Мониторинг экологических катастроф
материал по экологии

Содержание

Введение.........................................................................................................................................3

1. Экологические проблемы и направления их решения...........................................................4

2.  Методы оценки состояния окружающей среды....................................................................9

2.1 Ландшафтно-экологический подход в оценке состояния окружающей среды.....9

2.2  Система индикаторов/индексов качества окружающей среды............................10

3. Оценка экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной ситуации и экологического бедствия.........................................................................................14

4.  Прогноз и оценка прогнозируемого состояния окружающей среды.................................17

4.1 Исторический аспект.................................................................................................17

4.2  Разработка экологического прогноза......................................................................18

4.3 Методы экологического прогнозирования..............................................................21

5. Принципы построения мониторинговых систем реального времени................................24

Заключение...................................................................................................................................25

Список литературы.....................................................................................................................26

Введение

В настоящее время, воздействие человека на окружающий мир стало настолько мощным, что он стал с трудом справляться с последствиями этих воздействий. Решение глобальных экологических проблем, требует неотложных энергичных совместных усилий международных организаций, государств, регионов, общественности.

За время своего существования и особенно в XX веке человечество уничтожило около 70 процентов всех естественных экологических (биологических) систем на планете, которые способны перерабатывать отходы человеческой жизнедеятельности. Все это приводит к тому, что биологические микроорганизмы, которые выступают в качестве регулятора окружающей среды, уже не способны выполнять эту функцию.

Как утверждают специалисты из Федеральной службы экологического надзора, через 30 - 50 лет начнется необратимый процесс, который на рубеже XXI - XXII веков приведет к глобальной экологической катастрофе. Особо тревожное положение сложилось на Европейском континенте.

Экономическая ситуация в Российской Федерации продолжает усугублять экологию, острота сложившихся негативных тенденций нарастает. Спад производства не сопровождался аналогичным уменьшением объема вредных выбросов в окружающую среду - в кризисных условиях предприятия экономят на природоохранных затратах

В 90-е годы, было принято несколько экологических законов, основным из которых стал закон Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды", действующий с марта 1992 года.

Между тем на территории России (17 млн. кв. км) имеется 9 млн. кв. км нетронутых, а значит, работающих экологических систем. Это экосистемы, без которых невозможно представить нормально действующую биоту всего Земного шара.

1. Экологические проблемы и направления их решения

В конце XX века, сложилось достаточно влиятельное направление общественной мысли, которое можно назвать глобальными проблемами экологии.

В выявлении всей совокупности проблем сегодняшнего мира, жизненно важных для человечества экологических вопросов существенное значение приобретает определение глобальных проблем выраженные в следующих основных их характеристиках:

• во-первых, эти проблемы, затрагивают жизненные интересы всего человечества и каждого человека в отдельности;
• во-вторых, они выступают объективным фактором дальнейшего мирового развития, существования современной цивилизации;
• в-третьих, для решения (преодоления) глобальных проблем требуются усилия всех народов или, по крайней мере, большинства населения планеты;
• в-четвертых, нерешаемость и нерешенность глобальных проблем может привести в будущем к непоправимым последствиям жизнедеятельности для всего человечества и каждого отдельного человека.

Все глобальные проблемы находятся в сложной взаимосвязи и взаимозависимости. Это означает, что решение одной какой-то проблемы, предполагает учет влияния на нее комплекса других проблем [Спорышев П.В. Экологический вестник России: «Антропогенный вклад в изменение климата».

Далее, нельзя не видеть, что постоянно в какой-либо части мира возникают новые проблемы, которые относительно быстро становятся мировыми, общечеловеческими. Задача науки замечать новые глобальные проблемы и вырабатывать соответствующую политику их решения, не отставая, а опережая тенденции развития сегодняшнего мира. К примеру, нельзя не заметить остроту для большинства стран или даже регионов нашей планеты решения таких проблем, как накопление мусора и его уничтожение, захоронение отработанных радиоактивных продуктов, постарение населения, неконтролируемая рождаемость и др.

Беспрецедентный характер нынешней мировой истории заключается в том, что до сих пор человечество было господином творения на земле в том смысле, что ни силы природы, ни кто-либо из людей не мог уничтожить или даже прервать человеческий прогресс. Человечество издавна знало кризисы, вызывавшимися стихийными силами природы, как-то: землетрясения и наводнения, засухи, эпидемии и т.д. Однако кризисы эти порождались внешними для человека причинами, и сам он был лишь их жертвой. Кризисы, с которыми пришлось столкнуться современному человечеству являются уже результатом деятельности самого человека [Кокорин А.О. Экологический вестник России: «Проблемы изменения климата». М., 03/2010.- с.22].

Существуют глобальные проблемы, порожденные кризисным состоянием взаимоотношения природы и общества в результате научно-технического развития. Среди них наиболее значимым является экологический кризис, выражающийся в повседневном загрязнении окружающей среды, одновременно с прогрессирующим истощением запасов планеты – ее земных и водных ресурсов. Для решения экологической проблемы необходимо правильно рационально и экономно использовать природные ресурсы. Один из рациональных способов организации природопользования – изменение производственной технологии, в чем воплощается непосредственно материальное взаимоотношение.

Сущность экологических проблем в современном мире состоит в углубляющемся противоречии между производительной деятельностью человечества и стабильностью природной среды обитания. Здесь можно выделить 10 основных катастроф современного мира:

10. Крушение Титаника ($150 миллионов) - Bо время первого рейса 14 апреля 1912 года, крупнейший пассажирский пароход мира на момент своей постройки «Титаник», столкнулся с айсбергом и через 2 часа 40 минут затонул. Трагедия унесла жизни 1523 человек.

9. Падение бензовоза со стометрового моста в Германии ($358 миллионов) - 26 августа 2004 года на мосту в Германии бензовоз свалился с моста высотой сто метров и взорвался.

