Gir miljøovervåking. Miljøovervåkingsprogram

Avtale;

Informasjon, programvare, kartografisk overvåkingsstøtte og deres struktur;

OS-overvåkingsundersystemer.

Miljøinformasjon er grunnlaget for en omfattende vurdering av tekniske innovasjoner, naturtransformerende menneskelige handlinger består av tre hovedblokker:

Informasjonsinformasjon;

Programvare;

Kartografisk.

Arbeid med å lage en omfattende overvåking av menneskeskapte endringer miljø, skal representere et kontrollsystem basert på omfattende observasjon, analyse av en spesifikk tilstand og på å forutsi trender i endringer i de viktigste miljøfaktorene. Sistnevnte inkluderer fysiske, kjemiske og biologiske parametere for det naturlige miljøet. De registreres i henhold til en viss romlig-tidsmessig struktur, bestemt avhengig av intensiteten av forurensninger, mønstrene for deres distribusjon og nærhet til bosetninger. Strukturen til miljøovervåking er vist i fig. 6.1.

Det generelle opplegget for overvåkingssystemprogramvaren inneholder en monitor (sentral dispatcher) som kontrollerer driften av individuelle delsystemer. Blant dem er et delsystem for innsamling av informasjon, dens lagring og primærbehandling, et delsystem for å vise informasjon, et delsystem for beregning av konsentrasjon, lage prognoser, etc. Monitoren fungerer følgende funksjoner: organisering av samhandling mellom individuelle delsystemer, organisering av tidstjeneste, testkontroll av bakkemålesystemet og andre servicefunksjoner.

Delsystem for informasjonsinnsamling utfører kommunikasjon mellom datasenteret og utstyret til stasjonære stolper og mobile laboratorier, primær sortering og operasjonell lagring av de innsamlede dataene, testkontroll av blokker i bakkemålingsnettverket.

Delsystem for informasjonsoverføring overfører den innsamlede og behandlede informasjonen til sine brukere.

Lagring delsystem og den primære behandlingen av informasjon består av ulike databaser. Delsystemet for beregninger og prognoser inneholder en base av forurensningsoverføringsmodeller som tar hensyn til meteorologiske faktorer ved relieffet osv., samt en base av modeller for å lage prognoser.

Vis delsystem er beregnet på å dokumentere resultater av forurensning og utslippskontroll, samt for beregninger og prognoser. Resultatene kan vises i kartografisk form eller i form av tabeller, tekstreferanser osv. En kombinasjon er også mulig forskjellige former informasjonsvisning.

Database er et sett med lagrede driftsdata som brukes av applikasjonssystemene til en bestemt virksomhet. I samsvar med den generelle strukturen til bakkemålingsnettverket er følgende hoveddatabaser opprettet: med fly; utslipp og avfall; vannforekomster; kartografi.

Luftmottar informasjon om den kvalitative og kvantitative tilstanden til meteorologiske og fysiske mengder hentet fra automatiske instrumenter for måling av utslipp, bakgrunnsparametere, automatiske meteorologiske instrumenter, mobile laboratorier og i studiet av kjøretøytrafikk. Informasjonen legges inn i minnet og behandles for videre å få parametere som skal brukes direkte i planlegging av miljøverntiltak.

Hele datasettet for vannforekomster er delt inn i to deler: MAKRO og MIKRO. I MACRO mottar forbrukeren data for den forespurte regionen enten innenfor økonomiske grenser eller innenfor administrativ inndeling... MICRO inneholder informasjon om fagområde og organisasjoner (av varierende detaljer).

Fig 6.1.

Kartografisk overvåkingsstøtte. De spesifikke overvåkingsoppgavene stiller spesielle krav til den kartografiske metoden når det gjelder dens effektivitet i analysen og behandlingen av den mottatte informasjonen. Innenfor rammen av disse kravene er den kartografiske metoden definert som et flerbrukssystem for å spore miljøets tilstand og faktorene som påvirker det ved hjelp av et sett med grunnlinje-, vurderings- og operasjonskart.

Kartografisk støtte gir følgende blokker:

Innledende (grunnleggende) informasjon, som inkluderer kartografiske data om naturlige forhold, økonomisk bruk av territoriet, samt om tilstanden til fenomenet, prosessen eller miljøparameteren som overvåkes.

evaluerende og prognoseinformasjon som inneholder kart for å vurdere det observerte fenomenet, prognoser for utviklingen i tid og rom, og i tillegg rådgivende kart for beslutningstaking.

operasjonell prognose og kontroll, hvor driftsdata for det observerte fenomenet opprettes. Denne blokken er direkte relatert til innkommende data fra Hydrometeorologisk tjeneste, observasjoner ved målestasjonene. Hovedformålet med blokken er operativ presentasjon av aktuell informasjon i kartografisk form.

kartografiske data vurderer resultatene av endringer i miljøet, deres innvirkning på økonomisk aktivitet og menneskers helse, skisserer langsiktige tiltak for rasjonell bruk av gunstige trender eller reduserer negative faktorer.

De to første blokkene danner grunnlaget for den første kartografiske informasjonen. De sørger for overvåking med nødvendige kartdata. Databaser med kartografisk informasjon er av stor betydning for implementeringen av overvåkingssystemet.

For dannelse og funksjon av databaser og kartografisk visning av data, brukes automatiske kartografiske systemer. Deres særpreg er det sammensetningen tekniske midler dette systemet bør inneholde minst en datamaskin, en grafisk videoskjerm, en digitizer og en plotter. Det generelle arbeidsskjemaet er som følger: på det første trinnet brukes digitaliseringsapparater til å digitalisere informasjon og legge den inn i en database, på det andre en videoskjerm for interaktiv behandling av informasjon, på det tredje bygges kart på en plotter , en fargeblekkskriver eller en grafisk videoskjerm.

