PAGE МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В. Н. КАРАЗІНА О. м. кРАЙНЮКОВ МОНІТОРИНГ ДОВКІЛЛЯ НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК для студентів екологічних спеціальностей вищих навчальних закладів харкІв – 2009 УДК 504.064.3 (075.8) ББК 20.18я73 К 78 Рекомендовано Вченою радою Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна (протокол №№ 11 від 29 травня 2008 р.) Рецензенти: доктор сільськогосподарських наук, професор, директор ННЦ «Інститут ґрунтознавства і агрохімії ім. О. Н. Соколовського» УААН – Балюк С. А.; доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри експертизних технологій та екологічної безпеки Національного аерокосмічного університету ім. М. Є. Жуковського «ХАІ» – Кобрін В. М.; доктор технічних наук, професор, головний науковий співробітник Українського науково-дослідного інституту екологічних проблем – Лозанський В. Р. К 78 Крайнюков О. М. Моніторинг довкілля: Навчальний посібник. – Х.: ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2009. – 176 с. ISBN 978-966-623-594-0 У навчальному посібнику висвітлено необхідність створення та етапи удосконалення системи моніторингу довкілля, наведено класифікацію видів забруднення навколишнього природного середовища та методи оцінювання екологічних ситуацій. Розкрито мету, завдання та принципи функціонування державної системи моніторингу навколишнього природного середовища в Україні, висвітлено сучасний стан та перспективи її розвитку. Розглянуто ієрархічні рівні та класифікацію системи моніторингу за видами її функціонування. Здійснено аналіз основних законодавчих та нормативних документів, що використовуються для організації та проведення моніторингу. Наведено відомості щодо об’єктів моніторингу різних компонентів навколишнього середовища, перелік та функції суб’єктів моніторингу. Розглянуто питання щодо методичного, метрологічного, технічного, програмного, організаційного та наукового забезпечення функціонування системи державного моніторингу. Наведено основні відомості щодо систем екологічного менеджменту та екологічного аудиту, як механізму управління екологічною безпекою. Навчальний посібник призначено для підготовки фахівців вищих навчальних закладів за напрямом «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування». УДК 504.064.3 (075.8) ББК 20.18я73 © ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2009 ISBN 978-966-623-594-0 © Крайнюков О. М., 2009 © Літвінова О. О.,макет обкладинки, 2009 ЗМІСТ Вступ................................................................................ 5 Модуль 1. Створення та удосконалення системи моніторингу довкілля. Класифікація видів забруднення навколишнього при​родного середовища. Екологічний стан території та екологічна ситуація. Проблеми, що вирішуються в межах глобального моніто​рингу...................................................................................... 7 1.1. Передумови створення системи моніторингу довкілля та її удосконалення.............................................................. 1 10 1.2. Класифікація видів забруднення навколишнього природного середовища........................................................ 12 1.3. Екологічний стан території. Екологічна ситуація. Оцінювання екологічних ситуацій.......................................... 17 1.4. Глобальний моніторинг................................................... 25 Контроль-колоквіум з модуля 1................................................... 31 Тестовий контроль з модуля 1..................................................... 33 Модуль 2. Загальні підходи щодо організації та здійснення системи моніторингу. Державна система моніторингу довкілля в Україні. Принципи функціонування, структура та ієрархічні рівні. Нормативно-правове, методичне, метрологічне, технічне та програмне забезпечення здійснення моніторингу............................. 38 2.1. Загальні підходи щодо організації та здійснення системи моніторингу............................................................. 43 2.2. Мета, завдання та принципи функціонування державної системи моніторингу довкілля (ДСМД) в Україні...................... 50 2.3. Структурні елементи державної системи моніторингу довкілля.............................................................................. 52 2.4. Методичне, метрологічне, технічне, програмне, організаційне, наукове та нормативно-правове забезпечення здійснення державної системи моніторингу довкілля в Україні...................... 55 2.5. Недоліки у функціонуванні Державної системи моніторингу довкілля в Україні.............................................. 61 2.6. Підходи щодо організації та здійснення моніторингу в розвинених країнах............................................................ 63 Контроль-колоквіум з модуля 2................................................... 67 Тестовий контроль з модуля 2..................................................... 69 Модуль 3. Моніторинг атмосфери, гідросфери, літосфери, біологіч​них ресурсів та біологічного різноманіття. Моніторинг у сфері поводження з відходами. Об’єкти моніторингу. Суб’єкти моніторингу та їх функції........................................................................................ 77 3.1. Об’єкти та суб’єкти моніторингу....................................... 80 3.2. Моніторинг атмосферного повітря..................................... 85 3.3. Моніторинг вод.............................................................. 89 3.4. Моніторинг ґрунтів...................................................... 94 3.5. Моніторинг у сфері поводження з відходами................... 101 3.6. Моніторинг біорізноманіття.......................................... 107 Контроль-колоквіум з модуля 3........................................... 112 Тестовий контроль з модуля 3............................................. 113 Модуль 4. Система екологічного менеджменту як основа управління екологічною безпекою на національному та міждержавному рівнях 120 4.1. Мета та принципи екологічного менеджменту ………………….. 124 4.2. Стандартизація з питань функціонування системи екологічного менеджменту ………………………………………………………. 129 4.3. Законодавчо-правова основа системи екологічного менеджменту в Україні ………………………………………………………….. 133 4.4. Екологічний аудит як елемент системи екологічного менеджменту …………………………………………………………………..…….. 137 4.5. Екологічна оцінка на стадії планування як основа запобігання негативним наслідкам діяльності ………………. 140 Контроль-колоквіум з модуля 4 ……………………………………………… 143 Тестовий контроль з модуля 4 ………………………………………………… 144 Алфавітний покажчик термінів.......................................... 150 Список використаної літератури......................................... 152 Додаток А. Значення встановлених нормативів вмісту речовин в атмосферному повітрі та методи визначення їх концентрації..................................................................... 156 Додаток Б. Значення встановлених нормативів гранично допустимих концентрацій шкідливих речовин для води водних об’єктів та методи їх визначення............................... 165 ВСТУП Технічний прогрес суспільства завжди супроводжувався численними проблемами. До однієї з головних слід віднести протиріччя між розвитком цивілізації та природним середовищем. Починаючи із 70 років ХХ століччя суспільство опинилось на порозі глобальної екологічної кризи, прояви якої добре відомі. Це деградація природних екосистем, втрата біорізноманіття та зникнення багатьох видів тварин і рослин, зростання захворюваності населення, нестача продуктів харчування, чистої питної води, глобальна зміна клімату, виснаження озонового шару на фоні посилення антропогенного навантаження на природне середовище і т. ін. Після Всесвітньої конференції з охорони навколишнього середовища в Ріо-де-Жанейро отримало розповсюдження нове поняття «стійкий розвиток», що означає такий соціально-економічний розвиток суспільства, управління яким повинно забезпечувати передачу нащадкам усіх природних ресурсів у стані, не гіршому від сучасного. Означена Концепція стала основою управління розвитком світової спільноти, орієнтованого на подолання протиріч між зростанням потреб суспільства у використанні природних ресурсів і необхідністю зупинення подальшої деградації природних екосистем як середовища мешкання всіх живих істот на Землі. Очевидно, що головним чинником у системі управління станом природного середовища, який відповідав би поставленим цілям «стійкого розвитку» суспільства, є зменшення рівня антропогенного впливу на природні екосистеми. Враховуючи той безперечний факт, що одним з найбільш екологічно небезпечних факторів антропогенного навантаження на навколишнє середовище є викиди і скиди забруднюючих речовин, які утворюються в процесі діяльності підприємств різних галузей промисловості, одним із ефективних механізмів зменшення антропогенного навантаження на довкілля є екологізація виробництва шляхом впровадження систем екологічного менеджменту. Еколо​гічний менеджмент є складовою загальної системи управління станом навколишнього природного середовища, це якісно нова ідеологія управління діяльністю в ринкових умовах, в основу якої покладено принцип пріоритетності екологічних проблем. Для забезпечення ефективного функціонування систем екологічного менеджменту необхідна об’єктивна інформація щодо впливу на стан навколишнього середовища наслідків функціонування суб’єктів господарської діяльності. Таку інформацію можна отримати при здійсненні спостережень в системі моніторингу довкілля. Навчальна дисципліна «Моніторинг довкілля» забезпечує формування цілісних знань майбутнього фахівця-еколога на рівні бакалавра у галузі, що є однією з найважливіших складових державної природоохоронної політики будь-якої країни – це організація та здійснення системи моніторингу довкілля, пріоритетами функціонування якої є захист життєво важливих екологічних інтересів людини і суспільства в цілому, збереження природних екосистем, відвернення кризових змін екологічного стану різних компонентів довкілля, запобігання надзвичайним екологічним ситуаціям. У процесі навчання формуються знання та вміння, необхідні майбутньому фахівцеві для роботи в регіональних і національних природоохоронних службах України, у регіонах, де екологічна ситуація залишається вкрай складною, навантаження на природне середовище зростає, а забруднення і виснаження природних ресурсів продовжує загрожувати здоров’ю населення, екологічній безпеці та економічній стабільності держави. У навчальному посібнику подано загальні уявлення про систему моніторингу довкілля. Розглянуто види систем моніторингу, принципи їх функціонування та ієрархічні рівні, проаналізовано нормативно-правове, методичне, метрологічне, технічне та програмне забезпечення здійснення Державної системи моніторингу в Україні. Наведено відомості щодо об’єктів та суб’єктів моніторингу, розглянуто особливості здійснення моніторингу атмосфери, гідросфери, літосфери, біологічних ресурсів, моніторингу у сфері поводження з відходами. Окремий розділ присвячено важливому завершальному етапу моніторингу – прийняттю управлінських рішень, зокрема, використанню перевірених досвідом ряду розвинених країн систем екологічного менеджменту й екологічного аудиту. Навчальний посібник розраховано на студентів екологічних та географічних спеціальностей вищих навчальних закладів. Модуль 1 СТВОРЕННЯ ТА УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ ДОВКІЛЛЯ. КЛАСИФІКАЦІЯ ВИДІВ ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО ПРИРОДНОГО СЕРЕДОВИЩА. ЕКОЛОГІЧНИЙ СТАН ТЕРИТОРІЇ ТА ЕКОЛОГІЧНА СИТУАЦІЯ. ПРОБЛЕМИ, ЩО ВИРІШУЮТЬСЯ В МЕЖАХ ГЛОБАЛЬНОГО МОНІТОРИНГУ Програмні матеріали з модуля 1 Сучасний етап розвитку людської популяції характеризується прогресом науки та новітніх технологій майже в усіх галузях виробництва, інтенсивним та ірраціональним використанням природних ресурсів, що відобразилося на якості навколишнього природного середовища. Екологічна ситуація, що склалася до середини ХХ століття розглядається як кризова. Тому перед людством постало питання пошуку нових інтенсивних шляхів та методів пом’якшення антропогенного тиску на навколишнє середовище, забезпечення функціонування природних екосистем. З метою уявлення загального існуючого стану навколишнього природного середовища та розробки науково-обґрунтованих рекомендацій з покращення цього стану було створено систему моніторингу довкілля. У матеріалах модуля 1 дано загальне уявлення про систему моніторингу довкілля, простежено етапи його формування, наведено основні види забруднення навколишнього природного середовища, сформульовано визначення та розкрито сутність понять екологічний стан території та екологічна ситуація, ознайомлено з голов​ними екологічними проблемами, які є предметом глобального моніторингу. Нормативні навчальні елементи з модуля 1 1. Система моніторингу довкілля. 