Допустимые воздействия и нагрузки на элементы биосферы

Контрольная работа

По дисциплине: «Экологический мониторинг, контроль и экспертиза»

Выполнила:

Студентка 51(1) группы ОЗО БФ

Вододохова Надежда Николаевна

№ зачетной книжки: 20080424

Витебск 2013

Содержание:

1.Допустимые воздействия и нагрузки на элементы биосферы. Стр. 3-14

2.Экологический анализ загрязненности городских почв в Республике Беларуси (по результатам мониторинга 2008г.). Стр. 15-

3.Литература. Стр.

Допустимые воздействия и нагрузки на элементы биосферы.

Блоки наблюдения и прогноза состояния окружающей среды тесно связаны. Строить прогноз можно, зная закономерности изменения окружающей среды, имея схемы и численный расчет, с другой стороны, направленность прогноза в значительной мере должна определять структуру и состав в наблюдаемой сети. Прогнозирование – задача усвоения основных закономерностей функционирования системы общество – человек – природа. Предвидя ее изменения, можно дать необходимые рекомендации для гармонизации взаимодействия человека и среды, бережного отношения к природе и ее ресурсам. Прогнозирование должно содействовать стратегии природопользования. Информация об окружающей среде положена в основу разработки мер по охране природы.

Необходимо знание факторов воздействия, ведущих к наиболее серьезным, долговременным изменениям в окружающей среде. При критических воздействиях экосистема может быть разрушена.

Проводится мониторинг антропогенных загрязнений и изменений в окружающей среде, не связанных с антропогенным загрязнением.

Геофизический мониторинг включает данные о загрязнении атмосферы, выборочных метеорологических и гидрологических характеристиках, воздействиях различных элементов неживой природы, конструкциях, зданиях.

Осуществляется мониторинг загрязняющих веществ и других факторов воздействия в различных средах, мониторинг приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы, гидросферы, литосферы.

Биологический мониторинг – определение биотической составляющей биосферы и ее реакции на антропогенное воздействие. Проводится мониторинг живых организмов, популяций (по числу, массе, плотности, подверженных воздействию).

Проводится мониторинг человеческих индивидуумов, состояния их здоровья, воздействия на них среды, наблюдение за наследственными изменениями у различных популяций, за наиболее чувствительными к данному виду воздействия популяциями (растительный, зоопланктонический).

Экологический мониторинг более универсальный. Он охватывает биологический и геофизический мониторинга.

Мониторинг классифицируется по факторам и источникам воздействия. Известен мониторинг различных загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и других физических факторов воздействия – электромагнитного излучения, тепла, шума, мониторинг токсических веществ, наиболее стойких и подвижных, образующихся при распаде и в сочетании с другими веществами. Источники загрязнений: заводские трубы, подвижный транспорт городов, сельскохозяйственных полей.

Известен дистанционный мониторинг (искусственные спутники).

Наблюдения за контролем уровня загрязнения поверхности вод осуществляются по другим, химическим и гидробиологическим показателям. В районе сброса сточных вод организованы два пункта наблюдений: один выше источников, другой – ниже. При контроле уровня загрязнения вод определяют следующие ингредиенты и показатели: минерализацию, взвешенные вещества, рН, растворенный О2, БПК, ХПК, основные ионы биогенных веществ, нефтепродукты, детергены, некоторые специальные ингредиенты, температуру, цветность. Основу гидробиологического контроля составляют наблюдения за такими элементами, как зообентос, зоопланктон, фитопланктон, макрофиты.

Мониторинг загрязнений почв в сельском хозяйстве включает измерение остаточного ДДТ, его метаболитов, пестицидов, тяжелых металлов, полициклических углеводородов, бензапирена, полихлор дифенилов.

Для комплексной оценки биосферы организованы биосферные заповедники, где изучаются изменения загрязнений на фоновом уровне, реакции на эти загрязнения, проводятся гидрометеорологические наблюдения.