Blokken med estimert og prognoseinformasjon inkluderer kart over distribusjon av temperaturer, fuktighet, vindretning og hastighet etter meteorologiske stasjoner og poster.

Basert på denne informasjonen innhentes en serie hydrologiske, meteorologiske kart og kart over distribusjon av industriavfall, kart over distribusjon av temperaturer og luftforurensning etter ulike indikatorer over hele territoriet, kart over indikatorer for vannforekomster i byen. Dermed er det mulig å lage ulike blokker og serier av kart som er nødvendige for analysen av den økologiske situasjonen.

Miljøinformasjon er tillagt så stor betydning – det er på grunnlag av det man kan bestemme globale problemer, og fremfor alt miljø. Uten opprettelse av databaser og kunnskap om miljøinformasjon, uten full utvikling av miljøtransparens som fri bevegelse av nevnte informasjon, vil det være umulig å gå over til planetarisk styring av økoutvikling. Uten den er modellen for bærekraftig utvikling ikke noe mer enn en utopi, og selve overgangen til papirløs (elektronisk, og i fremtiden, fotonisk) informatikk vil bidra til å bevare biosfæren. Allerede i løpet av å skape konseptet om informatisering av samfunnet, ble det fastslått at innen økologi og helsevesen, tap og tap på grunn av mangel på moderne virkemidler informasjonsstøtte overstiger mange ganger alle tillatte kostnader ved informatisering.

Økologisk sonering og helsestatus for befolkningen i republikken Usbekistan.

For å vurdere miljøsituasjonen utviklet instituttene (NIPTI "Atmosphere" og NPHC "Ecology of Water Management") i Statens komité for naturvern en metodikk og gjennomførte en økologisk sonering av territoriet til Republikken Usbekistan. Regionaliseringen er basert på den administrativ-territorielle inndelingen av republikken; den minste sonede territorielle enheten (skatt) er et administrativt distrikt, en by med republikansk eller regional underordning. Den økologiske situasjonen til hvert takson vurderes i henhold til 18 økologiske indikatorer (kriterier), som sammen med den tradisjonelle inndelingen av territorier i henhold til graden av økologisk stress (tillatt, kritisk, nødstilfelle, økologisk katastrofe), blir skåret og tatt i betraktning ta hensyn til den vektede gjennomsnittlige poengsummen, er delt inn i to kategorier farlig og spesielt farlig.

Ris. 6.2

Soneinndelingen av territoriet i henhold til graden av miljøstress (i sammenheng med regioner) utføres som følger: 400 og mer

poeng - ekstremt spent; 250 ... 400 - veldig anspent, 150..250 - middels anspent, 120 ... 150 - litt anspent og mindre enn 120 poeng - ikke anspent.

Den mest ugunstige miljømessige er territoriet til republikken Karakalpakstan, der en ekstremt anspent økologisk situasjon har utviklet seg og fortsetter å forverres.

Sterkt anspent økologisk situasjon - i regionene Khorezm, Fergana og Navoi.

Den økologiske situasjonen i Samarkand- og Bukhara-regionene er karakterisert som middels stress; Surkhandarya, Tasjkent, Syrdarya og Andijan-regionene - like svakt spent; Namangan, Jizzakh, Kashkadarya-regionene og byen Tasjkent avslappet).

Det skal bemerkes at den gitte rangeringen av territoriet i henhold til graden av miljøstress ikke utelukker tilstedeværelsen av ekstremt ugunstige "hot spots" i relativt "velstående" områder. Så, for eksempel, i Surkhandarya-regionen, faller Termez- og Muzrabad-regionene inn i sonen for miljøberedskap, i Bukhara-regionen - byen Gijduvan, i Tashkent-regionen - byen Yangiyul og andre.

Resultatene av sonering vil bli grunnlaget for utvikling av lovgivning rettet mot sosial beskyttelse av befolkningen som bor i miljøkatastrofesoner, og kan brukes i utviklingen av nasjonale handlingsplaner for miljøvern og miljøstøtte for bærekraftig utvikling av republikken Usbekistan.

Virkningen av miljøtilstanden på befolkningens helse.

Ved begynnelsen av 1997 utgjorde befolkningen permanent bosatt på republikkens territorium 23,5 millioner mennesker. Tetthet - 52,7 personer / km 2. En betydelig del av befolkningen (62 %) bor på landsbygda (tabell 6.2).

Langtidsanalyse har vist at gjennomsnittlig levealder i republikken er ganske lav og utgjør 69,3 år (menn - 66,1 og kvinner - 72,4) *. Fødselsraten er ganske høy i republikken. I 1996 var det 27,3 nyfødte per 1000 innbyggere. Antall personer under 15 år når 41 %. Samtidig er antallet eldre betydelig lavere enn i mange andre land i verden.

Befolkningens ekstraordinære struktur og høye naturlige vekstrate øker kravene til helsevesenet og gjør prioriteringer.

Tabell 6.2. Befolkningen i republikken Usbekistan for perioden 1992-1996

Til tross for at spedbarnsdødeligheten per 1000 fødsler i 1996 sammenlignet med 1985 gikk ned fra 45,3 til 24,2, er denne viktigste demografiske indikatoren fortsatt høyere enn i mange andre republikker i CIS, og mye høyere enn i utviklede land *. I tillegg har det de siste 10-15 årene vært en jevn økning i den totale insidensraten når det gjelder primærhenvisning blant voksne og barn. Den totale forekomsten (uten infeksjonssykdommer) hos voksne og ungdom økte fra 2925,3 i 1985 til 3743,6 i 1996.

