Het verzorgen van omgevingsmonitoring. Milieumonitoringprogramma

Afspraak;

Informatie, software, cartografische monitoringondersteuning en hun structuur;

Ondersteunende subsystemen voor OS-bewaking.

Milieu-informatie is de basis voor een uitgebreide beoordeling van technische innovaties, het natuurveranderende menselijk handelen bestaat uit drie hoofdblokken:

informatief;

Software;

Cartografisch.

Werken aan het creëren van een uitgebreide monitoring van antropogene veranderingen omgeving, moet een controlesysteem vertegenwoordigen dat gebaseerd is op uitgebreide observatie, analyse van een specifieke toestand en op het voorspellen van trends in veranderingen in de belangrijkste omgevingsfactoren. Deze laatste omvatten fysische, chemische en biologische parameters van de natuurlijke omgeving. Ze worden geregistreerd volgens een ruimtelijk-temporele structuur, bepaald afhankelijk van de intensiteit van verontreinigende stoffen, de patronen van hun verspreiding en de nabijheid van nederzettingen. De structuur van milieumonitoring wordt getoond in Fig. 6.1.

Het algemene schema van de monitoringsysteemsoftware bevat een monitor (centrale dispatcher) die de werking van individuele subsystemen regelt. Onder hen zijn een subsysteem voor het verzamelen van informatie, de opslag en primaire verwerking ervan, een subsysteem voor het weergeven van informatie, een subsysteem voor het berekenen van concentratie, het maken van voorspellingen, enz. De monitor presteert volgende functies:: organisatie van interactie tussen individuele subsystemen, organisatie van tijddienst, testcontrole van het grondmeetsysteem en andere dienstfuncties.

Subsysteem voor informatieverzameling voert de communicatie uit tussen het rekencentrum en de uitrusting van stationaire posten en mobiele laboratoria, primaire sortering en operationele opslag van de verzamelde gegevens, testcontrole van blokken van het grondmeetnetwerk.

Subsysteem voor informatieoverdracht draagt ​​de verzamelde en verwerkte informatie over aan zijn gebruikers.

Opslag subsysteem en de primaire informatieverwerking bestaat uit verschillende databases. Het subsysteem van berekeningen en voorspellingen bevat een basis van modellen voor de overdracht van vervuiling, rekening houdend met meteorologische factoren van het reliëf, enz., evenals een basis van modellen voor het maken van voorspellingen.

Subsysteem weergeven is bedoeld voor het documenteren van de resultaten van verontreinigings- en emissiebeheersing, evenals voor berekeningen en voorspellingen. De resultaten kunnen worden weergegeven in cartografische vorm of in de vorm van tabellen, tekstverwijzingen, enz. Een combinatie is ook mogelijk verschillende vormen informatie display.

Database is een set van opgeslagen operationele gegevens die worden gebruikt door applicatiesystemen van een bepaalde onderneming. Overeenkomstig de algemene opzet van het grondmeetnet zijn de volgende hoofddatabanken gecreëerd: door de lucht; emissies en afval; water lichamen; cartografie.

Het systeem voor het verzamelen van gegevens over de luchtkwaliteit ontvangt informatie over de kwalitatieve en kwantitatieve toestand van meteorologische en fysieke hoeveelheden die zijn verkregen uit automatische instrumenten voor het meten van emissies, achtergrondparameters, meteorologische automatische instrumenten, mobiele laboratoria en bij de studie van voertuigverkeer. De informatie wordt in het geheugen ingevoerd en verwerkt om verdere parameters te verkrijgen die direct zullen worden gebruikt bij het plannen van milieubeschermingsmaatregelen.

De volledige hoeveelheid gegevens over waterlichamen is verdeeld in twee delen: MACRO en MICRO. In MACRO ontvangt de consument gegevens voor de gevraagde regio, hetzij binnen economische grenzen of binnen administratieve afdeling... De MICRO bevat informatie over: gebied en organisaties (van verschillende details).

Afb. 6.1.

Ondersteuning voor cartografische monitoring. De specifieke monitoringtaken stellen bijzondere eisen aan de cartografische methode wat betreft de efficiëntie bij de analyse en verwerking van de ontvangen informatie. Binnen het kader van deze vereisten wordt de cartografische methode gedefinieerd als een multifunctioneel systeem voor het bewaken van de toestand van het milieu en de factoren die daarop van invloed zijn, met behulp van een set van baseline-, beoordelings- en operationele kaarten.

Cartografische ondersteuning biedt de volgende blokken:

Initiële (basis)informatie, inclusief cartografische gegevens over natuurlijke omstandigheden, economisch gebruik van het gebied, evenals over de toestand van het fenomeen, het proces of de omgevingsparameter die wordt gecontroleerd.

evaluatieve en voorspellingsinformatie met beoordelingskaarten van het waargenomen fenomeen, voorspellingen van de ontwikkeling ervan in tijd en ruimte, en daarnaast advieskaarten voor besluitvorming.

operationele voorspelling en controle, waarbij operationele gegevens van het waargenomen fenomeen worden gecreëerd. Dit blok houdt direct verband met de binnenkomende gegevens van de Hydrometeorologische Dienst, waarnemingen op meetstations. Het hoofddoel van het blok is de operationele presentatie van actuele informatie in een cartografische vorm.

cartografische gegevens beoordelen de resultaten van veranderingen in het milieu, hun impact op de economische activiteit en de menselijke gezondheid, schetsen langetermijnmaatregelen voor een rationeel gebruik van gunstige trends of vermindering van negatieve factoren.

De eerste twee blokken vormen het fonds van de initiële cartografische informatie. Ze zorgen voor monitoring met de nodige kaartgegevens. Databases met cartografische informatie zijn van groot belang voor de implementatie van het monitoringsysteem.

Voor de vorming en het functioneren van databases en de cartografische weergave van gegevens wordt gebruik gemaakt van automatische cartografische systemen. Hun onderscheidend kenmerk is dat de compositie? technische middelen dit systeem moet minimaal een computer, een grafisch videoscherm, een digitizer en een plotter bevatten. Het algemene werkschema is als volgt: in de eerste fase worden digitizers gebruikt om informatie te digitaliseren en in een database in te voeren, in de tweede fase een videoscherm voor interactieve verwerking van informatie, in de derde fase worden kaarten gebouwd op een plotter, kleureninkjetprinter of grafisch videoscherm.

