенол, сероводород, сероуглерод, фтористый водород, бенз(а)пирен, тяжелые металлы, ароматические углеводороды). Одновременно с отборами проб воздуха проводится определение метеорологических параметров: направления и скорости ветра, температуры и влажности воздуха, состояния погоды. Сбор и обработка результатов большинства анализов осуществляется в течение суток.

Для определения уровня загрязнения атмосферы используются следующие характеристики:

- средняя концентрация примеси в воздухе, мг/м³.

- максимальная разовая концентрация примеси, мг/м³.

- повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше ПДК данной примеси.

- наибольшая повторяемость (НП) превышения ПДК любым веществом в городе.

- повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше 5ПДК.

- число случаев концентрации примеси в воздухе, превышающая 10ПК.

- наибольшая измеренная в городе максимальная разовая концентрация любого вещества, деленная на ПДК – стандартный индекс (СИ).

- индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), используются для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ, позволяет представить уровень загрязнения одним числом, загрязнение считается низким, если ИЗА<5, повышенным при ИЗА 5-6, высоким при ИЗА 7-13, очень высоким при ИЗА >14

ПДК загрязняющего вещества в атмосферном воздухе – концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствие и санитарно бытовых условий жизни.

Лимитирующий показатель вредности характеризует направленность биологического действия вещества:

1. Рефлекторное (реакция со стороны рецепторов верхних дыхательных путей – ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания). Рефлекторное действие лежит в основе установления максимальной разовой ПДК (ПДК_мр). Пример: оксид азота, сероводород, толуол.
2. Резорбтивное (возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных и канцерогенных эффектов, возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но длительности вдыхания). С целью предупреждения развития резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК (ПДК_сс). Пример: бензол, гексан, пыль, ртуть, мышьяк, оксид углерода.

Кроме максимально разовой ПДК и среднесуточной ПДК имеется перечень веществ, выброс которых в атмосферный воздух запрещен (в настоящее время 38 веществ, из них алкалоиды красавки (атропин), апилак, араноза, пыль наркотических анальгетиков).

При совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия, сумма их концентраций, деленная на ПДК, не должна превышать единицы при расчете по формуле:

С₁/ПДК₁+ С₂/ПДК₂+ … >= 1

Билет №42. Мониторинг загрязнения природных вод.

Мониторинг загрязнения природных вод – система наблюдений, оцени и прогноза состояния поверхностных и подземных вод суши, морей и океанов с целью получения информации об их качестве, необходимой для рационального использования водных ресурсов и осуществления мероприятий по их охране от загрязнений.

Общая схема мониторинга загрязнения природных вод включает 3 этапа:

1. Организацию систематических наблюдений (подготовительный этап);

2. Анализ и обработку результатов наблюдений (создание информационной базы);

3. Прогноз качества воды водных объектов. Взаимосвязь между контролем и управлением качества воды водных ресурсов обусловлена тем, что управление основывается на той информации, которую получают в процессе контроля.

В тоже время программа контроля должна учитывать возможные просьбы водопотребителей и управляющих органов по изменению программы наблюдений за качеством вод для оптимизации задач управления водными ресурсами.

Мониторинг загрязнения природных вод решает основные задачи:

1. Наблюдение и контроль уровня загрязненности вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям;

2. Изучение динамики загрязняющих веществ;

3. Изучение процессов самоочищения и накопления загрязняющих веществ в донных отложениях;

4. Изучение процессов формирования химического состава вод в устьевых створах рек для составления баланса химических веществ.

Систематические наблюдения и контроль загрязненности поверхностных вод осуществляется в рамках ОГНСК как в местах, подверженных влиянию хозяйственной деятельности человека, так и в районах минимального загрязнения (фоновый створ).

Кроме стационарной (режимной) сети наблюдений, мониторинг загрязнения природных вод осуществляется на специализированной сети пунктов наблюдения и контроля на загрязненных водных объектах и временной экспедиционной сети пунктов наблюдения и контроля на водных объектах, не охваченных постоянной сетью. Организация системы наблюдения и контроля качества воды по гидрохимическим и гидробиологическим показателям предусматривает их проведение в установленных пунктах в согласованные сроки по четко определенной программе и по единой унифицированной методике.

Мониторинг источников, система наблюдений, оценки и прогноза объема и уровня загрязненности сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, осуществляется на стационарной и подвижной сети. Полученная информация используется при установлении ПДС, ограничивающих объемы и количества вредных веществ, сбрасываемых в водные объекты.

Анализ материалов наблюдений, оценки и прогноза состояния водных объектов позволяет разработать рекомендации по регулированию качества воды, под которым понимается воздействие на факторы, влияющие на состояние водных объектов с целью соблюдения норм качества воды – установленные значения показателей качества воды по видам водопользования (ГОСТ Р 17.1.1.01.-77).

ОГСНК – “Общегосударственная служба наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды”, информационная служба, предусматривающая комплексное изучение загрязненности всех сред, в том числе и поверхностных вод России (разработана и введена Росгидрометом).

Под качеством воды понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования, при этом критерии качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды. В этой связи разработаны системы ПДК двух типов:

- Предельно допустимая концентрация в воде водного объекта хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДК_В);

- Предельно допустимая концентрация в воде водного объекта, используемая для рыбохозяйственных целей (ПДК_ВР).

При установлении ПДК_В используют три показателя вредности

- органолептический

- общесанитарный

- санитарно-токсикологический.

Для ПДК_ВР используют пять показателей:

- органолептический

- санитарный

- санитарно-токсикологический (вредное воздействие на организм человека).

- токсикологический (токсичность для живых организмов, населяющих водный объект).

- рыбохозяйственный (определяет порчу качества промысловых рыб).

Для комплексной оценки качества поверхностных вод суши используется индекс загрязненности вод (ИЗВ).

ИЗВ=(∑(С_1-6/ПДК_1-6))/6

Где С/ПДК – относительная (нормированная) среднегодовая концентрация;

6 – строго лимитируемое количество показателей (ингредиентов), берущихся для расчета и имеющих наибольшие относительные среднегодовые концентрации (значения), включая в обязательном порядке растворенный кислород и БПК₅ (биологическое потребление кислорода). Пестициды в расчет ИЗВ не включаются.

(ИЗВ для морских вод производится по четырем ингредиентам).

Билет №43. Биомониторинг: понятия, цели и задачи, классификация, критерии отбора.

Биоиндикация – отрасль биологической науки, изучающая признаки биоты, характеризующие компоненты природной среды и их особенности. Биоиндикация загрязнений является составной частью общей биоиндикации. Биоиндикация загрязнений основана на изучении различных биологических, физиологических, анатомических и др. отклонений в развитии организмов, а также их сообществ, возникающих под действием внешних факторов. Она включает в себя ряд относительно простых, дешевых и информативных методов оценки экологического состояния окружающей среды, основанных на изучении реакций организмов, возникающих в ответ на антропогенное воздействие.

Объект индикации – различные природные тела или иные свойства и протекающие в них процессы. Показатели, которые при этом используются, называются индикаторами.

Биоиндикаторами м. б. живые организмы, обладающие хорошо выраженной реакцией на внешнее воздействие: различные виды бактерий, водорослей, грибов, растений, животных

Цели:

1. Слежение за биологическими объектами – организмами, популяциями, видами, сообществами для определения состояния, поведения, а также появлением случайных инвазий.

2. Мониторинг с использованием биоиндикаторов для оценки изменений окружающей среды, часто на базе заповедников, как эталонов.

3. Измерение разных показателей, характеризующих взаимодействие между биологической системой (организмом, популяцией) и потенциально опасным для нее агентом, который может иметь физическую, биологическую и химическую природу. Ответ организма на воздействие агента может быть физиологическим на уровне всего организма (биологической системы) или биохимическим – на клеточном и молекулярном уровне. Одним из прямых методов мониторинга является метод биологических маркеров.

Задачи:

- оценка и прогноз ответных реакций экосистем (биосистем) на антропогенное изменение окружающей среды,

- разработка и внедрение разнообразных биометодов и способов оценки качества окружающей среды с помощью живых организмов.

Классификация (методы БИ исследований):

1. Биогеохимический. В основе – анализ химического состава биомассы живых организмов и определение интенсивности аккумуляции поллютантов. Позволяет осуществить специфическую индикацию антропогенных воздействий и определить характер поведения загрязняющих веществ в окружающей среде.
2. Спектрофотометрический – исследование спектрального отклика растений и растительности на загрязнение окружающей среды.
3. Микробиологический.
4. Фитоиндикационный – анализ хим. состава, морфологический, флористический, фитоценотический, лихено-, брио-, дендроиндикация.
5. Зооиндикационный.
6. Биоценотический – состав сообществ, анализ видового разнообразия др.
7. Биотестирование – метод определения степени токсического воздействия физических, химических и биологических факторов среды, потенциально опасных для организмов данной экосистемы.

Основные принципы применения БИ:

1. Относительная быстрота проведения исследований. Биоиндикационные исследования должны охватывать одну фенологическую фазу при сравнительно однородных метеорологических условиях (в период максимальной биологической продуктивности сообществ). При выпадении осадков необходимо переждать несколько дней для восстановления уровня поллютантов в компонентах природно-территоиальных комплексов.

2. Получение достаточно точных и воспроизводимых материалов (использование стандартных методик, оборудования, ГОСТы). Диапазон погрешностей по сравнению с другими методами тестирования не должен превышать 20%.

3. Отбор индикаторов с высокой встречаемостью и обилием. Биоиндикаторы должны быть хорошо изучены, и иметь на всей территории исследований однородные свойства.

Критерии при выборе биоиндикаторов:

1) Широкий ареал

2) Эвритопность (повсеместное распространение вида)

3) Оседлость

4) Антисинантропность (не сопутствующие человеку)

5) Индикационная пластичность (свойств инвариантных свойств)

6) Достаточная биомасса

7) Простота добычи и учета

8) Изученность вида и внутривидовых таксонов

П ри фитоиндикационных исследованиях:

2) Изучение одновозрастных экземпляров

3) Средняя проба с нескольких экземпляров

4) Отбор проб с одной высоты и по всей окружности

5) Оценивать проективное покрытие лишайников на стороне их максимального развития

На хим. анализ отбор проб по отдельным органам.