Экологический контроль и мониторинг природно-технических геосистем

 

1.4 Возраст природно-технических геосистем.

 

Продолжительность существования геосистемы как определенного структурно-динамического единства. Исчисляется со времени, когда между ее компонентами (подсистемами) установились ныне действующие ординационные соотношения. Переход от одной возрастной ступени к последующей знаменуется изменением инварианта геосистемы.

 

1.5 Изменение природно-технических  геосистем.

 

ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОСИСТЕМ - происходящие во времени и пространстве преобразования (как естественные, так и антропогенные) структуры, свойств и аспектов геосистем. Характеризуются понятиями: сукцессия геосистем - процесс смены переменных состояний геосистем в направлении к коренному или близкому к нему динамическому состоянию. Последовательно сменяющие друг друга в порядке сукцессии геосистемы образуют сукцессионный ряд; переменные состояния геосистем - модификации коренной структуры геосистем, которые в процессе спонтанной динамики приходят к эквифинальному состоянию. Переменные состояния, возникающие под влиянием антропогенного фактора, относятся к числу производных геосистем. Серийные геосистемы - недолговечные, быстро сменяющие друг друга спонтанные геосистемы, в конечном счете, достигающие эквифинального состояния - коренного, условнокоренного и мнимокоренного. В зависимости от условий существования, некоторые серийные геосистемы сохраняют свои структуры на более длительный срок. Спонтанно сменяющие друг друга серийные геосистемы образуют серийный ряд; ряды трансформации геосистем - совокупность геосистем, сменяющих друг друга при антропогенном воздействии фактора в процессе разрушения структуры коренной геосистемы, а также в период восстановления к эквифинальному состоянию. Эквифинальное состояние геосистем - устойчивое динамическое равновесие, соответствующее понятию климакса (переменное состояние опреде¬ленного инварианта, завершающее сукцессионный ряд). Основоположник учения о климаксе геосистем Каульс относил его к физиогеографической экологии. Предпочтительность использования понятия «эквифинальное состояние» ко всей геосистеме определяется приоритетностью понятия «климакс» в биологии, где он применяется только к биол. компоненту: модифицированные геосистемы - измененные в процессе экономической и иной преобразовательной деятельности общества; деструкция геосистем - разрушение структуры, стабильности и функционирования геосистем под влиянием естеств. и антропогенных факторов; природно-антропогенный режим геосистем - спонтанное развитие геосистемы с режимом эпизодического воздействия человека; кризис геосистем - ситуация, возникающая в результате катастрофических природных (извержение вулкана, наводнение, землетрясение, ураган, пожар, эрозия и т. п.) и антропогенных факторов; эволюция геосистем - направленное необратимое изменение геосистемы, приводящее к естеств. коренной перестройке ее структуры, т. е. к возникновению новой геосистемы.

 

1.6 Использование и преобразование  природно-технических геосистем.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРЕОБРОВАНИЕ ГЕОСИСТЕМЫ - изменение и преобразование геосистем в процессе использования их потенциала обществом. Целесообразно различать: устойчивое использование геосистемы - использование природной или антропогенной геосистемы и ее компонентов таким образом и такими темпами, которые не приводят в долгосрочной перспективе к ее деградации, что сохраняет среду обитания и хоз. деят-ти; стабилизация геосистемы - придание геосистеме устойчивого равновесия между органическими и минеральными ее компонентами за счет рекультивации земель; техногенные геосистемы - значительно измененные или возникшие под влиянием техногенных факторов природные, а также культурные геосистемы; трансформированные геосистемы (модифицированные) - естеств. структуры, преобразованные человеком для удовлетворения своих хоз. и культурно-оздоровительных потребностей. Представлены рядами - совокупностями геосистем, сменяющих друг друга при антропогенном воздействии фактора в процессе разрушения структуры коренной геосистемы, а также в период восстановления к эквифинальному состоянию.

 

 

 

 

 

Глава 2. Характеристика и инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля и мониторинга.

 

2.1 Характеристика экологического контроля: цели, задачи и функции.

 

Экологический контроль является неотъемлемым звеном в системе инженерно-экологического обеспечения промышленного производства, строительства или иного вида трудовой деятельности.