2. Визначення поняття «моніторинг» за Р. Е Манном. 3. Визначення поняття «моніторинг» за Ю. А Ізраелем та І. П Герасимовим. 4. Визначення поняття «моніторинг» за М. Ф Реймерсом. 5. Сучасне визначення поняття «система моніторингу навко​лишнього природного середовища». 6. Спостереження за станом навколишнього природного середовища. 7. Аналіз та оцінка інформації щодо зміни стану навколишнього природного середовища. 8. Прогнозування змін стану навколишнього природного середовища. 9. Розробка науково-обґрунтованих рекомендацій та прийняття управлінських природоохоронних рішень. 10. Класифікація видів забруднення. 11. Фізичне забруднення. 12. Радіаційне та радіоактивне забруднення. 13. Хімічне забруднення. 14. Біологічне забруднення. 15. Екологічний стан території. 16. Екологічна ситуація. 17. Надзвичайна екологічна ситуація. 18. Зона екологічного лиха. 19. Критерії та показники оцінки екологічної ситуації. 20. Глобальний моніторинг. 21. Моніторинг озонового шару. 22. Моніторинг Світового океану. 23. Моніторинг біорізноманіття. Знання та уміння, що повинні сформуватися у студента в результаті вивчення модуля 1 · Знати нормативні навчальні елементи з модуля 1. · Вміти обґрунтовувати доцільність здійснення моніторингу навколишнього природного середовища на прикладі надзвичайних екологічних ситуацій, які виникали в межах України, своєї області. · Знати основні фактори, що зумовили створення системи моніторингу довкілля. · Знати, коли вперше було запропоновано ввести поняття «моніторинг». · Вміти охарактеризувати основні види забруднень навко​лишнього природного середовища. · Орієнтуватись, які складові елементи були притаманні системі моніторингу в первинному вигляді. · Знати, за яких причин удосконалювалась система моніто​рингу до сучасного рівня. · Вміти розкрити сутність поняття «Моніторинг довкілля» від класичного до сучасного та простежити етапи вдосконалення системи моніторингу. · Вміти формулювати сучасне трактування системи моніто​рингу та назвати всі її складові елементи. · Знати, які критерії та показники використовуються для оцінки екологічного стану території. · Знати, стан яких природних компонентів необхідно проаналізувати для здійснення оцінки екологічної ситуації. · Сформулювати екологічні проблеми, що становлять найбіль​шу небезпеку для навколишнього природного середовища та є предметом глобального моніторингу. ЛІТЕРАТУРА для вивчення модуля 1, підготовки до контроль-колоквіуму і тест-контролю 1. Величко О. В., Зеркалов Д. В. Екологічний моніторинг: Нав​чальний посібник. – К.: Науковий світ, 2001. – 205 с. 2. Вронский В. А. Прикладная экология: Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1996. – 512 с. 3. Герасимов И. П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды // Изв. АН СССР. Сер. геогр. – 1975. – № 3. – С. 13-25. 4. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 375 с. 5. Израэль Ю. А., Гасилина Н. К., Ровинский Ф. Я. Система наблюдений и контроля загрязнений природной среды в СССР // Метеорология и гидрология. – 1978. – №10. – С. 5-12. 6. Критерии оценки экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Главное научно-техническое управление. – М., 1992. – 58 с. 7. Никаноров А. М., Хоружая Т. А. Глобальная экология: Учебное пособие. – М.: Изд. ПРИОР, 2000. – 285 с. 8. Популярный экологический словарь / Под редакцией А. М. Гилярова. – М., 1999. – 255 с. 9. Реймерс Н. Ф. Экология (теория, законы, правила, гипотезы) // Россия молодая. – М., 1994. – 267 с. 10. Себин В. И. Глобальная экология: Учебное пособие. – Благовещенск: Благовещенский пединститут, 1996. – 62 с. 11. Мann R. E. Global Environmental Monitoring System (GEMS). – SCOPE. rep. 3, Toronto, 1973. – 130 p. 12. Report of the International Meeting on Monitoring held at Nairobi 11-20 Feb. 1974. – 60 p. 13. Report of the Interagency Working Group on Monitoring on the Development of a Global Environmental Monitoring System. – Nairobi, UNEP, IG. ½ Nov. 15, 1975. 1.1. Передумови створення системи моніторингу довкілля та її удосконалення Необхідність створення системи моніторингу з’явилась у зв’язку із прогресуючим наростанням антропогенного впливу на природне середовище в результаті взаємодії суспільства і природи. Для цього процесу характерні три основні стадії, які вважаються етапами розвитку глобальної системи «суспільство – природа»: · функціонально незамкнена система (від виникнення людського суспільства до епохи пізнього палеоліту) – слабкі антропогені впливи ще не викликали змін у навколишньому природному середовищі; · функціонально-частково замкнена система продовжувалась приблизно 40 тис. років (від епохи пізнього палеоліту до середини ХХ століття). На цій стадії вже почала проявлятися зворотна реакція природного середовища на антропогенні впливи, але відчутних для людства негативних наслідків ще не спостерігалось; · функціонально-замкнена система (із середини ХХ століття до наших днів), коли значний антропогенний вплив на природу створив реальну загрозу виникнення невідворотних глобальних процесів, які спроможні зробити навколишнє природне середовище непридатним для подальшого розвитку цивілізації та самого існування людського суспільства. У цілому весь період, що охоплює першу та другу стадії, характеризувався тим, що запаси і природне відтворення природних ресурсів значно перебільшували потреби суспільства. Таким чином, починаючи із середини ХХ століття, почалася сучасна екологічна криза, яка набула глобального, загальносвітового значення, тому що виникла небезпека руйнування умов життєзабезпечення людства та функціонування біосфери в цілому. В останні десятиріччя спостерігається зменшення концентрації стратосферного озону, а над полярними областями виникли так звані «озонові дірки». Ця тенденція викликає особливе занепо​коєння, оскільки озоновий шар має властивість поглинати жорстку ультрафіолетову радіацію, яка згубно діє на живі організми. Людство йде до вичерпання багатьох видів мінеральної сировини, чистої прісної води. Доступну сировину, згідно з багатьма прогнозами буде вичерпано до 2100 року, а органічне паливо – ще раніше, тому виникають проблеми забезпечення мінеральними та енергетичними ресурсами. Створення потужних ГЕС призводить до вилучення надто великих площ сільськогосподарських угідь, а будівництво нових атомних електростанцій викликає обурення громадськості у зв’язку з потенційною загрозою аварій і, як наслідок, можливими катастрофічними наслідками. Екологічна ситуація, що склалася в останні десятиріччя обумовила інтенсивний пошук шляхів та методів зменшення негативних наслідків втручання людини у функціонування природних екосистем. Для отримання необхідних уявлень щодо реального стану на перспективу та цілеспрямованого управління його якістю на початку 70 років ХХ століття на конференції ООН з охорони навколишнього середовища (Стокгольм, 5–16 червня 1972 р.) було запропоновано організувати систему повторних спеціальних спостережень за станом навколишнього природного середовища у просторі та часі за спеціально підготовленою програмою. Тоді вперше з’явився термін «моніторинг» (від англ. monitoring – той, що спостерігає, наглядає, нагадує). Означене визначення системи моніторингу було запропоновано Р. Манном. Наукові засади здійснення системи моніторингу в умовах колишнього СРСР було розроблено І.П. Герасимовим та Ю.А. Ізраелем. Відповідно до їх концепцій систему моніторингу, у порівнянні з первинним визначенням за Манном, було доповнено важливим елементом, а саме, урахуванням антропогенних факторів впливу на зміни стану навколишнього природного середовища. З часів свого утворення, по мірі ускладнення екологічних проб​лем, система моніторингу довкілля незмінно удосконалювалась та трансформувалась. Цей процес продовжується і по цей час. Відповідно до визначення моніторингу за Манном Р.І. основною метою системи моніторингу є проведення спостережень за станом навколишнього природного середовища. У подальшому, з появою нових завдань, система моніторингу ускладнювалась шляхом включення допоміжних елементів – аналізу та оцінки змін стану навколишнього природного середовища під впливом антропогенних та природних чинників, прогнозу стану на короткострокову та довгострокову перспективи, розроблення науково-обґрунтованих рекомендацій для прийняття управлінських рішень з метою покращання стану навколишнього природного середовища. Нижче приведено декілька визначень поняття «моніторинг», в яких простежуються етапи удосконалення системи моніторингу. Моніторинг (за Манном) – це система повторних спостережень одного чи більше елементів навколишнього природного середовища у просторі та часі з визначеними цілями у відповідності до заздалегідь підготовленої програми. Моніторинг (за Ю.А. Ізраелем  та І.П. Герасимовим ) – система спостережень, яка дозволяє виявити зміни стану біосфери під впливом людської діяльності. Моніторинг навколишнього (людини) середовища (за М.Ф. Рей​мерсом ) – слідкування за станом навколишнього природного середовища та попередження про критичні ситуації, шкідливі або небезпечні для здоров’я людей та інших живих організмів. Державний моніторинг довкілля (відповідно до Положення КМУ «Про державну систему моніторингу довкілля» від 30 березня 1998 р. №391) – це система спостережень, збору, обробки, передачі, збереження, аналізу й оцінки інформації про стан довкілля, прогнозування його змін і розробка науково-обґрунтованих реко​мендацій для прийняття управлінських рішень. 1.2. Класифікація видів забруднення навколишнього природного середовища Антропогенне навантаження на навколишнє природне середовище може бути обумовлено різними факторами, які отримали назву «забруднення». Забруднення класифікують за такими основними видами: · фізичне – шумове, вібраційне, теплове, світове, електромагнітні поля, іонізуюче випромінювання; · хімічне – надходження до навколишнього середовища різноманітних хімічних речовин та їхніх сполук; · біологічне – привнесення у середовище та розмноження у ньому небезпечних для здоров’я людини організмів. Фізичне забруднення Фізичне забруднення – це забруднення, яке пов’язано зі зміною фізичних параметрів середовища: температурно-енергетичних (теплове забруднення), хвильових (світлове, шумове та електромагнітне забруднення), радіаційних (радіаційне, радіоактивне забруднення). Шумове забруднення – це перевищення природного рівня шуму та понаднормативна зміна звукових характеристик (періодичність, сила звуку) на робочих місцях, у населених пунктах та інших міс​цях внаслідок роботи транспорту, промислових установок, побутових приладів, поведінки людей або з інших причин. Шум є одним із найбільш несприятливих факторів сучасного життя людини. Вплив шуму на людину викликає нервові розлади, збільшує стомлюваність, негативно впливає на слух. Рівень шуму вимірюють у децибелах (дБ). Рівень шуму в 20–30 дБ практично не шкідливий для людини (або живих організмів), його створюють природні ландшафти, він характерний для сільських поселень. Допустимим вважається рівень шумового забруднення, що дорівнює 70–80 дБ (читальні зали, салони автомобілів), але при постійному шумовому впливі у 70 дБ та більше після 10 років проживання у таких умовах спостерігається загальний зріст захворюваності населення. Існують санітарні норми рівнів шуму. Так, для житлових приміщень прийнятним є рівень шуму в 30дБ, навчальних класів і аудиторій – 40 дБ, для пасажирських залів, торгі​вельних залів, підприємств побутового обслуговування – 60 дБ, для внутрішньоквартальних мікрорайонів – 45дБ. Гранично допустимим є рівень шуму у 80–100 дБ (відбійний молоток, вантажівки, оркестр). Вплив шумового