Monitoring Środowiska PDF

Prof. Jankowski WYKŁAD 1 System przyrodniczy - otwarty, odnawialny, przekształcony, dynamicznie zrównoważony i hierarchicznie uporządkowany układ ekologiczny, w skład którego wchodzą komponenty abiotyczne i biotyczne powiązane wzajemnymi oddziaływaniami. Posiad...

Prof. Jankowski WYKŁAD 1 System przyrodniczy - otwarty, odnawialny, przekształcony, dynamicznie zrównoważony i hierarchicznie uporządkowany układ ekologiczny, w skład którego wchodzą komponenty abiotyczne i biotyczne powiązane wzajemnymi oddziaływaniami. Posiada własną strukturę przestrzenną, zmienność i dynamikę czasową i sposób funkcjonowania. Elementem tego systemu jest człowiek i społeczeństwo. Środowisko przyrodnicze - całokształt ożywionych i nieożywionych składników przyrody, ściśle powiązanych. Można wyróżnić w nim elementy: Abiotyczne: budowa geologiczna, rzeźba terenu, klimat, stosunki wodne, gleba biotyczne: organizmy żywe Środowisko geograficzne - otoczenie fizyczne (nieograniczone) i biotyczne przekształcone przez człowieka i wzbogacone przez elementy antropogeniczne Monitoring - regularne jakościowe i ilościowe pomiary środowiska prowadzone przez określony czas. Zgromadzone dane pozwalają tworzyć modele i podejmować działania naprawcze i kontrolne 3 zasady monitoringu: -cykliczność pomiarów -unifikacja sprzętu i metodyk badawczych -unifikacja interpretacji. Monitoring środowiska - badanie, analiza i ocena stanu środowiska w celu obserwacji zachodzących zmian, niekiedy obejmuje prognozowanie. Do zadań monitoringu należą: aktualny stan i stopień zanieczyszczenia, ilość zanieczyszczeń odprowadzanych do środowiska. Skale monitoringu środowiska: globalna/ kontynentalna/ ogólnokrajowa/ regionalna/ lokalna 1  Standardowe metody badań: -manualne - pomiary okresowe -półautomatyczne stacje pomiarowe -automatyczne systemy pomiarowo-alarmowe -teledetekcja - zdalne monitorowanie jakości środowiska przy użyciu promieniowania elektromagnetycznego -bioindykacja - monitoring biologiczny zanieczyszczeń, rośliny i zwierzęta pozwalają zaobserwować obecność zanieczyszczeń Techniki prowadzenia pomiarów: -stałe sieci pomiarowe -ruchome punkty pomiarowe -Nowoczesne systemy zbierania, ewidencji i przetwarzania danych i pomiarów: -komputerowe bazy danych -statystyczna analiza danych -GIS -systemy jakości Inspekcja Ochrony Środowiska - sprawuje kontrolę nad realizacją przepisów prawnych o ochronie środowiska i racjonalnym korzystaniu z zasobów przyrody. Bierze udział w procesie lokalizacji inwestycji Podstawy działania Państwowego Monitoringu Środowiska - na podstawie: Ustawa z dnia 20 lipca 1991 roku o Inspekcji Ochrony Środowiska Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 roku Prawo Ochrony Środowiska PMŚ jest realizowany na podstawie wieloletnich programów opracowywanych przez GIOŚ i zatwierdzanych przez właściwego ministra oraz wojewódzkich programów. Zebrane dane z PMŚ wykorzystywane są do zarządzania środowiskiem za pomocą instrumentów prawnych Zadania PMŚ w skali międzynarodowej: -wypełnianie przepisów i konwencji międzynarodowych -dla potrzeb związanych z rozwojem regionalnym -na potrzeby funkcjonowania funduszy spójności i sprawozdawczości 2 Główne założenia Programu Państwowego Monitoringu Środowiska na lata 2007-2009: Pełne dostosowanie monitoringu do przepisów unijnych. Istnieje szereg aktów prawnych takich jak: -ramowa dyrektywa wodna -konwencja o różnorodności biologicznej -dyrektywa ptasia -dyrektywa siedliskowa -konwencja helsińska (przywrócenie dobrego stanu Morza Bałtyckiego) Struktura merytoryczna PMŚ: Blok stan – podsystemy - działania związane z pozyskiwaniem, gromadzeniem, analizowaniem i upowszechnianiem informacji o poziomach substancji i innych wskaźników charakteryzujących stan poszczególnych elementów przyrodniczych. 1. Monitoring jakości powietrza 2. Monitoring jakości wód 3. Monitoring jakości gleby i ziemi 4. Monitoring przyrody 5. Monitoring hałasu 6. Monitoring pól elektromagnetycznych 7. Monitoring promieniowania jonizującego Blok presje- w ramach bloku będą pozyskiwane informacje o źródłach i ładunkach substancji odprowadzanych do środowiska, a w szczególności informacje o emisjach pozyskiwane z systemu administracyjnego, statystyki publicznej oraz wytwarzane przez Inspekcję Ochrony Środowiska. Blok prognozy i oceny – informacje gromadzone w ramach bloków presje i stan zasilą blok- oceny i prognozy, w ramach którego będą wykonywane zintegrowane oceny i prognozy stanu środowiska, analizy przyczynowo-skutkowe wiążące istniejący stan środowiska z czynnikami kształtującymi ten stan, mającymi swoje źródło w społeczno-gospodarczej działalności człowieka. Programy PMŚ od 2007 roku Wydawnictwa PIOŚ – Biblioteka Monitoringu Środowiska: Raport o stanie środowiska województwa Stan środowiska w Polsce, raport wskaźnikowy 3 Monitoring przyrody (ożywionej) -ma objąć wszystkie poziomy różnorodności biologicznej (gatunki, różnorodność wewnątrzgatunkową, ekosystemową) -uwzględniono przyrodę naturalną i półnaturalną i przyrodę ekosystemów reprezentujących główne formy użytkowania ziemi -obecnie koncentruje się na składnikach wymaganych przez sprawozdawczość unijną: -konwencja o różnorodności biologicznej -obszary Natura 2000 -dyrektywa wodna -monitoring ornitologiczny -monitoring gatunków przyrodniczych i siedlisk przyrodniczych -monitoring gatunków pozyskiwanych dla potrzeb przemysłowych narażonych nadmierną eksploatacją -monitoring lasów (Stałe Powierzchnie Obserwacyjne 1, 2, 3 rzędu) WYKŁAD 2 Monitoring gatunków i siedlisk morskich - celem projektu jest pozyskanie danych z polskiej części Bałtyku, w celu śledzenia skuteczności działań ochronnych oraz wypełniania obowiązków sprawozdawczych wynikających z prawa. Monitorowane przedmioty: -siedliska -ryby i minogi -ssaki morskie konieczność prowadzenia monitoringu gatunków inwazyjnych (gatunki allochtoniczne) - gatunki obce, ekspansywne, stanowią zagrożenie dla gatunków rodzimych. Stanowią jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla bioróżnorodności. Monitoring gleb - zapisują informacje o stanie środowiska. Cechy konserwatywne gleb: uziarnienie, skład mineralny Cechy dynamiczne gleb: wilgotność, temperatura, skład roztworu glebowego, odczyn, skład mikroflory Krajowa sieć monitoringu glebowego działa w ramach PMŚ: 216 stanowisk na glebach uprawnych 40 stanowisk na użytkach zielonych 50 stanowisk w lasach 4  Typy gleb objęte monitoringiem: -gleby bielicowe -płowe -brunatne -czarnoziemy -czarne ziemie -rędziny -mady W materiale glebowym oznacza się: składniki odżywcze, mikropierwiastki, zanieczyszczenia, radioaktywność, przewodnictwo elektryczne właściwe, zasolenie W materiale roślinnym: suchą masę, zawartość S ogółem, całkowitą zawartość niektórych metali, globalną aktywność beta lub radionuklidów !!!Na glebach uprawnych wykonuje się pełen monitoring co 5 lat a na użytkach zielonych co 10 lat Coroczne pomiary właściwości gleb: -pH -przewodnictwo -zawartość siarczanów i metali ciężkich Monitoring hałasu -hałas infradźwiękowy -hałas słyszalny - częstotliwość w przedziale 20-20000 Hz -hałas ultradźwiękowy Źródła hałasu: samochody, samoloty, koleje, przemysł, hałas komunalny Jednostki - decybele dB zasięg hałasu - odległość od źródła dla której poziom dźwięku emitowanego jest powyżej dopuszczalnego klimat akustyczny - całokształt zjawisk akustycznych na danym terenie Przykładowe wartości progowe poziomów hałasu: obszary ochrony uzdrowiskowej - 60 dB dzień, 50 dB na noc tereny zabudowy mieszkaniowej - 75 dB dzień, 67 dB noc 5 Monitoring hałasu - ocena stanu akustycznego środowiska dokonuje się co 5 lat dla: -aglomeracji powyżej 100 tys., -głównych dróg i linii kolejowych oraz portów lotniczych Monitoring promieniowania jonizującego biologiczne skutki promieniowania: -somatyczne (wczesne i odległe) – nowotwory, bezpłodność, zahamowanie rozwoju -genetyczne (mutacje) Źródła promieniowania jonizującego: Naturalne: kosmos, słońce, złoża pierwiastków promieniotwórczych Sztuczne: generatory promieniowania rentgenowskiego, sztucznie wytwarzane izotopy, urządzenia medyczne, reaktory atomowe, próby nuklearne Monitoring ten dzieli się na krajowy i lokalny WYKŁAD 3 Monitoring pól elektromagnetycznych Pole elektromagnetyczne- to szczególny stan materii, charakteryzujący wszelkie, równoczesne oddziaływania między ładunkami elektrycznymi i dipolami magnetycznymi za pośrednictwem pola elektrycznego i pola magnetycznego. Jednostką charakteryzującą stan energetyczny pola elektromagnetycznego jest gęstość mocy pola wyrażana w watach na metr kwadratowy (W/m²). Źródła PEM: Naturalne: magnetyzm ziemi, wyładowania atmosferyczne Sztuczne: telefony bezprzewodowe i komórkowe (900-2100 MHz), anteny nadawcze radiostacji i TV, Radary, Linie elektroenergetyczne (ok. 50 Hz) Obiekty, w których prowadzi się badania: -tereny przeznaczone pod zabudowę mieszkaniową -miejsca dostępne dla ludności: 1. Centralne dzielnice lub osiedla miast o liczbie mieszkańców powyżej 50 tys. mieszkańców 2. pozostałe miasta 3. tereny wiejskie 6 Sieć 135 pkt pomiarowych na terenie każdego województwa. Pomiary wykonuje się w 3- letnim cyklu, po 45 punktów rocznie 0 MHz-300GHz Pomiary powinny być powtarzane po każdym pełnym cyklu, trwającym 3 lata, 1 w każdym punkcie. Stan środowiska Polski w świetle badań monitoringowych Walory: -30% zalesienie -23 parki narodowe -około 125 parków krajobrazowych -11 rezerwatów biosfery -19 obiektów z listy Konwencji Ramsarskiej -1 obiekt z listy UNESCO -czyste i produktywne gleby Strefy zagrożenia ekologicznego i obszary klęski ekologicznej na terenie Polski (27) Obszary klęski ekologicznej (4): -Górnośląski Okręg Przemysłowy -Obszar Krakowski -Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy -Obszar Gdański Czarny Trójkąt – dwutlenek siarki SO2 Prof. Kejna WYKŁAD 1 System przyrodniczy - otwarty, odnawialny, przekształcalny, dynamicznie zrównoważony i hierarchicznie uporządkowany układ ekologiczny, w skład którego wchodzą elementy abiotyczne i biotyczne. Geoekologia - zajmuje się sposobami gospodarowania na danym terenie, najefektywniejszym wykorzystaniem zasobów przyrody dla potrzeb człowieka. Granice systemu przyrodniczego: -atmosfera- powłoka gazowa otaczająca kulę ziemską, będącą mieszaniną gazów. W powietrzu są też aerozole, krople wody, kryształki lodu. W atmosferze powstaje pogoda i warunki kształtujące klimat; 7 -hydrosfera; -kriosfera; -biosfera; -pedosfera; -litosfera; -antroposfera; Meteorologia - nauka o aktualnym stanie pogody i procesach zachodzących w atmosferze w danej chwili Pogoda - chwilowy stan atmosfery określony przez ściśle powiązane składniki Klimatologia - nauka o klimacie Klimat - wieloletni układ charakterystycznych dla danego obszaru stanów pogody Monitoring atmosfery: Satelitarne – obrazowe Profilowe - telemetryczne (balony, samoloty), teledetekcyjne (radar, sonar, lidar) Przestrzenne - radary meteorologiczne, inne detektory zjawisk atmosferycznych Punktowe - manualne, automatyczne Ogródek meteorologiczny: +detektor opadów +wysokość podstawy chmur +temperatura gruntu -widzialnomierz -wiatromierze -heliograf - do pomiaru czasu usłonecznienia rzeczywistego -pyranometr (promienie słoneczne rozproszone) -bilansomierz (bilans promieniowania) -klatka meteorologiczna (temperatura i wilgotność powietrza) -solarymetr (promienie słoneczne bezpośrednie) Przyrządy meteorologiczne - przyrząd pomiarowy wskazujący konkretną wielkość mianowaną. Przyrządy mają zakres pomiarowy, dokładność wskazań i wartość podziałki elementarnej, czułość przyrządu Ciśnienie atmosferyczne - nacisk wywierany przez ciężar słupa powietrza na jednostkę powierzchni ziemi. Ciśnienie normalne to 1013 hPa. 1 N/m2 = 1 Pa 8  Metody pomiaru ciśnienia atmosferycznego: -hydrostatyczne (Torricelli) -deformacyjne -termobarometryczne Wiatr – poziomy ruch powietrza względem powierzchni ziemi wywołany gradientem ciśnienia atmosferycznego. Opisujemy wiatr przez 2 parametry: kierunek i prędkość Metody pomiaru prędkości wiatru: -czujnik płytkowy -czujnik czaszowy -czujnik skrzydełkowy -czujnik ciśnieniowy Promieniowanie słoneczne - promieniowanie elektromagnetyczne Usłonecznienie - czas przez jaki świeci słońce w ciągu doby wyrażany w godzinach (bezwzględnie) lub procentowo (względnie najczęściej długość dnia) WYKŁAD 2 Temperatura jest wartością fizyczną wyrażającą intensywność ruchów cząsteczek danego ciała. Jej miarą jest energia kinetyczna atomów danego ciała. Podział termometrów: -cieczowe: zwykłe, ekstremalne (maksymalne, minimalne, maksymalno-minimalne), glebowe -deformacyjne: bimetaliczne (termograf) -elektryczne: oporowe, półprzewodnikowe, termoelektryczne Wilgotność powietrza: Zawartość pary wodnej w powietrzu wynosi od 0 do 4% objętości. Wilgotność powietrza wyrażamy w jednostkach bezwzględnych i względnych: -wilgotność właściwa g/kg -wilgotność bezwzględna -stosunek zmieszania -prężność (ciśnienie pary wodnej) (hPa) -maksymalne ciśnienie pary wodnej w danej temperaturze (hPa) -wilgotność względna -niedosyt ciśnienia pary wodnej -temperatura punktu rosy 9  Metody pomiaru wilgotności powietrza: -psychrometryczna -absorpcyjna (organiczna i wagowa) -temperatura punktu rosy - temperatura, w której może rozpocząć się proces skraplania gazu lub wybranego składnika mieszaniny gazów przy ustalonym ciśnieniu, a w przypadku mieszaniny gazów również przy określonym składzie. Przyrządy: Psychrometr Augusta, Assmanna, higrometr włosowy, termograf i higrograf Opady atmosferyczne- produkty kondensacji lub sublimacji pary wodnej docierające do powierzchni ziemi Opady ciekłe – deszcz, mżawka Opady stałe – śnieg, krupa śnieżna, śnieg ziarnisty, ziarna lodowe, grad, pył diamentowy Metody pomiarowe: -recepcyjna -pływakowa -wagowa -korytka wywrotnego Przyrządy: Deszczomierz Hellmanna Pluwiograf Opad atmosferyczny mierzymy o godz. 7:00 CŚE. Wyniki zapisujemy do doby poprzedniej. Sumę opadu wyrażamy w mm [1 mm = 1 litr wody na m2] Kropka to w meteorologii brak zjawiska P=. P= 0,0 mm – był opad ale śladowy