Мониторинг призван выявлять критические ситуации и факторы антропогенного воздействия, а также элементы биосферы, наиболее подверженные этому воздействию. При экологическом подходе учитывается общая реакция экосистемы, биогеоценоза на любое воздействие. Допустимая экологическая нагрузка – постоянство продуктивности, стабильность и разнообразия систем. При всестороннем анализе необходимо учитывать все виды ущерба – экологический, экономический, эстетический, социальный, необходимо прогнозировать будущее состояние биосферы.

В зависимости от объектов наблюдения существует мониторинг факторов,

связанных со здоровьем человека, мониторинг состояния экосистем (экологический мониторинг), мониторинг климата. Целью экологического мониторинга является оценка и прогноз антропогенных изменений абиотических состояний биосферы, изучение биотической ответной реакции.

Мониторинг антропогенных загрязнений осуществляется общегосударственной службой наблюдений и контроля за уровнем загрязнений природной среды в зонах со значительным антропогенным воздействием, на региональном и фоновом уровнях.

На территории всех городов определяются концентрации пыли, SO2, сажи, СО, NO2, в городах, где находят соответствующие предприятия, измеряется содержание NH3, H2SO4, H2S, Cl2, HF, фенола, углеводородов, O3.

Для регулирования качества окружающей среды необходима оценка существующего состояния, прогноз состояния окружающей среды. Для правильной организации управления качеством окружающей среды, определения наилучшей стратегии ее охраны необходимым условием является организация системы мониторинга. Мониторинг как многоцелевая информационная система должен быть частью универсальной системы службы наблюдений и контроля состояния окружающей среды и использовать опыт различных геофизических служб.

Мониторинг включает наблюдения: за состоянием биосферы, за источниками антропогенных воздействий – химическими, физическими, биологическими, за эффектами, вызываемыми антропогенным воздействием в окружающей среде, за реакцией биологических систем на антропогенное воздействие.

Биологический мониторинг может эффективно осуществляться на организменном и популяционном уровнях (биоценотическом). Фиксируются биологические показатели: функциональный (продуктивность, дыхание, скорость обмена веществ или фотосинтез) и структурный (численность видов и особей, количество биомассы, содержание веществ в экосистеме).

В программу биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга, проводимого на локальном уровне, входят наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами.

Постоянным наблюдениям подвергаются загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем и человека.

Мониторинг – многоцелевая информационная система. Основной задачей мониторинга является наблюдение за состоянием биосферы, оценка и прогноз ее состояния, определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, выявление факторов и источников этого воздействия.

Различают разные виды мониторинга: наземный, аэрокосмический, биологический. Наземный мониторинг используется для контроля загрязняющих веществ в воде, воздухе, почве, продуктах питания. Аэрокосмический мониторинг позволяет учитывать состояние наземной растительности, гидросферы и атмосферы с помощью приборов, установленных на спутниках, космических станциях, самолетах.

Результаты, полученные с помощью аэрокосмического и наземного мониторинга, используются для долгосрочного и краткосрочного прогноза экологической ситуации с целью принятия экстренных и перспективных мер для предотвращения дальнейшего загрязнения окружающей среды.

Целью биологического мониторинга является наблюдение за состоянием флоры, фауны, всех живых организмов планеты. По результатам обследования выявляются исчезающие виды флоры и фауны, которые нуждаются в охране, некоторые виды заносятся в "Красную книгу". Биомониторинг используется для оценки уровня загрязнения среды обитания по состоянию организмов. Оценка среды по состоянию живых организмов называется биологической индикацией, а организмы, по которым устанавливаются уровни состояния среды, – биологическими индикаторами.

Система мониторинга – часть уже существующей службы наблюдений и контроля состояния природной среды. Сюда включаются измерения новых элементов, линии коммуникаций и центров обработки данных. Проводится наблюдение за естественными колебаниями и изменением состояний среды.