забруднення більше 110 дБ призводить до порушень здоров’я (громові розряди, реактивний літак на злеті, постріли, вибухи). Рівень шуму у 180 дБ та більше є смертельним для людини. Серед найбільш вагомих джерел шумового забруднення слід виділити міський транспорт та авіацію. На транспортних магістралях великих міст рівень шуму складає 70–85 дБ, він продовжує зростати в результаті збільшення інтенсивності руху та кількості автотранспорту. Сильно перевищеним є рівень шуму, що виникає у результаті діяльності залізничного транспорту. Лише на відстані 300 м. від залізничних станцій рівень шуму наближається до гранично допустимих рівнів. При розташуванні аеропортів у межах міста під трасами прольоту літаків створюється шум до 100–120 дБ. Спостерігається також негативний вплив шуму на рослинність. У результаті впливу шуму відбувається надмірне виділення вологи через листя та руйнування рослинних клітин. Вібрація. Під вібрацією розуміють механічні коливання пружних тіл. Джерелами вібрації є дизель-молоти, транспорт та ін. Звичайно вібрація розповсюджується від джерела на відстані до 100 м. Найбільш потужне джерело вібрації – залізничний транспорт. Коливання ґрунту поблизу залізничних шляхів перебіль​шують коливання, що виникають при землетрусі силою 6–7 балів. У метрополітені інтенсивна вібрація розповсюджується на 50–70 м. Велику небезпеку являє інфразвукове випромінювання. Його частота складає 16–20 герц, а хвилі характеризуються великою проникаючою здатністю. Джерелами технічного інфразвуку є газо​турбінні станції, потоки автотранспорту, що рухається, двигуни ракет та літаків. Інфразвук здатен викликати небезпечний резонанс у легенях, серці, черевній порожнині. Електромагнітне забруднення – форма фізичного забруднення. Виникає в результаті зміни електромагнітних властивостей середовища (від ліній електропередач, радіо, телебачення та ін.), призводить до порушення роботи електронних систем та змін у клітинних і молекулярних біологічних структурах. При подовженому впливі електромагнітного поля промислових частот може виникати підвищена стомлюваність, почуття апатії, підвищеної стурбованості. Найбільш відомою формою електромагнітного випромінювання є видиме світло. Світлове забруднення – порушення природного освітлення місцевості у результаті дії штучних джерел світла. Веде до порушення нормальних біологічних ритмів живих організмів, адаптивних властивостей організмів, а також роботи біологічних годинників та ін. У результаті збільшення освітленості (особливо у містах) виникає порушення природного світлового режиму, що викликає негативні наслідки функціонування екосистем. Теплове забруднення є неминучим слідством використання людиною різних видів енергії, в результаті якого виділяється тепло, що розсіюється у біосфері. Оскільки середній ККД енергетичних установок не перевищує 30%, то близько 70% енергії, що виробляється, йде на нагрівання біосфери. Теплове забруднення веде до змін термічного й біологічного режимів функціонування екосистем. Використання електроенергії у містах супроводжується витоками електричного струму у ґрунт, що призводить до виникнення поля мандрівних струмів. Це явище називають електрокорозійним забрудненням, воно викликає корозійні ушкодження металіч​них та залізобетонних конструкцій. При ушкодженні водопровідної мережі та стічно-фекальної каналізації відбувається підтоплення ґрунту, зсуви, бактеріальне та хімічне забруднення ґрунтів та підземних вод. Екологічно несприятливий вплив чинять електромагнітні та радіохвильові випромінювання при частоті у 50 Гц. Джерелами пер​ших є підстанції електропередач, других – антени радіо і телепередач, спеціальні засоби зв’язку і радіолокаційні станції. Фізіологічний вплив електромагнітних полів на організм людини обумов​люється індукційними струмами, що течуть через тканини тіла людини. Безпечна межа сили індукційного струму складає 5мА. Радіаційне забруднення – це забруднення, що обумовлено дією іонізуючого випромінювання. Радіоактивне забруднення – це форма фізичного забруднення, пов’язаного з перебільшенням природного рівня вмісту радіоактивних речовин у середовищі. В останні десятиріччя з’явилося нове джерело, що загрожує людині та іншим живим організмам – іонізуюча радіація. Природ​ний фон, що утворений космічними проміннями та розсіяними у земній корі радіоактивними елементами, є невеликим. Доза, що поглинається, дорівнює в середньому 2*10-3 Гр/грей і в більшості випадків не являє загрози живим організмам. Іонізуюча радіація утворюється в результаті розпаду деяких радіоактивних хімічних елементів, таких як уран, торій, радій. Останнім часом з’явилося багато джерел випромінювання іоні​зуючої радіації – АЕС та ядерні боєприпаси, дослідницькі ядерні реактори, вимірювальні прилади (наприклад, для вимірювання запасів снігового покриву та вологи у ґрунті), сховища відпрацьованого ядерного палива тощо. Вплив радіоактивного випромінювання на живі організми призводить до істотного порушення та змін процесів життєдіяльності. Так, наприклад, опромінення у 400 рентген за 30 діб призводить до загибелі 50% тварин. Хімічне забруднення Хімічне забруднення – зміна природних хімічних властивостей середовища, що перебільшує середньобагаторічні коливання кількості будь-яких речовин для періоду, що розглядається; проникнення у середовище хімічних речовин або відсутніх у цьому середовищі раніше, або змінюючих природну концентрацію до рівня, що перевищує встановлену норму. Кількість хімічних забруднень дуже велика – їх десятки тисяч видів. Кожен рік у світовому масштабі до навколишнього середовища потрапляє велика кількість різних хімічних речовин. Найбільше забруднення атмосферного повітря припадає на долю оксидів вуглецю, двооксиду сірки, оксидів азоту, вуглеводнів та ін. Велику небезпеку для навколишнього середовища являють син​тетичні речовини. За теперішнього часу синтезовано декілька сотень тисяч сполук. Багато з них токсичні. Наприклад, пестицид ДДТ та діоксин. ДДТ було синтезовано наприкінці ХIХ століття, він володіє широким спектром дії. Найбільша небезпека ДДТ полягає в тому, що він повільно руйнується у природному середовищі та має властивість накопичуватися й передаватися по тро​фічним ланцюгам. ДДТ чинить несприятливу дію на людину, зокрема сприяє розвитку онкологічних захворювань. У 70-ті роки минулого століття застосування ДДТ було заборонено у більшості країн. Діоксин – синтетична отрута, що характеризується високою стабільністю. Він довго зберігається у природному середовищі, ефективно переноситься ланцюгами живлення. Діоксин вражає організм завдяки здатності збільшувати активність ряду окислювальних залізовміщуючих ферментів, що призводить до порушення обміну багатьох життєво важливих речовин та пригніченню функцій ряду систем організму. Діоксин швидко поглинається рослинами та накопичується у ґрунті. Завдяки здатності до утворення комплексів діоксин міцно зв’язується з органічною речовиною ґрунту. Чинить мутагенну, канцерогенну та тератогенну дію на тварин і людей. Аномалії, що здобуваються, можуть передаватися спадково. За теперішнього часу в промисловості широко використовуються поліхлорировані біфеніли. Ці сполуки, потрапляючи у ґрунт, воду, атмосферу, вкрай повільно розкладаються. Тому, стільки б мало їх не було у природному середовищі, з часом вони накопичуються у живих організмах, досягаючи концентрацій, які у тисячі та мільйони разів перевищують їх вміст у воді та атмосферному повітрі. Біологічне забруднення Біологічне забруднення – привнесення у середовище та розмноження у ньому небезпечних для здоров’я людини організмів (кишкова паличка, холерні вібріони, ентерококи та інші хвороботворні мікроорганізми, яйця глистів). Прикладом біологічного забруднення поверхневих вод є «цвітіння води» синьозеленими водоростями. До біологічного забруднення можна також віднести обростання механічних пристроїв різноманітними організмами (водопровідних мереж мікроорганізмами – бактеріями, найпростішими; днищ суден – молюсками). Як видно із вищенаведеного, моніторинг охоплює спостереження за факторами антропогенних впливів – хімічними, фізичними і біологічними, а також за ефектами, які викликаються цими впливами у навколишньому середовищі. При здійсненні моніторингу на основі результатів спостережень важливо мати дані як щодо абіотичної складової навколишнього природного середовища, так і про стан біоти, тобто функціонування екосистем та їх реакцій на зміни стану природного середовища. При цьому в процесі здійснення моніторингу необхідно, насамперед, виявити критичні ситуації, виділити екологічно небезпечні фактори впливу і найбільш схильні до впливу елементи біосфери. Надзвичайно важливим елементом моніторингу є оцінка стану природного середовища. Вибір характеристик та показників, їх безпосередні вимірювання та визначення є етапом такої оцінки. Слід підкреслити, що за однією величиною інтенсивності якогось фактору або за окремим значенням функції стану якогось елементу середовища ще неможливо відповісти на питання щодо стану природного середовища. Для цього необхідно їх порівняння з деяким спеціально відпрацьованим критерієм, еталоном, наприклад, порів​няння фактичного значення концентрації забруднюючої речовини зі значенням її гранично допустимої концентрації. Визначення допустимих для екосистем антропогенних навантажень на фоні природної мінливості їх стану ґрунтується на понятті екологічного резерву ємності даної системи. Істотну роль у цьому питанні відіграє поняття стійкості системи і залежності між величиною впливу та ефектами, що викликаються цим впливом. 1.3. Екологічний стан території. Екологічна ситуація. Оцінювання екологічних ситуацій Визначення екологічного стану природного середовища необхідно для характеристики екологічної ситуації будь-якої території. Екологічний стан території – це сукупність хімічних, фізичних та біологічних характеристик даної території, що визначають ступінь антропогенного впливу на неї. Для визначення екологічного стану території необхідно: · скласти та описати карту-схему регіону із зазначенням основ​них виробництв та великих автомагістралей з інтенсивними транспортними потоками, місць забору питної і технічної води, місць скиду стічних вод та розміщення очисних споруд; · визначити за даними статистичної звітності валові викиди і скиди забруднюючих речовин у цілому за регіоном та за основними виробництвами; · скласти список пріоритетних забруднюючих речовин по ре​гіону, у тому числі специфічних речовин; · провести оцінку стану атмосферного повітря, водних об’єктів, лісів та ґрунтів шляхом порівняння фактичних концентрацій забруднюючих речовин з нормативами; · провести оцінку стану поводження з відходами; · описати стан мереж водопостачання та каналізації із зазначенням санітарно-гігієнічної оцінки якості питної води і ступеня очист​ки стічних вод. Вплив антропогенної діяльності на природне середовище призвів до зміни природних характеристик тієї чи іншої території. Для характеристики величини цих змін було введено поняття «Екологічна ситуація». Наведемо одне з визначень цього поняття. Екологічна ситуація – це сукупність станів об’єктів та/або суб’єктів природного середовища у межах визначеної території (ландшафт, річковий басейн, територіально-адміністративний район, територія міста) у визначений проміжок часу. Екологічна ситуація може класифікуватися за збільшенням ступеня екологічної несприятливості наступним чином: · відносно задовільна; · напружена; · критична; · кризова (або зона надзвичайної екологічної ситуації); · катастрофічна (або зона екологічного лиха). Первинним елементом оцінювання екологічної ситуації виступає стан об’єкту та/або суб’єкту у визначений момент часу. Сукупність станів у межах визначеного періоду часу дає уявлення про стан об’єкту та/або суб’єкту в цілому. Сукупність станів різних об’єктів та/або суб’єктів у межах визначеної території дає уявлення про ситуацію. У даному контексті об’єкт являє собою абіотичну складову природного середовища, а суб’єкт – біотичну. Екологічні ситуації оцінюються у межах відповідних територій. Останні виділяються за різними причинами, звичайно у зв’язку з необхідністю оцінки ситуації у даному регіоні, або у рамках проектування та освоєння. Екологічні ситуації оцінюються у межах наступних