Организация и проведение геоэкологического мониторинга на территории крупных городов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирская Государственная Геодезическая Академия»

(ГБОУ ВПО «СГГА»)

Институт Кадастра и Геоинформационных систем (ИКиГИС)

Кафедра экологии и природопользования

Реферат по дисциплине

«Геоэкологический мониторинг»

Тема:

«Организация и проведение геоэкологического мониторинга на территории крупных городов»

Выполнил: Ст. гр. Э-51

Камбулатова И.Б.

Проверил: Трубина Л.К.

Новосибирск - 2011

План

Введение

1. Особенности техногенных воздействий на территории крупных городов, определяющие состояние природной среды

2. Характеристика методов и средств мониторинга

3. Возможности использования аэрокосмической информации при мониторинге крупных городов

Заключение

Источники

Введение

Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде) для определения системы повторных целенаправленных наблюдений за элементами окружающей природной среды в пространстве и времени. Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями, мониторинг включает несколько основных процедур:

· выделение (определение) объекта наблюдения;

· обследование выделенного объекта наблюдения;

· составление информационной модели для объекта наблюдения;

· планирование измерений;

· оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

· прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

Следует принять во внимание, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации.

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

· о состоянии окружающей среды;

· о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия);

· о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

· о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

Экологические мониторинги окружающей среды могут разрабатываться на уровне промышленного объекта, города, района, области, края, республики в составе федерации.

Характер и механизм обобщения информации об экологической обстановке при ее движении по иерархическим уровням системы экологического мониторинга определяются с помощью понятия информационного портрета экологической обстановки. Он представляет собой совокупность графически представленных пространственно распределенных данных, характеризующих экологическую обстановку на определенной территории, совместно с картоосновой местности. Разрешающая способность информационного портрета зависит от масштаба используемой картоосновы.

геоэкологический мониторинг город техногенный

1. Особенности техногенных воздействий на территории крупных городов, определяющие состояние природной среды

Воздействие техногенеза на природные компоненты наиболее концентрировано и интенсивно в крупных городах - местах многоотраслевого строительства (гражданского, транспортного, горного, коммунального и т. д.). Типы, размеры, конструкции и вес зданий и сооружений разнообразны, с чем в свою очередь связано и разнообразие видов воздействия на природную среду. Следствием человеческого вмешательства в природную обстановку можно считать изменение почти всех компонентов среды, входящих в сферу влияния человека. Активному воздействию подвержены как атмосфера, почвенный покров, подземная и поверхностная гидросфера, рельеф и растительность, так и современные геодинамические процессы и явления. Изменение одного компонента среды непосредственно или опосредованно сказывается на других, причем раскрытие механизма взаимосвязей, их изменение во времени и пространстве представляет собой сложную задачу и служит научной основой прогнозирования. Одна из важнейших сторон техногенного воздействия связана с вовлечением в городскую сферу огромных масс химических элементов с твердыми промышленными и бытовыми отходами, пылевыбросами, промышленными и коммунальными стоками и пр.

Структуру города составляют зоны: промышленная, селитебная, коммунально-складская, внешнего транспорта, прочих земель. В состав материальных элементов города входят промышленные и энергетические предприятия, улицы, площади, наземный городской транспорт, мосты, подземные переходы, стадионы, подземные коммуникации, горные выработки, водохранилища, подсобные хозяйства и многое др. Все материальные элементы связаны между собой и распределяются по функциональным зонам города. Каждый материальный элемент города оказывает свое соответствующее влияние на природную сферу. Например, завод своим весом уплотняет грунты основания, сокращает площадь инфильтрации атмосферных осадков, уменьшает площадь испаряющей поверхности, оказывает утепляющее воздействие на подстилающие грунты, создает утечки технических вод из заводских коммуникаций, вызывающие повышение уровня грунтовых вод и, следовательно, возникновение техногенных водоносных горизонтов. Кроме того, подобное предприятие, как правило, является источником загрязнения поверхностных и подземных вод, а также атмосферы (пыль, газ, дым и аэрозоли). Виды строительства, и в особенности типы зданий и сооружений, обусловливаются экономическим профилем города и его природными условиями. Города по своему профилю разделяются на однофункциональные и многофункциональные. С разнообразием функционального профиля города, видов строительства, типов зданий и сооружений связано разнообразие видов воздействий на природную среду: глубина заложения сооружений; вид нагрузок (статические, динамические, ударные - мгновенные) и их величин; эпюра напряжений, глубина активной зоны сжатия грунтов. Разнообразие видов воздействия города на природную среду обусловливает необходимость их систематизации. Целевые воздействия - это сознательные мероприятия по использованию производительных сил и природных ресурсов для улучшения природных условий города: дренаж поверхностных вод, защита от затопления, регулирование режима рек, орошение, борьба с абразией, оползнями, техническая мелиорация грунтов и пр. Стихийные воздействия - это многообразное, широко распространенное нецелевое и непроизвольное влияние города на природную обстановку. Прямые воздействия - устройство подземных и открытых выработок, вертикальная планировка рельефа, статические и динамические нагрузки, обводнение и многое др.

Косвенные воздействия - планировка города, изменяющая ветровой, температурный режимы, формирующая микроклиматические различия, застройка, искусственные покрытия, водостоки, косвенно изменяющие режим грунтовых вод, и т. п. Механические воздействия - весовая нагрузка на грунты оснований зданий и сооружений. Физические воздействия - утепляющее воздействие застройки на температурное поле города, набухание грунтов в результате их замачивания. Химические воздействия - химическое загрязнение атмосферы, гидросферы, биосферы, увеличение содержания СО2 в атмосфере, вызывающее парниковый эффект, химическая мелиорация грунтов, засоление и др. Биологические воздействия - дыхание людей, изменяющее химический состав воздуха, уменьшающее содержание кислорода, повышающее температуру и относительную влажность воздуха. Различают обратимые и необратимые воздействия. К обратимым относятся: временное понижение уровня грунтовых вод, орошение, загрязнение атмосферы, гидросферы и т. д. Необратимые - изъятие невозобновляемых полезных ископаемых, искусственные изменения рельефа, необратимая химическая мелиорация грунтов и т. д. В зависимости от площади распространения воздействия и изменения среды выделяются точечные, местные, линейные, крупноплощадные, региональные и глобальные воздействия. Точечные - шахты, колодцы, воронки и т. д. Местные - здания и сооружения, свалки, сады, пруды и т. д. Линейные - городские улицы и подземные коммуникации. Глобальные - загрязнение атмосферы, биосферы и гидросферы городами Земного шара, охватывающее мировое пространство. Результаты изучения механизмов изменения геологической среды при техногенезе позволяют выделить факторы, дифференцированные по блокам окружающей среды (геофакторы). Косвенными геофакторами (по Кутепову и др., 1999) являются условия залегания геологических тел (размеры, высотность, экспозиция, рельеф и т. д.). Реализуясь в ландшафтных системах, они определяют интенсивность солнечной радиации, температуру и влажность воздуха, интенсивность и частоту атмосферных осадков, поверхностный сток и т. д. Прямые геофакторы воздействуют на физическую среду обитания человека. Прежде всего, эти факторы формируют зоны проявлений геодинамических процессов и характеризуют распространенность, и интенсивность различных геохимических полей.

Естественный геоэкологический потенциал территории определяется множеством взаимосвязанных геофакторов, которые поддерживают динамическое равновесие между человеком и окружающей средой. Нарушение этого равновесия влечет за собой изменение параметров системы, либо переход ее на новый качественный и количественный уровень. Антропогенные геологические процессы и явления, формируясь под действием естественных и техногенных факторов, занимают важное место в функционировании систем городских агломераций. Влияние на интенсивность их развития оказывают как естественные, так и техногенные факторы, причем последние в большинстве случаев играют решающую роль. Наиболее активно техногенные процессы развиваются на территориях крупных промышленных центров со значительной степенью освоенности и численностью населения. Кроме того, очевидно влияния профиля, возраста, планировочной структуры и характера застройки городских территорий. Изучение интенсивности техногенных нагрузок на среду проводится в процессе построения, анализа и совмещения ряда покомпонентных карт территории. Характер и закономерности развития антропогенных изменений геологической среды определяются не только свойствами и особенностями ее строения, но и видом антропогенного воздействия и степенью освоения.

2. Характеристика методов и средств мониторинга крупных городов

Определение экологического мониторинга или мониторинга окружающей среды законодательно определено в Федеральном законе от 10 января 2002 года № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» и Федеральном законе от 19 июля 1998 года N 113-ФЗ «О гидрометеорологической службе».

Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) - комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Полномочия по осуществлению экологического мониторинга возложены как на органы государственной власти Российской Федерации, так и на субъекты Федерации (Федеральным законом от 10 января 2002 года № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»).

Со стороны федеральных органов исполнительной власти работы по экологическому мониторингу осуществляет территориальный орган Росгидромета.

В соответствии с предоставленными полномочиями создаются региональные системы экологического мониторинга, которые включают в себя наблюдения за состоянием атмосферного воздуха, поверхностных водных объектов, почв, зеленых насаждений, уровней шума, опасных геоэкологических процессов.

В таблице 1 кратко представлены характеристики основных подсистем Единой системы экологического мониторинга городов.

Таблица 1. «Характеристики основных подсистем Единой системы экологического мониторинга городов»

На территориях, «не охваченных» постоянными пунктами наблюдения проводятся специализированные экологические обследования:

- обследования атмосферного воздуха по обращениям жителей и заявкам городских организаций с использованием передвижной экологической лаборатории, оснащенной автоматическим газоаналитическим оборудованием.

- исследование загрязнения поверхностных водных объектов автоматическим аналитическим комплексом, установленным на специализированных теплоходах (в навигационный период).

- обследования уровней шума от автотранспорта, железнодорожного транспорта, промышленных предприятий и других объектов хозяйственной деятельности, строительных работ.

Единая система экологического мониторинга городов обеспечена современным аналитическим оборудованием лучших отечественных и зарубежных производителей. В работе системы широко используются автоматизированные методы и информационные технологии сбора, передачи и хранения данных. Все результаты измерений передаются в Единый городской фонд данных экологического мониторинга, являющийся составной частью Комплексной автоматизированной системы в области охраны окружающей среды и природопользования города.

Информационные ресурсы города в области природопользования и охраны окружающей среды:

База данных о загрязнении атмосферного воздуха по результатам работы автоматических станций контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА);

База данных метеорологических наблюдений;

База данных о загрязнении водных объектов;

База данных о загрязнении атмосферного воздуха по результатам рейдов передвижной экологической лаборатории;

База данных об уровнях шума на территориях города (по результатам отработки жалоб, заявок и мониторинга уровня шума от строительных площадок);

База данных о загрязнении почв города;

База данных о состоянии зеленых насаждений города;

Реестр зеленых насаждений;

Кадастр отходов;

База данных по результатам прямых инструментальных измерений выбросов промышленных предприятий.

Применение геоинформационных технологий для решения задач охраны окружающей среды города

3. Возможности использования аэрокосмической информации при мониторинге крупных городов

Аэрокосмические методы исследования - вариант дистанционных методов исследования, система методов изучения свойств ландшафтов и их изменений с использованием вертолетов, самолетов, пилотируемых космических кораблей, орбитальных станций и специальных космических аппаратов, оснащенных, как правило, разнообразной съемочной аппаратурой. Выделяют: визуальные, фотографические, электронные и геофизические методы исследования. Применение аэрокосмических методов исследования ускоряет и упрощает процесс картографирования и имеет большое значение при организации мониторинга за состоянием окружающей среды.

Что касается методов аэросъёмки применительно к крупным городам и мегаполисам, они явно необходимы для решения множества экологических задач, выявления проблем и путей их решения.

Таким образом, аэросъёмки крупных городов в настоящее время производятся следующим образом:

- Цветная АФС города: проведение и обработка данных.

- Тепловая АФС в инфракрасном диапазоне: проведение инфракрасной съёмки территории города и обработка её результатов.

- Космическая съёмка территории города (черно-белая, цветная, в инфракрасном диапазоне): поставка и обработка материалов космосъёмки.

Кроме того, необходимо обеспечивать органы исполнительной власти города материалами Банков данных дистанционного зондирования по территории города.

Эти примеры аэросъемок городов решают важные его задачи. Это:

- создание и обновление цифровых топографических планов, карт и схем ЕГКО города;

- топографический мониторинг территории города;

- обновление информационных ресурсов в Государственном Земельном Кадастре;

- мониторинг Генерального плана развития города;

- актуализация схем размещения территорий природных комплексов;

- разработка проектов планировки природных территорий;

- создание карт различной тематики: растительного разнообразия, почв, зеленых насаждений ит.п.;

- экологический мониторинг зеленых насаждений;

- комплексная оценка состояния городских экосистем и многие другие задачи.

Методы и разработки аэрокосмических съемок играют важную роль в оценке и мониторинге состояния городской среды, планирования и экологизации городских поселений и прогнозированию, предотвращению проблем различного уровня масштабности, а также помогает выявить оптимальные пути их решения.

Заключение

В некотором приближении город можно сравнить с единым сложно устроенным организмом, который активно обменивается веществом и энергией с окружающими его природными и сельскохозяйственными территориальными комплексами, и другими городами. Города служат центрами притяжения для людских и материальных ресурсов. В крупных и крупнейших городах концентрируются высококвалифицированные

специалисты и рабочие, научная и творческая интеллигенция, хранятся огромные материальные, культурные, исторические и научные ценности. В города поступают промышленное сырье и полуфабрикаты, готовая продукция, плоды сельскохозяйственного производства. Одновременно города “экспортируют” промышленную продукцию, выбрасывают в окружающую среду огромное количество отходов. Они становятся центрами техногенных биогеохимических провинций. Фактически любой крупный город как при “импорте” вещества и энергии, так и при “экспорте” готовой продукции и своих отходов связан со всей планетой. Сырье, детали, станки и механизмы, продукты питания поступают в города (прямо или косвенно) из разных регионов и отправляются во многие страны мира.

Химические вещества, выбрасываемые из заводских труб больших городов (например, тяжелые металлы), включаются в глобальный круговорот и выпадают на поверхность земли вплоть до ледников Антарктиды и Гренландии. Но наиболее существенное влияние города оказывают на свое непосредственное окружение. Любой город неповторим и оригинален не только по своей архитектуре и местоположению, но и по особенностям производства (сочетанию отдельных отраслей), транспортно-экономическим связям. Изучение экологической специфики каждого крупного города нашей страны и всего мира -- задача крайне важная, но в высшей степени трудоемкая. И поэтому проблема экологии в современных городах - проблема актуальная и острая, требующая компетенции, знаний, заинтересованности и активности. И разработка систем мониторинга - один из путей решения этой проблемы. Крайне необходимо развитие данных систем, их усовершенствование и дальнейшее развитие для обеспечения благоприятных условий проживания населения на городских территориях, сохранения и процветания компонентов природы в черте города и оценке экологического состояния городских агломераций.

Источники

1. А.С. Боголюбов, "Программа комплексного исследования загрязнений наземных экосистем (Введение в проблему мониторинга природной среды)", М.: Экосистема, 1997, 156стр.

2. Д.М. Димухаметов, «Техногенное воздействие на природную среду», С-Петербург, 2001, 234стр.

3. А.В. Баранов, «Урбанизация и социальные лимиты жизни человека» //Урбоэкология, М.,1990, 350стр.

4. В.С.Вишаренко, «Принципы управления качеством окружающей среды

Городов», М., 1990, 267стр.

5. http://permkultura.ru

6. http://www.mosecom.ru

7. http://www.wikipedia.ru

Размещено на Allbest.ru