Het blok met geschatte en voorspelde informatie omvat kaarten met de verdeling van temperaturen, vochtigheid, windrichting en snelheid door meteorologische stations en posten.

Op basis van deze informatie wordt een reeks hydrologische, meteorologische kaarten en kaarten van de verdeling van industrieel afval, kaarten van de verdeling van temperaturen en luchtvervuiling door verschillende indicatoren over het hele grondgebied, kaarten van indicatoren van waterlichamen in de stad verkregen. Zo kunt u verschillende blokken en reeksen kaarten maken die nodig zijn voor de analyse van de omgevingssituatie.

Milieu-informatisering zo'n groot belang wordt gehecht - het is op basis daarvan dat men kan beslissen mondiale problemen, en vooral milieu. Zonder de oprichting van databases en kennis van milieu-informatie, zonder de volledige ontwikkeling van milieutransparantie als een vrij verkeer van de genoemde informatie, zal het onmogelijk zijn om over te gaan tot planetair beheer van eco-ontwikkeling. Zonder dit is het model voor duurzame ontwikkeling niets meer dan een utopie, en juist de overgang naar papierloze (elektronische en uiteindelijk fotonische) informatica zal de biosfeer helpen behouden. Al tijdens het ontstaan ​​van het concept van informatisering van de samenleving werd vastgesteld dat op het gebied van ecologie en gezondheidszorg verliezen en verliezen door het ontbreken van moderne middelen informatieondersteuning vele malen hoger zijn dan alle toelaatbare kosten van informatisering.

Ecologische zonering en gezondheidstoestand van de bevolking van de Republiek Oezbekistan.

Om de milieusituatie te beoordelen, hebben de instituten (NIPTI "Atmosphere" en de NPHC "Ecology of Water Management") van het Staatscomité voor Natuurbescherming een methodologie ontwikkeld en een ecologische zonering van het grondgebied van de Republiek Oezbekistan uitgevoerd. De regionalisering is gebaseerd op de administratief-territoriale indeling van de republiek; voor de minimale gezoneerde territoriale eenheid (belasting) wordt een administratief district, een stad van republikeinse of regionale ondergeschiktheid genomen. De ecologische toestand van elk taxon wordt beoordeeld aan de hand van 18 ecologische indicatoren (criteria), die, samen met de traditionele indeling van territoria volgens de mate van ecologische stress (toegestane, kritieke, noodsituatie, ecologische ramp), worden gescoord en, rekening houdend met rekening houden met de gewogen gemiddelde score, zijn onderverdeeld in twee categorieën gevaarlijk en vooral gevaarlijk.

Rijst. 6.2

De zonering van het grondgebied volgens de mate van milieustress (in de context van regio's) wordt als volgt uitgevoerd: 400 en meer

punten - extreem gespannen; 250 ... 400 - zeer gespannen, 150..250 - gemiddeld gespannen, 120 ... 150 - licht gespannen en minder dan 120 punten - niet gespannen.

Het meest ongunstige milieu is het grondgebied van de Republiek Karakalpakstan, waar zich een extreem gespannen ecologische situatie heeft ontwikkeld en blijft verslechteren.

Sterk gespannen ecologische situatie - in de regio's Khorezm, Fergana en Navoi.

De ecologische situatie in de regio's Samarkand en Bukhara wordt gekenmerkt als gemiddelde stress; Surkhandarya, Tasjkent, Syrdarya en Andijan regio's - als zwak gespannen; Namangan, Jizzakh, Kasjkadarya-regio's en de stad Tasjkent ontspannen).

Opgemerkt moet worden dat de gegeven rangschikking van het gebied op basis van de mate van omgevingsstress de aanwezigheid van extreem ongunstige "hot spots" in relatief "welvarende" gebieden niet uitsluit. Dus in de regio Surkhandarya vallen de regio's Termez en Muzrabad in de zone van ecologische noodsituatie, in de regio Bukhara - de stad Gijduvan, in de regio Tasjkent - de stad Yangiyul en anderen.

De resultaten van zonering zullen de basis worden voor de ontwikkeling van wetgeving gericht op sociale bescherming van de bevolking die in gebieden met ecologische rampen leeft, en kunnen worden gebruikt bij de ontwikkeling van Nationale Actieplannen voor de bescherming van het milieu en ecologische ondersteuning voor duurzame ontwikkeling van de Republiek Oezbekistan.

De impact van de toestand van het milieu op de gezondheid van de bevolking.

Begin 1997 bedroeg de bevolking die permanent op het grondgebied van de republiek verbleef 23,5 miljoen mensen. Dichtheid - 52,7 personen / km 2. Een aanzienlijk deel van de bevolking (62%) woont op het platteland (tabel 6.2).

Langetermijnanalyse heeft aangetoond dat de gemiddelde levensverwachting in de republiek vrij laag is en 69,3 jaar bedraagt ​​(66,1 voor mannen en 72,4 voor vrouwen) *. Het geboortecijfer is vrij hoog in de republiek. In 1996 waren het 27,3 pasgeborenen per 1000 inwoners. Het aantal mensen onder de 15 jaar bereikt 41%. Tegelijkertijd is het aantal ouderen beduidend lager dan in veel andere landen van de wereld.

De buitengewone structuur en hoge natuurlijke groei van de bevolking verhoogt de eisen aan het gezondheidssysteem en stelt prioriteiten.

Tabel 6.2. Bevolking van de Republiek Oezbekistan voor de periode 1992-1996

Ondanks het feit dat de kindersterfte per 1000 geboorten in 1996 in vergelijking met 1985 daalde van 45,3 naar 24,2, is deze belangrijkste demografische indicator nog steeds hoger dan in veel andere republieken van het GOS, en veel hoger dan in ontwikkelde landen *. Bovendien is er in de afgelopen 10-15 jaar een gestage toename geweest van het totale morbiditeitscijfer in termen van primaire verwijzing onder de volwassen en kinderpopulatie. De totale incidentie (zonder infectieziekten) bij volwassenen en adolescenten steeg van 2925,3 in 1985 tot 3743,6 in 1996.