систем: · навколишнього природного середовища; · ландшафтних систем різних рангів; · річкових басейнів; · адміністративних територій різних рангів; · господарсько-економічних систем різних рангів; · територій проектування або освоєння. Екологічні фактори у межах означених систем формуються як антропогенними, так і природними факторами і передумовами. Серед антропогенних факторів можна виділити наявність антропогенних джерел забруднення, антропогенне перетворення ландшафтів, господарська освоєність території, інтенсивність споживання природних ресурсів. До природних факторів відносяться: рівень стійкості екосистем, умови міграції та траєкторії перерозподілу речовин, наявність або відсутність небезпечних природних явищ, природних осередків інфекції. До основних параметрів, що характеризують екологічну ситуацію, звичайно відносять рівень сумарного техногенного навантаження на територію, обумовлений структурою природокористування; стійкість природних екосистем; рівень збалансованості та стабільності соціально-економічних систем та ін. Оцінювання екологічної ситуації будь-якої території ґрунтується на використанні різних нормативів (санітарно-гігієнічних, рибогосподарських, екологічних, природно-ресурсних і т. ін.), які регламентують стан окремих компонентів природного середовища. Як порівняльний критерій звичайно використовують нормативи ГДК. Особливість оцінки екологічних ситуацій полягає у їх динамізмі. Важливо знати не тільки ситуацію на даний момент часу, але і тенденції, тобто попередню ситуацію, а також ситуацію, що прогнозується. Процеси та явища, що визначають екологічні ситуації, можуть бути постійними, періодичними, разовими, епізодичними. Відповідні реакції систем не є дзеркальним відображенням впливів, оскільки системи проявляють пружність, інерційність, в них відбуваються ланцюгові реакції тощо. Реакція системи на вплив звичайно запізнюється, що пов’язано з інерційністю. У результаті в екосистемах встановлюються різні тенденції екологічного стану: рівноважні, прогресуючі, хронічні, пульсуючі, затухаючі. Якщо навіть у момент часу, що розгля​дається, фіксуються аналогічні значення показників забруднення середовища, їх не можна розглядати як однотипні екологічні ситуації, бо в одному випадку ситуація може бути успадкована, в іншому – є наслідком швидкого розвитку процесів, що відбуваються. Для складання прогнозу екологічної ситуації необхідно визначити фактори, відповідальні за згадані тенденції. Частіше за все має місце нашарування дії різних факторів. Нерідко та чи інша екологічна проблема є наслідком давно минулих явищ, тобто є залишковою. Відповідно до критеріїв оцінки екологічного стану надзвичайна екологічна ситуація на будь-якій території може бути зафіксована у випадку, коли в результаті господарської або іншої діяльності відбуваються стійкі негативні зміни у навколишньому природному середовищі, що загрожують здоров’ю населення, стану природних екологічних систем, генетичним фондам рослин та тварин. Зона екологічного лиха – це територія, де в результаті господарської або іншої діяльності відбулися глибокі невідворотні зміни у навколишньому природному середовищі, що спричинили істотне погіршання здоров’я населення, порушення природної рівноваги, руйнування природних екологічних систем, деградацію флори і фауни. Виявлення зон екологічного лиха та зон надзвичайних еколо​гічних ситуацій на підставі запропонованих критеріїв проводиться з метою визначення джерел і факторів погіршення екологічної ситуації та розробки обґрунтованої програми невідкладних заходів зі стабілізації та зниження ступеня екологічної несприятливості на території, що досліджується. Глибокі невідворотні зміни повинні розглядатися за відносно короткий історичний термін – не менш як за тривалість життя одного покоління людей. Під істотним погіршенням здоров’я населення розуміють збільшення невідворотних, несумісних із життям порушень здоров’я, зміна структури причин смерті (онкологічні захворювання, уроджені пороки розвитку, загибель плоду) та появу специфічних захворювань, що викликані забрудненням навколишнього середовища. А також істотне збільшення частоти відворотних порушень здоров’я (неспецифічні захворювання, відхилення фізичного та нервово-психіч​ного розвитку, порушення ходу вагітності, пологів й таке інше), пов’язаних із забрудненням навколишнього середовища. Ступінь погіршення здоров’я людини характеризують медико-демографічні критерії; ступінь зміни середовища проживання – критерії забруднення атмосферного повітря, води, ґрунтів, інтенсивність іонізуючого випромінювання. Під критерієм мається на увазі описання сукупності показників, що дозволяють охарактеризувати погіршення стану здоров’я населення та якості навколишнього середовища. Показники означають міру, параметри – межі інтервалів, що відповідають ступеням екологічної несприятливості території. Значення параметрів приймаються на основі наукових, експериментальних даних, або на основі експертних оцінок спеціалістів. Далі наведено основні критерії та показники оцінки екологічної ситуації. Атмосферне повітря Негативний вплив забруднення повітряного басейну на здоров’я населення і біоту відбувається двома основними шляхами, які повинні враховуватися при обстеженні зон можливого екологічного лиха: · у результаті прямого контакту з забрудненим повітрям; · у результаті випадіння забруднюючих речовин із атмосфери і вторинного забруднення вод і ґрунтів. Просторовий масштаб впливу коливається у надзвичайно широких межах у залежності від характеристик джерел забруднення і об’єктів впливу. Концентрація забруднюючих речовин від окремих локальних джерел у результаті процесів розсіяння і випадіння домішок доволі швидко зменшується з відстанню. Максимальні концентрації відмічаються на відстані біля 20 висот труби. Тому небезпечні для здоров’я людини концентрації від таких джерел спостерігаються, як правило, на площі не більше 10–100 км2. Для хвойних лісів, чутливість яких до забруднення атмосфери у декілька разів вище, ніж у людини, площа ураження рослинності може досягати 100–1000 км2. У великих промислових агломераціях відбувається накладення забруднень від окремих джерел, а загальна площа негативного впливу може бути близькою до площі самої агломерації або перебільшувати її. Ступінь забруднення атмосферного повітря встановлюється за кратністю перевищення ГДК з урахуванням класу небезпеки, сумації біологічної дії забруднення повітря і частоти перевищень ГДК. Основними показниками забруднення атмосферного повітря, що характеризують вплив на природне середовище (рослинність, ґрунти, поверхневі та підземні води), є критичне навантаження і критичні рівні забруднюючих речовин. Як встановлено із досвіду, критерієм для виділення зон екологічного лиха може служити перевищення у 10–15 разів критичних рівнів і навантажень для різноманітних інгредієнтів і в залежності від чутливості екосистем. Питна вода і вододжерела питного та рекреаційного призначення Небезпечне для здоров’я людей зниження якості питної води внаслідок інтенсивного забруднення джерел водопостачання і санітарно-епідеміологічного стану водних об’єктів рекреаційного призначення, є важливим фактором зміни середовища проживання людини та відіграє важливу роль при визначенні ступеня екологічної несприятливості територій. Висновок щодо ступеня санітарно-епідеміологічної несприятливості може бути зроблено на основі стабільного збереження негативних значень основних показників протягом достатньо тривалого періоду (не менше одного року). При цьому, як правило, відхилення від норм повинні спостерігатися за декількома критеріями, за виключенням випадків забруднення вододжерел і питної води патогенними мікроорганізмами та збудниками паразитарних захворювань, а також особливо токсичними (надзвичайно небезпечними) речовинами, коли висновок щодо несприятливості може бути зроблено на основі одного критерію. Показники, що характеризують забруднення вододжерел і питної води речовинами, що віднесені до третього та четвертого класу небезпеки, а також фізико-хімічні властивості та органолептичні характеристики води, відносяться до допоміжних. Взаємодія різних критеріїв оцінки якості питної води має базуватись на пріоритеті вимог того водокористування, чиї критерії більш жорсткі. Поверхневі води Виявлення вже сформованих зон надзвичайної екологічної ситуації та екологічного лиха здійснюється за хімічними і біологічними показниками. У першу чергу в якості основних показників оцінки стану поверхневих вод обрані токсичні, пріоритетні забруднюючі речовини, в тому числі ті, що мають кумулятивні властивості, накопичуючись в органах та тканинах водних організмів. Для сукупної оцінки небезпечних рівнів забруднення водних об’єктів при виділенні зон надзвичайної екологічної ситуації та екологічного лиха пропонується використовувати формалізований сумарний показник хімічного забруднення. Також у додаткові показники включено загальноприйняті фізико-хімічні та біологічні характеристики, що дають загальне уявлення щодо якості води, а також враховують здатність забруднюючих речовин накопичуватися в донних відкладах і водних організмах. При оцінці стану водних екосистем достатньо надійними показ​никами є характеристики стану і розвитку всіх екологічних груп водного угрупування. Підземні води Забруднення підземних вод на ділянках зони впливу госпо​дарських об’єктів характеризується концентрацією забруднюючих речовин і розміром площі області забруднення. Ґрунти Ґрунти, завдяки своїм природним властивостям, здатні накопичувати значні кількості забруднюючих речовин. Санітарно-гігієнічний підхід до вибору критеріїв екологічної оцінки ґрунтів населених пунктів визначається, з одного боку, можливістю переносу забруднюючих речовин у повітря і води цих територій, з іншого боку – безпосереднім впливом окремих показників на здоров’я населення. Екологічна оцінка радіоактивного забруднення ґрунтів селітебних територій проводиться за двома основними показниками: потужності експозиційної дози на рівні 1 м від поверхні ґрунту (мкР/год.) і ступеня радіоактивного забруднення за окремими радіоізотопами (Ki/км2). Хімічне забруднення ґрунтів оцінюється шляхом порівняння фактичних значень вмісту в них хімічних речовин зі встановленими нормативами. Вибір критеріїв екологічної оцінки стану ґрунтів визначається специфікою їх розташування, генезисом, буферністю, а також характером використання. Виявлення видів діяльності, що викликають забруднення ґрунту, дає більш повне уявлення щодо масштабу і ступеня забруднення на території, що обстежується, та дозволяє значно звузити і конкретизувати кількість показників. За інтегральний показник забруднення ґрунту приймають фітотоксичність – властивість забрудненого ґрунту пригнічувати проростання насіння, ріст та розвиток вищих рослин. Ознакою біологічної деградації ґрунту є зниження життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів, про яке може свідчити зменшення рівня активної мікробної біомаси. Геодинамічні показники деформації геологічного середовища з екологічними наслідками можуть бути представлені у формі інтенсивності та масштабу прояву сучасного напружено-дефор​мованого стану верхніх частин літосфери. Ці показники визна​чаються параметрами критичних швидкостей деформації та масштабом сейсмічного ефекту, що очікується. Прояв екзогенних геологічних процесів може відбуватися незалежно від діяльності людини. Однак техногенні фактори можуть посилювати або послабляти прояв екзогенних геологічних процесів. Нерозумне втручання людини у природний хід розвитку екзогенних геологічних процесів може викликати їх катастрофічну активізацію та призвести до невідворотної зміни природних ландшафтів. До цих факторів відносяться зсуви, карсти, просідання поверхні та ін. Деградація наземних екосистем Оцінка ступеня деградації екосистеми проводиться за критерія​ми, які визначають негативні зміни у структурі та функціонуванні екосистем і враховують їх просторову диференціацію за ступенем порушеності, а також динаміку процесів деградації. Структурно-функціональні зміни у стані природних екосистем, не дивлячись на їх різну ступінь стійкості, характеризуються однотипними показниками. У зоні надзвичайної екологічної ситуації стан екосистем характеризується змінами