Реферат: Экологический мониторинг
Реферат: Экологический мониторинг
Экологический
мониторинг
Введение
Интенсивное
воздействие человека на природу, негативные, часто необратимые последствия
этого воздействия обусловливают необходимость глубокого и всестороннего анализа
проблемы взаимодействия общества и природы. Такой анализ в настоящее время
осуществляется в рамках природопользования. Главная задача природопользования
как научного направления - поиск и разработка путей оптимизации взаимодействия
общества с окружающей природной средой.
Рациональное
природопользование предполагает управление природными процессами, т.е.
запрограммированное воздействие на природные объекты с целью получения
определенного хозяйственного эффекта.
Чтобы
управление было достаточно эффективным, необходимо иметь данные о динамических
свойствах этих объектов, их изменении в результате антропогенного воздействия,
предвидеть последствия вмешательства человека в ход естественных процессов.
Управление
природными процессами должно опираться на надежную и достоверную информацию о
прошлых, настоящих и будущих состояниях природных и природно-антропогенных
систем.
За последнее
десятилетие накоплен большой материал по изменению природы. Однако он не
содержит данных о динамике развития процессов. В связи с этим встал вопрос об
организации специальных наблюдений за состоянием окружающей природной среды и
ее антропогенными изменениями с целью их оценки, прогнозирования и
своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях, т.е. о
введении постоянной действующей службы наблюдения мониторинга.
Общие
сведения о мониторинге
Для выявления
изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима
система наблюдений. Такую систему в настоящее время общепринято называть
мониторингом. Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:
наблюдения за
факторами, воздействующими на окружающую природную среду и за ее состоянием;
оценку
фактического состояния природной среды;
прогноз
развития состояния природной среды и оценку этого развития.
Таким образом,
мониторинг - это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной
среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая
необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов
защиты окружающей среды.
Мониторинг
может охватывать как локальные районы, так и земной шар в целом (глобальный
мониторинг).
Чтобы
обеспечить эффективную оценку и прогноз, мониторинг должен включать наблюдения
за источниками загрязнения, загрязнением природной среды и следствиями от этого
загрязнения.
Наиболее
универсальным подходом к определению структуры системы мониторинга
антропогенных изменений является его разделение на блоки:
"Наблюдения", "Оценка фактического состояния",
"Прогноз состояния", "Оценка прогнозируемого состояния"
(существующие геофизические службы строились по такой же схеме).
Блоки
"Наблюдения" и "Прогноз состояния" тесно связаны между
собой, так как прогноз состояния окружающей среды возможен лишь при наличии
достаточно репрезентативной информации о фактическом состоянии (прямая связь).
Построение прогноза, с одной стороны, подразумевает знание закономерностей
изменений состояния природной среды, наличие схемы и возможностей численного
расчета этого состояния, с другой - направленность прогноза в значительной
степени должна определять структуру и состав наблюдательной сети (обратная
связь).
Данные,
характеризующие состояние природной среды, полученные в результате наблюдений
или прогноза, должны оцениваться в зависимости от того, в какой области
человеческой деятельности они используются (с помощью специально выбранных или
выработанных критериев). Оценка подразумевает, с одной стороны, определение
ущерба от воздействия, с другой - выбор оптимальных условий для человеческой
деятельности, определение существующих экологических резервов. При такого рода
оценках рассчитываются возможные значения допустимых нагрузок на окружающую
природную среду.
Информационные
геофизические системы, так же как и информационная система мониторинга
антропогенных изменений, являются составной частью системы управления,
взаимодействия человека с окружающей средой (системы управления состоянием
окружающей среды), поскольку информация о существующем состоянии природной
среды и тенденциях ее изменения должна быть положена в основу разработки мер по
охране природы и учитываться при планировании развития экономики. Результаты
оценки существующего и прогнозируемого состояния биосферы в свою очередь дают
возможность уточнить требования к подсистеме наблюдений (это и составляет
научное обоснование мониторинга, обоснование состава, структуры сети и методов
наблюдений).
На рисунке 2
показано место мониторинга в системе управления (регулирования) состоянием
окружающей природной среды. На схеме условно совмещены энергетические и
информационные потоки.
|
Рис. 2.
Место мониторинга в системе управления состоянием природной среды
|
Элемент
биосферы с уровнем состояния Б, подвергаясь воздействию (А), меняет свое
состояние (Б → Б').
С помощью
системы мониторинга (М) получается "фотография" этого измененного, а
по возможности и первоначального состояния, производится обобщение данных,
анализ и оценка фактического и прогнозируемого состояния. Эта информация
передается в блок управления (У) принятия решения (см. рис. 1). На основании
этой информации в зависимости от уровня научно- технических разработок (Н) и
экономических возможностей(Э), с учетом эколого-экономических оценок; принимаются
меры по ограничению или прекращению антропогенных воздействий, по
профилактическому укреплению или последующему "лечению" элемента
биосферы. Также возможна комбинация перечисленных подходов. Совершенствуется и
система мониторинга (указанные действия показаны на схеме штриховыми линиями).
