Система глобального фонового мониторинга и фоновое загрязнение окружающей среды

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Псковский  государственный педагогический университет им. С.М. Кирова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа:

 

Система глобального фонового мониторинга и фоновое загрязнение окружающей среды

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка IV курса ЕГФ,

отделения биоэкология,

 Иванова Н.В.

 

Руководитель: старший преподаватель

кафедры зоологии и

экологии животных,

к.б.н. Шемякина О. А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Псков 2010

Содержание

Введение…………………………………………………………………..…………………3

Глава 1. Организация фонового мониторинга…………………………………………….5

Глава 2. Формирование фонового загрязнения окружающей среды…………………….9

Глава 3. Факторы, влияющие на формирование фонового загрязнения

окружающей среды………………………………………………………………………...11

Глава 4. Методы фонового мониторинга………………………………………………...26

Глава 5. Глобальное фоновое загрязнение окружающей среды………………………..30

5.1 Фоновое загрязнение  атмосферы……………………………………………………..30

5.2 Фоновое загрязнение  поверхностных вод, почв и растительности………………...31

5.3 Фоновое радиоактивное загрязнение………………………………………………....32

Глава 6. Фоновое загрязнение отдельных регионов и стран……………………………34

6.1 Фоновое загрязнение  в 70-80-х годах XX века………………………………………34

6.2 Фоновое загрязнение стран Восточной Европы и СССР

в 70-80-х годах XX века…………………………………………………………………...44

6.3 Фоновое загрязнение Российской  Федерации в 90-х годах XX века………………50

6.4. Фоновое загрязнение  Российской Федерации в XXI веке………………………….55

Заключение…………………………………………………………………………………59

Список литературы ………………………………………………………………………..62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Подлинно многие и почти бесчисленные наблюдения

перемен и явлений, на воздухе бывающих, ...

учинены от испытателей натуры и ...сообщены

 ученому свету, так чтобы нарочитой подлинности

 в предсказании погод уповать  можно было...  
М.В. Ломоносов. «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих»

 

Интенсивное воздействие человека на природу, негативные, часто необратимые последствия этого воздействия обусловливают необходимость глубокого и всестороннего анализа проблемы взаимодействия общества и природы. Такой анализ в настоящее время осуществляется в рамках природопользования. Главная задача природопользования как научного направления - поиск и разработка путей оптимизации взаимодействия общества с окружающей природной средой.

Рациональное природопользование предполагает управление природными процессами, т.е. запрограммированное воздействие на природные объекты с целью получения определенного хозяйственного эффекта.

Чтобы управление было достаточно эффективным, необходимо иметь данные о динамических свойствах этих объектов, их изменении в результате антропогенного воздействия, предвидеть последствия вмешательства человека в ход естественных процессов.

Управление природными процессами должно опираться на надежную и достоверную информацию о прошлых, настоящих и будущих состояниях природных и природно-антропогенных систем.

За последнее десятилетие накоплен большой материал по изменению природы. Однако он не содержит данных о динамике развития процессов. В связи с этим встал вопрос об организации специальных наблюдений за состоянием окружающей природной среды и ее антропогенными изменениями с целью их оценки, прогнозирования и своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях, т.е. о введении постоянной действующей службы наблюдения мониторинга.

Цель работы - Изучение системы глобального экологического мониторинга. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Познакомиться с организацией фонового мониторинга.
2. Выявить пути формирования фонового загрязнения.
3. Раскрыть факторы, влияющие на формирование фонового загрязнения окружающей среды.
4. Узнать основные методы фонового мониторинга.
5. Проанализировать глобальное фоновое загрязнение окружающей среды.
6. Изучить данные о фоновом загрязнение отдельных регионов и стран.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Организация фонового мониторинга

Фоновый мониторинг является частью глобального и регионального мониторинга. Его целью является проведение долговременных систематических наблюдений за уровнем содержания загрязняющих веществ во всех объектах окружающей среды в районах, которые находятся на значительном расстоянии от источников вредных выбросов. Таким образом, в результате проведения фонового мониторинга должны быть выявлены глобальные тенденции в изменениях, происходящих в биосфере на фоновом уровне загрязнений при антропогенном воздействии.

Антропогенному воздействию в природе подвергаются (Израэль, 1987):

1. Население, его здоровье.

2. А. Элементы природных или созданных человеком экосистем, используемые человеком (лес, сельхозугодья, сады, отдельные участки морей, рек, озер).

Б. Элементы природных экосистем, не используемые человеком.

3. Абиотические составляющие биосферы и отдельных экосистем.

A. Крупные составляющие биосферы, климатические системы, воздействие на которые ведет к геофизическим изменениям крупного масштаба.

Б. Абиотические природные элементы небольшого масштаба, но подверженные значительному антропогенному воздействию (береговые зоны, опушки леса и т.п.).

B. Созданные человеком (города, каналы, здания, машины и т.д.).

В городах и промышленных районах критическими для интенсивного воздействия являются объекты 1, ЗБ и ЗВ, в некоторой степени - 2А. Воздействию на фоновом уровне в широких масштабах подвергаются объекты 2А, 2Б и ЗА.

С заметным и недопустимым уровнем загрязнения (антропогенного воздействия) связаны изменения климата, нарушения озонового слоя загрязнение Мирового океана, опустынивание, повреждение лесов, закисление природных сред, загрязнение природной среды радиоактивными изотопами, тяжелыми металлами, пестицидами и канцерогенными веществами.

Для осуществления фоновых наблюдений создана сеть станций, которые подразделяются на базовые и региональные.

Базовые станции обеспечивают получение информации об исходном состоянии биосферы и располагаются в районах, где отсутствует непосредственное антропогенное воздействие, в большинстве случаев в биосферных заповедниках.

На региональных станциях получается информация о состоянии биосферы в зонах, подверженных антропогенному влиянию. Они могут располагаться вблизи урбанизированных районов.

Считается, что для всего Земного шара достаточно 30-40 базовых станций на суше и до 10 на акватории Мирового океана. Число региональных станций и их расположение должны обеспечивать достаточно быстрое выявление всех негативных тенденций в данном регионе.

При размещении станций фонового мониторинга следует учитывать климатические, топографические, почвенные, ботанические, геологические и другие характеристики местности, расположение и удаленность крупных источников загрязнения, наличие электроэнергии и возможность создания надлежащих бытовых условий персоналу. Каждая станция должна иметь стационарный наблюдательный полигон и химическую лабораторию. Наблюдательный полигон обычно состоит из площадки (50x50 м), где проводятся гидрометеорологические наблюдения и отбор проб, огороженной забором и пересеченной рядом асфальтированных дорожек, и служебного здания в 15-20 м от площадки (одноэтажного площадью 20-25 м 2), обеспеченного теплом и электроснабжением. Химическая лаборатория (площадью 80-100 м 2) должна находиться в 500 м от наблюдательного полигона, оборудована вентиляцией, водопроводом и канализацией. В ней осуществляется хранение, обработка и анализ отобранных проб, анализ и хранение полученных материалов. Лаборатория должна быть обеспечена необходимыми приборами, оборудованием, лабораторной посудой и химическими реактивами, иметь складское помещение. Если ведутся наблюдения за водным объектом, станция фонового мониторинга должна иметь соответствующие объекту плавсредства.

Отбор проб атмосферного воздуха, атмосферных осадков, почвы и растений проводится на наблюдательном полигоне. Для отбора проб почв и биологических объектов могут быть также определены площадки за пределами станции. Пробы подземных вод отбираются обычно из существующих вблизи от станции скважин. Места отбора воды, донных отложений на водных объектах выбираются с учетом их характеристик (наличие плотин, оросительных систем, водозаборов, сбросов сточных вод, притоков). Выбору мест отбора проб может предшествовать комплексное обследование водного объекта,

На станциях фонового мониторинга ведутся постоянные гидрометео - наблюдения и определения загрязняющих веществ в природных средах.

Состав показателей гидрометеорологических наблюдений: температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра, атмосферное давление, облачность, солнечное сияние, атмосферные явления (туман, метель, гроза и т, п.), количество и интенсивность осадков, снежный покров, температура почвы (на глубине до 20 см), состояние поверхности почвы, температура, влажность, скорость ветра, тепловой баланс.

На водных объектах: уровень, расход, температура воды, волнение, течения, ледовый покров, распространение водной растительности, уровень грунтовых вод.

Периодичность наблюдений - стандартная, принятая в гидрометеослужбе.