8. Столкновение пассажирского поезда MetroLink с грузовым составом($500 миллионов) - 12 сентября 2008 года произошла самая крупная железнодорожная катастрофа в США в пригороде Лос-Анджелеса — Чатсуэрт. Поезд, в котором находилось 222 пассажира, не остановился на красный сигнал семафора и столкнулся с товарным поездом. В результате лобового столкновения товарного и пассажирского поездов 25 человек погибли и 135 были ранены.

7. Крушение стратегического бомбардировщика B-2 (Стелс) ($ 1.4 миллиарда)  -23 февраля 2008 на авиабазе Андерсен (Гуам) впервые в истории разбился новейший самолет типа стратегический бомбардировщик B-2 (серийный номер 89-0127, «Дух Канзаса»).

6. Авария танкера Exxon Valdez ($2.5 миллиарда) - 24 марта 1989 года на Аляске в заливе Принца Уильяма, вышедший с терминала в Валдезе, заполненный нефтью танкер Exxon Valdez наскочил на риф, что привело к крупнейшей в истории экологической катастрофе на море.

5. Взрыв на нефтяной платформе Piper Alpha ($3.4 миллиарда) -  6 июля 1988 года на нефтяной платформе Piper Alpha, находившейся в Северном море, случилась крупнейшая катастрофа в истории данной отрасли. В результате утечки газа и последующего взрыва, погибло 167 человек.

4. Взрыв космического челнока «Челленджер» ($5.5 миллиардов) - 28 января 1986 года мир потрясла катастрофа, произошедшая с шаттлом «Челленджер». На 73-й секунде полета из-за негерметичности уплотнителя одного из твердотопливных ускорителей космический челнок с семью астронавтами на борту взорвался.

3. Авария танкера Prestige ($12 миллиардов) - Танкер Prestige, принадлежащий либерийской компании Universe Maritime, под флагом Багамских островов попал в мощный циклон у берегов Галисии 12 ноября. В корпусе танкера образовалась 50-метровая трещина, через которую начал вытекать мазут из резервуаров. В результате аварии погибло 300 тысяч птиц.

2. Крушение космического челнока «Колумбия» ($13 миллиардов) - 1 февраля 2003 года произошло крушение космического челнока «Колумбия». Он распался на куски на высоте около 63 км. в результате дыры в одном из крыльев, полученной при старте.

1. Взрыв реактора на Чернобыльской АЭС ($200 миллиардов) -  26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС произошёл взрыв, который полностью разрушил реактор. Здание энергоблока частично обрушилось. В различных помещениях и на крыше начался пожар. Впоследствии остатки активной зоны расплавились. В результате аварии произошёл выброс радиоактивных веществ. Остановить активное извержение радиоактивных веществ из разрушенного реактора удалось лишь к концу мая 1986 года мобилизацией ресурсов всего СССР и ценой массового облучения тысяч ликвидаторов.

Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю ядерной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. Радиоактивное облако от аварии прошло над европейской частью СССР, Восточной Европой, Скандинавией, Великобританией и восточной частью США. Примерно 60 % радиоактивных осадков выпало на территории Белоруссии. Около 200 000 человек было эвакуировано из зон, подвергшихся загрязнению.

Взрыв реактора на Чернобыльской АЭС считается самой большой социально-экономической катастрофой в мирное время. Количество смертей, связанных с Чернобыльской катастрофой, включая умерших от рака годы спустя, оценивается в 125 тыс. человек. Несчастный случай объясняли нарушением операторами производственной процедуры и незнанием требований техники безопасности [Сидорова М.В. Экологический вестник России: «Влияние человека на климат Земли». М., 03/2010.- с. 53].

В настоящее время усиленно разрабатывается и все шире применяется такая технология производства, при которой из сточных вод извлекаются и используются ценные вещества, а также осуществляется оборотная система водоснабжения (повторная система водоснабжения). В итоге резко снижается расход воды и степень загрязненности сточных вод. Применение ряда методов очистки загрязненных сточных вод, к важнейшим из которых относятся механический, химический и биологический.

В России решению экологических проблем тоже уделяют особое внимание.

Вопросы реформирования и развития водопроводного – канализационного хозяйства в нашей стране в последние годы приобретают актуальность.

Основными направлениями работы становятся: охрана природных ресурсов, водоподготовка для пищевых и промышленных целей, водоснабжение, водоотведение речных стоков, очистка речных стоков, разработка новых материалов и оборудования, техники и технологий. Со Швецией и Финляндией 10 июня 2002 года Российская Федерация подписала договоры о финансировании проекта завершения строительства Юго-Западных очистных сооружений, между Швецией, Финляндией и Санкт-Петербургом.

Радикальным технологическим решением многих экологических проблем и сохранения природной среды заключается в разработке и осуществлении новой стратегии научно-технического прогресса – создании систем цикличного безотходного производства.

Ограничительная стратегия в качестве главного средства предотвращения экологических катастроф предлагает ограничение развития производства и соответственно потребления.

С этой точки зрения всякий рост производства чреват увеличением нагрузки на природную среду. Следовательно, сама по себе тенденция к непрерывному экономическому росту неизбежно увеличивает экологическую напряженность.

Сторонники ограничительной стратегии настаивают на «нулевом росте», требуют немедленного закрытия экологически вредных производств, призывают к добровольному ограничению потребления и т.д.

Стратегия оптимизации предполагает нахождение оптимального уровня взаимодействия общества и природы. Такой уровень, разумеется, должен не превышать критического порога загрязнения. Он должен быть таким, чтобы был возможен обмен веществ между обществом и природой, не отражающийся отрицательно на состоянии окружающей среды.