In 1996 waren personen met aandoeningen van de luchtwegen goed voor 22,9% van het spijsverteringsstelsel - 12,9%. De prevalentie van deze ziekten in algemene structuur geeft aanleiding om een ​​conclusie te trekken over hun samenhang met een ongunstige ecologische situatie (tabellen 6.3, 6.4).

De toestand van het milieu in het Aralmeer-gebied, in het Saryassi-district van de Surkhandarya-regio, evenals in gebieden met intensief gebruik van pesticiden, heeft een bijzonder nadelig effect op de gezondheid van de bevolking.In de regio Khorezm zijn meer dan 370 duizend mensen (37% van het totaal ondervraagde), in de Republiek Karakalpakstan - meer dan 550 duizend mensen (45% van de ondervraagden). De aanleg voor ziekten in de regio Khorezm is 72,3% van de bevolking, in de Republiek Karakalpakstan - 70%.

De incidentie van tuberculose, slokdarmkanker, ziekten van het bloed, het hematopoëtische systeem en de spijsverteringsorganen in het Aralmeer is meerdere malen hoger dan het nationale gemiddelde.

* In Japan - bij mannen she gelijk aan 75.8 jaar, vrouwen - 81,9.

Tabel 6.3 Morbiditeitsstructuur van de bevolking van de republiek bij de eerste diagnose,%

Tabel 6.4 Dynamiek van sterfte in de republiek, rekening houdend met doodsoorzaken (per 100.000 inwoners)

Wetenschappelijk onderbouwde milieumonitoring wordt uitgevoerd in overeenstemming met het programma. Het programma moet de algemene doelstellingen van de organisatie, specifieke strategieën voor de implementatie en implementatiemechanismen bevatten.

Een belangrijk element van elk programma voor milieumonitoring is:

Lijst van objecten onder controle, hun territoriale referentie (chorologische organisatie van monitoring);

Lijst met controle-indicatoren en toelaatbare gebieden hun wijzigingen (parametrische organisatie van monitoring);

Tijdschalen - frequentie van bemonstering, frequentie en tijdstip van indiening van gegevens) chronologische organisatie van monitoring).

Daarnaast dienen in de bijlage van het Monitoringprogramma tabellen te worden opgenomen met de plaats, datum en wijze van monstername en datapresentatie.

Op de grond gebaseerde observatiesystemen op afstand. Momenteel zijn monitoringprogramma's, naast de traditionele "handmatige" bemonstering, gericht op het verzamelen van gegevens met behulp van elektronische meettoestellen bewaking op afstand in realtime.

Het gebruik van elektronische meetapparatuur voor bewaking op afstand wordt uitgevoerd met behulp van verbindingen met het basisstation, hetzij via een telemetrienetwerk, hetzij via vaste lijnen, mobiele telefoonnetwerken of andere telemetriesystemen.

Het voordeel van bewaking op afstand is dat meerdere gegevenskanalen in één basisstation kunnen worden gebruikt voor opslag en analyse. Dit verhoogt de efficiëntie van monitoring aanzienlijk wanneer de drempelniveaus van bewaakte indicatoren worden bereikt, bijvoorbeeld in bepaalde controlegebieden. Deze aanpak maakt het mogelijk direct actie te ondernemen op basis van de monitoringgegevens als het drempelniveau wordt overschreden.

Het gebruik van bewakingssystemen op afstand vereist de installatie van speciale apparatuur (bewakingssensoren), die meestal worden gemaskeerd om vandalisme en diefstal te verminderen wanneer bewaking wordt uitgevoerd op gemakkelijk toegankelijke locaties.

Remote sensing systemen. Monitoringprogramma's maken uitgebreid gebruik van remote sensing van de omgeving met behulp van vliegtuigen of satellieten die zijn uitgerust met meerkanaalssensoren. Er zijn twee soorten teledetectie.

A) Passieve detectie van aardse straling uitgezonden of gereflecteerd door een object of in de buurt van waarneming. De meest voorkomende stralingsbron is gereflecteerd zonlicht, waarvan de intensiteit wordt gemeten door passieve sensoren. Sensoren voor teledetectie van de omgeving zijn afgestemd op specifieke golflengten - van ver infrarood tot ver ultraviolet, inclusief de frequentie van zichtbaar licht.

De enorme hoeveelheden gegevens die worden verzameld door remote sensing van de omgeving, vereisen krachtige rekenkundige ondersteuning. Dit maakt het mogelijk om zwak verschillende verschillen in de stralingskarakteristieken van de omgeving in teledetectiegegevens te analyseren, om ruis en “valse kleurenafbeeldingen". Met verschillende spectrale kanalen is het mogelijk om contrasten te versterken die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Met name bij het monitoren van biologische hulpbronnen kan men onderscheid maken tussen subtiele verschillen in veranderingen in de concentratie van chlorofyl in planten, waardoor gebieden met verschillende voedingsregimes zichtbaar worden.

B) Bij actieve teledetectie wordt een energiestroom uitgezonden door een satelliet of vliegtuig en wordt een passieve sensor gebruikt om straling te detecteren en te meten die wordt gereflecteerd of verstrooid door het object van studie. LIDAR wordt vaak gebruikt om informatie te verkrijgen over de topografische kenmerken van het studiegebied, wat vooral effectief is wanneer het gebied groot is en handmatig onderzoek duur zal zijn.

Met remote sensing kunt u gegevens verzamelen over gevaarlijke of moeilijk bereikbare gebieden. Remote sensing toepassingen omvatten bosmonitoring, de impact van klimaatverandering op Arctische en Antarctische gletsjers, en kust- en oceaandiepte-onderzoek.

Gegevens van ronddraaiende platforms, verkregen uit verschillende delen van het elektromagnetische spectrum, gecombineerd met gegevens op de grond, bieden informatie voor het volgen van trends in de manifestatie van langetermijn- en kortetermijnverschijnselen, natuurlijk en antropogeen. Andere toepassingen zijn onder meer beheer van natuurlijke hulpbronnen, ruimtelijke ordening en verschillende gebieden aardwetenschappen.

De effectiviteit van milieumonitoring van de natuurlijke omgeving hangt grotendeels af van de wetenschappelijke onderbouwing van de methodologische en theoretische grondslagen, indicatoren van antropogene verstoringen en veranderingen in de biosfeer, criteria voor het beoordelen van verschillende factoren. De oplossing van deze problemen kan het significantieniveau van de resultaten die bij de uitvoering van het milieumonitoringprogramma worden verkregen, aanzienlijk verhogen.