I 1996 utgjorde personer med sykdommer i luftveiene 22,9%, av fordøyelsessystemet - 12,9%. Utbredelsen av disse sykdommene i generell struktur gir grunnlag for å trekke en konklusjon om deres sammenheng med en ugunstig økologisk situasjon (tabell 6.3, 6.4).

Miljøtilstanden i Aralsjøen-regionen, i Saryassi-regionen i Surkhandarya-regionen, så vel som i områder med intensiv bruk av plantevernmidler, har en spesielt negativ effekt på befolkningens helse. I Khorezm-regionen har over 370 tusen mennesker (37% av totalen undersøkte), i republikken Karakalpakstan - over 550 tusen mennesker (45% av de spurte). Predisposisjonen for sykdommer i Khorezm-regionen er 72,3% av befolkningen, i republikken Karakalpakstan - 70%.

Forekomsten av tuberkulose, spiserørskreft, sykdommer i blodet, hematopoietiske system og fordøyelsesorganer i Aralhavet er flere ganger høyere enn landsgjennomsnittet.

* I Japan - hos menn hun lik 75,8 år, kvinner - 81,9.

Tabell 6.3 Sykelighetsstruktur for befolkningen i republikken med den første diagnosen, %

Tabell 6.4 Dynamikk for dødelighet i republikken, tatt i betraktning årsakene til dødelighet (per 100 000 innbyggere)

Vitenskapelig basert miljøovervåking utføres i henhold til Programmet. Programmet bør inkludere organisasjonens generelle mål, spesifikke strategier for implementering og implementeringsmekanismer.

Et nøkkelelement i ethvert miljøovervåkingsprogram er:

Liste over objekter under kontroll, deres territorielle referanse (korologisk organisering av overvåking);

Liste over kontrollindikatorer og tillatte områder deres endringer (parametrisk organisering av overvåking);

Tidsskalaer - frekvens for prøvetaking, frekvens og tidspunkt for innsending av data) kronologisk organisering av overvåking).

I tillegg bør vedlegget til overvåkingsprogrammet inneholde tabeller som angir sted, dato og metode for prøvetaking og datapresentasjon.

Bakkebaserte fjernobservasjonssystemer. For tiden, i tillegg til tradisjonell "manuell" prøvetaking, fokuserer overvåkingsprogrammer på datainnsamling ved hjelp av elektronisk måleapparater fjernovervåking i sanntid.

Bruken av elektroniske måleenheter for fjernovervåking utføres ved bruk av tilkoblinger til basestasjonen enten gjennom et telemetrinettverk, eller via landlinjer, mobilnett telefonnettverk eller andre telemetrisystemer.

Fordelen med fjernovervåking er at flere kanaler med data kan brukes i en enkelt basestasjon for lagring og analyse. Dette øker effektiviteten av overvåking dramatisk når terskelnivåene for overvåkede indikatorer nås, for eksempel i visse kontrollområder. Denne tilnærmingen gjør det mulig å ta umiddelbare tiltak basert på overvåkingsdataene hvis terskelnivået overskrides.

Bruk av fjernovervåkingssystemer krever installasjon av spesialutstyr (overvåkingssensorer), som vanligvis er maskert for å redusere hærverk og tyveri når overvåking utføres på lett tilgjengelige steder.

Fjernmålingssystemer. Overvåkingsprogrammer gjør utstrakt bruk av fjernmåling av miljøet ved hjelp av fly eller satellitter utstyrt med flerkanalssensorer. Det finnes to typer fjernmåling.

A) Passiv deteksjon av terrestrisk stråling som sendes ut eller reflekteres fra et objekt eller i nærheten av observasjon. Den vanligste kilden til stråling er reflektert sollys, hvis intensitet måles av passive sensorer. Sensorer for fjernmåling av miljøet er innstilt på spesifikke bølgelengder – fra langt infrarødt til langt ultrafiolett, inkludert frekvensen av synlig lys.

De enorme datamengdene som samles inn ved fjernmåling av miljøet krever kraftig beregningsstøtte. Dette gjør det mulig å analysere svakt forskjellige forskjeller i strålingsegenskapene til miljøet i fjernmålingsdata, for å lykkes utelukke støy og "false fargebilder". Med flere spektralkanaler er det mulig å forsterke kontraster som er usynlige for det menneskelige øyet. Spesielt når man overvåker biologiske ressurser, kan man skille mellom subtile forskjeller i endringer i konsentrasjonen av klorofyll i planter, og avsløre områder med ulike ernæringsregimer.

B) Med aktiv fjernmåling sendes det ut en energistrøm fra en satellitt eller et fly og en passiv sensor brukes til å oppdage og måle stråling som reflekteres eller spres av studieobjektet. LIDAR brukes ofte for å få informasjon om de topografiske egenskapene til studieområdet, noe som er spesielt effektivt når området er stort og manuell undersøkelse vil være kostbar.

Fjernmåling lar deg samle inn data på farlige eller vanskelig tilgjengelige områder. Fjernmålingsapplikasjoner inkluderer skogovervåking, virkningen av klimaendringer på arktiske og antarktiske isbreer, og kyst- og havdybdeforskning.

Data fra baneplattformer, hentet fra ulike deler av det elektromagnetiske spekteret, kombinert med bakkebaserte data, gir informasjon for å overvåke trender i manifestasjonen av langsiktige og kortsiktige fenomener, naturlige og menneskeskapte. Andre applikasjoner inkluderer naturressursforvaltning, arealplanlegging og ulike områder jordvitenskap.

Effektiviteten av miljøovervåking av naturmiljøet avhenger i stor grad av den vitenskapelige underbyggelsen av dets metodiske og teoretiske grunnlag, indikatorer på antropogene forstyrrelser og endringer i biosfæren, kriterier for vurdering av ulike faktorer. Å løse disse problemene kan øke betydningsgraden av resultatene som oppnås under gjennomføringen av miljøovervåkingsprogrammet betydelig.