Общая цепь экологического контроля, или контроля качества окружающей среды, может быть определена как обеспечение соблюдения действующих природоохранных и ресурсосберегающих правил, требований и норм на всех этапах производства, строительства или иной деятельности человека, связанной с активным или косвенным изменением состояния окружающей среды (или ее компонентов, включая самого человека). Экологический контроль должен быть многосторонним, т. е. не исключать ни одной сферы деятельности человека, так или иначе влияющей на изменение состояния окружающей среды.

Основные задачи экологического контроля: формирование информационной базы состояния и изменений окружающей среды, получение необходимой и достаточной по критериям полноты, точности и достоверности информации о воздействиях и состоянии окружающей природной среды, выявление случаев вредных воздействий на отдельные компоненты или природную среду в целом, профилактика сверхнормативного экологического ущерба и др.

Контроль за состоянием природной среды по параметрам, не требующим применения специального контрольно-измерительного и лабораторно-аналитического оборудования, директивно может быть возложен на работников служб производственного контроля. В задачу таких служб входит определение качественных характеристик экологических изменений и нарушений, оперативное выявление виновников, а в особых случаях приглашение инспекторов-экологов для инструментальных измерений и количественной оценки ущерба с назначением соответствующих санкций.

В области охраны окружающей среды, охраны, воспроизводства и использования природных ресурсов действуют следующие виды государственного контроля:

1) экологический  контроль;

2) контроль  за использованием и охраной земель;

3) контроль  в области использования и  охраны водного фонда;

4) контроль  в области изучения и использования  недр;

5) контроль  в области лесного законодательства  Республики Казахстан;

6) контроль в области охраны, воспроизводства и использования  животного мира;

7) контроль  в области особо охраняемых  природных территорий.

 

2.2 Инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля.

 

Большое число контролируемых объектов, этапов и видов проводимого экологического контроля, целей и задач его проведения порождает множество ситуаций, связанных с организацией и техникой проведения контроля, обусловливает разнообразие применяемых технических средств и методов контроля, требований к квалификации и специализации самих контролеров, нормативно-технической документации.

В целом все виды экологического контроля можно рассматривать с двух точек зрения. В одном случае объектом контроля являются вредные техногенные (или естественные) воздействия на природную среду. При этом необходимо определять количественные характеристики механических, тепловых, химических и других воздействий. Полученные результаты сравнивают с нормативными — предельно допустимыми для данных природно-климатических условий.

При экологическом контроле этого вида возможны следующие измерения: линейно-угловые, силы и массы, электрические и магнитные, оптические, химико-аналитические и др., так как контрольно-измерительная техника для этих целей создавалась в разных ведомствах в разное время. Иными словами, среди средств измерения и контроля можно найти практически вес основные виды измерений, соответствующие принятой в метрологии классификации.

В другом случае объектом экологического контроля является собственно природная среда, подверженная или не подверженная (фоновый контроль) вредным воздействиям. При этом, как правило, определяет качество отдельных компонентов или комплексов природной среды, используя аналитические методы и измерения массы (объема) с целью выявления состава и концентрации тех или иных веществ, обычно вредных. Полученные результаты сравнивают с нормативами.

В единый комплекс или систему экологического контроля все его разновидности объединяет прежде всего методологическая и критериальная общность нормирования предельно допустимых значений контролируемых или измеряемых параметров, определяющих качество компонентов среды или характеристики воздействий на эти компоненты природной среды.

В каждом отдельно взятом виде экологического контроля можно проследить методологическую преемственность опыта, накопленного в той или иной природоохранной инспекции. К сожалению, ведомственная разобщенность инспекций не способствует выработке единого критериального подхода к нормированию допустимых воздействий или концентраций, мешает установить требуемые из условий существования и развития природной среды ограничения.

Исторически сложилось так, что инспектирующая природоохранная служба (по какому-либо виду охраны компонентов среды) создается в том ведомстве, которое и допускает основные вредные воздействия. Естественно, что нормы воздействий и их соблюдение необъективны. Однако критериальная общность нормирования допустимых значений воздействий или концентраций все же сформировалась.