De complexiteit van de organisatie van milieumonitoring hangt af van het niveau ervan. Rekening houdend met het niveau van milieumonitoring voor de effectieve uitvoering ervan, moeten netwerken van stations, punten, observatieposten, uitgerust met moderne speciale apparatuur, worden gecreëerd. Een even belangrijk punt van het organiseren van de volwaardige werking van het milieumonitoringsysteem van de natuurlijke omgeving is de financiële en technologische ondersteuning ervan.

De negatieve gevolgen van economische activiteit en door de mens veroorzaakte menselijke impact op het milieu voor de biosfeer zijn al een objectieve realiteit. Echter, de negatieve resultaten van antropogene impact in moderne omstandigheden de ontwikkeling van de menselijke beschaving is niet onvermijdelijk.

In veel opzichten wordt de verslechtering van het milieu geassocieerd met het irrationele gebruik van natuurlijke hulpbronnen, een laag ontwikkelingsniveau en verdere implementatie van moderne afvalvrije technologieën, fouten in milieu- en technisch beleid en weinig kennis van mogelijke gevolgen antropogene impact op het ecosysteem.

Dus constante monitoring van de omgeving huidige toestand en competente bepaling van trends in het milieu zijn uiterst belangrijk voor langetermijnprognoses van de kwaliteit van het ecologische systeem en praktische acties om het te verbeteren.

omgevingsbewakingssysteem

Wetenschappelijk onderbouwde milieumonitoring wordt uitgevoerd in overeenstemming met het programma. Het programma moet de algemene doelstellingen van de organisatie, specifieke strategieën voor de implementatie en implementatiemechanismen bevatten.

De belangrijkste elementen van milieumonitoringprogramma's zijn:

• · Een lijst van objecten onder controle met hun strikte territoriale referentie (chorologische organisatie van monitoring);
• · Een lijst van controle-indicatoren en toelaatbare veranderingsgebieden (parametrische organisatie van monitoring);
• · Tijdschalen - frequentie van bemonstering, frequentie en tijdstip van indiening van gegevens (chronologische organisatie van monitoring).

Daarnaast dient de applicatie in het Monitoringprogramma diagrammen, kaarten, tabellen met de locatie, datum en wijze van monstername en datapresentatie te bevatten.

Op de grond gebaseerde observatiesystemen op afstand

Monitoringprogramma's maken uitgebreid gebruik van remote sensing van de omgeving met behulp van vliegtuigen of satellieten die zijn uitgerust met meerkanaalssensoren.

Er zijn twee soorten teledetectie.

• 1. Passieve detectie van aardse straling uitgezonden of gereflecteerd door een object of in de buurt van waarneming. De meest voorkomende stralingsbron is gereflecteerd zonlicht, waarvan de intensiteit wordt gemeten door passieve sensoren. Sensoren voor teledetectie van de omgeving zijn afgestemd op specifieke golflengten - van ver infrarood tot ver ultraviolet, inclusief de frequentie van zichtbaar licht. De enorme hoeveelheden gegevens die worden verzameld door remote sensing van de omgeving, vereisen krachtige rekenkundige ondersteuning. Dit maakt het mogelijk om subtiele verschillen in de stralingskarakteristieken van de omgeving in teledetectiegegevens te analyseren, om ruis en "valse-kleurenbeelden" met succes uit te sluiten. Met verschillende spectrale kanalen is het mogelijk om contrasten te versterken die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Met name bij het monitoren van biologische hulpbronnen kan men onderscheid maken tussen subtiele verschillen in veranderingen in de concentratie van chlorofyl in planten, waardoor gebieden met verschillende voedingsregimes zichtbaar worden.
• 2. Bij actieve teledetectie wordt een energiestroom uitgezonden door een satelliet of vliegtuig en wordt een passieve sensor gebruikt om straling te detecteren en te meten die door het object van studie wordt weerkaatst of verstrooid. LIDAR wordt vaak gebruikt om informatie te verkrijgen over de topografische kenmerken van het studiegebied, wat vooral effectief is wanneer het gebied groot is en handmatig onderzoek duur zal zijn.

Met remote sensing kunt u gegevens verzamelen over gevaarlijke of moeilijk bereikbare gebieden. Remote sensing toepassingen omvatten bosmonitoring, de impact van klimaatverandering op Arctische en Antarctische gletsjers, en kust- en oceaandiepte-onderzoek.

Gegevens van ronddraaiende platforms, verkregen uit verschillende delen van het elektromagnetische spectrum, gecombineerd met gegevens op de grond, bieden informatie voor het volgen van trends in de manifestatie van langetermijn- en kortetermijnverschijnselen, natuurlijk en antropogeen. Andere toepassingen zijn onder meer het beheer van natuurlijke hulpbronnen, ruimtelijke ordening en verschillende gebieden van aardwetenschappen.

Interpretatie en presentatie van gegevens

De interpretatie van milieumonitoringsgegevens, zelfs van een goed ontworpen programma, is vaak dubbelzinnig. Er zijn vaak analyses of "bevooroordeelde resultaten" van monitoring, of een voldoende controversieel gebruik van statistieken om de juistheid van een bepaald standpunt aan te tonen. Dit is bijvoorbeeld duidelijk te zien bij de interpretatie van de opwarming van de aarde, waar voorstanders stellen dat de CO 2 -niveaus de afgelopen honderd jaar met 25% zijn gestegen, terwijl tegenstanders beweren dat de CO 2 -niveaus slechts met één procent zijn gestegen.

In de nieuwe wetenschappelijk onderbouwde milieumonitoringprogramma's is een aantal kwaliteitsindicatoren ontwikkeld om significante hoeveelheden verwerkte gegevens te integreren, te classificeren en de betekenis van integrale beoordelingen te interpreteren. Het VK gebruikt bijvoorbeeld het GQA-systeem. Deze algemene beoordelingen kwaliteit classificeert rivieren in zes groepen volgens chemische criteria en biologische criteria.