Наконец, стратегия замкнутых циклов предполагает создание производств, построенных по циклическому принципу, за счет чего достигается изоляция производства от воздействия на окружающую среду. Замкнутые циклы возможны при использовании биотехнологии, позволяющей перерабатывать неорганические отходы производства в органические вещества. Названные три стратегии не являются альтернативными: в зависимости от конкретных обстоятельств может быть применена та или другая стратегия. Две последние (оптимизации и замкнутых циклов) сильно зависят от технологического совершенства производственного процесса. Первая же (ограничительная) не всегда возможна там, где уровень производства и потребления и соответственно качество жизни невысоки.

Вторая подгруппа проблем, относящаяся к группе «общество-природа» проблемы ресурсов. Речь идет о таких ресурсах, как воздух и вода, без которых жизнь человека невозможна, а также энергетические и сырьевые ресурсы.

Третью группу глобальных проблем составляют те, которые связаны с системой «индивид-общество». Они непосредственно касаются отдельного человека и зависят от способности общества предоставить реальные возможности для развития личности. Сюда относятся проблемы здравоохранения и образования, а также вопросы контроля за численностью народонаселения. Важно отметить существование острой и спорной темы – деятельность мирового правительства.

2.  Методы оценки состояния окружающей среды

Основными методами, применяемыми для оценки, прогнозирования и нормирования состояния экосистем, являются методы традиционного математического моделирования и методы ландшафтно-экологического подхода. Большое количество разработанных динамических моделей, зачастую очень сложных и многокомпонентных, описывающих функционирование экологических систем и их отдельные компоненты, оказались практически совершенно невостребованными при решении практических задач. В настоящее время математические модели разработаны для преимущественно простых, а также в основном биологических, а не географических объектов и явлений, состояние которых определяется на сравнительно небольшой срок.

2.1 Ландшафтно-экологический подход в оценке состояния окружающей среды

Объединяющую роль в познании структурной организации биосферы играет ландшафтный подход. Ландшафты - это территориальные системы любого ранга, структура и функционирование которых определяются взаимодействием биосферных и геосферных потоков вещества и энергии на поверхности Земли. Изменение одних параметров этих систем, как правило, сопровождается изменением целого ряда других. Антропогенная составляющая этих изменений может быть выявлена только с учетом состояния современных ландшафтов как сложных антропогенно-природных систем,включающих в себя более частные потоки, циклы и подсистемы (эрозия, почвообразование, биосистемы и т.д.).

Методы ландшафтно-экологического подхода являются пока преимущественно качественными, использующими ландшафтные карты и материалы аэро- и космической фотосъемки, хотя уже и с привлечением некоторых количественных методов статистической оценки и моделирования. Практические результаты ландшафтно-
экологических исследований представляются в виде карт. Несомненным достоинством экологического картирования является использование комплексного подхода к решению конкретных задач на качественном уровне. Однако и процедура принятия решений в этом случае носит качественный характер, и достоверность прогнозных оценок воздействий на окружающую среду в каждом конкретном случае требует подтверждений по результатам
дополнительных исследований.

Возможности построения и использования карт для целей оценки и прогнозирования состояния окружающей среды неизмеримо расширились с появлением геоинформационных систем (ГИС).

ГИС - это системы, способные реализовать сбор, систематизацию, хранение, обработку, оценку, отображение и распространение данных.

ГИС разнообразны по видам, структуре, реализуемым функциям и т.д. Обычно они состоят из баз экологических данных, сведений о их территориальной и временной привязке, источнике поступления, достоверности и систем управления базами данных. Эти системы представляют собой совокупность программных и технических средств, обеспечивающих функционирование ГИС. ГИС предоставляют возможность ввода данных, их накопления и обновления, обеспечивают разнообразную выдачу материалов потребителю: в виде таблиц, сводок, выборок, схем и карт.

Для обеспечения экологических программ могут использоваться ГИС и экологические карты глобального, континентального и локального уровней. Глобальные ГИС создаются, как правило, в рамках международных организаций, работающих по проблемам окружающей среды, таких как ЮНЕП. Примером такой ГИС является Глобальный ресурсный информационный банк данных (GIRD), созданный в ЮНЕП.

2.2  Система индикаторов/индексов качества окружающей среды 

Для слежения за состоянием и динамикой изменений окружающей среды в первую очередь важно знать критерии изменения общей структурно-функциональной организации экосистем. При этом изменение отдельного признака в процессе адаптации в
определенном диапазоне будет носить обратимый компенсаторный характер, а при выходе адаптационных изменений за пределы компенсаторного диапазона наступают необратимые деструктивные изменения, которые накапливаясь, могут привести к гибели экологической системы. Поэтому при изучении поведения системы в процессе адаптации неизбежно встает вопрос о поиске интегральных индикаторов структурно-функционального состояния системы.

В связи с ограниченными на сегодняшний день возможностями оценки состояния экологических систем по количественным показателям на современном этапе развития биомониторинга перспективными являются сравнительные системы оценок.

Наибольшее развитие сравнительные методы для решения задач
оценки состояния окружающей среды и прогнозирования воздействия получили в США под общим названием "индикаторы/индексы качества окружающей среды".

Система индикаторов начала разрабатываться в США в начале 70-х годов.

Индекс - это величина, являющаяся мерой состояния и изменений главных физических, химических и биологических компонент окружающей среды на национальном, региональном и глобальном уровнях и позволяющая оценить воздействие этих изменений на благосостояние человека и естественных экосистем.

Для каждого рассматриваемого компонента окружающей среды разрабатывается индекс качества, отражающий его состояние. При агрегировании частных индексов в обобщенный каждому из них присваивается вес, соответствующий важности компонента.

Различные системы индексов характеризуют различные аспекты состояния окружающей среды, поэтому очевидно, что для ученых, администраторов, лиц, формирующих общественное мнение, или политических деятелей необходимо разрабатывать разные системы индексов.

Требования к индикаторам/индексам качества окружающей среды

Среди многочисленных требований можно выделить некоторые базовые, которым должны удовлетворять любые множества индексов:

1. Общность. Желательно, чтобы индексы, разрабатываемые в разных странах, были сопоставимы друг с другом.

2. Легкость интерпретации. Индексы должны быть максимально легко объяснимыми. В частности, интерпретация индексов не должна требовать использования специальных знаний из различных фундаментальных дисциплин.

3. Уместность. Ряды статистических данных, применяемых для измерения, должны обеспечивать информацию об условиях действия источника или о состоянии качества окружающей среды, которое вызывает обеспокоенность.

4. Чувствительность. Индикатор должен правильно реагировать на изменение состояния окружающей среды или измеряемого процесса и отражать момент перехода от нормы к пороговому состоянию.

5. Селективность. Для описания и оценки условий необходимо использовать минимум параметров окружающей среды.

6. Наличие данных. Необходимо использовать данные, которые реально доступны в обществе или могут быть довольно легко получены.

7. Хорошее статистическое и научное качество. Между признанными экспертами должно быть согласие, что данные достаточно представительны для некоторого состояния окружающей среды.

8. Охват: А) Пространственный. Наиболее желательны ряды данных по конкретным участкам для административных или географических единиц, которые можно собрать, чтобы показать национальные тенденции. Менее желательными, но часто более
доступными являются данные, полученные на статистически репрезентативных случайных выборках для страны в целом, по которым нельзя, однако, проследить состояние или тенденции отдельных районов. Б) Временной. Временные ряды данных, собираемых на регулярной основе в одном и том же месте с помощью одних и тех же методов, наиболее желательны для определения тенденций. Но даже данные, собранные в различных местах и с различными временными интервалами могут иметь значение.

9. Приемлемость с точки зрения затрат. Расходы, связанные с мерами, направленными на решение проблемы, требуют тщательного анализа. Кроме того, как и во всякой сложной проблеме связанной с принятием решения, важно, чтобы используемый набор критериев был:

- полным - охватывал все важные аспекты проблемы,

- действенным - мог быть с пользой применен в анализе,

- разложимым - чтобы процесс оценки можно было упростить, разбив его на части

- неизбыточным - не дублировать учет различных аспектов последствий,

- минимальным - чтобы размерность проблемы оставалась по возможности минимальной.

Таким образом, экологические индексы/индикаторы являются некоторыми показателями (мерами), предназначенными для оценки состояния окружающей природной среды на национальном, региональном и глобальном уровнях; сравнения состояния окружающей среды в различных странах и регионах; для прогнозирования и оценки тенденций; для обеспечения раннего предупреждения об экологических опасностях; для оценки условий в соответствии с поставленными целями и задачами.

Классификация индикаторов/индексов качества окружающей среды

Выделяют три основные задачи, каждая из которых требует разработки своих собственных наборов индикаторов:

- измерение состояния окружающей среды;

- интеграция экологической составляющей в отраслевую политику;

- более общая интеграция экологических проблем в экономическую политику.

Несмотря на то, что каждая конкретная задача требует конкретного набора индикаторов, можно провести их самую общую классификацию по следующим принципам:

1. Классификация по целям использования. Такое использование, как раннее предупреждения об экологической опасности, общая политика или научные разработки, требует различного набора индикаторов.

2. Классификация по предмету исследования. Она может быть проведена в зависимости от того, какой объект описывает индикатор или набор индикаторов. Индикаторы, описывающие состояние компонентов экосистем, таких как вода или воздух, или такие процессы, как мелиорация или засоление. Преимуществом такой тематической классификации является то, что результирующий индикатор имеет непосредственное отношение к принятию решений.

3. Классификация по позиции в причинно-следственных связях. В обзоре ЮНЕП (1994 г.) выделяются три категории причинно- следственных цепей:

- Экологический стресс, включая прямые и опосредованные воздействия. К прямым воздействиям, например, можно отнести выброс загрязняющих веществ. Опосредованные воздействия связаны с социально-экономическими факторами, такими, например, как рост населения и уровень экономического развития.

- Состояние окружающей среды, включая оценку качества как естественных ресурсов (флора, фауна, почвы, вода, воздух), так и ресурсов, связанных с социально-экономическими факторами. Этот тип включает также индикаторы экологического воздействия.

- Индикаторы отклика, предназначенные для целей экологической политики. Наиболее сложным вопросом в теории индексов качества окружающей среды является формальное представление большого числа частных индикаторов в виде обобщенных индексов, служащих для целей управления качеством природной среды. Именно на этом
этапе наиболее вероятна потеря информации и смысла. Существует несколько методов обобщения данных: аддитивные и мультипликативные.

3. Оценка экологической обстановки территории для выявления зон чрезвычайной ситуации и экологического бедствия

Согласно "Закону об охране окружающей природной среды" зоны чрезвычайной экологической ситуации определяются как "участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающей здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных" (ст. 58). "Участки территории, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны", объявляются зонами экологического бедствия (ст. 59).

Для оценки состояния территории по выявлению зон экологического бедствия или чрезвычайных экологической ситуации Минприроды России 30 ноября 1992 г. утвердило "Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон
чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия".

В документе предусмотрен единый подход, позволяющий классифицировать обследуемые территории с их спецификой по степени экологического неблагополучия, и определен порядок поэтапного проведения оценки экологического состояния территории (ОЭСТ).

На первом этапе (оперативно-диагностическом) администрация территории совместно с природоохранными органами, организациями Минздравмедпрома России, Госкомсанэпиднадзора России и общественными организациями проводят обследование и
подготавливают документацию по ОЭСТ. Результаты представляются на Государственную экологическую экспертизу (ГЭЭ).

На втором этапе (экспертном) ГЭЭ рассматривает полученные документы и дает заключение о признании (или непризнании) экологического неблагополучия территорий зонами экологического бедствия или чрезвычайной экологической ситуации.