Мониторинг включает наблюдение за факторами, воздействующими на окружающую среду, и за состоянием среды, оценку фактического состояния среды, прогноз состояния окружающей среды и оценку этого состояния.

По территориальному охвату различают три ступени или блока современного мониторинга – локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-хозяйственный) и глобальный (биосферный, фоновый).

Ввиду значительного антропогенного влияния на природу возникла необходимость в организации специальных наблюдений за изменением состояния биосферы под влиянием человеческой деятельности.

Автоматизированный контроль окружающей природной среды в пространстве и реальном времени в соответствии с заранее заготовленной программой называется мониторингом. Это система наблюдений, позволяющая выявить изменения состояния биосферы под влиянием человеческой деятельности.

Для управления состоянием природной среды необходимо организовать контроль за состоянием природной среды, определением антропогенных изменений в природе. Мониторинг антропогенных изменений окружающей природной среды – система повторных наблюдений элементов природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой. Существуют крупные международные проекты по организации и развитию регионального и глобального мониторинга по линии Юнеско, программа ООН по охране природной среды, Всемирной метеорологической организации.

Для своевременного принятия мер по улучшению экологии территории необходимо проведение регулярных наблюдений за состоянием экосистем.

ПДН – предельно допустимые нагрузки – представляет собой научно обоснованный расчет воздействия на определенный природно-территориальный комплекс. Нормативы ПДН носят региональный характер.

Производственно-хозяйственные стандарты качества окружающей среды определяют предельно допустимые параметры производственно-хозяйственной деятельности конкретных объектов с точки зрения экологической защиты природной среды. К ним относятся нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ, химических и биологических воздействий и др. Предельно допустимые выбросы (ПДВ) – предельное количество вредного вещества, разрешаемое к выбросу от данного источника, которое не создает предельную концентрацию, опасную для людей, животных и растительного мира.

Нормативы ПДВ в атмосферу, водоемы устанавливаются для каждого стационарного источника отдельно. Установление по каждому источнику загрязнения ПДВ определяется характером выбросов конкретного предприятия, цеха, установки, поэтому они могут быть различны даже в рамках одного предприятия.

Качество окружающей среды – это степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов. Критерии качества:

- высокая биологическая продуктивность популяций;

- оптимальное соотношение видов и биомасс популяций, находящихся на разных трофических уровнях.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – максимальная концентрация примеси, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного влияния, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом.

Эта величина обоснована клиническими и санитарно-гигиеническими исследованиями, носит законодательный характер.

Максимально разовая величина ПДК не должна допускать неприятных рефлекторных реакций человеческого организма (насморк, ощущение запахов); среднесуточная – токсичного, канцерогенного, мутагенного воздействия. С позиции экологии ПДК представляет собой верхние пределы лимитирующих факторов среды, при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

При наличии двух и более примесей возможно проявление эффекта суммации. В этом случае необходимо учитывать совместное воздействие примесей на человека и окружающую среду.

1. Загрязнение среды – нежелательные потери вещества, энергии, труда и средств, приложенных человеком при добыче и заготовке сырья и материалов, превращение вещества в безвозвратные отходы, рассеиваемые в биосфере.

2. Загрязнение приводит к необратимому разрушению как отдельных экологических систем, так и биосферы в целом, включая глобальные физико-химические параметры среды.

3. При загрязнениях литосферы теряется плодородие земли, снижается продуктивность экосистем.

Выделяют следующие типы загрязнений: сточные воды, поглощающие кислород микроорганизмы, вызывающие инфекции; вещества, используемые для питания растений (минеральные удобрения); органические кислоты и соли; минералы; неорганические кислоты и соли; радиоактивные вещества.

Среди загрязнителей выделяют десять основных загрязнителей:

СО2 – энергетика, промышленность, отопление;

СО – металлургия, нефтедобывающая промышленность, транспорт;

SO2 – энергетика и промышленные предприятия, выхлопные газы;

NO2, NO – ДВС, реактивные двигатели, химическая промышленность;

РО3-4 – химические моющие вещества, удобрения;

Hg – лакокрасочная промышленность, обогащение руд, целлюлозно-бумажная промышленность;

Рb - химическая промышленность, горнодобывающая. ДВС пестициды;

Нефть - перевозка, транспортировка, нефтеперерабатывающая промышленность;

ДДТ, пестициды – сельское хозяйство;

Радиация – ядерное топливо, атомная энергетика.

Как уже отмечалось, всесторонний анализ окружающей среды позволяет учесть при оценке нагрузки на природную среду все виды воздействий (естественные и антропогенные) на различные элементы биосферы - отдельные организмы, популяции и биогеоценозы в целом. В сочетании с правильно организованной функционирующей системой мониторинга это дает возможность организации оптимального взаимодействия человека с природой, создает основу программы регулирования качества окружающей природной среды.

Для разработки этой программы необходимо прежде всего знать приемлемые уровни загрязнения природных сред, воздействие которых можно считать допустимым как для человека, так и для популяций животных и растений, биогеоценоза в целом. Очевидно, что понимание этого вопроса дает представление о том, к достижению какого именно качества окружающей среды с учетом непосредственных эффектов воздействия и возникновения отдаленных последствий у живых организмов необходимо стремиться.

Если первый этап всестороннего анализа окружающей среды был направлен на осуществление анализа эффектов воздействия различных факторов и

последствий этих воздействий , то именно второй этап всестороннего анализа подразумевает определение допустимых воздействий на элементы биосферы (на разных уровнях) и выработку экологических норм (критериев) допустимых нагрузок.

Понятие "допустимые воздействия и нагрузки" на окружающую природную среду является достаточно сложным. Любая возникающая за счет какого-либо воздействия нагрузка в экологической системе, способная вывести ее из среднего естественного (нормального) состояния, определяется нами как экологическая нагрузка. Очевидно, что допустимыми воздействиями можно считать такие воздействия, которые не приводят к превышению допустимой нагрузки на экологические или любые другие природные системы.

В некоторых случаях нагрузку можно идентифицировать с воздействием; например, концентрация какого-либо токсичного вещества в организме животного, с одной стороны, является фактором внутреннего воздействия на данный организм, а с другой - эту концентрацию можно принять за величину, характеризующую нагрузку на организм.

Внешнее поле концентраций является лишь фактором воздействия, а не нагрузкой на данный организм (нагрузка будет зависеть от времени пребывания организма в загрязненной среде, путей поступления загрязнителей в организм и т.д.).

За допустимую следует принять такую нагрузку, которая не должна вызывать нежелательных последствий, изменений у обитающих на земле организмов и, конечно, в первую очередь у человека, а также не приведет к ухудшению (любому или существенному) качества природной среды.

Вырабатывая критерии допустимых нагрузок, необходимо в первую очередь обратить внимание на антропогенные воздействия, под влиянием которых

природная среда может изменяться особенно быстро. Конечно, в природе могут возникать и естественные воздействия, приводящие к существенным изменениям состояния природной среды в относительно короткие интервалы времени. К таким воздействиям относятся различные стихийные явления природы крупного или даже катастрофического масштаба - ураганы, землетрясения, цунами, наводнения, оползни и т.п. Но в данной работе проблема допустимых нагрузок рассматривается с точки зрения антропогенных воздействий с их специфическим характером и последствиями.

При выработке определения допустимых нагрузок речь идет о сравнительно небольших изменениях качества природной среды, не влияющих на нормальное функционирование экосистем и отдельных популяций, об оценке интенсивности (величины) факторов воздействия, не приводящих к значительным изменениям состояния экосистем, а только лишь к изменениям в пределах границ, называемых допустимыми; при этом речь идет о сохранении высокого качества среды.