у співвідношенні основних трофічних груп у межах 20–50%, при цьому відбувається порушення взаємозв’язків усередині екосистеми, але процеси деградації ще не приймають невідворотний характер. У зонах екологічного лиха стан екосистем характеризується зниженням (або збіль​шенням) питомої ваги одного з трофічних ланцюгів більше ніж на 50%. Порушення взаємозв’язків усередині екосистеми носять невідворотний характер, екосистема втрачає середо- і ресурсовідтворювальні функції. При оцінці екологічного стану території необхідно враховувати як площу прояву негативних змін, так і просторову неоднорідність розподілу ділянок різного ступеня деградації на території, що досліджується. Швидкість деградації екосистем розраховується на основі результатів 5–10-річних спостережень. Особливо важливо оцінювати направленість та швидкість деградації екосистем для прогнозу погіршення екологічної ситуації та проведення заходів щодо її стабілізації та поліпшення. Рослинний світ Рослинність як біотичний компонент будь-якої природної екосистеми відіграє вирішальну роль у структурно-функціональній організації екосистеми та визначенні її меж. Рослинність не тільки досить чутлива до порушень навко​лишнього середовища, але й найбільш наглядно відображає зміни екологічної ситуації на території у результаті антропогенного впливу. Критерії оцінки стану рослинності розрізнюють у залежності від географічних умов і типів екосистем. При цьому враховуються негативні зміни як у структурі рослинного покриву (зменшення площі корінних асоціацій, зміна лісистості), так і на рівні рослинних угруповань окремих видів (популяцій): зміна видового складу, погіршення асоційованості тощо. Стан рослинності можна розглядати як індикатор рівня антро​погенного навантаження на природне середовище проживання (ушкодження деревостоїв або хвої техногенними викидами, зменшення продуктивності пасовищної рослинності). Деякі критерії стану агроценозів свідчать про несприятливу екологічну ситуацію території в цілому: розвиток шкідників на посівах, загибель посівів та ін. Ушкодження рослинності заповідників свідчить про зміни у середовищі проживання, що мають субрегіональний та регіональний характер. Зміни якісних та кількісних характеристик рослинного покриву можуть бути об’єктивно інтерпретовані тільки у порівнянні з природним станом рослинних угруповань. При цьому, під фоновими розуміються відносно непорушені ділянки, аналогічні за своїми природно-ландшафтними характеристикам території, що досліджується Тваринний світ Критерії та показники стану тваринного світу розглядаються на рівні зооценозу й окремих видів тварин (популяцій). Зміни різноманіття як критерій оцінок стану зооценозу в цілому необхідно обчислювати, враховуючи ті обставини, що вони пов’язані з оцінкою великої вибірки, а чисельність багатьох тварин схильна до циклічних змін. Зміни господарсько значущих видів тварин оцінюються з використанням даних абсолютної чисельності в середньому за 10-річні відрізки часу. При оцінці зміни щільності популяцій видів-індикаторів в умовах антропогенного навантаження необхідно враховувати їх різну реакцію на вплив: популяції стійких видів можуть збільшувати свою чисельність при незначному навантаженні, а популяції чутливих видів – зменшувати її. 1.4. Глобальний моніторинг Найбільш вагомі екологічні проблеми наслідків антропогенних навантажень на навколишнє природне середовище характери​зується масштабністю та гостротою прояви негативних ефектів майже до глобального охвату. У 1972 р. на Стокгольмській конференції ООН було запропоновано організувати Службу Землі (Earth watch) як складової Програми ООН з проблем навколишнього природного середовища – ЮНЕП (UNEP – United Nationals Environment Program). Означену Службу було визначено як Глобальну систему моніторингу навколишнього середовища – ГСМНС (GEMS – Global Environment Monitoring System). Важливим етапом у розробленні концепції ГСМНС є Міжурядова нарада у Найробі у лютому 1974 р., на якій було сформульовано основні цілі глобальної системи моніторингу: · організація широкої системи попередження щодо загрози здоров’ю людей; · оцінка глобального забруднення атмосфери та його впливу на клімат; · оцінка кількості та розподіл забруднень у біологічних системах, особливо в харчових ланцюгах; · оцінка реакції наземних екосистем на антропогенні навантаження; · оцінка забруднення океану та вплив забруднень на морські екосистеми; · створення удосконаленої системи попередження щодо стихійного лиха у міжнародному масштабі. Із 1990 року в межах Міжнародної геосферно-біосферної Програми (МГБП), яка функціонує на основі широкого застосування космічних засобів спостережень, вирішується ряд ключових проб​лем: · досліджуються закономірності хімічних процесів у глобальній атмосфері і роль біологічних процесів у кругообігу газових компонентів, зокрема, проводиться аналіз впливу змін вмісту озону в стратосфері на проникнення до земної поверхні біологічно небезпечного ультрафіолетового випромінювання, оцінюється вплив аерозолів на клімат та ін.; · вивчається вплив біогеохімічних процесів, що відбуваються в океані, на клімат, досліджується глобальний газообмін між океаном і атмосферою, морським дном і границями континентів; · вивчається вплив глобальних змін у біосфері на континен​тальні екосистеми з метою розробки прогнозу їх впливу на біорізноманіття; · здійснюється моделювання Земної системи з метою прогнозу її еволюції. Створюються чисельні моделі у глобальному масштабі, розробляються кількісні оцінки взаємодії глобальних фізичних, хімічних і біологічних інтерактивних процесів у Земній системі протягом останніх 100 тисяч років. У рамках МГБП вивчаються біогеофізичні кругообіги вуглецю, азоту, фосфору і сірки, які визначаються як природними, так і антропогенними факторами. У глобальних кругообігах речовини і енергії найважливішу роль відіграє Світовий океан. Він функціонує як великий резервуар біогенних компонентів і складає значну частину продуктивності біосфери. Таким чином, задачі глобального моніторингу є багатокритерійними. Однією з головних задач є визначення величини допустимого навантаження на біосферу Землі. При цьому допустимими слід вважати такі впливи, які не призводять до погіршення стану біосфери. У цілому Глобальний моніторинг – це система моніторингу за станом навколишнього природного середовища, що здійснюється у глобальному, загальноземному масштабі. За теперішнього часу можна виділити наступні проблеми, для вирішення яких необхідне здійснення глобального моніторингу: · руйнування озонового шару Землі; · глобальна зміна клімату планети; · забруднення Світового океану та погіршення якості природних вод; · зменшення біорізноманіття та проблема збереження лісів. Моніторинг озонового шару Проблема виснаження озонового шару виникла за часів відкрит​тя британцями у 1985 році озонової дірки (істотного зменшення кількості озону) над Антарктикою, а пізніше і над Арктикою. Основною небезпекою скорочення рівня озону в озоновому шарі слід вважати зміни температурного режиму планети і збільшення інтенсивності жорсткого ультрафіолетового випромінювання (УФ-Б), яке згубно діє на живі організми. Було встановлено, що однією з головних причин руйнації озонового шару є хімічні речовини, що викидаються в атмосферне повітря в результаті антропогенної діяльності. Найбільш небезпечними речовинами є хлорфторвугле​водні (ХФВ), які є стійкими у тропосфері, але руйнуються у стратосфері під дією ультрафіолетового випромінювання з утворенням вільного радикалу хлору, який, вступаючи у реакцію з молекулою озону, руйнує її. Найбільш загрозливим є те, що озонову дірку виявили у «мертвій зоні», де озон міг тільки зберігатися та накопичуватися, але ніяк не зменшуватися. Спостереження та дослідження цього явища дозволили встановити, що воно стало наслідком накопичення в атмосфері озоноруйнуючих речовин (ОРВ) та метеорологічних умов, характерних для Антарктики у цей період. Виснаження озонового шару може призвести до негативних наслідків на всій планеті. Прикладом небезпеки, що склалася, є експеримент, що проводився у США на одному з островів Карибського басейну. У процесі експерименту проводилось розпилення над озоновим шаром речовини, що повністю зв’язує озон. У результаті за декілька годин впливу УФ-Б випромінювання все живе на острові було знищено. Виключення склали декілька черепах, яких зберігав панцир. У 1981 р. Радою управляючих ЮНЕП (програма охорони навколишнього середовища ООН) була затверджена Спеціальна робоча група експертів для розробки глобального рамкового доку​мента щодо охорони озонового шару. У результаті 4-х річної напруженої праці та важких переговорів 16 вересня 1985 року була прийнята Віденська конвенція про охорону озонового шару, яка вступила в силу 22 вересня 1988 року. Метою її є захист здоров’я людей і навколишнього природного середовища від несприятливих впливів змін стану озонового шару. Конвенція передбачає сприяння низки країн вивченню, науковій оцінці, розробці науково-обґрунтованих заходів, пристроїв, методів поліпшення ситуації тощо, а також порядок здійснення досліджень та спостережень, обмін інформацією і співробітництва сторін. Вказано також перелік речовин, що впливають на стан озонового шару. Продовженням роботи над збереженням і спостереженням за станом озонового шару Землі став Монреальский протокол 1987 року, в якому наводяться речовини, що руйнують озоновий шар (прийнято у Монреалі 16 вересня 1987 року). Метою цього документа є забезпечення охорони озонового шару шляхом прийняття превентивних заходів щодо належного регулювання всіх глобальних викидів речовин, що руйнують озоновий шар. Основними методами здійснення протоколу є зменшення, а в багатьох випадках і припинення виробництва та використання озоноруйнюючих речовин (в основному до них відносяться різні види фреонів) шляхом заміни їх на інші, не впливаючі на стан озонового шару, речовини. У протоколі вказано перелік основних класів і видів озоноруйнуючих речовин, що виробляються у світі з розрахунковими коефіцієнтами озоноруйнуючої спроможності, вказані терміни зменшення і припинення їх виробництва та/або використання. Також визначено механізм експорту та імпорту озоноруйнуючих речовин, прийняття регулюючих заходів, представлення даних і обмін інформацією. Кліматичний моніторинг Проблема зміни клімату набуває великого значення у зв’язку зі значним посиленням впливу на екологічні процеси антропогенної діяльності. Зміна клімату може призвести до невиправних нега​тивних наслідків, серед яких слід виділити зміну меж кліматичних поясів і, як наслідок, природних зон, порушення функціонування екосистем, загибель деяких біологічних видів, танення льодовиків та, як наслідок, збільшення рівня світового океану. Велике значення тут має також збільшення в атмосфері СО2, що головним чином відповідає за парниковий ефект. З метою урегулювання проблеми парникового ефекту в 1997 році 159 країнами було підписано Кіотський протокол, який вступив в силу 16 лютого 2005 р. У результаті його реалізації передбачалось зниження виробництва парникових газів, з метою запобігання збільшення пар​никового ефекту, наслідком якого є збільшення температури атмосферного повітря та зміна клімату Землі. Для здійснення глобального моніторингу за зміною клімату планети і забрудненням атмосферного повітря було організовано служби, метою яких є спостереження за станом атмосферного повітря Землі, розробка заходів щодо запобігання негативних змін і його стану. Однією з таких служб є Глобальна служба атмосфери (Global Atmosphere Watch), яка виникла у 1989 р. у результаті злиття Глобальної системи спостереження за озоном (Global Ozone Observing System) та Мережею моніторингу фонового забруднення повітря (Background Air Pollution Monitoring Network). Мережа включає глобальні та регіональні вимірювальні станції, що управляються національними метеорологічними службами, а також науковими організаціями більш як 65 країн, на території яких ці станції знаходяться. Моніторинг трансграничного переносу забруднень атмосферного повітря Однією з існуючих та важливих проблем забруднення атмо​сферного повітря є трансграничний перенос забруднюючих речовин на великі відстані, який здійснюється в результаті глобальної циркуляції атмосфери. Низка країн, таких як США, Росія, Китай, Індія викидають у атмосферу величезні об’єми забруднюючих речовин, що чинить негативний вплив і на територію інших держав. У результаті виникла необхідність урегулювання цього питання. З цією метою була прийнята Конвенція про транскордонне забруд​нення повітря, що була підписана у 1979 році під егідою Європейської Економічної комісії ООН. На сьогодні до міжнародної угоди приєднались 49 країн. Конвенція спрямована на розробку загальної політики та стратегії у сфері боротьби із забрудненням повітря, що досягається завдяки впровадженню зіставлених процедур для проведення моніторингу, розробці сумісної програми моніторингу навколишнього середовища на основі існуючих націо​нальних та міжнародних програм, а також здійсненню обміну національними даними щодо стану атмосфери. Моніторинг Світового океану та природних вод Для реалізації спостережень за станом Світового океану було створено Глобальну систему спостережень за океаном при ЮНЕСКО (The Global Ocean Observing System (GOOS). Основною метою функціонування даної глобальної системи є спостереження, моделювання й аналіз морських та океанічних змінних величин з метою підтримання океанічних служб в усьому світі. Система забезпечує точні описи екологічних станів океанів, включаючи біоресурси; складає прогнози майбутніх станів на перспективу, а також прогнози майбутньої зміни клімату. Велике значення у спостереженні за станом Світового океану має також Міжурядова океанографічна комісія МОК (Intergovernmental Oceanоgraphic Commission (IOC), яка є єдиною міжнародною міжурядовою організацією, що займається усіма аспектами вивчення Світового океану. Багато програм МОК здійснюються у тісному співробітництві з іншими міжнародними організаціями. МОК є органом ЮНЕСКО із функціональною автоно​мією. Членами МОК є 127 країн. Крім того в багатьох країнах світу створені власні служби для здійснення спостережень за якістю вод, що співпрацюють із всесвітніми службами. Однією з них є, наприклад, Водна служба при Агентстві охорони навколишнього середовища США (EPA Water Office), основна задача роботи якої є запобігання будь-яких забруднень водних ресурсів. Подібну організацію було створено також у Європі – Європейську Водну Асоціацію (European Water Association) – одну з головних професійних асоціацій, яка охоплює як питну воду, так і воду для промислових потреб. Асоціація співпрацює майже з усіма європейськими країнами. Окрім обміну інформацією і роботи над стандартизацією, задача асоціації постає у створенні загальноєвропейської політики у галузі водних відношень. У сферу інтересів ЕWА входить також екологічний моніторинг водних об’єктів, з метою удосконалення якого була створена Європейська Мережа контролю за забрудненням водних об’єктів (European Water Pollution Control Network (EWPCN), яка призначена для спеціалістів у галузі охорони водних ресурсів. У галузі водної політики Європейськими країнами прийнято низку міжнародних угод, серед яких слід виділити Директиву ЄС 2000/60/ЄС Європейського парламенту та ради (directive 2000/60/ec of european parlament and of the council) від 23 жовтня 2000 року. Реалізація положень директиви має сприяти поступовому зменшенню скидів небезпечних речовин у водні об’єкти. Для забезпечення досягнення сприятливого стану підземних та поверх​невих вод у межах країн ЄС, а також для усунення погіршення стану вод Директивою передбачено сумісне здійснення моніторингу вод у країнах ЄС, співробітництво з розробки методів поліпшення ситуації, і з часом об’єднання систем моніторингу різних країн у загальну Європейську систему моніторингу вод. Моніторинг збереження біорізноманіття Одним із важливих видів моніторингу є Глобальний моніторинг збереження біорізноманіття. Він здійснюється з метою спостереження та прийняття заходів щодо збереження біологічного різноманіття, збереження біосфери Землі в існуючому вигляді. Найбільш значною є Лісова програма WWF (World Wildlife Fund – Всесвітній фонд дикої природи). WWF є на сьогодні однією з найбільш потужних та впливових неурядових природоохоронних організацій світу. Контроль-колоквіум з модуля 1 1. Які три етапи розвитку системи «природа – суспільство» можна виділити? 2. Назвіть час, коли екологічна криза набула глобального значення та основні проблеми, що складають найбільшу небезпеку для навколишнього природного середовища. 3. Коли та при яких обставинах вперше з’явився термін «моніторинг»? 4. Внаслідок яких обставин відбувалось удосконалення визначення «моніторинг»? 5. Дайте визначення терміну «моніторинг» за М. Ф. Реймерсом.  6. Дайте сучасне визначення державного моніторингу дов​кілля. 7. Назвіть основні екологічні проблеми, для вирішення яких необхідне здійснення глобального моніторингу. 8. Дайте визначення поняття «забруднення». Які існують основні види забруднення навколишнього природного середовища? 9. Що таке фізичне забруднення? Коротко охарактеризуйте основні види фізичного забруднення. 10. Дайте визначення поняття «хімічне забруднення». Охарак​теризуйте його основну небезпеку. 11. Наведіть приклади біологічного забруднення навколишнього природного середовища. 12. Дайте визначення понять «Екологічний стан території» та «Екологічна ситуація»? 13. Як класифікуються екологічні ситуації за збільшенням ступеня екологічної несприятливості? 14. Дайте визначення понять «Надзвичайна екологічна ситуація» та «Зона екологічного лиха». 15. Які критерії та показники враховуються для оцінки екологічної ситуації? Наведіть приклади для кожного з них. 16. Назвіть основні міжнародні угоди щодо охорони довкілля, учасником яких є Україна. 17. Наведіть основні критерії та показники для оцінки екологічної ситуації. 18. Дайте коротку характеристику показників стану атмосферного повітря, природних (поверхневих і підземних ) вод, ґрунтів, наземних і водних екосистем, які необхідно враховувати при здійсненні оцінки екологічної ситуації. 19. Дайте визначення поняття «глобальний моніторинг». 20. Сформулюйте основні цілі глобального моніторингу. 21. Охарактеризуйте проблему, що вирішується в межах моніторингу озонового шару. 22. Які завдання передбачено Кіотським протоколом у зв’язку з проведенням кліматичного моніторингу. 23. Який основний документ покладено в основу здійснення моніторингу вод у країнах ЄС. 24. Коротко охарактеризуйте значення моніторингу транскордонного переносу забруднень атмосферного повітря. ТЕСТОВИЙ КОНТРОЛЬ з модуля 1 Міністерство освіти та науки України Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна Кафедра екологічної безпеки і екологічної освіти І проміжний модульний письмовий контроль (148 балів) Моніторинг довкілля Прізвище, ім’я та по-батькові_________________________________ № зал. книжки________________ Дата контролю________________ Частина 1 (58 балів) Творчо-алгоритмічний рівень пізнання Умови виконання завдання. Дайте коротку відповідь. 1. Необхідність створення системи моніторингу обумовлена такими основними причинами: (6б) ______________________________________________________________________________________________________________________ 2. Дайте сучасне визначення поняття «моніторинг» (8б)___________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3. Дайте визначення поняття «фізичне забруднення» (6б)_________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4. За якими основними джерелами і факторами антропогенного навантаження необхідно проводити спостереження в системі моніторингу? (5б)_______________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. Що обумовило доповнення «системи моніторингу» новими складовими елементами? (5б)_____________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. За наявністю яких даних можна оцінити екологічний стан території? (10б)_________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Дайте визначення поняття «зона екологічного лиха» (6б)________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8. Які проблеми вирішуються при здійсненні глобального моніторингу? (5б)_________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9. Які міжнародні організації та служби було створено для здійснення глобального моніторингу з проблем змін клімату планети, забруднення атмосферного повітря та Світового океану? (7б)____ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Частина 2 (6 балів) Репродуктивний рівень пізнання Умови виконання завдання. Визначте чи вірно наведене твердження. 1. Поняття «моніторинг» та його завдання було сформульовано у 1982 році на конференції ООН у Стокгольмі. ТАК НІ 1. 2. Первинним елементом оцінювання екологічної ситуації виступає стан об’єкту та/або суб’єкту у визначений момент часу. ТАК НІ 2. 3. Метою здійснення програми державної системи моніторингу є зберігання якості різних компонентів довкілля відповідно до встановлених нормативних вимог. ТАК НІ 3. 4. Оцінка екологічної ситуації за рівнем забруднення природного середовища базується на урахуванні вимог різних нормативів: санітарно-гігієнічних, рибогосподарських, екологічних, природно-ресурс​них та ін. ТАК НІ 4. 5. Екологічні проблеми створюються завдяки лише антропогенним факторам. ТАК НІ 5. 6. Глибокі невідворотні зміни повинні розглядатися за відносно короткий історичний термін – не менш як за тривалість життя одного покоління людей. ТАК НІ 6. Частина 3 (18 балів) Репродуктивний рівень пізнання Умови виконання завдання. Проаналізуйте варіанти відповідей та визначте вірні. № Питання відповіді № 1. Найбільшу небезпеку становлять такі екологічні проблеми:а) забруднення природного середовища різними хімічними речовинами та сполуками; б) виснаження озонового шару; в) зміна клімату; г) вичерпання природних ресурсів; д) вичерпання родючості ґрунтів; е) деградація наземних та водних екосистем. 1. 2. Екологічна ситуація може класифікуватися за збільшенням рівня антропогенного екологічного навантаження таким чином: а) відносно задовільна; б) напружена; в) критична; г) кризова; д) відмінна; е) катастрофічна. 2. 3. Серед забруднень виділяють такі головні види: а) фізичне; б) хімічне; в) екологічне; г) гідроло​гічне; д) біологічне. 3. 4. Гранично допустимим є рівень шуму в: а) 110–130 Дб; б) 60–80 Дб; в) 130–150 Дб; г) 80–100 Дб; д) 150–170 Дб. 4. 5. При взаємодії суспільства і природи характерні три основні стадії, які вважаються етапами розвитку глобальної системи «суспільство–природа»: а) функціонально незамкнена система; б) функціонально-частково незамкнена система; в) функціо​нально-частково замкнена система; г) функціонально-замкнена система. 5. Частина 4 (25 балів) Алгоритмічний рівень пізнання Умови виконання завдання. Відновіть пропущені ключові слова, числа тощо. 1. Глобальний моніторинг – це система моніторингу за станом _____ ___________________________(3 сл), що здійснюється у __________ ___________________________________________(3 сл)(6б). 2. Хімічне забруднення – зміна природних _________________(3сл), що перебільшує _____________________(2 сл) кількості будь-яких речовин для періоду, що розглядається; проникнення у середовище ________________________(2сл) або ________________(1сл) у цьому середовищі раніше, або змінюючих природну концентрацію ___________________(2сл), що перевищує встановлену норму (10б). 3. Екологічні фактори у межах означених систем ________________ _________________________3 сл), так і природними _____________ ___________________________________________________(3 сл)(6б) 4. Біологічне забруднення – _______________(1 сл) у середовище та __________________(1сл) у ньому небезпечних для здоров’я людини _________________(1 сл)(3б). Частина 5 (20 балів) Репродуктивно-алгоритмічний рівень пізнання Умови виконання завдання. Знайдіть відповідність показникові з групи А показників з групи Б. Група А Група Б А Монреальський протокол 1. 16 вересня 1987 р. Б Екологічна ситуація 2. Напружена В Директива ЄС 2000/60/ЄС Європейського парламенту та ради 3. Кишкова паличка Г Манн Р.І. 4. Критична Д Завдання системи моніторингу 5. Хімічне Е Віденська конвенція про охорону озонового шару 6. Біологічне Є Види забруднень 7. Здійснення довгострокових спостережень Ж Кіотський протокол 8. Кризова З Стокгольм, 5 – 16 червня 1972 р. И Біологічне забруднення 9. Аналіз стану довкілля та прогнозування його змін. Відповіді А Б В Г Д Е Є Ж З И 10. Забезпечення суб’єктів моніторингу інформацією про стан довкілля. 11. Система повторних спостережень 12. Оцінка стану довкілля 13. Розробка науково-обґрун​тованих рекомендацій для прийняття управлінських рішень 14. Earth watch 15. Моніторинг 16. Фізичне 17. 16 лютого 2005 р. 18. 23 жовтня 2000 р. 19. 16 вересня 1985 р. 20 Холерні вібріони Частина 6 (21 бал) Творчий рівень пізнання Умови виконання завдання. Визначте, що буде, якщо…; викладіть свою точку зору щодо наведеного. 1. Що необхідно зробити для визначення екологічного стану території?_____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (6б) 2. Які чинники обумовили необхідність удосконалення системи «моніторингу»?_____________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5б) 3. Що на Вашу думку є первинним: «екологічний стан» чи «екологічна ситуація». Відповідь обґрунтуйте. _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5б) 4. ...якщо при оцінці екологічної ситуації не використовувати нормативи, встановлені з урахуванням вимог різних видів природокористування?______________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5б) Модуль 2. ЗАГАЛЬНІ ПІДХОДИ ЩОДО ОРГАНІЗАЦІЇ ТА ЗДІЙСНЕННЯ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ. ДЕРЖАВНА системА моніторингу ДОВКІЛЛЯ В УКРАЇНІ. ПРИНЦИПИ ФУНКЦІОНУВАННЯ, СТРУКТУРА та ієрархічні рівні. Нормативно-правове, НАУКОВЕ, методичне, метрологічне, технічне та програмне забезпечення здійснення моніторингу Програмні матеріали з модуля 2 Екологічна ситуація на території України за теперішнього часу залишається вкрай напруженою, техногенне навантаження на навколишнє природне середовище збільшується, забруднення й виснаження природних ресурсів продовжує загрожувати здоров’ю населення, екологічній безпеці та економічній стабільності держави. Природоохоронними службами недостатньо уваги приділяється охороні земельних ресурсів, скорочуються площі зелених насаджень у населених пунктах, не здійснюються належні заходи щодо забезпечення науково обґрунтованого відтворення і невиснажливого використання тваринного світу, нераціонально використовуються водні ресурси, триває їх забруднення та виснаження. Стан атмосферного повітря в більшості міст за окремими показниками не відповідає встановленим нормативам. Залишається нерозв’язаною проблема збирання, оброблення, знешкодження та видалення відходів. У таких умовах важливого значення набувають питання інтегрованого екоситемного підходу щодо управління якістю навколи​шнього природного середовища. Виходячи з цього положення, функціонування системи моніторингу має бути орієнтовано на отримання вихідних даних щодо ступеня антропогенного впливу на природні об’єкти, встановлення причинно-наслідкових зв’язків між впливом на навколишнє природне середовище та зміною його стану. Принципи інтегрованого екосистемного управління якістю нав​колишнього природного середовища базуються на необхідності ефективного природокористування, включаючи безпеку існування людини в навколишньому середовищі, можливість безпечного використання природних ресурсів, а також збереження біологічного благополуччя природних об’єктів як екосистем. У матеріалах модуля 2 сформульовано сучасне визначення поняття «державний моніторинг навколишнього природного середовища», головну мету та завдання його здійснення, основні принципи функціонування, наведено структуру (види моніторингу) та його ієрархічні рівні. Особлива увага приділяється кризовому моніторингу. Детально розглянуто нормативно-правове, методичне, метрологічне, технічне та програмне забезпечення здійснення системи моніторингу, висвітлено основні недоліки у функціонуванні Державної системи моніторингу навколишнього природного середовища в Україні та участь України в міжнародних програмах з проблем моніторингу. Нормативні навчальні елементи з модуля 2 1. Інтегрований екосистемний підхід до управління навко-лишнього природного середовища. 2. Цикл моніторингу. 3. Стратегія моніторингу. 4. Структура системи моніторингу. 5. Програми моніторингу. 6. Основна мета та завдання здійснення системи моніторингу. 7. Принципи функціонування системи моніторингу. 8. Об’єктивність та достовірність результатів спостережень. 9. Систематичність спостережень. 10. Зіставлення результатів спостережень. 11. Комплексність оцінки стану навколишнього природного середовища. 12. Загальний (стандартний) моніторинг. 13. Кризовий (оперативний) моніторинг. 14. Фоновий (науковий) моніторинг. 15. Пункт спостережень. 16. Міждержавний моніторинг. 17. Загальнодержавний (національний) моніторинг. 18. Регіональний моніторинг. 19. Локальний моніторинг. 20. Відомчий моніторинг. 21. Методичне забезпечення системи моніторингу. 22. Метрологічне забезпечення системи моніторингу. 23. Технічне забезпечення системи моніторингу. 24. Програмне забезпечення системи моніторингу. 25. Організаційне забезпечення системи моніторингу. 26. Наукове забезпечення системи моніторингу. 27. Нормативно-правове забезпечення системи моніторингу. 28. Атестація методики вимірювань. 29. Правила атестації лабораторії. 30. Контроль якості вимірювань. 31. Повірка засобів вимірювань. 32. Оптимальна кількість параметрів спостережень. 33. Єдина інформаційно-технологічна мережа. 34. Цільова мережа спостережень. 35. Періодичність спостережень. 36. Вибір пунктів відбору проб. 37. Визначення набору параметрів. 38. Визначення періодичності відбору проб. 39. Оцінювання похибки вимірювань. 40. Внутрішньолабораторний контроль. 41. Міжлабораторний експеримент. Знання та уміння, що повинні сформуватися у студента в результаті вивчення модуля 2 · Знати нормативні навчальні елементи з модуля 2. · Уміти сформулювати основні засади концепції «сталого розвитку» суспільства та її взаємозв’язок із вирішенням екологічних проблем сучасності. · Уміти визначити перелік основних вимог, необхідних для реалізації інтегрованого підходу до управління станом навколишнього природного середовища. · Знати сукупність дій, необхідних для організації функціонування системи моніторингу. · Знати, які фактори й чинники враховуються при розробці стратегії моніторингу. · Уміти перелічити елементи структури системи моніторингу, як у загальноприйнятому, так і в класичному розуміннях. · Уміти чітко визначати основну мету функціонування системи моніторингу в цілому та які задачі вирішуються в межах здійснення окремих її складових, а саме: спостережень за станом навколишнього природного середовища, оцінки якості його окремих компонентів, прогнозу змін стану під впливом антропогенних факторів та прийняття управлінських рішень з метою забезпечення екологічної безпеки відповідно до встановлених вимог. Викладати та пояснювати основні принципи здійснення моніторингу довкілля. · Знати, які основні особливості притаманні стандартному (загальному), оперативному (кризовому) та фоновому (науковому) виду моніторингу. Характеризувати особливості функціонування та основні завдання, що вирішуються при здійсненні моніторингу на тому чи іншому рівні: локальному, регіональному, національному, міждержавному. · Уміти орієнтуватись у виборі того чи іншого елементу системи моніторингу для вирішення певних завдань у практичній діяльності. · Уміти визначати пріоритетні принципи здійснення моніторингу з урахуванням особливостей та конкретних умов його проведення. · Уміти у практичній діяльності визначати вид моніторингу, що відповідає завданням, які необхідно вирішувати у конкретному випадку. · Уміти визначати рівень моніторингу відповідно до переліку об’єктів та суб’єктів його функціонування. Орієнтуватись із питань використання необхідних нормативних та методичних документів, враховуючи особливості здійснення моніторингу на тому чи іншому рівні. · Орієнтуватись з питань методичного та метрологічного забезпечення функціонування системи моніторингу. · Знати основні вимоги до технічного та програмного забезпечення системи моніторингу. · Знати, які складові елементи включає організаційне забезпечення системи моніторингу. · Уміти назвати основні законодавчі та нормативно-правові акти, що використовуються для організації та проведення державної системи моніторингу в Україні. · Уміти перелічити основні недоліки у функціонуванні державної системи моніторингу довкілля в Україні. · Знати основні міжнародні угоди з питань охорони довкілля, учасником яких є Україна. · Уміти орієнтуватись у підходах до організації та здійснення моніторингу у розвинених країнах. ЛІТЕРАТУРА для вивчення модуля 2, підготовки до контроль-колоквіуму і тест-контролю 1. Израэль Ю. А. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменений состояния окружающей природной среды //Основы мониторинга. – Л.: Метеорология и гидрология. – 1974. – № 7. 2. Герасимов И. П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды. – М.: Изв. АН СССР, сер. геофиз. – 1975. – № 3. 3. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды и пути их решения. – М.: Гидрометеоиздат, 1984. – 560 с. 4. Величко О. М., Зеркалов Д. В. Екологічне управління: Нав​чальний посібник. – Київ: Науковий світ, 2001. – 426 с. 5. Величко О. М., Зеркалов Д. В. Екологічний моніторинг: Нав​чальний посібник. – Київ: Науковий світ, 2001. – 205 с. 6. Величко О. М., Гало М., Дудич І. І., Шпеник Ю. О. Основи метрології та моніторинг довкілля: Навчальний посібник. – Ужгород: Вид-во УжНУ, 2001. – 285 с. 7. Проблеми сталого розвитку України. Зб. наук. доп. – К.: «БМТ», 1998. – 402 с. 8. Розвиток екологічної політики та систем управління охороною довкілля України (узагальнений підсумковий звіт). – Київ.: Мінекобезпеки, Між нар. банк реконструкції та розвитку, 1999. – С. В1-В32. 9. Про схвалення Концепції Державної програми проведення моніторингу навколишнього природного середовища. Розпорядження Кабінету Міністрів України від 31 грудня 2004 р. № 992-р. – Київ, 2004. 10. Про затвердження Державної цільової екологічної програми проведення моніторингу навколишнього природного середовища. Постанова Кабінету Міністрів України від 5 грудня 2007 р. № 1376. – Київ, 2007. 11. НД Методичні рекомендації з підготовки регіональних та загальнодержавної програм моніторингу довкілля. Затверджено наказом Мінекології та природних ресурсів України від 24 грудня 2001 р. № 487. – Київ, 2001. 12. КНД 211.0.1.101-02 Положення про порядок інформаційної взаємодії органів Мінекоресурсів України та інших суб’єктів системи моніторингу довкілля при здійсненні режимних спостережень за станом довкілля. Затверджено наказом Мінекоресурсів України від 21 серпня 2002 р. № 323. – Київ, 2002. 13. КНД 211.0.6.102-02 Номенклатура та позначення струк​турних елементів державної системи моніторингу довкілля. За​гальні положення. Затверджено наказом Мінекоресурсів України від 21 серпня 2002 р. № 324. – Київ, 2002. 14. РД 211.0.8.107-05 Методичні рекомендації з питань створення систем моніторингу довкілля регіонального рівня. Затверджено наказом Міністерства охорони навколишнього природного середовища України від 16 грудня 2005 р. № 467. – Київ, 2005. 15. Программа действий. Повестка дня на ХХІ век. Материалы конференции в Рио-де-Жанейро, 1993 16. Monitoring water quality in the future. Vol. 5. Organizational accepts. Delft, the Netherlands, May, 1995. 17. Management of Transboundary Waters in Europe. Convention on the Protection and Use of Transboundary Watercourses and International Lakes. 22-25 September 1997 Mrzezyno, Poland. 18. Nutrient Balances for Danube Countries. Project EU/AR/102A/91. Danube Applied Research Program/ Final Report. 07.07.1997. 