Overwegen systeem benadering tot de analyse van waarnemingsgegevens in verschillende monitoringprogramma's en ontdek welke kenmerken worden geïntroduceerd door de factor van de geografische schaal van waarnemingen bij de uitvoering van een bepaald programma.

Bronbewaking

De samenstelling van de gasemissies aan de bron wordt kwalitatief en kwantitatief volledig bepaald door technologie en haar perfectie. De concentratieniveaus van verontreinigende stoffen in de bron zijn tienduizenden keren hoger dan de MPC voor SS. De analytische taak is niet moeilijk, aangezien de samenstelling bekend en voldoende stabiel is, en de concentratieniveaus hoog zijn en geen voorafgaande concentratie van het monster vereist. Alle moeilijkheden zijn verbonden met het nemen van een representatief monster uit de bron, aangezien gasstromen vaak heterogeen zijn, verwarmd tot hoge temperatuur en zijn heterogeen in tijd en kanaaldiameter. Contactloze analysemethoden die geen bemonstering vereisen, zijn hier veelbelovend. Dit niveau monitoring wordt niet behandeld in deze handleiding.

Impactmonitoring

De samenstelling en concentratieniveaus worden grotendeels (maar niet volledig) bepaald door de productietechnologieën die de vervuiling veroorzaken. V in dit geval fysische en chemische processen in het milieu en meteorologische omstandigheden beginnen een essentiële rol te spelen bij het creëren van de waargenomen niveaus van verontreinigende concentraties. Deze laatste overschrijden soms tientallen keren de SS MPC. Er wordt een nauw verband waargenomen tussen de locatie van bronnen, hun kenmerken, windrichting en -snelheid en concentratievelden van verontreinigende stoffen. Waarnemingen worden uitgevoerd bij stationaire, mobiele en under-flare palen (zie paragraaf 4.4).

Regionale monitoring

Een aanzienlijke afstand tot de bedrijven leidt ertoe dat de concentratieniveaus van verontreinigende stoffen dichter bij de achtergrond liggen, meestal binnen de MPC SS of zelfs lager. Het analytische probleem wordt niet alleen gecompliceerd door de noodzaak van voorlopige concentratie van onzuiverheden, maar ook door de sterke variabiliteit van hun waarden en kwalitatieve samenstelling. Monitoring verwijst in dit geval naar aeroanalytische problemen waarbij de rol van luchtstromingen uitzonderlijk groot is. Er moet rekening worden gehouden met alle regionale activiteiten, inclusief landbouw, met een direct verband tussen luchtverontreiniging en specifieke technologieën niet eenvoudig te installeren. Meestal heeft men te maken met een aantal secundaire stoffen die ontstaan ​​bij fotochemische en biologische processen.

Regionale monitoring maakt het mogelijk om de gegevens van impact en wereldwijde achtergrondmonitoring te combineren, en maakt het ook mogelijk om de belangrijkste manieren te identificeren om verontreinigende stoffen naar lange afstanden... Directe informatie over de staat van luchtverontreiniging op regionaal niveau kan worden verkregen uit waarnemingsgegevens in kleine nederzettingen die ver van grote steden liggen, op voorwaarde dat er op deze punten geen bronnen van luchtverontreiniging zijn. Informatie over de regionale achtergrondluchtverontreiniging wordt ook verkregen uit de gegevens van het netwerk van observatieposten voor het grensoverschrijdend transport van verontreinigende stoffen.

Waarnemingen van de grensoverschrijdende overdracht van verontreinigende stoffen worden uitgevoerd in het kader van: Samenwerkingsprogramma voor monitoring en evaluatie van de overdracht van luchtverontreinigende stoffen over lange afstand in Europa - EMEP op vier EMEP-stations in de regio Noordwest en Centraal-Rusland. Het werk in het kader van het EMEP-programma voorziet in de regelmatige analyse van het gehalte in de atmosfeer en atmosferische neerslag van chemische verbindingen die het zuur-base-evenwicht bepalen, evenals de beoordeling van de concentraties en vrachten van zwavel- en stikstofverbindingen in de Noord- West- en Centraal-regio's van Rusland.

Volgens waarnemingsgegevens is het dominante zuuranion voor de Russische EMEP-stations sulfaationen. De gemiddelde waarden van de concentraties en deposities van verontreinigende stoffen die grensoverschrijdende verontreiniging bepalen, zijn relatief klein en kunnen volgens bestaande concepten geen merkbare negatieve milieueffecten veroorzaken.

Een programma implementeren voor het monitoren van zure depositie en de impact ervan op de toestand van natuurlijke ecosystemen in het oostelijke deel van het Aziatische continent en archipels in het westelijke deel van de Stille Oceaan, Acid Depisition Monitoring Network in Oost-Azië - EANET. Er zijn vier meetstations in Rusland, waarvan drie in de regio Baikal en één in het Primorsky-gebied. Continue metingen zijn uitgevoerd op EANET-stations in Rusland sinds 2001; volgens waarnemingen op alle Russische EANET-stations heerste het gehalte aan S0 2 in de lucht tussen gasvormige onzuiverheden.

Sneeuwbedekking als indicator voor regionale vervuiling

lucht

In regionale luchtmonitoringsystemen wordt veel aandacht besteed aan het waarnemen van de mate van vervuiling van het sneeuwdek. Dit is begrijpelijk, aangezien de vervuiling zeer duidelijk gecorreleerd is met luchtvervuiling in de atmosfeer en informatie bevat over "droge" en "natte" neerslag.

Voor het voorbeeld van lood, kwik en koper werden significante correlaties vastgesteld, uitgedrukt door de volgende regressievergelijkingen:

IPbJ in bodem = 1324 [Pb] in atmosferische lucht + 6,3.

MPC Pb in lucht (0,3 g/m 3) komt overeen met een concentratie in de bodem van 400 mg/kg;

[Cu] in bodem = 526 [Cu] in atmosferische lucht + 457.

MPC voor Cu in lucht (2,0 g/m 3) komt overeen met een concentratie in de bodem van 1500 mg/kg;

In de bodem = 1,3 in atmosferische lucht + 0,01;

MPC Hg in lucht (0,3 g/m 3) komt overeen met een concentratie in de bodem van 0,4 mg/kg.

Momenteel is er in ons land een monitoringsysteem voor het sneeuwdek georganiseerd op basis van een sneeuwmeetnet. Dit laatste wordt uitgevoerd door Roshydromet als onderdeel van het programma voor het verkrijgen van gegevens voor het Staatswaterkadaster (GWC), waarvan een van de doelen is om rekening te houden met alle oppervlaktewaterreserves van het land.

Sneeuwonderzoek wordt al lang gebruikt om de vochtreserves in de bodem te bepalen, wat nodig is om te weten tijdens landbouwwerkzaamheden. Op het grondgebied van Rusland functioneerden voorheen ongeveer zevenduizend sneeuwmeetpunten, waardoor ze een nieuwe functie kregen - het meten van de concentratie van prioritaire verontreinigende stoffen - een volledig natuurlijke toevoeging aan hun werk werd.

Voordelen van sneeuwmonitoring zijn als volgt:

• bemonstering is heel eenvoudig en vereist geen speciale apparatuur;
• laag-voor-laag bemonstering stelt u in staat om de geschiedenis van luchtvervuiling gedurende het hele sneeuwseizoen te bepalen;
• sneeuw zorgt op de meest natuurlijke manier voor de concentratie van onzuiverheden in vergelijking met de luchtomgeving, wat de daaropvolgende taak van het analyseren van onzuiverheden vereenvoudigt;
• slechts één monster bij het maximale vochtgehalte is voldoende om de gemiddelde integrale concentraties van prioritaire onzuiverheden voor de sneeuwperiode te verkrijgen;
• monitoring van sneeuwbedekking maakt het mogelijk om de waarde van grensoverschrijdende overdracht van zwavel- en ammoniumstikstof te beoordelen.

Van de zevenduizend genoemde punten van sneeuwonderzoek, voeren 560 chemische monitoring uit. De netwerkdichtheid in het Europese deel van Rusland is één punt per 8000 km 2, in het Aziatische deel - één punt per 30 duizend km 2. Monitoring bestrijkt bijna het hele gebied van de Russische Federatie - 18,3 miljoen km 2.

De bemonstering wordt eenmaal per jaar gedaan voor: maximaal vochtgehalte. De bemonsteringstijden variëren in verschillende regio's van Rusland. In de regio Moskou wordt bijvoorbeeld een monster genomen in het 2e of 3e decennium van maart en op het eiland Dikson - in het 3e decennium van april of zelfs in het 2e decennium van mei.

De waarnemingen werden georganiseerd voor de volgende kationen en anionen: Na, K, Mg, Ca, NH 4, СГ, NO3, S0 4 2 ", НСО3 en pH. Ongeveer 30% van de punten geeft informatie over zware metalen en polyaromatische koolwaterstoffen.

Het dichtste netwerk van observatiepunten werd gecreëerd in dichtbevolkte regio's, evenals langs de westelijke grens van de USSR. Deze grensstations waren verantwoordelijk voor het toezicht op grensoverschrijdende bewegingen. Ongeveer 40% van de stations beoordeelt de vervuiling van sneeuw rond steden, 40% controleert de verspreiding van verontreinigende stoffen van industriële centra naar schonere regio's en 20% voert de functies van achtergrondmonitoring uit. Hoogste frequentie manifestaties van verzuring van het sneeuwdek (pH = 4,0-5,6) is 42% in de regio's van de Oeral en 54% in het noorden West-Siberië... In het noorden van het Europese grondgebied van Rusland wordt in 26% van de gevallen verzuring opgemerkt.

De grenzen van de verdeling van sneeuwbedekking over grote gebieden kunnen worden vastgesteld met behulp van ruimte informatie. Om de dynamiek van veranderingen in sneeuwgebieden te bestuderen, worden herhaaldelijk foto's gemaakt. Het operationeel in kaart brengen van de sneeuwbedekking en de mate waarin de grenzen in het voorjaar zich terugtrekken, worden traditioneel gebruikt om praktische problemen op te lossen, voornamelijk voor hydrologische voorspellingen.

De watervoorziening wordt bepaald door middel van hydrologische modellering, de voorspelling van afspoeling en sneeuwoverlast in de stroomgebieden wordt uitgevoerd. Een aantal parameters hiervoor - het gebied van het stroomgebied bedekt met sneeuw, bosbedekking, bouwland, enz. - kan worden verkregen door teledetectiemethoden en sommige parameters kunnen indirect worden geschat. Zo worden bijvoorbeeld door smeltende sneeuw bedekte zones geïdentificeerd in het nabij-infrarode bereik van het spectrum en wordt de dikte van het sneeuwdek berekend uit een reeks opeenvolgende afbeeldingen, de snelheid van de sneeuwaccumulatiegrenzen en de luchttemperatuur.

Operationele gegevens over de sneeuwberging van stroomgebieden dienen als basis voor het nemen van beslissingen, bijvoorbeeld over het gedeeltelijk leegpompen van reservoirs tijdens het smelten van de voorjaarssneeuw om overstromingen te voorkomen. Het is de bedoeling om in de toekomst over te gaan op het bepalen van de dikte van het sneeuwdek vanuit de ruimte door middel van microgolfradiometrische metingen. Zo zullen de stroomgebieden van grote rivieren direct kaarten van sneeuwopslag kunnen ontvangen, en met gegevens over sneeuwdichtheid, wateropslag of sneeuwbedekking.

Seizoensgebonden sneeuwbedekking speelt een uitzonderlijke rol in de processen van zelfontwikkeling van berggebieden, bepaalt de vorming en het regime van rivierafvoer, gletsjers en lawines. Met een aanzienlijke impact op het klimaat, dient het zelf als een indicator van klimaatverandering.

Kaarten van de verdeling van sneeuwbedekking, verkregen uit de resultaten van teledetectie, helpen om de ruimtelijke kenmerken en onderlinge relaties van glaciale systemen te begrijpen, om de bijdrage van verschillende factoren aan de vorming van gletsjers en hun bestaansvoorwaarden te beoordelen. Nauwkeurige informatie over het regime, de verdeling en de variabiliteit van de sneeuwbedekking is noodzakelijk voor de succesvolle implementatie van waterbeheermaatregelen en regulering van de watervoorraden in de stroomgebieden van bergachtige gebieden met het bestaande watertekort in de steppezone.

Sneeuw is een goede indicator voor de verspreiding van vervuiling rond grote steden. Verontreinigende stoffen vallen in droge vorm en met neerslag uit de atmosfeer en hopen zich op in de sneeuwbedekking op grote afstanden van bronnen - industriële ondernemingen, transportcommunicatie, enz. Sneeuwvervuiling beïnvloedt de helderheid van het beeld op satellietbeelden, wat het samen mogelijk maakt met de resultaten van monsterverwerking sneeuwkaartgebieden en intensiteit van vervuilende effecten.

De verschillen zijn het meest merkbaar in de kenmerken van sneeuwbedekking in steden en in achtergrondgebieden in het voorjaar, hoewel ze in de winter worden gevormd. Tijdens het smelten van de sneeuw worden deze contrasten meer uitgesproken door de opeenhoping van verontreinigende stoffen die uit de sneeuw ontdooien (de toondichtheid komt overeen met de mate van sneeuwvervuiling).

Achtergrondbewaking

De toename van vervuilende emissies naar de atmosfeer als gevolg van industrialisatie- en verstedelijkingsprocessen leidt tot een toename van het gehalte aan onzuiverheden op een aanzienlijke afstand van bronnen van vervuiling en tot wereldwijde veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer, die op hun beurt kunnen leiden tot tot veel ongewenste gevolgen, waaronder klimaatverandering. ... In dit opzicht is het noodzakelijk om het niveau van luchtverontreiniging tot ver buiten de zone van directe actie van industriële bronnen en de neiging van verdere veranderingen te bepalen en constant te bewaken.

De Wereld Meteorologische Organisatie (WMO) in de jaren 60 van de twintigste eeuw. er werd een wereldwijd netwerk van meetstations voor achtergrondluchtverontreiniging (BAPMoN) gecreëerd. Het doel was om informatie te verkrijgen over de achtergrondniveaus van de concentratie van atmosferische componenten, hun variaties en veranderingen op lange termijn, die kunnen worden gebruikt om het effect van menselijke activiteit over de toestand van de atmosfeer.

De toenemende acuutheid van het probleem van milieuvervuiling op wereldschaal leidde tot de oprichting in de jaren zeventig. de Milieucommissie van de Verenigde Naties (UNEP / UNEP), die heeft besloten om Het wereldwijde systeem milieumonitoring (GEMS), ontworpen om de achtergrondtoestand van de biosfeer als geheel en vooral de processen van vervuiling te monitoren.

Sinds 1989 zijn BAPMoN-stations omgedoopt tot GAW-stations (WMO Global Atmosphere Watch, www.wmo.int). Ze zijn verantwoordelijk voor het observeren en tijdig verzenden van de ontvangen primaire gegevens naar hun toezichthoudende Directoraat Hydrometeorologie (UGM) en het Main Geophysical Observatory ( MGO) hen. A.I. Voeikova.

De UGM is belast met de taak om de werking van achtergrondstations te verzekeren en te bewaken, evenals met het introduceren van nieuwe methoden voor het bewaken van de achtergrondtoestand van de atmosfeer die voor het netwerk wordt voorgesteld. MGO is een nationaal wetenschappelijk en methodologisch centrum voor werk aan achtergrondatmosfeermonitoring in het kader van het WMO GAW-programma. Momenteel omvat het GAW-netwerk op het grondgebied van de Russische Federatie vijf achtergrondstations: Ust-Vym (Republiek Komi), Shadzatmaz (Noord-Kaukasus), Pamyatnaya (regio Koergan), Turukhansk ( Regio Krasnojarsk), Khuzhir (Olkhon-eiland in het Baikalmeer).

Stations plaatsen

In de regel worden achtergrondwaarnemingen door speciaal programma achtergrond ecologische monitoring wordt uitgevoerd in biosfeerreservaten en beschermde gebieden. Voorheen waren biosfeerreservaten verspreid over de USSR. Ze beoordelen en voorspellen atmosferische luchtverontreiniging door het gehalte aan zwevende deeltjes, lood, cadmium, arseen, kwik, benz (a) pyreen, sulfaten, zwaveldioxide, stikstofoxide, koolstofdioxide, ozon, DDT en andere organochloorverbindingen te analyseren. Het achtomvat ook de bepaling van het achtergrondniveau van verontreinigende stoffen van antropogene oorsprong in alle milieus, inclusief biota. Naast het meten van de toestand van de luchtverontreiniging op achtergrondstations, worden er ook meteorologische metingen uitgevoerd.

Informatie ontvangen van achtergrondstations maakt het mogelijk om de toestand en trends van wereldwijde veranderingen in atmosferische luchtvervuiling te beoordelen. Achtergrondobservaties worden ook uitgevoerd door onderzoeksschepen in de zeeën en oceanen.

Er wordt aangenomen dat 30-40 basisstations op het land en tot 10 in het watergebied van de Wereldoceaan voldoende zijn voor de hele aarde. Het aantal regionale stations en hun ligging moeten ervoor zorgen dat alle negatieve trends in een bepaalde regio vrij snel kunnen worden geïdentificeerd. Op het grondgebied van Rusland zijn er vijf stations voor geïntegreerde achtergrondmonitoring (SCFM), die zich in biosfeerreservaten bevinden: Voronezh, Prioksko-Terrasny, Astrakhan, Kavkazsky, Altai.

bij het organiseren geïntegreerde achtergrondbewakingsstations

let erop dat hun ligging qua landschap en klimatologische kenmerken representatief moet zijn voor de regio. De beoordeling van representativiteit begint met een analyse van klimatologische, topografische, bodem-, botanische, geologische en andere materialen.

Na het kiezen van het gebied, is het noodzakelijk om rekening te houden met de bronnen van vervuiling die in het gebied aanwezig zijn. In aanwezigheid van grote lokale bronnen (administratieve en industriële centra met een bevolking van meer dan 500 duizend mensen), moet de afstand tot het SCFM-waarnemingsbereik minimaal 100 km zijn. Als dit niet mogelijk is, moet de SCFM zo worden geplaatst dat de herhaalbaarheid van de luchtstroom die de overdracht van verontreinigende stoffen van de bron naar het station veroorzaakt, niet groter is dan 20-30%.