Kompleksiteten i organiseringen av miljøovervåking avhenger av nivået. Med tanke på miljøovervåkingsnivået for effektiv implementering, bør nettverk av stasjoner, punkter, observasjonsposter, utstyrt med moderne spesialutstyr, opprettes. Et like viktig spørsmål for å organisere den fullverdige funksjonen til miljøovervåkingssystemet for det naturlige miljøet er dets økonomiske og teknologiske støtte.

De negative konsekvensene av økonomisk aktivitet og menneskeskapt menneskelig påvirkning på miljøet for biosfæren er allerede i dag en objektiv realitet. Imidlertid er de negative resultatene av menneskeskapt påvirkning i moderne forhold utviklingen av menneskelig sivilisasjon er ikke uunngåelig.

I mange henseender er forringelse av miljøet forbundet med irrasjonell bruk av naturressurser, lavt utviklingsnivå og videre implementering av moderne avfallsfrie teknologier, feil i miljø- og teknisk politikk, og lite kunnskap om mulige konsekvenser menneskeskapt påvirkning på økosystemet.

Dermed konstant overvåking av miljøet nåværende tilstand og kompetent bestemmelse av trender i miljøendringer er ekstremt viktig for langsiktige prognoser av kvaliteten på det økologiske systemet og praktiske tiltak for å forbedre det.

miljøovervåkingssystem

Vitenskapelig basert miljøovervåking utføres i henhold til Programmet. Programmet bør inkludere organisasjonens generelle mål, spesifikke strategier for implementering og implementeringsmekanismer.

Nøkkelelementene i miljøovervåkingsprogrammer er:

• · En liste over objekter under kontroll med deres strenge territorielle referanse (korologisk overvåkingsorganisasjon);
• · En liste over kontrollindikatorer og tillatte områder for deres endring (parametrisk organisering av overvåking);
• · Tidsskalaer - frekvens for prøvetaking, frekvens og tidspunkt for innsending av data (kronologisk organisering av overvåking).

I tillegg bør søknaden i overvåkingsprogrammet inneholde diagrammer, kart, tabeller som viser plassering, dato og metode for prøvetaking og datapresentasjon.

Bakkebaserte fjernobservasjonssystemer

Overvåkingsprogrammer gjør utstrakt bruk av fjernmåling av miljøet ved hjelp av fly eller satellitter utstyrt med flerkanalssensorer.

Det finnes to typer fjernmåling.

• 1. Passiv deteksjon av terrestrisk stråling som sendes ut eller reflekteres fra et objekt eller i nærheten av observasjon. Den vanligste kilden til stråling er reflektert sollys, hvis intensitet måles av passive sensorer. Sensorer for fjernmåling av miljøet er innstilt på spesifikke bølgelengder – fra langt infrarødt til langt ultrafiolett, inkludert frekvensen av synlig lys. De enorme datamengdene som samles inn ved fjernmåling av miljøet krever kraftig beregningsstøtte. Dette gjør det mulig å analysere svakt forskjellige forskjeller i strålingsegenskapene til miljøet i fjernmålingsdata, for å lykkes med å utelukke støy og "falske fargebilder". Med flere spektralkanaler er det mulig å forsterke kontraster som er usynlige for det menneskelige øyet. Spesielt når man overvåker biologiske ressurser, kan man skille mellom subtile forskjeller i endringer i konsentrasjonen av klorofyll i planter, og avsløre områder med ulike ernæringsregimer.
• 2. Med aktiv fjernmåling sendes det ut en energistrøm fra en satellitt eller et fly og en passiv sensor brukes til å oppdage og måle stråling som reflekteres eller spres av studieobjektet. LIDAR brukes ofte for å få informasjon om de topografiske egenskapene til studieområdet, noe som er spesielt effektivt når området er stort og manuell undersøkelse vil være kostbar.

Fjernmåling lar deg samle inn data på farlige eller vanskelig tilgjengelige områder. Fjernmålingsapplikasjoner inkluderer skogovervåking, virkningen av klimaendringer på arktiske og antarktiske isbreer, og kyst- og havdybdeforskning.

Data fra baneplattformer, hentet fra ulike deler av det elektromagnetiske spekteret, kombinert med bakkebaserte data, gir informasjon for å overvåke trender i manifestasjonen av langsiktige og kortsiktige fenomener, naturlige og menneskeskapte. Andre applikasjoner inkluderer naturressursforvaltning, arealplanlegging og ulike felt innen geovitenskap.

Tolking og presentasjon av data

Tolkningen av miljøovervåkingsdata, selv fra et godt utformet program, er ofte tvetydig. Ofte er det resultater av analyse eller "partiske resultater" av overvåking, eller snarere kontroversiell bruk av statistikk for å demonstrere riktigheten av et bestemt synspunkt. Dette ser man tydelig i for eksempel tolkningen av global oppvarming, hvor talsmenn hevder at CO 2 -nivået har økt med 25 % de siste hundre årene, mens motstandere hevder at CO 2 -nivåene kun har økt med én prosent.

I de nye vitenskapsbaserte miljøovervåkingsprogrammene er det utviklet en rekke kvalitetsindikatorer for å integrere betydelige mengder bearbeidede data, klassifisere dem og tolke betydningen av integrerte vurderinger. For eksempel bruker Storbritannia GQA-systemet. Disse helhetsvurderinger kvalitet klassifiserer elver i seks grupper etter kjemiske kriterier og biologiske kriterier.

Ta i betraktning systemtilnærming til analyse av observasjonsdata i ulike overvåkingsprogrammer og identifisere hvilke funksjoner som introduseres av faktoren til den geografiske skalaen av observasjoner i utførelsen av et bestemt program.

Kildeovervåking

Sammensetningen av gassutslipp ved kilden er fullt ut bestemt i kvalitative og kvantitative termer av teknologi og dens perfeksjon. Konsentrasjonsnivåene av forurensninger i kilden overstiger MPC for SS med titusenvis av ganger. Den analytiske oppgaven er ikke vanskelig, siden sammensetningen er kjent og tilstrekkelig stabil, og konsentrasjonsnivåene er høye og krever ikke foreløpig konsentrasjon av prøven. Alle vanskeligheter er forbundet med å ta en representativ prøve fra kilden, siden gassstrømmene ofte er heterogene, oppvarmet til høy temperatur og er heterogene i tid og kanaldiameter. Berøringsfrie analysemetoder som ikke krever prøvetaking er lovende her. Dette nivået overvåking er ikke dekket i denne håndboken.

Konsekvensovervåking

Sammensetningen og konsentrasjonsnivåene bestemmes i stor grad (men ikke fullstendig) av produksjonsteknologiene som skaper forurensningen. V denne saken fysiske og kjemiske prosesser i miljøet og meteorologiske forhold begynner å spille en viktig rolle for å skape de observerte nivåene av forurensningskonsentrasjoner. Sistnevnte overskrider noen ganger SS MPC med titalls ganger. Det observeres en nær sammenheng mellom plasseringen av kildene, deres egenskaper, vindretning og hastighet, og feltene for forurensningskonsentrasjoner. Observasjoner utføres ved stasjonære, mobile og under fakkelstolper (se avsnitt 4.4).

Regional overvåking

En betydelig avstand fra virksomhetene fører til at konsentrasjonsnivåene av forurensninger viser seg å være nærmere bakgrunnsnivåene, vanligvis innenfor MPC SS eller enda lavere. Den analytiske oppgaven er komplisert ikke bare av behovet for foreløpig konsentrasjon av urenheter, men også av den sterke variasjonen av deres verdier og kvalitative sammensetning. I dette tilfellet refererer overvåking til aeroanalytiske problemer, der luftstrømmenes rolle er usedvanlig stor. Det er nødvendig å ta hensyn til alle regionale aktiviteter, inkludert landbruk, med en direkte sammenheng mellom luftforurensning og spesifikke teknologier ikke lett å installere. Vanligvis må man forholde seg til en rekke sekundære stoffer, som har oppstått som følge av fotokjemiske og biologiske prosesser.

Regional overvåking gjør det mulig å kombinere data om påvirkning og global bakgrunnsovervåking, og gjør det også mulig å identifisere hovedmåtene for spredning av forurensninger til lange avstander... Direkte informasjon om tilstanden til luftforurensning på regionalt nivå kan hentes fra observasjonsdata i små bygder som ligger langt fra store byer, forutsatt at det ikke er kilder til luftforurensning på disse punktene. Informasjon om den regionale bakgrunnen for luftforurensning er også hentet fra dataene til nettverket av observasjonsposter for grenseoverskridende transport av forurensninger.

Observasjoner av grenseoverskridende overføring av forurensninger utføres innenfor rammen av Samarbeidsprogram for overvåking og evaluering av langdistanseoverføring av luftforurensninger i Europa - EMEP på fire EMEP-stasjoner lokalisert i Nordvest-regionen og den sentrale delen av Russland. Arbeidet under EMEP-programmet sørger for regelmessig analyse av innholdet i atmosfæren og atmosfærisk nedbør av kjemiske forbindelser som bestemmer syre-basebalansen, samt vurdering av konsentrasjoner og belastninger av svovel- og nitrogenforbindelser i Nord- Vest- og sentralregionene i Russland.

I følge observasjonsdata er det dominerende syreanionet for de russiske EMEP-stasjonene sulfation. Gjennomsnittsverdiene av konsentrasjoner og avsetninger av forurensninger som bestemmer grenseoverskridende forurensning er relativt små og kan i henhold til eksisterende konsepter ikke forårsake merkbare negative miljøeffekter.

Å implementere et program for overvåking av sur avsetning og dens innvirkning på tilstanden til naturlige økosystemer i den østlige delen av det asiatiske kontinentet og øygruppene i den vestlige delen av Stillehavet, Nettverk for overvåking av syredepisisjon i Øst-Asia - EANET. Det er fire overvåkingsstasjoner i Russland, hvorav tre er lokalisert i Baikal-regionen og en i Primorsky-territoriet. Kontinuerlige målinger har blitt utført på EANET-stasjoner i Russland siden 2001; ifølge observasjoner ved alle russiske EANET-stasjoner var det innholdet av S0 2 som rådde i luften blant gassformige urenheter.

Snødekke som en indikator på regional forurensning

luft

I regionale luftovervåkingssystemer er det lagt stor vekt på å observere graden av forurensning av snødekket. Dette er forståelig, siden dens forurensning er ekstremt tydelig korrelert med atmosfærisk luftforurensning og gir informasjon om "tørt" og "vått" nedfall.

På eksemplet med bly, kvikksølv og kobber ble det etablert signifikante korrelasjoner, uttrykt ved følgende regresjonsligninger:

IPbJ i jord = 1324 [Pb] i atmosfærisk luft + 6,3.

MPC Pb i luft (0,3 μg / m 3) tilsvarer en konsentrasjon i jorda på 400 mg / kg;

[Cu] i jord = 526 [Cu] i atmosfærisk luft + 457.

MPC for Cu i luft (2,0 μg / m 3) tilsvarer en konsentrasjon i jorda på 1500 mg / kg;

I jord = 1,3 i atmosfærisk luft + 0,01;

MPC Hg i luft (0,3 μg / m 3) tilsvarer en konsentrasjon i jord på 0,4 mg / kg.

For tiden er det organisert et snødekkeovervåkingssystem i vårt land, som opererer på grunnlag av et snøundersøkelsesnettverk. Sistnevnte gjennomføres av Roshydromet som en del av programmet for innhenting av data til Statens vannmatrikkel (GWC), hvor ett av målene er å redegjøre for alle landets overvannsreserver.

Snøundersøkelse har lenge vært brukt for å bestemme fuktreservene i jorda, noe som er nødvendig å kjenne til under jordbruksarbeid. På Russlands territorium fungerte tidligere rundt syv tusen snømålepunkter, og derfor ble det et helt naturlig tillegg til arbeidet deres, og ga dem en ny funksjon - måling av konsentrasjonen av prioriterte forurensninger.

Fordeler med snøovervåking er som følger:

• prøvetaking er veldig enkel og krever ikke spesialutstyr;
• lag-for-lag prøvetaking lar deg bestemme historien om luftforurensning gjennom hele snøsesongen;
• snø på den mest naturlige måten sikrer konsentrasjonen av urenheter sammenlignet med luftmiljøet, noe som forenkler den påfølgende oppgaven med å analysere urenheter;
• bare én prøve ved maksimalt fuktighetsinnhold er nok til å oppnå gjennomsnittlig integrert konsentrasjon av prioriterte urenheter for snøperioden;
• overvåking av snødekke gjør det mulig å vurdere verdien av grenseoverskridende overføring av svovel og ammoniumnitrogen.

Av de syv tusen nevnte snøundersøkelsespunktene utfører 560 kjemisk overvåking. Nettverkstettheten i den europeiske delen av Russland er ett poeng per 8000 km 2, i den asiatiske delen - ett poeng per 30 tusen km 2. Overvåking dekker nesten hele området til den russiske føderasjonen - 18,3 millioner km 2.

Prøvetaking gjøres en gang i året for maksimalt fuktighetsinnhold. Prøvetakingstidene varierer i ulike regioner i Russland. For eksempel, i Moskva-regionen, tas en prøve i 2. eller 3. tiår av mars, og på Dikson Island - i 3. tiår av april eller til og med i 2. tiår av mai.

Observasjonene ble organisert for følgende kationer og anioner: Na, K, Mg, Ca, NH 4, SG, NO3, S0 4 2 “, HCO3 og pH. Omtrent 30 % av poengene gir informasjon om tungmetaller og polyaromatiske hydrokarboner.

Det tetteste nettverket av observasjonspunkter ble opprettet i tettbefolkede regioner, så vel som langs den vestlige grensen til Sovjetunionen. Disse grensestasjonene var ansvarlige for å overvåke grenseoverskridende bevegelser. Omtrent 40 % av stedene vurderer forurensning av snø rundt byer, 40 % kontrollerer spredningen av forurensninger fra industrisentre til renere regioner, og 20 % utfører funksjonene som bakgrunnsovervåking. Høyeste frekvens manifestasjoner av forsuring av snødekket (pH = 4,0-5,6) er 42% i regionene i Ural og 54% i nord Vest-Sibir... I den nordlige delen av det europeiske territoriet til Russland er forsuring notert i 26% av tilfellene.

Grensene for fordeling av snødekke over store områder kan fastsettes vha plassinformasjon. For å studere dynamikken til endringer i snøområder, tas bilder gjentatte ganger, flere ganger. Operasjonell kartlegging av snødekke og tilbaketrekningshastigheten av grensene om våren brukes tradisjonelt for å løse praktiske problemer, først og fremst for hydrologiske prognoser.

Vannforsyningen bestemmes ved hjelp av hydrologisk modellering, varsel om avrenning og snøflom i vassdragene gjennomføres. En rekke parametere for dette - området av elvebassenget dekket med snø, skogdekke, brøyting, etc. - kan oppnås ved fjernmålingsmetoder, og noen parametere kan estimeres indirekte. For eksempel identifiseres områder dekket av snøsmelting i det nær-infrarøde området av spekteret, og tykkelsen på snødekket beregnes ut fra en serie sekvensielle bilder, hastigheten på snøakkumuleringsgrensene og lufttemperaturen.

Driftsdata om snølagring av vassdrag tjener som grunnlag for å ta beslutninger, for eksempel om delvis drenering av magasiner under vårens snøsmelting for å hindre flom. I fremtiden er det planlagt å gå over til å bestemme tykkelsen på snødekket fra verdensrommet ved hjelp av mikrobølgeradiometrisk undersøkelse. Dermed vil det være mulig for bassengene til store elver å motta direkte kart over snølagring, og med data om snøtetthet - vannlagring av snødekke.

Sesongmessig snødekke spiller en eksepsjonell rolle i prosessene med selvutvikling av fjellregioner, bestemmer dannelsen og regimet til elveavrenning, isbre og snøskred. Med en betydelig innvirkning på klimaet fungerer den selv som en indikator på klimaendringer.

Kart over fordelingen av snødekke hentet fra resultatene av fjernmåling hjelper til med å forstå de romlige egenskapene og sammenkoblingene av bresystemer, for å vurdere bidraget fra ulike faktorer til dannelsen av isbreer og deres eksistensforhold. Nøyaktig informasjon om regimet, distribusjonen og variasjonen til snødekket er nødvendig for vellykket implementering av vannforvaltningstiltak og regulering av vannressurser i elvebassengene i fjellterritorier med eksisterende vannmangel i steppesonen.

Snø er en god indikator på spredning av forurensning rundt store byer. Forurensninger faller ut av atmosfæren i tørr form og med nedbør og akkumuleres i snødekket på lange avstander fra kilder - industribedrifter, transportkommunikasjon osv. Snøforurensning påvirker lysstyrken til bildet på satellittbilder, noe som gjør det mulig, sammen med resultatene av prøvebehandling av snøkartområder og intensiteten av forurensende påvirkninger.