Согласно Положению критериями оценки изменения среды обитания и состояния здоровья населения являются:

1) критерии оценки изменения среды обитания и состояния
здоровья населения:

- ухудшение здоровья населения;

- загрязнение воздуха селитебных территорий;

- загрязнение питьевой воды, водоисточников питьевого и рекреационного назначения;

- загрязнение почв селитебных территорий;

- радиационное загрязнение;

2) критерии оценки изменения природной среды:

- загрязнение воздушной среды;

- загрязнение водных объектов, истощение ресурсов вод и деградация водных экосистем;

- загрязнение и деградация почв;

- изменение геологической среды;

- деградация наземных экосистем;

- растительный мир;

- животный мир;

- биогеохимическая оценка территории;

При использовании предложенных критериев и показателей для оценки экологической обстановки территории необходимо учитывать следующее.

1. Сбор материалов осуществляется на основании стандартных и общепринятых методов с обязательной статистической обработкой данных.

2. Анализ данных проводится в лабораториях, прошедших государственную аттестацию и получивших сертификат.

3. Материалы представляются в виде отчетов с обязательным картографическим приложением.

4. Предварительную обработку полученной, согласно документу, экологической информации, рекомендуется проводить на ЭВМ по программе "Формализация и обработка первичных данных", предназначенной для сбора, кодирования и предварительной обработки показателей и критериев согласно данному документу.

Сбор материалов и анализ данных осуществляется только по поручению территориальных комитетов охраны природы.

Картографическое приложение включает следующие материалы, представляемые на экспертизу:

- ландшафтная карта;

- ландшафтно-геофизическая карта;

- карта использования земель;

- карта антропогенных источников воздействия;

- почвенная карта и карты деградации и истощения почв;

- карта современного состояния растительного покрова, составленная на основе карт растительных ассоциаций, карт патологических изменений растительности и серии биогеохимических карт;

- гидрогеологическая карта и карты изменения гидрогеологического режима водных объектов;

- геоморфологическая карта и карта оценки опасности современных геоморфологических процессов;

- медико-демографические карты.

На этапе проведения экспертизы возможно использование более широкого спектра критериев и показателей, а также применение специальных методов исследования экологически неблагополучных территорий. В процессе работы рекомендуется использовать программу для ЭВМ "Экспертная система Государственной
экологической экспертизы", которая обеспечивает информационную и математическую поддержку процессов принятия решений.

4.  Прогноз и оценка прогнозируемого состояния окружающей среды

В историческом аспекте формирование экологического прогнозирования совпадает с осознанием обществом актуальности экологических проблем, необходимости принятия срочных мер для предотвращения глобального экологического кризиса, прямо и косвенно указывающего на исторически сложившееся потребительское отношение общества к окружающей среде. Прослеживая живые взаимосвязи в системе «общество — окружающая природная среда», мы в зеркале природы находим отражение человеческих деяний, идущих далеко не во благо как той, так и другой стороне. Деградирует, разрушается природный потенциал биоты, неизменно страдает и человек. Как по закону бумеранга, загрязнение окружающей природной среды, нарушение экологического равновесия ведут к тяжелым социальным последствиям: росту заболеваемости, смертности, ухудшению качества жизни, тревожной демографической ситуации и социальной напряженности. При этом темпы деградации окружающей среды значительно опережают усилия, которые предпринимаются в современном мире для ее защиты.

Реальная оценка последствий нарушения экологического баланса в системе «человек — природа» подтверждает необходимость разработки прогностических исследований в области экологии и принятия на их основе управленческих решений. Для того чтобы разумно управлять, надо не только бороться с опасными последствиями загрязнения природы, отрицательно действующими на условия жизни всех организмов, в том числе и человека, но и предотвращать их появление.

4.1 Исторический аспект

В историографии экологического прогнозирования значительная роль принадлежит исследованиям выдающихся российских и зарубежных ученых с мировым именем — В. И. Вернадского, А.Л.Чижевского, А.Тойнби, А.Тоффлера, сформулировавших новое концептуальное видение будущего системы «общество — природа». Особый вклад в развитие науки вносит концепция Вернадского о трансформации биосферы в ноосферу, где разум человека будет играть главную роль во взаимодействии с природой. Значительный интерес представляют и футурологические доклады Римского клуба.

Из современных работ, посвященных прогнозам в области экологии, следует отметить исследования К. Я. Кондратьева. Автор подчеркивает, что наиболее перспективный подход к решению экологической проблемы заключается в формуле: предвидеть и предотвращать. В этом плане особая роль отводится экологическому прогнозу — оперативному, среднесрочному и долговременному. Методику компьютеризации экологического прогнозирования предлагает профессор МГУ Г.А.Кузнецов.

Особое направление — социальное прогнозирование и моделирование — разработано автором данного учебного пособия, оно позволяет не только вести теоретическую разработку прогностических моделей, но и использовать их в практике социальной реабилитации населения, пострадавшего в результате экологических аварий и катастроф.

Теоретические основы экологического моделирования взаимоотношений общества и природы исследуют М. И. Будыко, В. В. Загладин, И. Т. Фролов. Различные подходы к изучению возможности гармонизации социоприродных явлений и отношения человека к природе реализуют А.А.Горелов, А.В.Кацура, Ю.З.Кулагин, А. Н.Гончаренко.

Актуальность проблемы загрязнения окружающей природной среды, критическая оценка состояния экологии на территории РФ вызвали появление целого ряда научных публикаций, авторы которых ставят задачу найти пути выхода из создавшейся ситуации, разрабатывают решения по оптимизации экологических процессов на территориях, отнесенных к зоне чрезвычайной экологической ситуации. Научный и практический интерес представляют исследования академика Ю. В. Яковца, который в монографии «История цивилизаций» рассмотрел прогноз развития и основные этапы взаимодействия общества и природы, а в книге «Циклы, кризисы, прогнозы» обосновал парадигму системы циклично-генетических закономерностей в природе и обществе. Среди прикладных исследований выделяются исследования Ю. Г. Пузаченко «Методологические основы географического прогноза и охраны среды», а также Н. И.Архиповой, В.В.Кульба «Управление в чрезвычайных ситуациях».

Загрязнение окружающей среды, рост стихийных бедствий и техногенных катастроф на рубеже тысячелетий приводит к деградации природы, ухудшению здоровья, социального благополучия и социального статуса человека. Одномоментно тысячи людей превращаются в беженцев и переселенцев. В современных условиях социоэкологического кризиса все более актуальной становится социальная работа с категориями населения, пережившими экстремальные ситуации: с ликвидаторами и переселенцами. Территории, подвергшиеся действию радиации, в России официально признаны зонами экологического бедствия. Модели социальной защиты и реабилитации пострадавших в результате экологического бедствия будут подробно рассмотрены ниже.

4.2  Разработка экологического прогноза

Экологическое прогнозирование основано на просчете возможного поведения в будущем природных систем под влиянием как естественных процессов, так и антропогенных факторов. Социальные и природные процессы взаимосвязаны и взаимообусловлены. Экологические процессы во многом определяются развитием общества. Это дает возможность на основе научной методологии прогнозировать социально-экологическое будущее. Экологическое прогнозирование возможно только в том случае, если развитие социоэкосферы будет носить стабильный характер, тогда основные процессы могут быть экстраполированы в будущее.

Прогноз и оценка прогнозируемого состояния биосферы является важной составной частью мониторинга. Целью экологического прогнозирования является рациональное управление качеством окружающей среды.

Научная дисциплина о закономерностях разработки прогнозов называется прогностикой. Она исследует законы и способы прогнозирования.

Прогнозом называется научно обоснованное суждение о возможных состояниях объекта в будущем и об альтернативных путях и сроках их осуществления.

Параметры прогнозов:

- период упреждения прогноза - промежуток времени, на который разрабатывается прогноз.

- точность прогноза - оценка доверительного интервала прогноза для заданной вероятности его осуществления.

Прогнозирование - процесс разработки прогнозов.

В основе прогнозирования лежат три взаимодополняющих источника информации о будущем:

- оценка перспектив развития и будущего состояния прогнозируемого явления на основе опыта, чаще всего при помощи аналогии с достаточно хорошо известными сходными явлениями и процессами;

- условное продолжение в будущее (экстраполяция) тенденций закономерности развития которых в прошлом и настоящем достаточно хорошо известны;

- модель будущего состояния того или иного явления или процесса, построенная сообразно ожидаемым изменениям ряда условий, перспективы развития которых достаточно хорошо известны.

Прогнозным фоном называется совокупность внешних по отношению к объекту прогнозирования условий, существенных для решения задачи прогноза.

В экологическом прогнозировании выделяются два объекта: общество и окружающая природная среда. Одновременно разрабатываются социальный и экологический прогноз, основанный на разработке моделей состояния окружающей природной среды.

Идеальным представляется экологический прогноз, для получения которого используется банк данных, собранный по линии всех структурных звеньев социоэкологической системы. При этом «дерево целей» получается настолько объемным, что требует поэтапного исследования.

Прогнозирование условий поддержания экологического равновесия и контроля в регионах с напряженной экологической ситуацией предполагает рассмотрение двух проблем: поиск и сохранение природных эталонов (своеобразной точки отсчета в исследовании природных изменений) и классификация реакций окружающей природной среды во всех видах природопользования. Затем информация может быть использована при оценке эффективности усилий общества по предотвращению кризисных ситуаций и сохранению экологического равновесия в будущем. Большую роль здесь должны играть экологическое регулирование и контроль с учетом прогностических моделей, соответственно значительно возрастает при этом и значение экологической экспертизы.

Виды прогнозов:

Поисковый прогноз - прогноз, содержанием которого является определение возможных состояний объекта прогнозирования в будущем.

Нормативный прогноз - прогноз, содержанием которого является определение путей и сроков достижения возможных состояний объекта прогнозирования в будущем, принимаемых в качестве цели.

Интервальный прогноз - прогноз, результат которого представлен в виде доверительного интервала характеристики объекта прогнозирования для заданной вероятности осуществления прогноза.

Точечный прогноз - прогноз, результат которого представлен в виде единственного значения характеристики объекта прогнозирования без указания доверительного интервала.

Оперативный прогноз - прогноз с периодом упреждения для объектов прогнозирования до 1 месяца.

Краткосрочный прогноз - прогноз с периодом упреждения от 1 месяца до 1 года.

Среднесрочный прогноз - от 1 года до 5 лет.

Долгосрочный - 5 - 15 лет.

Дальнесрочный прогноз - прогноз с периодом упреждения более 15 лет.

Экологические прогнозы распространяются на различные по масштабам территории, от небольших экосистем, до биосферы в целом.

Прогноз опирается на данные о состоянии окружающей природной среды в настоящем и прошлом (эти данные получают при наблюдениях и анализе результатов наблюдений). Изучение рядов наблюдений, выявление закономерностей в изменении состояния природной среды позволяют определять тенденции этих изменений.

По масштабам прогнозируемых явлений экологическое прогнозирование подразделяется на глобальное, региональное, национальное, локальное. Национальное прогнозирование проводится в пределах государства, локальное — на конкретных территориях экологического кризиса и экологических бедствий. Для этих целей важен прогноз изменения окружающей природной среды, происходящих устойчивых перемен, связанных как с прямым воздействием человека на среду, так и с отдаленными косвенными последствиями этих воздействий. Таким образом, прогноз изменения окружающей природной среды представляет собой синтез прогнозов воздействия на среду и ответных реакций среды на эти воздействия.

4.3 Методы экологического прогнозирования

По степени формализации все методы прогнозирования делятся на интуитивные и формализованные. Интуитивные методы применяются тогда, когда объект прогнозирования слишком прост, либо настолько сложен, что аналитически учесть влияние многих факторов не представляется возможным.

Интуитивные методы прогнозирования можно разделить на две группы: индивидуальные и коллективные экспертные оценки.

Формализованные методы подразделяются на экстраполяционные, системно-структурные, ассоциативные и методы опережающей информации.

Методы прогнозной экстраполяции включают методы наименьших квадратов, экспоненциального сглаживания, вероятностного моделирования и т.д.

К системно-структурным методам относятся методы функционально-иерархического моделирования, структурной аналогии, морфологического анализа.

Методы опережающей информации - методы анализа потоков информации.

Общая последовательность важнейших операций разработки прогноза сводится к следующим основным этапам:

1. Предпрогнозная ориентация (программа исследования). Уточнение задания на прогноз: характер, масштабы, объект, периоды основания и упреждения и т.д. Формулирование целей и задач, предмета, проблемы и рабочих гипотез, определение методов, структуры и организации исследования.

2. Построение исходной (базовой модели) прогнозируемого объекта методами системного анализа.

3. Сбор данных прогнозного фона.

4. Построение динамических рядов показателей - основы будущих прогнозных моделей методам экстраполяции.

5. Построение серии предварительных моделей прогнозируемого
объекта.

6. Оценка достоверности и точности моделей (верификация прогнозов).

Периоды упреждения экологических прогнозов могут варьироваться от нескольких десятков до сотен лет. Экологические прогнозы в большой мере связаны с географическими и демографическими прогнозами. Достоверность экологических прогнозов также напрямую связана с динамикой экономической коньюктуры, что ее снижает.

Анализ прогнозируемого состояния биосферы позволяет выбрать определенные направления, требующие приоритетных мер по борьбе с их отрицательными проявлениями; прогноз позволяет наметить и осуществить не только меры, направленные на улучшение уже имеющегося (и, возможно, увеличивающегося) воздействия, но и
меры профилактического характера, против негативных эффектов, которые еще не проявились. Кроме районов, в которых состояние биосферы неблагополучно в связи с быстро развивающейся промышленностью и хозяйственным освоением, прогноз позволяет выделить направления (проблемы), требующие особого внимания как в глобальном, так и в региональном масштабах.

Анализ данных прогноза позволяет внести определенные коррективы в хозяйственную деятельность человека, скорректировать оптимальным образом взаимодействие человеческого общества и природы.

Таким образом, прогнозирование состояния биосферы, является необходимым звеном в управлении качеством природной среды.

В современном прогнозировании ведущие позиции занимает метод экспертной оценки. В экологии прямой экспертной деятельностью можно считать экологическую экспертизу, которая базируется на эколого-экономико-социальном исследовании, анализе и оценке объекта экспертизы в целях принятия решения.

В Законе «Об экологической экспертизе», принятом в 1995 году, государственно-экологическая экспертиза трактуется как вид экспертной деятельности специально уполномоченных органов в системе принятия решений о социально-экономическом развитии отдельно рассматриваемой территории или хозяйственного объекта, реализация которых окажет значимое воздействие на окружающую среду, с целью подготовки заключения о возможных экологических и связанных с ними социальных последствиях.

В последние годы экологическую экспертизу проходили как законодательно-нормативные акты (например, «Комплексная программа развития атомной энергетики», целевая комплексная программа «Реабилитация территорий, загрязненных радиоактивными и токсичными веществами от деятельности предприятий по изготовлению ядерных материалов»), так и промышленные объекты, представляющие опасность для окружающей среды. Проведена оценка экологической ситуации в городах Братске, Кемерове, Новокузнецке и Нижнем Тагиле, обоснована необходимость принятия решений о признании этих городов зоной чрезвычайной экологической ситуации. Таким образом, экологическая экспертиза способствует прогнозированию и управлению природоохранной деятельностью.

Цель экологической экспертизы — обеспечение экологической безопасности и охрана здоровья населения, бережное расходование природных ресурсов, сохранение и восстановление нарушенных экосистем. По результатам экологической экспертизы выдается заключение, в котором оценивается степень экологического риска.

   Оценка с помощью экологической экспертизы антропогенного воздействия на окружающую среду стала необходимостью. В 1994 году Минприроды утвердило Положение об оценке воздействия на окружающую среду в Российской Федерации. В соответствии с этим документом все промышленные предприятия и опасные производства должны проектироваться с учетом их воздействия на окружающую среду. Оценка суммарного воздействия на окружающую среду возможна при анализе всех вариантов деятельности на конкретной территории с учетом развития событий вероятностного характера в будущем.

При экологической экспертизе следует учитывать:

- экологические требования, включающие анализ и контроль состояния окружающей среды;

- программы по устранению непредвиденных аварий, социальных последствий;

- выработку эффективных мер по снижению уровня воздействия на окружающую среду;

- соблюдение социальной и экологической безопасности населения.

5. Принципы построения мониторинговых систем реального времени

В сложившейся на сегодняшний день обстановке, когда практически любую населенную территорию можно считать, как минимум, зоной напряженной экологической ситуации, для обеспечения действительно устойчивого развития, обеспечение адекватного и своевременного принятия решений. Полученная "сегодня" информация о том, что "это случилось вчера", в современных условиях может дорого обойтись.

Необходимо отслеживать все изменения в состоянии и тенденциях изменения окружающей среды, поскольку именно они могут предупредить о надвигающейся катастрофе. Основополагающим принципом создания современной системы экологического мониторинга является принцип обработки информации в реальном
времени. Это означает, что обработка информации должна происходить непосредственно после ее получения, и принятое по этой информации решение должно управлять следующим сбором информации.

На современном уровне развития вычислительной техники реализация этого принципа не вызывает затруднений, тем более, что реальное время на экосистемном уровне в большинстве случаев достаточно для обработки и принятия обдуманных и взвешенных решений.

В основе построения систем экологического мониторинга реального времени лежит принцип управления на основе анализа потока событий, известный из кибернетики и программирования. Управление на основе анализа потока событий основано на регистрации и обработке событий (непрерывно поступающих данных о текущем состоянии окружающей среды).

В отличие от традиционных систем с жестко заданной схемой выполнения операций по сбору и обработке информации, в данном случае происходит "интеллектуальное" управление функционированием системы в зависимости от потока данных, поступающих на ее входы.

Это означает, что в системе мониторинга в режиме реального времени производится обработка поступающей информации и принятие решений, в том числе и о программе пробоотбора (время, пространственные координаты, параметры, точность и т.д.) на следующем шаге. Таким образом, при необходимости происходит включение в работу дополнительных подсистем сбора информации о состоянии окружающей среды.

Заключение

Крупнейшие катастрофы, уже разорившие и продолжающие разорять современный мир, происходят от нежелания человека считаться с законами природы, от нежелания понять, что голод нельзя утолить, опустошая землю (Ж. Дорст).

Безусловно, одной из наиболее актуальнейших тем современного человечества, является вопрос решения экологических проблем. Но прежде чем приступить к его обсуждению, необходимо найти причину возникновения, а также пути её устранения, чтобы не совершить ошибок в будущем.

На современном этапе развития человечества, экологический фактор занимает лидирующие позиции. И ведь не с проста, именно сейчас эта проблема как нельзя актуальна. В 20 веке, человеческий прогресс превзошёл все ожидания, были созданы и испытаны миллионы изобретений, которые призваны облегчить жизнь потомкам. Но далеко не все изобретения 20 века безопасны, и некоторые из них могут содержать в себе разрушения тотального характера. Например: одним из самых важных открытий, является создание водородной бомбы, суть которой знает каждый ребёнок. «Мирный атом», создание которого признанно обеспечить электроэнергией на многие годы, а может и века. И даже нефть, продукт который на первый взгляд безвреден, для окружающей среды может стать источником повышенной опасности. В своём реферате, я постараюсь разобрать 2 крупнейшие катастрофы последних 28 лет, Найти причины их возникновения, и показать масштабы того, на что способен человек.

Экологическая катастрофа - необратимое изменение природных комплексов, связанное с массовой гибелью живых организмов. Безусловно, одним из виновников таких катастроф является человек. Ведь в течении всей своей жизни, человек неразрывно связан с природой. Однако, влияние человека на природу, в больше степени именно негативное, чем позитивное. Осушивание болот, Изменение ландшафтов, вырубание лесов, истребление животных, загрязнение окружающей среды, постройка плотин, всё это необходимо человеку для существования, однако мало кто задумывается что это и есть причины возникновения. Человек крайне негативно влияет на экосистемы, на популяции животных. И причинами тому, является: Истощение не возобновляемых ресурсов, эрозия и сокращение площадей плодородных почв, озоновые дыры, загрязнение окружающей среды, глобальное потепление и сдвиг климатических зон, низкий уровень качества жизни огромной части населения планеты. При суммировании всех этих факторов, возникновение экологической катастрофы, практически неизбежно. А ведь, со многими из них, мы знакомы с юных лет. Человечеству пора задуматься.

Список литературы

1. Ясаманов Н.А. Основы геоэкологии: Учеб. пособие для эколог. Специальностей вузов – М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 352с.
2. Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии: Учебное пособие.-Смоленск: Изд-во Смоленского гуманитарного университета, 1998, - 448 с.
3. Голубев Г.Н. Геоэкология: Учебник для вузов. М.: ГЕОС, 1999, - 338 с.
4. Евстингеев В.М., Кислов А.В. Вестник МГУ: «Вопросы по загрязнение природной среды» научн. журн. Серия 5, География/МГУ, Геогр. фак-т. – М.: МГУ 2/2010. - с. 3-4, 11.
5. Сидорова М.В. Экологический вестник России: «Влияние человека на климат Земли» науч. журн. М.: Москва – 03/2010.- с. 53.
6. Спорышев П.В., Мирвис В.М. Экологический вестник России: «Антропогенный вклад в изменение климата» научн. журн. М.: Москва - 11/2010.- с.44-48.
7. Киреева М.Б., Фролова Н.Л. Вестник МГУ: «Экология – это жизнь» науч. журн. Серия 5, География МГУ, Геогр. фак-т.- М.: МГУ 2010. – 4/2010. с.47.
8. Новиков В.К., Семенов А.А. Экологический вестник России: «Экологические последствия загрязнения водной среды» научн. журн. М.: Москва - 7/2010.- с.24-28.
9. Широнов С.Н. Экологический вестник России: «Пути решения проблемы снижения выбросов отходов в атмосферу» научн. журн. М.: Москва - 8/2009.- с.18-23.
10. Кокорин А.О., Гарман А И. Экологический вестник России: «Экономическое развитие и решение проблемы изменения климата» научн. журн. М.: Москва - 12/2008.- с.24-30.
11. Савенко В.С. Вестник МГУ: «Глобальный климат» науч. журн. Серия 5, География/МГУ, Геогр. фак-т.- М.: МГУ 2010. – 6/2010. – с.31.
12. Кокорин А.О., Грицевич И.Г. Экологический вестник России: «Проблемы изменения климата» науч. журн. М.: Москва – 03/2010.- с.22.
13. Робертсон Д.С. Экологический вестник России: «Негативное влияние растущего уровня углекислого газа в атмосфере на организме человека» научн. журн. М.: Москва - 9/2008.- с.23-25.