Программа наблюдений за загрязнениями на сухопутных фоновых станциях:

1. В атмосферном воздухе (2 м от подстилающей поверхности) определяют взвешенные вещества, аэрозольную мутность, озон, оксиды углерода, серы и азота, сульфаты, нефтяные углеводороды, 3,4 - БП, ДДТ и другие ХОП, свинец, кадмий, ртуть, мышьяк. Определения проводятся ежедневно.
2. В атмосферных выпадениях и снеге определяют свинец, кадмий, ртуть, мышьяк, 3,4 - БП, ДДТ и другие ХОП, рН, главные катионы и анионы. Частота наблюдений: влажные осадки - интегральные пробы за 10 дней и 1 месяц; сухие выпадения - интегральная проба за 1 месяц; снег - интегральная проба на всю глубину перед сходом снежного покрова.
3. В поверхностных и подземных водах, взвесях, донных отложениях и почве определяют то же, что и по п. 2, кроме главных катионов и анионов, а также биогенные элементы. Частота наблюдений: вода и взвеси - в характерные гидрологические периоды (половодье, летняя и зимняя межень, дождевые паводки); донные отложения и почва - 1 раз в год.
4. В биологических объектах определяют свинец, кадмий, ртуть, мышьяк, 3,4 -БП, ДДТ и другие ХОП. Частота наблюдений зависит от природы объекта.

На морских фоновых станциях программа наблюдений включает:

определение загрязняющих веществ (нефтяные углеводороды, пестициды, тяжелые металлы, фенолы, СПАВ, специфические для данного района вещества), показателей среды (растворенный кислород, сероводород, рН, БПК5, нитратный, нитритный и аммонийный азот, пятивалентный и общий фосфор, кремний), показателей гидрометеорологического режима (соленость, температура воды и воздуха, скорость и направление ветра и течений, прозрачность, цветность). Частота наблюдений - 1 раз в сезон.

На региональных станциях фонового мониторинга возможно уточнение программы наблюдений в соответствии со спецификой данного региона.

Одним из частных случаев фонового мониторинга является фоновый мониторинг районов предполагаемого строительства промышленных и энергетических предприятий, геологической разведки и последующей добычи полезных ископаемых. Цель такого фонового мониторинга - определить степень влияния нового антропогенного источника загрязнителей на данный регион. Поэтому он должен быть организован и начат как можно раньше, желательно на стадии начала разработки технического проекта данного объекта, и продолжаться в период строительства. Если период наблюдений до пуска объекта будет достаточно продолжителен, надежность прогноза фонового состояния региона и оценки влияния нового источника загрязнения возрастает. Программа наблюдений в этом случае должна учитывать загрязнители, которые будут выбрасываться новым объектом, а частота наблюдений по возможности увеличена. Учитывая временные колебания фоновых уровней загрязнения, для надежного прогнозирования их изменений, по-видимому, нужен ряд наблюдений длительностью хотя бы три года.

В качестве примера организации фонового мониторинга на региональном уровне ниже приведена структура системы фонового мониторинга озера Байкал.

Рис. 1. Структура системы фонового мониторинга озера Байкал

(Израэль, 1987)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Формирование  Фонового загрязнения окружающей среды

Формирование фонового загрязнения окружающей среды обусловлено природными и антропогенными источниками загрязняющих веществ.

Из природных источников загрязняющих веществ наибольшую роль 
играют выветривание, выщелачивание и вынос морской соли с поверхности Мирового океана, действующие постоянно, хотя их мощность может изменяться в зависимости от гидрометеорологических условий, а также извержения вулканов, частота и мощность которых пока не поддаются предсказанию. 

Антропогенные источники загрязняющих веществ весьма многообразны. Это - промышленность, энергетика, транспорт, сельское хозяйство и т.д. При этом промышленность, например, в свою очередь делится на металлургическую, химическую, нефтехимическую, машиностроительную, радиоэлектронную, пищевую, легкую и др.

Антропогенная деятельность, с одной стороны, по существу лишь ускоряет процесс переноса различных химических элементов из литосферы, наиболее консервативной среды, в атмосферу и гидросферу, а с другой стороны, - поставляет в окружающую среду такие соединения, которых в ней ранее не было, что, пожалуй, наиболее опасно для всего живого, а возможно, и для некоторых абиотических природных процессов.