В связи с этим необходимо исследовать следующие вопросы:

• - о высоком и приемлемом качестве природной среды;

• - о допустимых и критических реакциях экосистем и других элементов биосферы на воздействия, о состоянии экосистем в интервалах, ограниченных такими реакциями;

• - о допустимых и критических интенсивностях (величинах) факторов воздействия в любой точке, а также осредненных по пространству - для отдельного организма, популяции, сообщества, экосистемы, биосферы в целом, соответствующих допустимым или критическим состояниям систем;

• - о допустимых колебаниях качества природной среды;

• - о допустимых и критических нагрузках на организм, популяцию, сообщество, экосистему (и даже на биосферу в целом).

При выработке этих определений следует принимать во внимание два уровня воздействия вредных факторов на природные системы: уровень критического воздействия (начиная с которого может иметь место гибель или необратимая деградация данной системы, например выпадение каких-либо видов) и уровень допустимого воздействия (ограничиваемого условным критерием предельно допустимого воздействия), существенно отличающийся от критического (в меньшую сторону).

Высокое (или приемлемое) качество природной среды для экосистемы означает:

• а) возможность устойчивого существования и развития исторически сложившейся, созданной или преобразованной человеком экосистемы в данном месте;

• б) отсутствие в настоящем и будущем неблагоприятных последствий у любой (или наиболее важной) популяции (и в первую очередь у человека, причем подразумевается отсутствие неблагоприятных условий у каждого человека), которая находится в этом месте исторически или временно.

Существуют экологические критерии, характеризующие высокое качество окружающей природной среды: высокая биологическая продуктивность (для данных климатических условий), оптимальное соотношение видов, биомассы популяций, находящихся на различных трофических уровнях, и т.д.

"Хороший биогеоценоз" должен отвечать следующим основным требованиям:

• - продукция (биомасса) на всех основных трофических уровнях должна быть высокой, превышение фитомассы над зоомассой не должно быть резко выражено;

• - высокой продукции должна соответствовать высокая продуктивность; это необходимо для быстрой компенсации возможных потерь биомассы на отдельных трофических уровнях в результате внешних воздействий, так как высокая продукция сама по себе не гарантирует достаточную компенсаторную активность биологических систем;

• - разнородность трофических уровней и структура экосистемы в целом

должны способствовать высокой стабильности биогеоценоза в широком диапазоне внешних условий. Динамическое равновесие биогеоценоза должно обеспечивать состояние гомео-стаза его абиотической составляющей, в том числе и гидрологического режима территории и газового состава атмосферы;

• - скорость биологической самоочистки экосистемы должна быть максимальной за счет большой скорости обмена веществ и энергии (обеспечение биологического круговорота в течение немногих годовых циклов);

• - высшая "резервная активность" (способность к быстрой перестройке структуры сообщества) должна дополнять высшую степень продуктивности и стабильности экосистемы, что поддерживает биогеоценоз в оптимальном состоянии при изменении условий среды.

Удовлетворение этим требованиям для хорошего состояния биогеоценоза обязательно как для развития в естественной среде, так и в среде, подвергшейся антропогенным воздействиям. Этот же подход дает возможность оценивать допустимость той или иной нагрузки на экосистему. При этом критерием является высокое качество окружающей среды, биологических систем, т.е. абиотической и биотической составляющих биосферы, и единство этих составляющих, образующих экологические системы.

Состояние любой из сред абиотической составляющей биосферы определяется:

1) набором физических величин, характеризующих мгновенное состояние среды и состояние, осредненное во времени. Например, состояние атмосферы характеризуется набором метеорологических величин - температурой, атмосферным давлением, влажностью воздуха, количеством осадков, скоростью ветра и др.

2) данными о химическом составе, включая малые составляющие. Состояние биотической составляющей определяется еще и биологическими свойствами, характеризуется набором функциональных и структурных показателей, дающих представление о состоянии организмов, популяций, экосистем.