Основными критериями при нормировании экологических норм и допусков были две функции: полезность и вредность воздействий и концентраций для человека, а затем и для всей биоты, т. е. включая флору и фауну. Наличия только критериальной общности недостаточно для объединения всех видов контроля состояния и воздействий на природную среду в единую систему. Необходимо достигнуть методологической и организационной общности.

Задача выработки методологической и организационной общности несколько облегчается тем, что в основе большинства видов контроля лежат аналитические методы определения или сравнения тех или иных массовых концентраций. В экологическом контроле также широко используются линейные, массовые и объемные измерения, но они, как правило, являются вспомогательными и применяются для определения удельных характеристик концентраций и воздействий.

Однако во всех случаях конечная задача экологического контроля — определение качественного состава и количественных характеристик воздействий, веществ и их концентраций в заданной мере (объем, масса, площадь) для сравнения полученных значений с заданной мерой и оценка результатов с позиций полезности или вредности для биоты.

Надо полагать, что эти требования позволят со временем обосновать и разработать:

- общие теоретические положения и единую методику назначения норм 
(допустимых количественных и качественных вариаций от «нормальных» 
значений, определенных фоновым контролем или другими методами);

- единую систему метрологического обеспечения экологического контроля, основанную на комплексе государственных стандартных образцов состава и свойств веществ, принятых за нормальные;

- единую систему информационно-справочных данных (базу данных) для экологического обеспечения производства и строительства;

- учебные программы для целенаправленной подготовки специалистов по комплексному экологическому контролю и т. д.

Параметры и показатели экологического контроля или нормы охраны окружающей среды устанавливаются системой государственных стандартов по охране природы. В настоящее время действует более 100 различных стандартов, регламентирующих нормы охраны атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв, геологической среды (земель, грунтов, недр), лесных и других угодий, водной и наземной флоры, всех видов фауны. Ряд норм экологического контроля определен государственным законодательством.

Многообразие регулирующих охрану природы и регламентирующих экологический контроль документов чрезвычайно затрудняет практическое пользование ими. Их очень трудно собрать вместе, изучить и учесть, особенно в местах проведения экологического контроля при проведении строительных работ. Помимо этого общее большое количество разнообразных единичных экологических норм не решает одной из основных проблем охраны окружающей среды — однозначного комплексного определения условий экологического баланса для какой-либо отдельно взятой территории.

Нормирование и контроль отдельных параметров природной среды необходимо осуществлять исходя из общего критерия восстановления или улучшения нарушенных компонентов природной среды, однако условия достижения такого состояния в нормативах не оговорены. Это затрудняет технологическое проектирование, выполнение природоохранных восстановительных работ, а также контроль качества проектов (экологическую экспертизу) и работ (экологический контроль в производственной форме).

Проблема нормативного обеспечения природоохранной деятельности может быть решена путем разработки единых норм и правил по охране окружающей среды, содержащих необходимую «выжимку» из всей номенклатуры действующей нормативно-технической документации (НТД) по каждому случаю производственной или строительной деятельности, а также жизнедеятельности социумов в системах «человек — объект — технология — регион», широкого применения современной информационно-вычислительной техники.

В базу  данных ЭВМ в систематизированном виде закладывают все действующие нормы и правила по охране природы. Затем из базы данных целевым способом отбирают все необходимые сведения по какому-либо конкретному случаю — экологической ситуации. База данных по НТД может функционировать самостоятельно или в составе комплексной системы

 

2.3 Комплексный инженерно-экологический мониторинг.

 

Информация о состоянии окружающей природной среды, об изменениях этого состояния давно используется человеком для планирования своей деятельности. Уже более 100 лет наблюдения за изменением погоды, климатом ведутся регулярно в цивилизованном мире. Это всем нам знакомые метеорологические, фенологические, сейсмологические и некоторые другие виды наблюдений и измерений состояния окружающей среды. Теперь уже никого не надо убеждать, что за состоянием природной среды надо постоянно наблюдать. Все шире становится круг наблюдений, число измеряемых параметров, все гуще сеть наблюдательных станций. Но проблемы мониторинга с его развитием становятся все более сложными. В развитии мониторинга различают его формы — глобальный, региональный, локальный (линейный).