Мониторинг среды обитания

II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Понятие среды обитания и виды её загрязнения

      Среда обитания – окружающая человека среда, обусловленная в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдалённое воздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство. [4 С.10]

      Загрязнение – неблагоприятное изменение среды обитания, являющееся полностью или в основном побочным результатом деятельности человека. Некоторые «изменения», такие как загрязнение воздуха или воды, могут непосредственно влиять на здоровье и жизнедеятельность организма. Другие чреваты косвенными эффектами, например, выбросы углекислого газа сказываются на климате, что в свою очередь отражается на производстве продуктов питания; сдвиги в концентрации биогенов приводят к гибели одних популяций и бурному размножению других. Кроме того, такие изменения, как, например засорение мест отдыха, просто уменьшают возможности для полноценного отдыха и общения с природой.

      В качестве загрязнителей выступают  нормальные побочные продукты жизнедеятельности  любых организмов, в том числе  и человека как чисто биологического вида и как социального, творческого  существа.

      На  протяжении большей части своей  истории люди избавлялись от отходов за счет природных процессов. Но сегодня ситуация стала крайне нестабильной. Демографический взрыв в сочетании с возрастающим расходом сырья и энергии привели к поступлению в окружающую среду огромных количеств отходов и других ненужных человечеству материалов. Даже в том случае, если они биодеградируют, т.е. способны ассимилироваться и рециклироваться организмами, их объемы превосходят возможности естественных экосистем. [3 С.177]

      В зависимости от природы происхождения можно выделить следующие виды загрязнений среды обитания:

      1. Физические загрязнения – радиоактивные вещества, электромагнитные излучения, тепловое загрязнение, шумы, вибрация.

      2. Химические загрязнения – производные углерода и серы, углеводороды, моющие средства, пестициды, фтористые соединения, тяжелые металлы, аэрозоли (дисперсные системы, состоящие из твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газообразной среде).

      3. Биологические загрязнения – болезнетворные бактерии и вирусы, гельминты, простейшие, нарушения биоценозов из-за неумелого внедрения новых видов организмов.

       4. Эстетический вред – нарушение естественных ландшафтов грубой урбанизацией, строительство индустриальных центров в девственных лесах и др. [3 С.180]

       Процесс загрязнения  среды обитания можно представить в виде схемы:

                                                           

 
 

                                                            

                     
 
 

 2. Организация систем мониторинга в России

      В государственной системе управления природоохранной деятельностью в Российской Федерации важную роль играет формирование Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ).

      ЕГСЭМ включает в себя следующие основные компоненты:

• мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;
• мониторинг загрязнения абиотического компонента окружающей природной среды;
• мониторинг биотической компоненты окружающей природной среды;
• социально-гигиенический мониторинг;
• обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

      При этом распределение функций между  центральными органами федеральной  исполнительной власти осуществляется следующим образом.

      Госкомэкологии (бывш. Минприроды России): координация деятельности министерств и ведомств, предприятий и организаций в области мониторинга окружающей природной среды; организация мониторинга источников антропогенного воздействия на окружающую среду и зон их прямого воздействия; организация мониторинга животного и растительного мира, мониторинг наземной фауны и флоры (кроме лесов); обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем; ведение с заинтересованными министерствами и ведомствами банков данных об окружающей природной среде, природных ресурсах и их использовании.

      Росгидромет: организация мониторинга состояния атмосферы, поверхностных вод суши, морской среды, почв, околоземного космического пространства, в том числе комплексного фонового и космического мониторинга состояния окружающей природной среды; координация развития и функционирования ведомственных подсистем фонового мониторинга загрязнения окружающей природной среды; ведение государственного фонда данных о загрязнении окружающей природной среды.

      Роскомзем: мониторинг земель.

      Министерство  природных ресурсов (включая бывш. Роскомнедра и Роскомвоз): мониторинг недр (геологической среды), включая мониторинг подземных вод и опасных экзогенных и эндогенных геологических процессов; мониторинг водной среды водохозяйственных систем и сооружений в местах водосбора и сброса сточных вод.

      Роскомрыболовство: мониторинг рыб, других животных и растений.

      Рослесхоз: мониторинг лесов.

      Роскартография: осуществление топографо-геодезического и картографического обеспечения ЕГСЭМ, включая создание цифровых, электронных карт и геоинформационных систем.

      Госгортехнадзор: координация развития и функционирования подсистем мониторинга геологической среды, связанных с использованием ресурсов недр на предприятиях добывающих отраслей промышленности; мониторинг обеспечения промышленной безопасности (за исключением объектов Минобороны России и Минатома России).

      Госкомэпиднадзор: мониторинг воздействия факторов среды обитания на состоянием здоровья населения.

      Минобороны  России: мониторинг окружающей природной среды и источников воздействия на неё на военных объектах; обеспечение ЕГСЭМ средствами и системами военной техники двойного применения.

      Госкомсевер России: участие в развитии и функционировании ЕГСЭМ в районах Арктики и Крайнего Севера.

      С учётом федеративного государственного устройства Российской Федерации мониторинг по территориальному признаку подразделяется на:

• государственный – проводимый на территории государства
• региональный – проводимый на большом участке территории одного государства или сопредельных участках нескольких государств, например внутреннем море и его побережье
• локальный – проводимый на сравнительно небольшой территории города, водного объекта, района крупного предприятия и т.п.
• «точечный» - мониторинг источников загрязнения, являющийся по сути импактным, максимально приближенным к источнику поступления загрязняющих веществ в окружающую среду.
• фоновый – данные которого необходимы для анализа результатов всех видов мониторинга

3. Методы и средства  контроля среды  обитания: контактные, дистанционные и  биологические методы  оценки качества воздуха, воды и почвы

      По  методам проведения различают  биологический (с помощью биоиндикаторов), дистанционный (авиационный и космический), контактный (аналитический) (физический, химический и физико-химический анализ) мониторинг.

      Биоиндикация  – это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Так, радиоактивное загрязнение можно определить по состоянию хвойных пород деревьев, промышленные загрязнения часто определяют по многим представителям почвенной фауны, а загрязнения воздуха очень чутко воспринимаются мхами и лишайниками. Например, если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый газ. По цвету лишайников (этот метод назван лихеноиндикацией) судят также о наличии в почве некоторых тяжелых металлов, например, меди и т.д.

      Биоиндикация  позволяет вовремя выявить ещё  не опасный уровень загрязнения  и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.

      Прекрасным  биоиндикатором загрязнения воды служат бактерии типа кишечной палочки. Сама кишечная палочка не является токсикантом, но увеличение ее количества в воде свидетельствует о возможном появлении бактерий-токсикантов. Поэтому в подмосковных садоводческих хозяйствах постоянно проводят тестирование воды из летних водопроводов с применением кишечной палочки в качестве биоиндикатора с целью выяснения ее пригодности для полива.

      В последние годы много внимания уделяется блоку биологических изменений, т.е. тому, как организмы, живущие в объектах природы (озерах, реках, лесах), реагируют на эту среду.

      Некоторые живые организмы и отдельные  органы человека могут концентрировать  вредные вещества. Так, накопление ртути  в районе реки Огана привело к  заболеваниям «болезнью Миномата»  в Японии; известно и накопление мышьяка в человеческих волосах. Биотестирование с помощью растений применяется в Голландии, где такие полезные для человека растения, как гладиолусы, тюльпаны (тестобъекты на накопление фторидов), итальянская трава (тестобъекты на накопление ионов тяжелых металлов), используются для анализа на больших площадях страны. Методы биотестирования в искусственных условиях с помощью таких живых организмов, как рачки дафнии, пиявки, черви, инфузории (простейшие) и т.д., находят в настоящее время широкое применение во многих странах.

      Дистанционные методы используются в основном для ведения глобального мониторинга. Размещение приборов в труднодоступных местах, аэро- и космическая съёмка. Так, аэрофотосъёмку часто используют как эффективный метод для определения масштаба загрязнения при разливе нефти в море или на суше, т.е. при аварии танкеров или при разрыве трубопроводов. Другие методы в этих случаях не могут дать столь исчерпывающей информации.

      Контактные  методы используются для мониторинга отдельных компонентов окружающей природной среды: почвы, воды, воздуха; они основаны на анализе отдельных проб.

      Почвенный мониторинг предусматривает определение  кислотности, засоления почв и потери гумуса. Кислотность почв определяют по значению водородного показателя рН в водных растворах почвы с помощью рН-метра (потенциометра). Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. Количество окислителя в почве оценивают титриметрическим или спектрометрическим методами. Засоление почв, т.е. содерержание в них солей, определяют по значению электрической проводимости, поскольку растворы солей являются электролитами. Загрязнение вод определяется по: перманганатному индексу, химическому (ХПК) или биохимическому (БПК) потреблению кислорода, расходуемого на окисление органических и неорганических веществ, содержащихся в загрязнённой воде.

      Атмосферные загрязнения анализируются газоанализаторами, позволяющими получить информацию о  концентрации в воздухе газообразных поллюгантов. При этом применяют  многокомпонентные методы анализа, которые дают непрерывные во времени характеристики загрязнения воздуха.

III. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Методы контроля  энергетических загрязнений

      Промышленные  предприятия, объекты энергетики, связи  и транспорт являются основными  источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

      Вибрации  в городской среде и жилых  зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту. Измеряют виброметром.

      Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. Измеряют шумометром.