Как правило, именно состояние биотической составляющей является определяющим. В этом случае воздействие каких-либо факторов может привести к изменению либо непосредственно, либо через изменение физических или химических свойств среды.

Состояние биогеоценоза является наиболее чутким показателем состояния среды.

При формулировке концепции допустимой экологической нагрузки на биогеоценозы необходимо учитывать различные пути биологического прогресса. Возможность достижения биологического прогресса разными путями (на уровнях организма и популяции) в значительной степени определяет структуру биогеоценоза. Развитие защитных механизмов популяций при неблагоприятном сочетании внешних факторов шло по двум линиям: повышение стойкости индивидуальной и популяционной. У

"низших" животных в отличие от "высших" наблюдается большое экологическое разнообразие возрастных стадий (занятие различных экологических ниш на разных возрастных стадиях развития, как это наблюдается, например, у личинок и взрослых особей многих насекомых). Возможность вымирания вида при этом в результате резкого изменения среды сводится к минимуму. Именно такой эффект как определяющий критическую стадию (с точки зрения чувствительности к внешнему воздействию) необходимо учитывать при определении допустимой (или критической) нагрузки на популяцию и экосистему.

В самом широком смысле под допустимым антропогенным воздействием на окружающую природную среду следует понимать воздействие, складывающееся из отдельных однородных и разнородных воздействий, которое не влияет на качество окружающей природной среды или изменяет природную среду в допустимых пределах, т.е. не разрушает существующую экосистему и не вызывает неблагоприятных последствий у важнейших популяций и, конечно, в первую очередь у человека.

Как уже отмечалось, допустимое воздействие должно соответствовать допустимой нагрузке, находящейся в допустимых пределах.

Однако очевидно, что понятие "допустимые воздействия и нагрузки" является не только сложным, но, по-видимому, оно и неоднозначно. Это зависит от того, какие пределы можно считать допустимыми, какими целями задается человек при сознательном или ненамеренном воздействии на окружающую природную среду.

Все экологические системы можно условно разделить на три категории:

• 1) уникальные, или заповедные;

• 2) широко распространенные естественные;

• 3) сильно преобразованные или искусственные экосистемы.

В экосистемах первой категории полностью исключается выпадение (гибель) любого биологического вида. Вполне очевидно, что гибель даже отдельных эндемиков оз. Байкал является совершенно недопустимой.

В экосистемах второй категории должны соблюдаться основные требования сохранения экосистем и высокого качества окружающей природной среды, но возможны некоторые (частичные) изменения .

В специально преобразованных, изменяемых или даже создаваемых человеком экосистемах третьей категории в дальнейшем возможны любые обоснованные антропогенные изменения в соответствии с намечаемыми человеком целями.

Для перехода к количественному определению допустимого воздействия необходимо знать, в каком состоянии находилась экосистема в начале воздействия - нормальном (без отклонения от некоторого фонового значения, определяемого путем осреднения за длительный промежуток времени при нормальных условиях окружающей природной среды) или измененном под влиянием какого-либо фактора воздействия.

Таким образом, важно определить, какое состояние принять за первоначальное: осредненное "фоновое" состояние в настоящее время (при отсутствии изучаемого воздействия) или состояние до начала существенного антропогенного воздействия. По-видимому, за основу необходимо брать фоновое значение функции состояния элемента биосферы, не измененное никакими локальными воздействиями при средних (нормальных) гидрометеорологических условиях. Кроме того, следует различать региональные и глобальные фоновые состояния элементов биосферы на всех уровнях, т.е. на уровнях отдельного организма, популяции, сообщества, экосистемы.

Факторы воздействия на природную среду можно также разделить на несколько категорий - механические воздействия, электромагнитные излучения, магнитные и электрические поля, загрязнения. Механические воздействия, различные излучения и физические поля влияют главным образом на физическое состояние среды, загрязнения - на химическое. Биологические характеристики меняются под воздействием любых факторов.

Поиск по сайту: