21. Глобальный мониторинг окружающей среды

21. Глобальный мониторинг окружающей среды

Всемирной метеорологической организацией (ВМО) в шести­десятые годы была создана мировая сеть станций мониторинга фо­нового загрязнения атмосферы (БАПМоН). Ее цель состояла в полу­чении информации о фоновых уровнях концентрации атмосферных составляющих, их вариациях и долгопериодных изменениях, по ко­торым можно судить о влиянии человеческой деятельности на со­стояние атмосферы.

Нарастающая острота проблемы загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе привела к созданию в семидесятые годы комитета ООН по окружающей среде (UNEP), которым было принято решение о создании Глобальной системы мониторинга ок­ружающей среды (ГСМОС), предназначенной для наблюдения за фоновым состоянием биосферы в целом и в первую очередь за про­цессами ее загрязнения.

В 1974 г. в рамках программы ООН была разработана концепция глобального мониторинга окружающей среды. В этой программе упор делается на определение целей мониторинга.

В1986 г. ООН выпустил руководящий справочник по "Экологическому мониторингу" под ред. Кларна. Развёрнутая там программа "Глобальные системы мониторинга окружающей среды" имеет 7 направлений:

1) организация и расширение системы предупреждения об угрозе здоровью человека;

2) оценка глобального загрязнения атмосферы и его влияние на климат;

3) оценка и распределение загрязнений в пищевых цепях;

4) оценка критических проблем землепользования;

5) оценка реакций экосистем на загрязнения окружающей среды;

6) оценка загрязнений океана;

7) система предупреждения стихийных бедствий.

С точки зрения научных моделей надо строго различать глобальный планетарный мониторинг биосферы и моделирование региональных процессов взаимодействия агрогеоценозов с биосферой в целом.

Глобальный мониторинг предполагает разработку полномасштабных машинных имитационных моделей: океана, атмосферы, климата, литосферы, модели взаимодействия между перечисленными геосферами.

В этих моделях особую роль играют модели техносферы (технобиогеоценоз). На базе этих глобальных моделей возможно проигрывание различных сценариев развития социума, например: локальных ядерных конфликтов; локальных техногенных катастроф, связанных с авариями ядерных объектов; сценарий неблагоприятного развития промышленности и техносферы; сценарий неблагоприятного развития экономических отношений, который приводит к цепочке техногенных катастроф. Такого рода сценарии представляют из себя грандиозные научнотехнические проекты, осуществимые силами нескольких государств.

Эти модели имеют смысл только при поступлении полноценной измерительной информации от других частей мониторинга. Здесь существует несколько действующих систем космического мониторинга. Это система наблюдения Земли "EOS", действующая с 1995 г. Спутники выводятся на орбиту высотой 824 км, где установлена аппаратура двух категорий:

1) Для получения информации с целью глобального картирования параметров окружающей среды и биосферы с периодом в двое суток, пространственное разрешение - километры.

2) Аппаратура тематического содержания с высоким разрешением (несколько метров) при ограниченном пространственном охвате для регионального мониторинга.

Аппаратурный комплекс размещён на трёх спутниках и включает 37 приборов:

- видеоспектрометр, высокое разрешение, он создаёт изображение в 192 спектральных каналах, охватывает диапазон волн 0,4-2,5 мкм, пространственное разрешение 30 м, распознавание растительных и горных пород "HIRIS"

- многоканальный сканирующий радиометр "MODIS", 0,4-1 мкм, каналы шириной 10 нм спектральная разрешающая способность, пространственная ~1 км, обзор всей планеты за 2 суток, предполагается расширение до 14 мкм (длину волны)

- видеоспектрометр "MIRS" предназначен для исследования состояния атмосферы и облачного покрова планеты

и т.д.

Станции фонового мониторинга атмосферы (станции БАПМоН) ответственны за проведение наблюдений и своевременную отправку полученных первичных данных в курирующие их управ­ления по гидрометеорологии (УГМ) и Главную геофизическую об­серваторию (ГГО) им. А.И.Воейкова.

На УГМ возлагаются задачи по обеспечению и контролю ра­боты фоновых станций, а также по внедрению на них предлагаемых для сети новых методов контроля фонового состояния атмосферы. ГГО является национальным научно-методическим центром работ по фоновому мониторингу атмосферы в рамках программы БАПМоН.

Станции комплексного фонового мониторинга (СКФМ) -их местоположение по своим ландшафтным и климатическим ха­рактеристикам должно быть репрезентативным для данного регио­на. Оценка репрезентативности начинается с анализа климатиче­ских, топографических, почвенных, ботанических, геологических и других материалов.

После выбора района необходимо учесть имеющиеся на дан­ной территории источники загрязнения. При наличии крупных ло­кальных источников (административно-промышленных центров с населением более 500 тыс. человек) расстояние до наблюдательного полигона СКФМ должно составлять не менее 100 км. Если это вы­полнить невозможно, то следует расположить СКФМ таким обра­зом, чтобы повторяемость воздушного потока, обусловливающего перенос загрязняющих веществ от источника в направлении стан­ции, не превышала 20-30%.

СКФМ включает стационарный наблюдательный полигон и химическую лабораторию. Наблюдательный полигон составляют пробоотборные площадки, гидропосты и в ряде случаев наблюда­тельные скважины. На полигоне выполняется отбор проб атмосфер­ного воздуха и атмосферных осадков, вод, почв, растительности, а также проводятся гидрометеорологические и геофизические изме­рения.

Площадка размером 50х50 м, на которой размещаются пробо­отборные установки и измерительные приборы, называется опорной (базовой) площадкой фоновой станции. Она должна находиться на ровном участке ландшафта с малой степенью закрытости горизонта, вдали от строений, лесных полос, холмов и других препятствий,

способствующих возникновению локальных орографических воз­мущений. Площадку оборудуют установками для отбора проб воз­духа, осадкосборниками, газоанализаторами, типовым комплектом метеорологических приборов.

Химическая лаборатория станции располагается на расстоя­нии не ближе 500 м от опорной площадки, в лаборатории проводят­ся обработка и анализ той части проб, которая не подлежит пере­сылке в региональную лабораторию: содержание в атмосферном воздухе взвешенных частиц (пыли), сульфатов и диоксида серы; из­мерение рН, электропроводности, концентрации анионов и катионов в атмосферных выпадениях.

Станции БАПМоН - фоновые станции подразделяются на три категории: базовые, региональные и континентальные.

Базовые станции следует располагать в наиболее чистых мес­тах, в горах, на изолированных островах. Основной задачей базовых станций является контроль за глобальным фоновым уровнем загряз­нения атмосферы, не испытывающем влияния никаких локальных источников.

Региональные станции должны находиться в сельской местно­сти, не менее чем в 40 км от крупных источников загрязнения. Их целью является обнаружение в районе станции долгопериодных ко­лебаний атмосферных составляющих, обусловленных изменениями в использовании земли и другими антропогенными воздействиями.

Континентальные станции охватывают более широкий спектр исследований по сравнению с региональными станциями. Они должны размещаться в отдаленных районах, чтобы в радиусе 100 км не было источников, которые могли бы повлиять на локальные уровни загрязнения.

Программы наблюдения на станциях

На станциях КФМ реализуется один из принципов фонового мониторинга - комплексное изучение содержания загрязняющих веществ в компонентах экосистем. В связи с этим программа на­блюдений на СКФМ включает систематические измерения содер­жания загрязняющих веществ одновременно во всех средах (см.Табл.10), дополненные гидрометеорологическими данными.

Перечень включенных в программу веществ составлен с уче­том таких их свойств, как распространенность и устойчивость в ок­ружающей среде, способность к миграции на большие расстояния, степень негативного воздействия на биологические и геофизические системы различных уровней.

В атмосферном воздухе подлежат измерению среднесуточные концентрации:

взвешенных веществ; озона; оксидов углерода и азота; диоксида серы; сульфатов; 3,4- бенз(а)пирена; ДДТ и других хлорорганических соединений; свинца, кадмия, ртути, мышьяка

показателя аэрозольной мутности атмосферы.

В атмосферных осадках подлежат измерению в суммарных месячных пробах концентрации: свинца, ртути, кадмия, мышьяка; 3,4-бенз(а)пирена; ДДТ и других хлорорганических соединений; рН; анионов и катионов.

Метеорологические наблюдения включают наблюдения за:

температурой и влажностью воздуха; скоростью и направлением ветра; атмосферным давлением; облачностью (количеством, формой, высотой); солнечным сиянием; атмосферными явлениями (туман, метели, грозы, пыльные бури, и т.п.); атмосферными осадками (количеством и интенсивностью); снежным покровом (высотой, содержанием влаги); температурой почвы (на поверхности и в глубине); состоянием поверхности почвы; радиацией (прямой, рассеяннной, суммарной и отраженной) и радиационным балансом; градиентами температуры, влажности и скорости ветра на высоте 0,5-10 м; градиентами температуры, влажности почвы на глубине 0-20см; тепловым балансом.

В обязательную программу наблюдений на базовых станциях БАПМоН включены наблюдения за содержанием диоксида серы, аэрозольной мутностью атмосферы, радиацией, взвешенными аэро­зольными частицами, химическим составом осадков.

На региональных станциях программа наблюдений включает измерение атмосферной мутности, концентрации взвешенных аэро­зольных частиц, определение химического состава атмосферных осадков.

Программа наблюдений на фоновых станциях разных катего­рий может быть расширена за счет увеличения числа определяемых в атмосфере газов, в частности, малых газовых компонентов, объем­ная концентрация которых менее 1%, и которые, преобразуясь в атмосфере, могут превратиться в аэрозольные частицы.

Таблица. Список компонентов, подлежащих контролю на СКФМ

Компонент	Окружающая среда ъ
атмосфера	атмосф. выпадения	поверхн. и подзем. воды	почва	биота
Пыль	+	-	-	-	-
Диоксид серы	+	-	-	-	-
Озон	+	-	-	-	-
Оксид углерода	+	-	-	-	-
Диоксид углерода	+	-	-	-	-
Углеводороды	+	-	-	-	-
3,4-бенз(а)пирен	+	+	+	+	+
Хлорорганические соединения	+	+	+	+	+
Хлорфторуглеводор.	+	-	-	-	-
N,Р-содерж.вещества	-	+	+	+	+
Анионы и катионы	-	+	-	-	-
Радионуклиды	-	+	-	-	-
Тяжелые металлы	+	+	-	-	-

Дата добавления: 2015-11-04