Національний Університет “Києво-Могилянська Академія” Кафедра екології Моніторинг навколишнього середовища Реферат Організація суспільного та громадського моніторингу -кому Потрібна така ініціатива Методичні рекомендації по організації суспільного екологічного моніторингу 2 Вироблення програми моніторингу 2 Цілі та задачі 2 Вибір пріоритетів: об'єкти спостереження й визначувані параметри 2 Попередній аналіз ситуації 3 Розташування постів спостереження 4 Зворотній зв'язок 5 Вибір устаткування і методів аналізу 5 Устаткування для радіоекологічного моніторингу і контролю 6 Документування результатів 6 Представлення і використання результатів Питання, пов'язані з представленням і використанням експериментальних результатів, розглядаються тут лише в контексті можливостей суспільного екологічного моніторингу. 7 Інформаційні матеріали для широкої аудиторії 7 Посилання на літературу 10 Методичні рекомендації по організації суспільного екологічного моніторингу Ефективність суспільного екологічного моніторингу вирішальним чином залежить від правильної його організації. Можна роками вести моніторинг у регіоні - і не одержати значимих результатів. У той же час, попереднє вивчення ситуації, аналіз можливих впливів дозволяють за допомогою декількох вимірів виявити проблему, на яку не звертають уваги офіційно уповноважені організації. Загальна послідовність розробки і здійснення схеми моніторингу подана на мал. 1. Мал. 1. Основні компоненти системи моніторингу (по [1]). Вироблення програми моніторингу Цілі та задачі Перед тим, як починати ці кроки, варто сформулювати довгострокові цілі і проміжні задачі. При цьому необхідно, щоб поставлені вами цілі були конкретними, досяжними і піддавалися перевірці - це істотно для контролю виконання програми моніторингу і внесення в її коректив. Формулюючи їх, варто враховувати специфічні риси суспільного екологічного моніторингу. Основна ціль усякої програми моніторингу - інформаційна. Результатом її повинно бути одержання інформації, усунення тієї або іншої непевності або, навпроти, виявленої нестачі інформації. Проте, під час обговорення особливостей суспільного моніторингу відзначалося, що він орієнтований на конкретні проблеми місцевого населення і тісно пов'язаний із контролем - вживанням заходів на основі отриманої інформації. Тому природно ціль програми суспільного моніторингу може бути спрямована на: 1. Одержання інформації, пов'язаної з конкретною проблемою. 2. Представлення інформації для різноманітних типів аудиторії (зацікавленої громадськості, адміністрації підприємства, державних органів) і її поширення. 3. Вживання заходів, безпосередньо спрямованих на поліпшення ситуації або тих, що мають на меті домогтися прийняття відповідних рішень).
Хоча власне до моніторингу відноситься перша з цих цілей і (частково) друга, у рамках суспільних програм нема рації жорстко розділяти екологічні моніторинг і контроль. Під задачами ми розуміємо конкретні дії або етапи на шляху досягнення цілі. У будь-якому випадку, задачі підпорядковані цілям. У рамках грамотно складеної програми не може бути задач, що виходять за межі цілі, що не мають до неї відношення і т.п. Вибір пріоритетів: об'єкти спостереження й визначувані параметри Інстинктивно виникаюче бажання вимірювати усе в усім - прямий шлях у безвихідь. Навіть якщо ваша організація може дозволити собі достатньо великі дослідження, варто завжди задаватися питанням: а чи не так вже й необхідно вимірювати усе, що ви тільки можете? У більшості ж випадків обмежені ресурси організації жорстко диктують необхідність скоротити програму вимірів, зберігши, по можливості, якість одержуваного матеріалу. Тому на основі поставленої цілі варто визначити пріоритети - об'єкти моніторингу й визначувані параметри. Об'єкти розуміються тут у самому широкому змісті слова - як антропогені, так і природні. Наприклад, якщо ціль програми пов'язана зі станом ріки, то вибір об'єкта може виглядати як визначення підприємства або конкретного стоку, на якому будуть сконцентровані зусилля по моніторингу. Якщо проблему становить стан навколишнього середовища в забрудненому міському районі, визначення пріоритетів може початися з вибору природного середовища для моніторингу - атмосфери, води, грунту, снігового покриву. У деяких випадках вибір об'єкта однозначно випливає з поставленої проблеми, а іноді являє собою змістовну і нетривіальну задачу. Як правило, спочатку на основі поставлених цілей і задач вибираються об'єкти моніторингу, а потім обумовлені параметри. Проте можливий і обернений порядок, особливо якщо заздалегідь відомо, що проблема пов'язана з визначеною речовиною (наприклад, ртутне забруднення). Для того, щоб робота була ефективної, слід уважно проаналізувати ситуацію до того, як приступимо до вимірів і визначимо пріоритетні об'єкти і параметри, що дійсно необхідно досліджувати. Немає необхідності постійно вивчати вміст в повітрі, воді і грунту компонентів, що не належать до локальним або регіональним антропогенних (викликаних діяльністю людини) або природним (наприклад, пов'язаним з аномаліями типу фторних або йодних) пріоритетним забруднюючим речовинам, а також продуктам їхньої трансформації в навколишньому середовищі. Попередній аналіз ситуації Перед формуванням довгострокової програми моніторингу доцільно провести рекогносцирувальні (попередні) дослідження. На цьому етапі важливим є збір усієї вже наявної інформації з проблеми (включаючи і ту, що можна використовувати в її рішенні - наприклад, правове регулювання проблем такого роду, економічні інтереси і т.п.) і її аналіз. Будь-які вже наявні дані варто використовувати ефективно, навіть якщо в них і є якісь очевидні неточності або "білі плями". Одним з ефективних прийомів вибору пріоритетів є картографування джерел впливу й упорядкування їх попередніх "портретів" по літературних даних. Список попередніх характеристик буде основою для інтерпретації результатів вимірів. Відсутність якогось зв'язку між типом забруднення і характером можливих джерел може бути ознакою регіонального переносу, специфічних властивостей підземного водяного обрію, або, що особливо важливо, наявності невстановлених джерел забруднень. Таблиця 1. Маркерні характеристики для різноманітних типів забруднення Вплив Параметри
Сільське господарство (колекторно-дренажні води) БПK5, розчинений кисень, зважені речовини, каламутність, кольоровість, pН, мінералізація, жорсткість, сульфати, хлориди, амоній, нітрати, нітрити, фосфати, сума органічних сполук по ХДK; у випадку застосування пестицидів , що містять - важкі метали
Сільське господарство (тваринництво) температура, БПK5, розчинений кисень, зважені речовини, каламутність, кольоровість, pН, мінералізація, хлориди, форми азоту (насамперед, амоній), загальний фосфор, сума органічних сполук по ХДK
Комунальне господарство температура, кіл-титр, БПK5, розчинений кисень, зважені речовини, каламутність, кольоровість, p, мінералізація, хлориди, амоній, загальний фосфор і поліфосфати, сума органічних сполук по ХДK
Транспортні підприємства і транспорт зважені речовини, розчинений кисень, каламутність, pН, мінералізація, жорсткість, нафтопродукти (плівка), сума органічних сполук по ХДK; важкі метали
Підприємства целюлозно-паперової промисловості рН, мінералізація, сума органічних сполук по ХПK, хлорорганічні сполуки (у деяких випадках - залишковий хлор, що може бути використаний у якості маркера), феноли
Підприємства, що мають гальванічні виробництва в цеху рН, мінералізація, важкі метали, нафтопродукти
Для водяних об'єктів зручно встановлювати так називані маркерні характеристики, що дозволяють скласти уявлення про загальний характер забруднення, не здійснюючи повної програми вимірів. Інформацію про те, які параметри можна було б віднести до маркерних, тобто тих, що віддзеркалюють процеси , що протікають у водному об'єкті , або свідчать про ймовірне забруднення, викликане тими або іншими чинниками впливу. Крім того, деякі корисні данні містить таблиця 1. Потовщеним шрифтом виділені маркерні характеристики, з'ясування яких може бути проведене безпосередньо на місці і не потребує значних витрат часу, складної приладової бази. Очевидно, багато характеристик, у тому числі і маркерні, повторюються в різноманітних графах таблиці. Ця непевність може бути усунута за допомогою картографування, до якого корисно звертатися в будь-якій ситуації. Проте, наприклад, твердження, що надлишковий вміст іонів амонію є маркерним показником побутового і сільськогосподарського забруднення, справедливо в переважній більшості випадків. Перевіркою може стати визначення вмісту загального фосфору (див. таблицю 1) і інших типових для побутових і сільськогосподарських джерел впливу факторів. Помітне підвищення мінералізації поверхневих вод є сигналом притоки далекого розчину (відзначимо, що таким може бути і скидання більш мінералізованих, але не потребуючих очищення підземних вод, використаних, наприклад, у системі охолодження). Досліджуючи вплив забруднення на стан водних екосистем, важливим є врахування температурного режиму, його зміни як за рахунок природних, так і за рахунок антропогенних чинників (наприклад, скидання нагрітих вод електростанцій у водяні об'єкти). При підвищенні температури в риб зростає потреба в їжі, втрачається здатність до відтворення, знижується активність; зростає токсичність деяких пестицидів для риб, пришвидшується накопичення метилртуті [2], у воді знижується вміст розчиненого кисню. Нагрів вод прискорює процес евтрофікації водойм [2]. Важливою характеристикою водяних екосистем є також донні відкладення. Акумулюючі важкі метали, радіонукліди і високотоксичні органічні речовини, донні відкладення, з одного боку, сприяють самоочищенню водних середовищ, а з іншого боку - являють собою постійне джерело повторного забруднення водойм. Донні відкладення - перспективний об'єкт аналізу, що відбиває багаторічну картину забруднення (особливо - у малопроточних водоймах). У останні роки мав розвиток метод спостереження за рівнем забруднення природного середовища на основі спостережень за атмосферними опадами і сніжним покривом. Атмосферні опади завжди містять присутні в повітрі розчинені домішки, тому концентрація домішок в опадах є природним показником забруднення атмосфери. Чи є той підхід цінний, наприклад, при визначенні вмісту суперекотоксикантів у повітрі, оскільки дозволяє уникнути добору проб дуже великих обсягів повітря [3]. Результатом попереднього аналізу є визначення пріоритетів програми - об'єктів моніторингу і встановлюваних параметрів. Можливо також, що даних, отриманих у ході попереднього аналізу - рекогносцирувальних досліджень, роботи з літературою, виявиться достатньо для того, щоб, минаючи етап "повномасштабних" вимірів, перейти до таких етапів програми. Такими етапами можуть бути інтерпретація даних, їхнє представлення і поширення, привертання уваги до проблеми, робота з підприємством-забруднювачем або державними органами. У будь-якому випадку, серйозний попередній аналіз ситуації і схема моніторингу, грамотно складена з врахуванням пріоритетів, значно підвищать ефективність роботи і дозволять найпростішими методами й у короткі терміни виявити найбільше гостро стоячі проблеми (котрі, можливо, довгий час не потрапляли в поле зору державних служб). Розташування постів спостереження Коли обрані контрольовані параметри, необхідно визначити число і розташування місць пробовідбору (спостереження) і часового режиму добору проб (проведення спостережень). При цьому необхідно уникати поспішних висновків, що можуть виявитися помилковими. Наприклад, якщо перевірити, наскільки стічні води підприємства забруднюють ріку, необхідно вибрати точки добору проб нижче і вище за течією місця їхнього скидання: може виявитися, що вода в ріці вже сильно забруднена досліджуваною речовиною, а внесок підприємства дуже незначний. При дослідженні атмосферного забруднення інтерес полягає не тільки рівні забруднення по місту в цілому (для цього використовуються стаціонарні і маршрутні пости спостережень, і таку інформацію, як правило, можна одержати в державних структурах, зайнятих у системі моніторингу навколишнього середовища). Якщо великий внесок у забруднення повітря міста вносить якесь підприємство, варто сконцентрувати увагу на так називаних смолоскипних спостереженнях. При цьому найбільше істотною частиною роботи є встановлення напрямку руху смолоскипа, визначений візуально, і розставляння пунктів добору проб. Якщо димовий смолоскип не значний, тобто напрямок його руху визначається по напрямку вітру на висоті викиду, запаху характерного інгредієнта досліджуваного джерела і по видимих смолоскипах сусідніх джерел. При організації мережі спостереження за рівнем забруднення повітря в містах (і особливо мережі моніторингу джерел забруднення) необхідно мати на увазі, що деякі низько розташовані (автотранспорт) і навіть дрібні (труби житлових будинків) джерела можуть вплинути на локальний рівень забруднення більш істотно, ніж високо розташовані джерела (викид із високих труб) [2]. Варто підкреслити, що при плануванні моніторингу викидів або скидання з відомих або потенційних джерел не тільки кількість викидів, але і їхні флуктуації в часі мають велике значення. Необхідно пересвідчитися, що система спостереження зафіксує ці флуктуації (це особливо важливо при моніторингу забруднення атмосферного повітря, оскільки концентрації забруднюючих речовин у цьому середовищі змінюються дуже швидко). Після визначення місць пробовідбору /спостережень наступає стадія проведення вимірів і спостережень, що включає польові операції (виміри, проведені на місці, пробовідбір, опрацювання і консервування проб, ідентифікація і доставка в лабораторію) і лабораторні виміри /спостереження (вимір концентрацій забруднюючих речовин, використання біотестів у лабораторних умовах і т.п.). Лабораторні аналізи і польові виміри повинні проводитися з посиланням на використовувані методики і рекомендації. Контроль якості даних може здійснюватися з застосуванням статистичних методів, виконанням аналізу шифрованих проб і т.д. Зворотній зв'язок У ході моніторингу повинний бути обов'язково реалізований механізм зворотного зв'язку, що дозволить скорегувати програму, виявити її слабкі місця. Так, з урахуванням конкретних методів і устаткування, інтерпретації результатів перших вимірів, можуть бути переглянуті пріоритети програми. Після закінчення деякого часу накопичується матеріал і для повторної оцінки мети програми, її відповідності доступним ресурсам. При цьому обов'язковою умовою ефективної роботи механізму зворотної зв'язок є контроль якості даних і їх коректна і письмова інтерпретація. Для конкретних цілей або виявлення значимості спостережень змін може виявитися корисним притягнення експертів зі сторони. На цій же стадії велику увагу варто приділити засобам опрацювання і збереження первинної інформації. Завершальною стадією є поширення інформації, отриманої на підставі виконаної програми контролю, і виробітку рекомендацій для всіх зацікавлених груп і організацій. У цілому програма повинна: бути науково обгрунтованої; бути достатньо гнучкою, припускати перегляд задач і підходів на основі одержуваних результатів; давати значимі результати, тобто результати, що несуть осмислену інформацію, що можна інтерпретувати; бути економічною, цілком керованою і контрольованою з погляду матеріальних і тимчасових обмежень. Вибір устаткування і методів аналізу Вибір методів і засобів вимірів параметрів джерел впливу і чинників навколишнього середовища залежить не тільки від того, за яким компонентом або параметром мають намір вести спостереження, але і від задач програми в цілому. Наприклад, не завжди необхідно залучення інструментальних методів визначення забруднюючих речовин - існують достатньо прості й інформативні прийоми, що не потребують складного устаткування і високого фахового підготування (візуальні методи, деякі засоби біоіндикації і т.п.). Точність вимірів - характеристика якості вимірів, що відбиває близькість до нуля похибок їхніх результатів. Висока точність вимірів відповідає малим складових похибок усіх видів (як випадкових, так і систематичних) [4]. Похибка виміру - характеристика результату виміру, що являє собою відхилення знайденого значення розміру від її реального значення. Розрізняють абсолютну похибку вимірів, що виражається в одиницях виміру, і відносну похибку вимірів, що являє собою відношення абсолютної похибки до реального значення що виражається в одиницях вимірювання(у частках одиниць, у відсотках і т.д.).Залежить від, (коливань температури, електромагнітних перешкод і т.п.), недосконалості методу і самого засобу вимірів (неточність його початкової градуювання нестабільність у часі) [4].
Складність складу природних середовищ є причиною того, що перешкоди, що виникають при вимірі концентрації однієї речовини при наявності інших речовин, можуть призводити до серйозних помилок. Більшість стандартних методик містить перелік таких проблем і засобів їхній усунення. Таблиця 2. Устаткування, придатне для рекогносцирувальних досліджень Тип приладу Можлива область застосування
Kондуктометр або прилад для виміру опору водяних розчин Оцінка мінералізації води, локалізація джерел скиду електролітів (солей, лугів, кислот)
рН-метр, іономер Визначення водневого показника (рН), при використанні іоноселективних електродів - визначення присутності нітратів, хлоридів та інших іонів
Газоаналізатор типу УГ-2 або "Пчелка" Напівкількісне визначення найбільш шкідливих домішок , що зустрічаються часто , в атмосферному повітрі
Фото електроколориметр Виміри багатьох параметрів, заснованих на проведенні кольорових реакцій; при підготуванні відповідних проб, можна використовувати для аналізу складу повітря, води, грунти, біологічних тканин
Газовий хроматограф (у тому числі переносний Визначення органічних домішок у складі атмосферного повітря і води