Следует
отметить, что, поскольку оценка фактического и прогнозируемого состояния
природной среды является составной частью мониторинга (см. рис. 1), то
некоторые авторы идентифицируют эту часть мониторинга с элементом управления
состоянием природной среды.
Наблюдения за
состоянием окружающей природной среды должны включать наблюдения за источниками
и факторами воздействия (в том числе источниками загрязнений, излучений и
т.п.). За состоянием элементов биосферы (в том числе за откликами живых
организмов на воздействие (см. рис. 3), за изменением их структурных и
функциональных показателей). На рисунке также показана классификация
мониторинга.
|
Рис. 3.
Схема и классификация мониторинга
|
Тропосфера,
как составная часть биосферы
Атмосфера
является составной частью биосферы и представляет собой газообразную оболочку
Земли, вращающуюся вместе с ней как единое целое. Эта оболочка слоиста. Каждый
слой имеет свое название и характерные физико-химические особенности. Условно
принято атмосферу делить на две большие составные части: верхнюю и нижнюю.
Наибольший интерес представляет для нас нижняя часть атмосферы, главным образом
тропосфера, поскольку в ней происходят основные метеорологические явления,
влияющие на загрязнение атмосферного воздуха.
В тропосфере
находится большая часть космической и антропогенной пыли, водяного пара, азота,
кислорода и инертных газов. Она практически прозрачна для проходящей через нее
коротковолновой солнечной радиации. Вместе с тем содержащиеся в ней водяной
пар, углекислота и озон (коротковолновые излучения) довольно сильно поглощают
тепловое (длинноволновое) излучение нашей планеты, в результате чего тропосфера
нагревается. Это нагревание является причиной вертикального перемещения потоков
воздуха, конденсации водяного пара, образования облаков и выпадения осадков.
Установлено, что в тропосфере температура падает на (0,5 - 0,6) °С на каждые
100 м высоты. Распределение температур в приземном слое атмосферы является
важнейшей причиной формирования климата и его характеристик.
Состав газов
нижней части атмосферы неизменный: смесь, образуемая газами, называется
воздухом. Состав сухого атмосферного воздуха приведен в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Состав атмосферного воздуха
Наименование основных газов
|
Содержание, % объемные
|
Относительная молекулярная масса,
кг/моль
|
Азот
|
78,09
|
28
|
Кислород
|
20,95
|
32
|
Аргон
|
0,93
|
39
|
Углекислый газ
|
0,03
|
44
|
Неон
|
1,8·10-3
|
20
|
Гелий
|
5,2·10-4
|
4
|
Криптон
|
1,0·10-4
|
83
|
Ксенон
|
8,0·10-6
|
131
|
Водород
|
5,0·10-5
|
2
|
Озон
|
1,0·10-6
|
48
|
ПРИМЕЧАНИЕ: Средняя относительная
молекулярная масса сухого воздуха составляет 28,966 кг/моль.
|
В табл. 1.2.
приведено массовое выделение в атмосферу некоторых газообразных веществ
антропогенными и природными источниками.
Таблица 1.2.
Выделение (106 т/сут) некоторых газообразных веществ
Вещество
|
Источник
|
природный
|
антропогенный
|
Диоксид серы
|
-
|
0,4
|
Сероводород
|
0,3
|
0,01
|
Оксиды азота
|
2
|
0,2
|
Аммиак
|
3
|
0,01
|
Углеводороды
|
2
|
0,2
|
Оксид углерода
|
10
|
1
|
Диоксид углерода
|
3000
|
50
|
Согласно
приведенной таблице, природные источники выделяют больше вредных веществ, тем
не менее, самым опасным является антропогенное поступление. Это связано с тем,
что вредные вещества антропогенного происхождения накапливаются в зоне обитания
человека. Кроме того, специфические вредные вещества, не существовавшие ранее в
природных условиях. в настоящее время становятся составной частью атмосферного
воздуха, его микроэлементами.
Воздух
считается чистым, если ни один из микрокомпонентов не присутствует в
концентрациях, способных нанести ущерб здоровью человека, животным,
растительности или вызвать ухудшение эстетического восприятия окружающей среды
(например, при наличии пыли, грязи, неприятных запахов или при недостатке
солнечного освещения в результате задымленности воздуха). Так как все живое
очень медленно адаптируется к этим новым микрокомпонентам, химические вещества
служат объективным фактором неблагоприятных воздействий на природную среду и
здоровье человека.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.promeco.h1.ru/l
|