Forskjellene er mest merkbare i egenskapene til snødekke i byer og i bakgrunnsområder om våren, selv om de dannes om vinteren. Under snøsmelting blir disse kontrastene mer uttalte på grunn av akkumulering av forurensninger som tiner fra snøen (tonetettheten tilsvarer graden av snøforurensning).

Bakgrunnsovervåking

Veksten av forurensningsutslipp til atmosfæren som følge av industrialiserings- og urbaniseringsprosesser fører til en økning i innholdet av forurensninger i betydelig avstand fra forurensningskilder og til globale endringer i atmosfærens sammensetning, som igjen kan føre til til mange uønskede konsekvenser, inkludert klimaendringer. ... I denne forbindelse er det nødvendig å bestemme og konstant overvåke nivået av atmosfærisk forurensning langt utenfor sonen for direkte virkning av industrielle kilder og tendensen til dens ytterligere endringer.

Verdens meteorologiske organisasjon (WMO) på 60-tallet av XX-tallet. et verdensomspennende nettverk av overvåkingsstasjoner for bakgrunnsluftforurensning (BAPMoN) ble etablert. Formålet var å skaffe informasjon om bakgrunnsnivåene for konsentrasjonen av atmosfæriske komponenter, deres variasjoner og langsiktige endringer, som kan brukes til å bedømme effekten av menneskelig aktivitet på tilstanden til atmosfæren.

Den økende akutte problemet med miljøforurensning på global skala førte til opprettelsen på 1970-tallet. FNs miljøkomité (UNEP / UNEP), som vedtok å opprette Det globale systemet miljøovervåking (GEMS), designet for å overvåke bakgrunnstilstanden til biosfæren som helhet og fremfor alt prosessene for forurensning.

Siden 1989 har BAPMoN-stasjoner blitt omdøpt til GAW (WMO Global Atmosphere Watch, www.wmo.int)-stasjoner, de er ansvarlige for å utføre observasjoner og rettidig sende de mottatte primærdataene til deres overvåkende direktorater for hydrometeorologi (UGM) og det geofysiske hovedobservatoriet. (MGO) dem. A.I. Voeikova.

UGM er betrodd oppgavene med å sikre og overvåke driften av bakgrunnsstasjoner, samt å introdusere nye metoder for å overvåke bakgrunnstilstanden til atmosfæren som er foreslått for nettverket. MGO er et nasjonalt vitenskapelig og metodisk senter for arbeid med bakgrunnsatmosfærisk overvåking innenfor rammen av WMO GAW-programmet. For tiden, på den russiske føderasjonens territorium, inkluderer GAW-nettverket fem bakgrunnsstasjoner - Ust-Vym (Komi-republikken), Shadzatmaz (Nord-Kaukasus), Pamyatnaya (Kurgan-regionen), Turukhansk ( Krasnoyarsk-regionen), Khuzhir (Olkhon-øya ved Baikalsjøen).

Plassering av stasjoner

Som regel bakgrunnsobservasjoner av spesialprogramØkologisk bakgrunnsovervåking utføres i biosfærereservater og i verneområder. Tidligere var biosfærereservater lokalisert over hele USSR. De vurderer og forutsier atmosfærisk luftforurensning ved å analysere innholdet av suspenderte partikler, bly, kadmium, arsen, kvikksølv, benzo (a) pyren, sulfater, svoveldioksid, nitrogenoksid, karbondioksid, ozon, DDT og andre organiske klorforbindelser. Bakgrunnsmiljøovervåkingsprogrammet omfatter også bestemmelse av bakgrunnsnivået av miljøgifter av antropogen opprinnelse i alle miljøer, inkludert biota. I tillegg til å måle tilstanden til luftforurensning ved bakgrunnsstasjoner, utføres det også meteorologiske målinger.

Informasjonen mottatt fra bakgrunnsstasjoner gjør det mulig å vurdere tilstanden og trendene for globale endringer i atmosfærisk luftforurensning. Bakgrunnsobservasjoner utføres også av forskningsfartøy i hav og hav.

Det antas at 30-40 basestasjoner på land og opptil 10 i vannområdet i verdenshavet er tilstrekkelig for hele jorden. Antall regionale stasjoner og deres plassering skal sikre en ganske rask identifisering av alle negative trender i en gitt region. På Russlands territorium er det fem stasjoner for integrert bakgrunnsovervåking (SCFM), som er lokalisert i biosfærereservater: Voronezh, Prioksko-Terrasny, Astrakhan, Kavkazsky, Altai.

Ved organisering integrerte bakgrunnsovervåkingsstasjoner

Vær oppmerksom på at deres plassering i forhold til deres landskap og klimatiske egenskaper bør være representativ for regionen. Vurderingen av representativitet begynner med en analyse av klimatiske, topografiske, jordsmonn, botaniske, geologiske og andre materialer.

Etter å ha valgt et område, er det nødvendig å ta hensyn til kildene til forurensning som er tilgjengelig i dette området. I nærvær av store lokale kilder (administrative og industrielle sentre med en befolkning på mer enn 500 tusen mennesker), bør avstanden til SCFM-observasjonsområdet være minst 100 km. Hvis dette ikke er mulig, bør SCFM plasseres på en slik måte at repeterbarheten av luftstrømmen som forårsaker overføring av forurensninger fra kilden til stasjonen ikke overstiger 20-30 %.

SCFM inkluderer stasjonært observasjonsområde og kjemisk laboratorium. Observasjonsområdet består av prøvetakingssteder, målestasjoner og i noen tilfeller observasjonsbrønner. På deponiet tas det prøver av atmosfærisk luft og nedbør, vann, jord, vegetasjon, samt hydrometeorologiske og geofysiske målinger.

Et område på 50 x 50 m, som rommer prøvetakingsutstyret og måleinstrumenter er kalt støtte (base) plattform bakgrunnsstasjon. Det bør være plassert på et flatt område av landskapet med lav grad av stenging av horisonten, vekk fra bygninger, skogbelter, åser og andre hindringer som bidrar til forekomsten av lokale orografiske forstyrrelser, dvs. trekk ved terrenget . Området er utstyrt med luftprøvetakingsenheter, sedimentsamlere, gassanalysatorer og et typisk sett med meteorologiske instrumenter.

Det kjemiske laboratoriet til stasjonen ligger i en avstand på ikke nærmere enn 500 m fra støttestedet; det behandler og analyserer den delen av prøvene som ikke kan sendes til det regionale laboratoriet: innholdet av suspenderte partikler (støv), sulfater og svoveldioksid i atmosfærisk luft; måling av pH, elektrisk ledningsevne, konsentrasjon av anioner og kationer i atmosfærisk avsetning.

GAW-stasjoner- Bakgrunnsstasjoner er delt inn i tre kategorier: base, regional og kontinental.

Basestasjoner bør ligge på de reneste stedene, på fjellet, på isolerte øyer. Deres hovedoppgave er å overvåke det globale bakgrunnsnivået av atmosfærisk forurensning, som ikke påvirkes av lokale kilder.

Regionale stasjoner bør lokaliseres i landlige områder, minst 40 km fra store forurensningskilder. Målet deres er å oppdage langsiktige svingninger i atmosfæriske komponenter i stasjonsområdet, forårsaket av endringer i arealbruk og andre menneskeskapte påvirkninger.

Kontinentale stasjoner dekke et bredere spekter av studier sammenlignet med regionale stasjoner. De bør plasseres i avsidesliggende områder slik at det ikke er kilder innenfor en radius på 100 km som kan påvirke lokale forurensningsnivåer.

Stasjonsovervåkingsprogrammer

På KFM-stasjoner et av prinsippene for bakgrunnsovervåking blir implementert - en omfattende studie av innholdet av forurensende stoffer i komponentene i økosystemene. I denne forbindelse inkluderer SCFM-observasjonsprogrammet systematiske målinger av innholdet av forurensninger samtidig i alle medier (tabell 4.1), supplert med hydrometeorologiske data.

Tabell 4.1.Liste over komponenter som skal kontrolleres på stasjoner CFM

Listen over stoffer som er inkludert i programmet er satt sammen med hensyn til egenskaper som deres utbredelse og stabilitet i miljøet, evnen til å migrere over lange avstander, graden av negativ påvirkning på biologiske og geofysiske systemer på ulike nivåer.

V atmosfærisk luft gjennomsnittlige daglige konsentrasjoner av: suspenderte stoffer, ozon, karbon- og nitrogenoksider, svoveldioksid, sulfater, 3,4-benz (a) pyren, DCT og andre organiske klorforbindelser, bly, kadmium, kvikksølv, arsen, en indikator på atmosfærisk aerosol turbiditet skal måles...

V atmosfærisk nedbør Konsentrasjoner av bly, kvikksølv, kadmium, arsen, 3,4-benz (a) pyren, DCT og andre organiske klorforbindelser, pH, anioner og kationer skal måles i totale månedlige prøver.

Meteorologiske observasjoner inkludere observasjoner av:

• temperatur og fuktighet;
• vindhastighet og retning;
• atmosfærisk trykk, uklarhet (mengde, form, høyde);
• solskinn;
• atmosfæriske fenomener (tåke, snøstorm, tordenvær, støvstormer, etc.);
• atmosfærisk nedbør (mengde og intensitet);
• snødekke (høyde, fuktighetsinnhold);
• jordtemperatur (på overflaten og i dybden);
• tilstanden til jordoverflaten;
• stråling (direkte, spredt, total og reflektert) og strålingsbalanse;
• gradienter av temperatur, fuktighet og vindhastighet i en høyde på 0,5-10 m, temperaturgradienter, jordfuktighet i en dybde på 0-20 cm;
• termisk balanse.

Det obligatoriske observasjonsprogrammet ved GAW-basestasjonene inkluderer observasjoner av svoveldioksidinnholdet, aerosolturbiditet i atmosfæren, stråling, suspenderte aerosolpartikler og nedbørens kjemiske sammensetning.

Ved de regionale stasjonene omfatter observasjonsprogrammet måling av atmosfærisk turbiditet, konsentrasjonen av suspenderte aerosolpartikler og bestemmelse av den kjemiske sammensetningen av atmosfærisk nedbør.

Programmet for observasjoner på bakgrunnsstasjoner av forskjellige kategorier kan utvides ved å øke antallet gasser som oppdages i atmosfæren, spesielt små gassformige komponenter, hvis volumkonsentrasjon er mindre enn 1 % og som blir transformert i atmosfæren, kan bli til aerosolpartikler.

Eventuelle observasjoner under bakgrunnsovervåkingsprogrammet må ledsages av et kompleks obligatoriske meteorologiske observasjoner- sikt, atmosfæriske fenomener, lufttemperatur og fuktighet, vindretning og hastighet, atmosfærisk trykk. Derfor er det ønskelig å gjennomføre bakgrunnsobservasjoner på grunnlag av meteorologiske stasjoner.

Ifølge FN-eksperter er de første fem luftforurensningene som er underlagt kontroll, lokalisert i den neste

Tabell 4.2.Klassifisering av forurensninger i henhold til deres prioritet

rad: S0 2, Oz, NO x, Pb, C0 2 (tabell 4.2). Det skal bemerkes at inntaket av disse stoffene til overflatelaget av atmosfæren som følge av menneskeskapt aktivitet er sammenlignbart med det naturlige inntaket.