2.1. Загальні підходи щодо організації та здійснення системи моніторингу Аналіз сучасних підходів до організації та здійснення системи моніторингу дозволяє виділити головну мету його функціонування – задоволення потреби в інформації для інтегрованого екосистемного підходу до управління станом навколишнього природного середовища. В основу такого підходу покладено відомий принцип комплексності цілей і завдань управління. Якщо узагальнювати різні за термінологією формулювання, то може бути виділено два види цілей і завдань управління. Мета першого типу визначає необхідність ефективного природокористування, включаючи безпеку існування людини в навколишньому природному середовищі та можливості безпечного використання природних ресурсів; мета другого типу визначає необхідність збереження біологічного благополуччя природних об'єктів як екосистем. Виходячи з вищенаведеного, моніторинг стану навколишнього природного середовища має бути орієнтований на забезпечення вихідних даних для управління й досягнення зазначених цілей. Очевидно, що головним фактором, який забезпечує досягнення постав​леної мети, є зменшення ступеня антропогенного впливу на природні об'єкти. Виходячи з цього, необхідно забезпечити одержання даних щодо впливу на природні об'єкти, тобто забезпечити моніторинг впливу й, більше того, встановити причинно-наслідкові зв'язки між впливом на природні об'єкти та зміною їх стану. Так, наприклад, для інтегрованого управління водними ресурсами річкових басейнів необхідна ідентифікація цілей «спе​ціального» водокористування (питного й іншого видів водопостачання, рибальства, рекреації, навігації тощо) і цілей екологічного благополуччя річкових басейнів, ідентифікація антропогенних і природних факторів, що впливають на водокористування та екологічний стан річкових басейнів. Кількісне вираження цілей управління визначається, наприклад, зменшенням забруднення вод і донних відкладів, поліпшенням показників стану біоти, а також зниженням шкідливого впливу (зниженням надходження забруднюючих речовин, зменшенням виснаження водних ресурсів тощо). Одним із головних завдань інтегрованого управління є гармонізація часто суперечливих цілей щодо використання природних об'єктів як джерел природних ресурсів та середовища перебування людини і цілей збереження їхнього екологічного благополуччя, оскільки зростання інтенсивності використання природних ресурсів для забезпечення потреб людини веде до деградації природних об'єктів. У 1993 р. на конференції в Ріо-де-Жанейро була офіційно проголошена концепція стійкого розвитку, яка орієнтована на подолання протиріч між зростанням потреб суспільства у використанні природних ресурсів і необхідністю зупинки деградації природних об'єктів, поліпшення їхнього екологічного стану. Єдиний спосіб забезпечити для людства безпечне майбутнє – це вирішення проблем навколишнього середовища й економічного розвитку в комплексі та узгодженим чином, що дозволить задовольняти основні потреби людей, підвищувати рівень життя для всіх, і в той же час краще захищати й зберігати екологічні системи. Концепція стійкого розвитку і стійкого природокористування стала однією з головних складових інтегрованого управління, що у свою чергу визначило нові вимоги до побудови систем моніто​рингу та до набору даних моніторингу щодо стану навколишнього природного середовища та впливу на нього. За теперішнього часу не існує завершених, детально розроблених засобів з реалізації інтегрованого управління й концепції стійкого розвитку, однак результати практичної реалізації таких підходів, наприклад, до управління водними ресурсами басейну р. Рейну, показали їхню ефективність. Ще одним важливим аспектом інтегрованого управління, що отримав в останні роки широке визнання та застосування, є концепція повного балансу потоків речовин (кругообігу речовин) у природних і антропогенних середовищах. Практичне застосування такої концепції (замість концепції «контролю кінця труби») визначається необхідністю оцінки всієї сукупності видів впливу на природні об'єкти та окремі середовища в результаті антропогенної діяльності з урахуванням природних процесів. Так, наприклад, сукупний потік речовин у водний об'єкт (річковий басейн) включає речовини, що надходять зі стічними водами від дифузних джерел, з атмосфери, із підземних вод та донних відкладів. При цьому, сучасні системи моніторингу здійснюють тільки виміри обсягу, склад та властивості стічних вод, що, як правило, охоплює лише 5–15% загального надходження забруднюючих речовин. Схема розрахунку повного балансу потоку речовин визначає необхідність сукупності розгляду підсистем природних середовищ (атмосфери, гідросфери, ґрунту тощо) і антропогенних об'єктів. Це є першим конструктивним кроком до міжсередової інтеграції даних моніторингу. Очевидно, що наявність повного балансу потоку речовин дозволяє обґрунтовано рангувати джерела шкідливого впливу на природні об'єкти, обґрунтовано приймати управлінські рішення щодо зниження такого впливу, однак розробка повних балансів передбачає виконання додаткових вимог до набору даних і синхронізації їхнього одержання в системах моніторингу стану різних середовищ та впливу на них. Складність природно-техногенних систем як об'єктів моніторингу стану й моніторингу впливу визначила необхідність детального аналізу структури одержуваних даних з метою істотного зниження вартості створення й експлуатації систем моніторингу, незважаючи на те, що із сотні тисяч хімічних речовин, що знаходяться у переліку вироблених речовин, у країнах ЄС регулярно контролюється не більше сорока. Звідси витікає необхідність реалізації чисто прагматичного підходу до формування необхідного набору даних, які отримують при здійсненні системи моніторингу. Такі дані мають бути орієнтовані тільки на рішення конкретних проблем, що виникають при природокористуванні, проблем екологічного благополуччя природного об'єкта і використовуватись повною мірою для досягнення чітко сформульованих цілей управління. Таким чином, необхідність реалізації інтегрованого підходу до управління станом навколишнього природного середовища визначила наступні вимоги до системи моніторингу. 1. Результати моніторингу мають забезпечити управління з метою досягнення цілей ефективного природокористування та цілей екологічного благополуччя природних об'єктів. 2. Сукупність даних має включати дані щодо стану природних об'єктів, дані щодо впливу на них для встановлення причинно-наслідкових зв'язків між двома типами даних. 3. Дані щодо стану природного об'єкта мають включати інформацію щодо його абіотичної складової (наприклад, фізико-хімічні властивості води, ґрунту тощо), а також дані щодо біотичної складової (розмаїтість, чисельність флори і фауни та ін.). 4. Встановлення причинно-наслідкових зв'язків між «зовнішнім» впливом і станом природного об'єкта висуває нові вимоги до повноти та синхронізації даних щодо впливів на природні об'єкти, синхронізації даних щодо їхнього стану для різних взаємозалежних середовищ. 5. Реалізація принципів стійкого розвитку природокористування на національному та міжнародному рівнях визначає необхідність синхронізації даних щодо стану населення, ступінь техногенного навантаження, даних щодо його впливу на природне середовище. 6. Високий рівень витрат на створення й експлуатацію систем моніторингу визначив необхідність прагматичного підходу до визначення сукупності даних і програм моніторингу, який має бути орієнтований на рішення чітко поставлених першочергових завдань управління станом навколишнього природного середовища. У контексті розвитку підходів до вдосконалення природоохоронної діяльності в цілому й створенню систем моніторингу, зокрема, в останні роки розроблена досить загальна схема побудови систем моніторингу, де сформульовано уявлення щодо циклу, стратегії та програм моніторингу, класифікації об'єктів і показників, що вимірюються. Під циклом моніторингу мається на увазі сукупність дій при організації моніторингу, необхідних для забезпечення його кінцевої мети – управління станом навколишнього природного середовища. Цикл моніторингу включає кілька пунктів (рис. 2.1). 1. Визначення потреби в інформації. 2. Розробка стратегії моніторингу. 3. Розробка програм моніторингу, включаючи: · створення мережі моніторингу; · відбір проб; · здійснення лабораторних аналізів. 4. Управління даними, включаючи: · одержання даних; · аналіз даних; · підготовка звітності; · використання даних для цілей управління. Розглянемо далі зміст окремих елементів циклу моніторингу. Цикл моніторингу Рис. 2.1. Схема побудови систем моніторингу у системі управління Визначення потреби в інформації. Передбачається, що цей етап є першим і найбільш істотним на шляху створення та функціонування системи моніторингу. Оскільки моніторинг призначено для цілей управління й інформування громадськості, його головні завдання такі: визначення стану природного об'єкта в порівнянні з норма​тивами (стандартами), що залежать від видів природокористування й бажаного екологічного стану; визначення антропогенного впливу й відповідності між рівнем антропогенного впливу й установленими на нього обмеженнями; визначення тенденцій зміни стану природного об'єкта; раннє попередження про аварійні ситуації. Як основні елементи при визначенні потреби в інформації розглядаються наступні: · визначення просторово-часового рівня системи моніторингу (глобальний, регіональний, басейновий, національний, трансграничний, локальний, короткостроковий, довгостроковий), для одного середовища або комплексу середовищ; · визначення переліку даних, виходячи із цілей управління станом навколишнього природного середовища і впливу на таке середовище, необхідних (бажаних) видів використання природного об'єкта, сформульованих проблем у сьогоденні й у майбутньому, цільових показників стану природного об'єкта; · оцінка можливостей використання отриманих даних суб’єктами, що приймають управлінські рішення із гарантією високого рівня ймовірності досягнення поставлених цілей (поліпшення стану природного середовища) та інформування громадськості; · оцінка повноти використання сукупності даних, що зби​рають. Дані мають бути використані повною мірою, так щоб виключити випадки, коли є багато даних при недоліку інформації; · поділ даних на дві групи: для використання у «звичайному» режимі функціонування та в аварійному із забезпеченням раннього попередження загрози аварійних ситуацій; · визначення сукупної потреби в даних із вказівкою частоти їхнього надходження й бажаної точності. Дані мають включати результати: · фізико-хімічних аналізів абіотичної складової природного об'єкта (наприклад, фізико-хімічний аналіз води, донних відкладів тощо); · дослідження біотичної складової природних об'єктів (наприклад, екотоксикологічної оцінки якості води, грунту тощо). Одним із показників успішного використання даних є наявність стандартів або інших нормативів, що дозволяють дати оцінку стану природного об'єкта або рівня впливу на нього в порівнянні з установленими стандартами. При цьому, такі оцінки мають, як видно з вищенаведеного, подвійний характер: оцінка безпеки використання природного об'єкта людиною й ступінь благополуччя екосистеми. Потреби в даних повинні бути ранговані за ступенем важливості проблеми, що вирішується. Наприклад, для евтрофних водних об'єктів мають першорядне значення дані щодо вмісту й надход​женню живильних речовин (азоту, фосфору). Розробка стратегії моніторингу При розробці стратегії моніторингу враховується наступне: · облік фактора невизначеності, що виникає через нестачу даних вимірювань, неможливість проконтролювати десятки тисяч хімічних сполук при реальній можливості виміряти тільки десятки показників; · інтеграція даних щодо стану природного об'єкта й впливу на нього для взаємоперевірки й підвищення надійності інформації; · комплексне використання даних для посилення вірогідності висновку щодо причинно-наслідкових зв'язків, наприклад, резуль​татів фізико-хімічних та токсикологічних аналізів; · вибір найбільш економічної стратегії, що дозволяє одержати аналогічні дані та висновки більш дешевим способом. Так, безперспективним є отримання результатів хімічних аналізів тисяч сполук із високою частотою вимірювань; · необхідність реалізації трансграничного моніторингу, що визначає доцільність синхронізації програм, методик, обміну даними при здійсненні моніторингу у звичайному та в аварійному режимах; · забезпечення умов доступу й використання даних для прий​няття управлінських рішень та інформування громадських організацій; · інвентаризація існуючої нормативної бази та забезпечення необхідною новою для функціонування систем моніторингу; · чітке уявлення щодо потреби в інформації та можливості її забезпечення в найближчій і подальшій перспективі, виходячи з обмеження економічного й технічного характеру. У результаті розробки стратегії моніторингу мають бути визначені конфігурація та ступінь використання трьох типів моніто​рингу: · поточного (звичайного) моніторингу, що включає програми вимірювань фіксованого набору по