SCFM omvat: stationair waarnemingsbereik en chemisch laboratorium. Het waarnemingsgebied bestaat uit bemonsteringsplaatsen, meetstations en in sommige gevallen waarnemingsputten. Op de stortplaats worden monsters van atmosferische lucht en neerslag, water, bodem, vegetatie genomen, evenals hydrometeorologische en geofysische metingen.

Een terrein van 50 x 50 m, waar de bemonsteringsapparatuur en meetinstrumenten wordt genoemd ondersteuning (basis) platform achtergrondstation. Het moet zich op een vlak deel van het landschap bevinden met een lage mate van afsluiting van de horizon, weg van gebouwen, bosgordels, heuvels en andere obstakels die bijdragen aan het optreden van lokale orografische verstoringen, dwz kenmerken van het terrein . De site is uitgerust met apparaten voor luchtbemonstering, sedimentcollectoren, gasanalysatoren en een typische set meteorologische instrumenten.

Het chemisch laboratorium van het station bevindt zich op een afstand van niet minder dan 500 m van de ondersteuningslocatie; het verwerkt en analyseert dat deel van de monsters dat niet naar het regionale laboratorium kan worden gestuurd: het gehalte aan zwevende deeltjes (stof), sulfaten en zwaveldioxide in de atmosferische lucht; meting van pH, elektrische geleidbaarheid, concentratie van anionen en kationen in atmosferische depositie.

GAW-stations- achtergrondstations zijn onderverdeeld in drie categorieën: basis, regionaal en continentaal.

Basisstations moet zich op de schoonste plaatsen bevinden, in de bergen, op geïsoleerde eilanden. Hun belangrijkste taak is het monitoren van het wereldwijde achtergrondniveau van luchtvervuiling, dat niet wordt beïnvloed door lokale bronnen.

regionale stations moeten zich in landelijke gebieden bevinden, op ten minste 40 km van de belangrijkste bronnen van vervuiling. Hun doel is het detecteren van langdurige fluctuaties in atmosferische componenten in het stationsgebied, veroorzaakt door veranderingen in landgebruik en andere antropogene invloeden.

continentale stations bestrijken een breder scala aan studies in vergelijking met regionale stations. Ze moeten zich in afgelegen gebieden bevinden, zodat er binnen een straal van 100 km geen bronnen zijn die de lokale vervuilingsniveaus kunnen beïnvloeden.

Stationsbewakingsprogramma's

Op KFM-zenders een van de principes van achtergrondmonitoring wordt geïmplementeerd - een uitgebreide studie van het gehalte aan verontreinigende stoffen in de componenten van ecosystemen. Het observatieprogramma van SCFM omvat in dit verband systematische metingen van het gehalte aan polluenten tegelijk in alle media (Tabel 4.1), aangevuld met hydrometeorologische gegevens.

Tabel 4.1.Lijst met te bedienen componenten op stations CFM

De lijst van stoffen die in het programma zijn opgenomen, is opgesteld rekening houdend met hun eigenschappen zoals prevalentie en stabiliteit in het milieu, het vermogen om over lange afstanden te migreren, de mate van negatieve impact op biologische en geofysische systemen van verschillende niveaus.

V atmosferische lucht de gemiddelde dagelijkse concentraties van: zwevende stoffen, ozon, koolstof- en stikstofoxiden, zwaveldioxide, sulfaten, 3,4-benz (a) pyreen, DCT en andere organochloorverbindingen, lood, cadmium, kwik, arseen, een indicator van atmosferische aerosol troebelheid moet worden gemeten ...

V atmosferische neerslag De concentraties van lood, kwik, cadmium, arseen, 3,4-benz (a) pyreen, DCT en andere organochloorverbindingen, pH, anionen en kationen moeten worden gemeten in totale maandelijkse monsters.

Meteorologische waarnemingen omvatten observaties van:

• temperatuur en vochtigheid;
• windsnelheid en richting;
• atmosferische druk, bewolking (hoeveelheid, vorm, hoogte);
• zonneschijn;
• atmosferische verschijnselen (mist, sneeuwstormen, onweersbuien, stofstormen, enz.);
• atmosferische neerslag (hoeveelheid en intensiteit);
• sneeuwbedekking (hoogte, vochtgehalte);
• bodemtemperatuur (aan de oppervlakte en in de diepte);
• de toestand van het bodemoppervlak;
• straling (direct, verstrooid, totaal en gereflecteerd) en stralingsbalans;
• gradiënten van temperatuur, vochtigheid en windsnelheid op een hoogte van 0,5-10 m, gradiënten van temperatuur, bodemvocht op een diepte van 0-20 cm;
• thermische balans.

Het verplichte observatieprogramma op de GAW-basisstations omvat observaties van het zwaveldioxidegehalte, aerosoltroebelheid van de atmosfeer, straling, zwevende aerosoldeeltjes en de chemische samenstelling van neerslag.

Op de regionale stations omvat het observatieprogramma het meten van atmosferische troebelheid, de concentratie van zwevende aerosoldeeltjes en het bepalen van de chemische samenstelling van atmosferische neerslag.

Het observatieprogramma op achtergrondstations van verschillende categorieën kan worden uitgebreid door het aantal gassen dat in de atmosfeer wordt gedetecteerd te vergroten, met name kleine gasvormige componenten waarvan de volumeconcentratie minder is dan 1% en die, wanneer ze in de atmosfeer worden omgezet, kunnen in aerosoldeeltjes veranderen.

Eventuele waarnemingen in het kader van het achtergrondmonitoringprogramma moeten vergezeld gaan van een complexe verplichte meteorologische waarnemingen- zicht, atmosferische verschijnselen, luchttemperatuur en vochtigheid, windrichting en -snelheid, luchtdruk. Daarom is het wenselijk om achtergrondwaarnemingen uit te voeren op basis van meteorologische stations.

Volgens VN-experts bevinden de eerste vijf luchtverontreinigende stoffen die worden gecontroleerd zich in de volgende

Tabel 4.2.Classificatie van verontreinigende stoffen volgens hun prioriteit

rij: S0 2, Oz, NO x, Pb, C0 2 (Tabel 4.2). Opgemerkt moet worden dat de opname van deze stoffen in de oppervlaktelaag van de atmosfeer als gevolg van antropogene activiteit vergelijkbaar is met de natuurlijke opname.