Принципы проведения мониторинговых наблюдений. Наземные методы получения информации о состоянии природной среды

Цель: изучить основные подходы к организации и проведению мониторинга. Ознакомиться с наземными методами получения информации.

1. Принципы проведения мониторинговых наблюдений

2. Наземные методы получения информации о состоянии природной среды.

А)Дистанционные методы

Организация экологического мониторинга базируется на трех основных принципах: комплексности, систематичности и унифицированности. На основе этих принципов процесс построения системы экологического мониторинга должен включать следующие основные составляющие: – выбор объектов мониторинга и контролируемых параметров; – создание сети пунктов наблюдений; – сбор, обработка и накопление информации; – обработка полученной информации, анализ и оценка экологической обстановки; – использование информации и результатов для принятия решений о действиях по улучшению экологической ситуации.

Дистанционные методы довольно широко применяются при изучении атмосферы, в частности для получения данных о воздушных загрязнениях, их типе, концентрации источнике. Преимуществом дистанционного измерения является возможность беспрерывного определения средних концентраций вредных веществ по площади (в отличие от наземных методов, которые дают концентрации лишь водной точке), а также оценки вертикального распределения примесей. Кроме того, данные методы позволяют оценивать движение загрязняющих веществ в атмосфере без анализа проб в различных пунктах, и таким образом, устанавливать влияние источника загрязнения, расположенного на Расстоянии нескольких километров. Множеством экспериментальных данных подтверждена связь между загрязнениями атмосферы и ее метеопараметрами. Для регулярных наблюдений За состоянием атмосферы предназначена метеостанция, на которых проводятся измерения температуры, давления и влажности воздуха, скорости и направлеНия ветра, определяются другие характеристики состояния атмосферы (облачность, осадки, видимость, солнечнаярадиация). Метеостанции бывают наземные, дрейфующие, устанавливаемые нас удах, на буяхв открытом море. Метеостанции оснащаются самыми разнообразнымиприборами.Актинометрыиспользуютсядляизмеренияинтенсивностипрямойсолнечнойрадиации.Измеренияскоростиветраигазовыхпотоковпроизводятанемометром.Дляизмеренийатмосферногодавленияиспользуютанероид (барометр). Гигро-метрслужитдляопределенияабсолютнойилиотносительнойвлажностивоздуха.Длясбораиизмеренийатмосферныхжидкихитвердыхосадковиспользуютосадкомер (дождемер). Длякомплексныхизмеренийметеорологическиххарактеристиксостоянияатмосферыпредназначенприборметеорограф, включающий в себя термограф, барографигигрограф. Различают зондовые мете рографы, поднимаемые в атмосферу на шаре-зонде до 40 км, самолетные – до 10 км, змейковые (на воздушных змеях) – до 7 км и другие. Кроме вышеперечисленных приборов для измерений температуры, давления и влажности воздуха, применяю традиозонд, отличающийся автоматической передачей их значений по радио. В атмосферу радиозонд поднимается на шарах-пилотах, наполненных водородом. Радиосигналы, направленные от зонда, на Земле принимаются специальной радиоприемной аппаратурой с автоматической регистрацией показаний. Высота полета радиозондов – 30–40 км,

Дальность действия 150–200 км. В последние годы для изучения атмосферы разрабатываются акустические, радиоакустические, радиолокационные методы.

Акустические методы основаны на измерении скорости распространения акустического сигнала (звуковой волны) от источника излучения до объекта исследования. Разработанные наземные акустические системы зондирования атмосферы имеют дальность действия около 1 км и позволяют контролировать температурные изменения, профили скорости ветра, верхнюю границу тумана. С помощью эхолокаторов проводят радиоакустическое зондирование, которое основано на измерении скорости распространения звуковых волн не подвижных или движущихся относительно среды (воздух, водоем) источников колебаний. Его осуществляют либо с наземной станции, либо с борта самолета. Получение изображений местности с помощью радиолокационной аппаратуры, установленной на летательных аппаратах, называется радиолокационной съемкой. Она может проводиться в сложных метеоусловиях и в любое время суток, а также для изучения объектов, покрытых снегом, растительностью, рыхлыми отложениями и т. п., и способна дать дополнительную информацию, которая отсутствует на фотографиях. В последнее время получает свое развитие лазерный (лидарный) контроль атмосферы. Лазеры – это приборы, испускающие световой луч очень острой направленности, то есть с очень малой расходимостью световых лучей. Результаты, полученные при использовании вышеперечисленных методов контроля атмосферы, позволяют устанавливать закономерности планетарного распределения облачного покрова, определять места зарождения и направление перемещения циклонов, тайфунов, пыльных бурь, аэрозольных и газообразных загрязнителей. Система наблюдений за состоянием и качеством водной среды относится к области гидрометеорологии и осуществляется на соответствующих постах наблюдения – гидрометеорологических станциях. Изучаются уровень воды, глубина водоема, скорость водотока, температура, цвет водной поверхности, степень минерализации (солености), биомасса и другие характеристики. Например, слежение за уровнем воды осуществляетс я на многочисленных водомерных постах с использованием водомерных реек, а также различных самописцев. В труднодоступных районах устанавливают дистанционные водомерные посты с самописцами уровня воды. Преимущество использования самописцев заключается в том, что они дают возможность получать информацию об уровне воды непрерывно.

Одним из показателей загрязнения воды является изменение ее температуры. Измерение температуры водной поверхности осуществляется активными радиолокационными методами с использованием радиолокаторов. Значительная часть всех измерений и исследований выполняется непосредственнонаповерхностиокеанаспомощьюнаучно-исследовательских кораблей, а также радиотелеметрических океанографических буев. На последних устанавливаются датчики для измерения требуемых параметров, источники питания, устройства для записи информации и радиоаппаратура для передачи данных по радиоканалам на судовые или наземные приемные станции. В последнее время все большее распространение получают методы дистанционного исследования участков суши земной поверхности с применением спутников, лазерной и радарной техники. Радарная аэросъемка – получение изображений местности с помощью радаров, установленных на летательных аппаратах. Радары – это устройства, состоящие из генератора электромагнитных колебаний, связанного с открытой излучающей цепью – антенной. Использование лазерной и радарной техники позволяет определить высоту деревьев, количество растений, измерить поток энергии, входящей в экосистему и выходящей из нее (соотношение поглощенной и отраженной радиации), получить данные, характеризующие растительность в зонах,

Где нет наземного контроля. Особенно перспективными являются лазерные ис-

следования, при помощи которых можно провести учет пастбищных земель, из-

мерить очаги влияния фитопатогенных факторов, выявить лесные пожары и т. п. Важную роль в литосферных исследованиях играет дистанционный кон-

тролль снежного покрова. Изучение снежного покрова (граница покрова, глуби-

на, плотность, температура, влагосодержание) проводят с помощью активных и

пассивных радиояркостных методов, использующих диапазон электромагнит-

ных волн от видимого до метрового.

Химические и физико-химические методы

Методы анализа, используемые в лабораториях, занимающихся контролем

Состояния окружающей среды, можно подразделить на химические и физико-

химические (инструментальные).

Основные физико-химические методы анализа представлены в табл.

Таблица. Методыфизико-химическогоанализа

Название метода Определяемые вещества Измеряемая величина

(Чувствительность метода)

1 Спектральные; рентгеноспектральные Поглощение или испускание видимых, ультрафиолетовых и рентгеновских лучей. Колебание атомов. фотометрические; атомно- абсорбционные; люминесцентные Рассеяние - света (полумикро-, микроколичества) Различные химические элементы, в том числе тяжелые металлы в атмосферном воздухе, воде, почвах, растениях. Органические вещества, в том числе нефть и нефтепродукты

2. Рефрактометрические Показатель преломления Ароматические, не ароматические углеводороды

3. Поляриметрические Вращение плоскости поляризации, соли в воде (макроколичества)

4. Полярографические Сила диффузного тока Ионы тяжелых металлов При восстановлении или окислении на электроде и в атмосферном воздухе, воде, почве (полумикро- микроколичества)

5. Кулонометрические для электродной реакции Количество электричества Различные химические элементы в воздухе, воде, почвах, вт. ч. Тяжелые металлы, канцерогены, газообразные загрязнители атмосферы (SO, O, NO

6 Потенциометрические Электродный потенциал рН среды; окислительно-восстановительный потенциал почв, воды; при сутствие различных ионов (макро- и микроколичества)

7. Кондуктометрические Электрическая проводи мость - СПАВ в сточных водах; пестициды в в атмосферном воздухе; агрессивные среды (макро- имикроколичества почвах, растениях; SO, H SO)

8. Радиометрические Радиоактивность Радиоактивное загрязнение атмосферы, воды, почвы, растений (макро-, микро- и субмикроколичества)

Контрольныевопросы

Поиск по сайту: