Метод техногностических систем (когнитивные системы)

Такие системы стимулируют интуицию специалиста в этой области.

Способы стимуляции: создание зрительных образов, которые воздействуют на эстетическую, эмоциональную сферу человека, которые в свою очередь не просто стимулируют, но и одновременно имеют прямое объективное отношение к объекту мониторинга. Любые изменения в объекте мониторинга вызывают адекватные изменения в этом графическом изображении. Опыт показал, что такие изображения можно создать, и они действительно информируют человека о состоянии объекта мониторинга, стимулируя принятие решений по мониторингу.

Количественный анализ качества принятия решения ЛПР, позволяет сделать попытку калибровки, нормировки измерительного процесса мониторинга (т.о. достигается основное требование естествознания - объективное количественное описание результатов мониторинга).

· Цели и задачи экологического мониторинга.

экологический мониторинг – информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии ОС, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

1) оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

2) выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;

3) создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Исходя из этих трех основных целей экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей трех общих видов: соблюдения, диагностики и раннего предупреждения.

Кроме приведенных выше основных целей экологический мониторинг может быть направлен на достижение специальных программных целей, связанных с обеспечением необходимой информацией организационных и других мер по выполнению конкретных природоохранительных мероприятий, проектов, международных соглашений и обязательств государств в соответствующих областях.

Основные задачи экологического мониторинга:

1) наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

2) наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

3) наблюдение за состоянием природной седы и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

4) оценка фактического состояния природной среды;

5) прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

· Классификация видов мониторинга.

Объектами мониторинга окружающей среды в первую очередь являются:

· атмосфера (мониторинг приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы);

· атмосферные осадки (мониторинг атмосферных осадков);

· поверхностные воды суши, океаны и моря, подземные воды (мониторинг гидросферы);

· криосфера (мониторинг составляющих климатической системы).

По объектам наблюдения различают:

· атмосферный,

· воздушный,

· водный,

· почвенный,

· климатический мониторинг,

· мониторинг растительности,

· животного мира,

· здоровья населения и т.д.

По масштабам воздействия мониторинг бывает пространственным и временным.

По характеру обобщения информации:

· Глобальный – слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;

· Фоновый (базовый) – слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность);

· Национальный – мониторинг в масштабах страны;

· Региональный – слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут раличаться и по природному характеру, и по антропогенному воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы;

· Локальный – мониторинг воздействия конкретного антропогенного источника;

· Импактный – мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.

По методам наблюдения:

· Химический мониторинг – это система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения) атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль за динамикой распространения химических загрязняющих веществ.

· Физический мониторинг – система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на окружающую среду (электромагнитные излучения, радиация, акустические шумы и т.д.).

· Биологический мониторинг – мониторинг, осуществляемый с помощью биоиндикаторов (т.е. таких организмов, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде).

· Экобиохимический мониторинг – мониторинг, базирующий на оценке двух составляющих окружающей среды (химической и биологической).

· Дистанционный мониторинг – в основном авиационный, космический мониторинг с применением летательных аппаратов, оснащенных радиометрической аппаратурой, способной осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных.

· Комплексный экологический мониторинг окружающей среды – это организация системы наблюдений за состоянием объектов окружающей природной среды для оценки их фактического уровня загрязнения и предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей и других живых организмов.

· Государственная система мониторинга окружающей среды.Цели и задачи ЕГСЭМ.

ЕГСЭМ была создана в 1993 году, она должна была объединить возможности и усилия многочисленных служб для решения задач комплексного наблюдения, оценки и прогноза состояния ОС в Российской Федерации.

ЕГСЭМ включает в себя следующие компоненты:

1) мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду,

2) мониторинг загрязнения абиотического компонента природной среды,

3) мониторинг биотического компонента окружающей природной среды,

4) социально – гигиенический мониторинг,

5) обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

После очередной реорганизации и слияния в 2000 году природоохранных органов управления в России экологическим мониторингом фактически руководят два специальных государственных органа, на которые возложены следующие основные функции:

Росгидромет – организация мониторинга состояния окружающей среды, ее загрязнения, радиационной обстановки на поверхности Земли и в околоземном космическом пространстве, комплексного фонового мониторинга и космического мониторинга состояния природных объектов, формирование и обеспечение деятельности и охраны государственной наблюдательной сети, ведение Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей среды, ее загрязнение, а также централизованного учета экологической информации.

Министерство природных ресурсов РФ – общая координация деятельности министерств и ведомств, предприятий и организаций в области мониторинга объектов природной среды, организация мониторинга источников антропогенного воздействия на окружающую среду, мониторинга животного и растительного мира, наблюдение за состоянием недр и мониторинг водных объектов. А также мониторинг лесов.

Кроме того, в работе ЕГСЭМ принимают участие:

1) Санитарно–эпидемиологическая служба Минздрава России (осуществление мониторинга воздействия вредных факторов среды обитания на состояние здоровья населения),

2) Росземкадастр (мониторинг земель),

3) Госгортехнадзор России (мониторинг геологической среды, а также осуществление мониторинга промышленной безопасности),

4) Минатом России (мониторинг радиационно–опасных объектов и территорий),

5) Минобороны России (осуществление мониторинга окружающей природной среды и источников воздействии на нее на военных объектах),

6) Минсельхоз России (отраслевой мониторинг окружающей среды, животных и растений на земля сельхозназначения),

7) Госкомрыболовства России (мониторинг рыб и гидробионтов),

8) Роскартография (осуществление топографо–геодезического и картографического обеспечения ЕГСЭМ.

ЕГСЭМ в настоящее время решает следующие задачи:

1) разработка программ наблюдения за состоянием окружающей природной среды на территории России, в ее отдельных регионах и районах,

2) организация наблюдений и проведение измерений показателей объектов экологического мониторинга,

3) обеспечение достоверности и сопоставление результатов наблюдений как в отдельных районах, так и по всей территории России,

4) сбор и обработка результатов наблюдений,

5) организация хранения результатов наблюдений, ведение специальных банков данных,

6) оценка и прогноз состояния объектов окружающей природной среды и антропогенных воздействий на них, состояния природных ресурсов, откликов экосистем и показателей здоровья населения на изменения в окружающей природной среде,

7) организация и проведение оперативного контроля, измерений радиоактивного и химического загрязнения ОС, образовавшегося в результате аварий и катастроф, а также прогнозирование обстановки и оценка нанесенного природе ущерба,

8) обеспечение доступности экологической информации широкому кругу потребителей, включая население, общественные движения и организации,

9) информационное обеспечение органов управления информацией о состоянии окружающей природной среды, качестве и количестве природных ресурсов и показателях экологической безопасности,

10) разработка и реализация единой научно – технической политики в области экологического мониторинга.

· Приоритетность загрязняющих веществ.

определяющими факторами при выборе приоритетности вещества являются следующие:

· размер фактического или потенциального возможного воздействия на здоровье человека, на климат и на экосистемы;

· склонность ЗВ к деградации или накоплению в тканях человека и элементах его трофических цепей;

· возможность трансформации ЗВ в различных средах и системах, а также возможность образования вторичных ЗВ более токсичных или более склонных к накоплению в тканях человека;

· мобильность ЗВ;

· фактические или возможные тренды концентраций ЗВ в окружающей среде;

· частота воздействия;

· возможность наблюдения за ЗВ.

Таблица 1. Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности,

· принятая в системе ГСМОС

Kласс	Загрязняющее вещество	Среда
	Диоксид серы, взвешенные частицы	Воздух
Радионуклиды	Пища
	Озон	Воздух
Хлорорганические соединения и диоксины	Биота, человек
Кадмий	Пища, вода, человек
	Нитраты, нитриты	Вода, пища
Оксиды азота	Воздух
	Ртуть	Пища, вода
Свинец	Воздух, пища
Диоксид углерода	Воздух
	Оксид углерода	Воздух
Углеводороды нефти	Морская вода
	Фториды	Пресная вода
	Асбест	Воздух
Мышьяк	Питьевая сода
	Микробиологические загрязнения	Пища
Реакционноспособные загрязнения	Воздух

· Нормирование качества воздуха. ПДК_рз. ПДК_мр. ПДК_сс. ОБУВ.

Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом.

Нормативами качества воздуха определены допустимые пределы содержания вредных веществ как в производственной, так и в жилой зоне населенных пунктов.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДК_рз) — концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДК_мр) — концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека.

Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДК_сс) — это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании.

ОБУВ – ориентировочный безопасный уровень воздействия загрязняющих атмосферу вещества, установленный расчетным методом для проектируемых промышленных объектов.

ПДК веществ в воздухе населенных мест установлены на 491 вещество, ОБУВ – на 1457 веществ.

· Единичные и комплексные индексы загрязнения атмосферы.

(ИЗА)- комплексный показатель степени загрязнения атмосферы, рассчитываемый в соответствии с методикой как сумма средних концентраций в единицах ПДК с учетом класса опасности соответствующего загрязняющего вещества.

Различные ИЗА, которые можно разделить на 2 основные группы:

1. Единичные индексы загрязнения атмосферы одной примесью.

2. Комплексные показатели загрязнения атмосферы несколькими веществами.

К единичным индексам относятся:

* Коэффициент для выражения концентрации примеси в единицах ПДК (а), т.е. значение максимальной или средней концентрации, приведенное к ПДК:

а = Ci / ПДК

* Повторяемость (g) концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня по посту либо по К постам города за год. Это процент (%) случаев превышения заданного уровня разовыми значениями концентрации примеси: g=(m/n)100%

где n - число наблюдений за рассматриваемый период, m - число случаев превышения разовыми концентрациями на посту.

* ИЗА (I) отдельной примесью - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной примесью, учитывающая класс опасности вещества через нормирование на опасность SO₂:

I = (Qr /ПДКсс)^Кi

где i - примесь, Ki - константа для различных классов опасности по приведению к степени вредности диоксида серы, Qr - среднегодовая концентрация примеси.

К комплексным индексам относятся:

* Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) -это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создаваемого n веществами, присутствующими в атмосфере города:

I n = I i

где Ii - единичный индекс загрязнения атмосферы i-ым веществом.

* Комплексный индекс загрязнения атмосферы приоритетными веществами - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы приоритетными веществами, определяющими загрязнение атмосферы в городах, рассчитывается аналогично КИЗА.

· Нормирование качества воды. Виды водопользования. ПДК веществ в воде.

В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.59-96 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства.

Качество воды - характеристики воды, которые определяют ее пригодность для конкретных видов водопользования (питьевая, вода для культурно-бытовых целей, вода для рыбохозяйственных целей и т.п.)

По общесанитарному признаку учитывают микробиологические и паразитологические показатели воды (число бактерий в вединице объема).
По санитарно-токсилогическому показателю - определяют безвредность химического состава.
По органолептическому показателю - учитывают температуру, прозрачность, цвет, запах, вкус, жесткость воды.

ПДК устанавливается по каждому из этих признаков.

ПДК в воде водоема культурно-бытового и хозяйственно-питьевого пользования (ПДКв) - концентрация вредного вещества, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

ПДК в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - концентрация вредного вещества, которая не должна оказывать влияния на популяцию рыб, особенно промысловых.

Для воды определяют следующие показатели:

· концентрация растворенного кислорода

· водородный показатель (рН)

· БПК (биологическое потребление кислорода). Используют показатель БПК₅ - количество кислорода, необходимое для окисления органического вещества, находящегося в воде (в течение 5 суток). БПК₂₀ - за 20 суток - этот показатель используется чаще.

· ХПК₅, ХПК₂₀ - количество кислорода, необходимое для окисления химических веществ, находящихся в воде.

· Санитарно-гигиенические показатели качества воды. Санитарные правила и нормы. Гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения.

В настоящее время для оценки качества воды используются различные показатели: органолептические, химические, бактериологические, биологические, гельминтологические и др.
а) Органолептические показатели. К органолептическим показателям, с помощью которых производится определение физических свойств воды, относятся: прозрачность, цветность, запах, вкус.
б) Химические показатели. К этой группе относятся различные химические вещества. Одни из них оказывают вредное влияние на организм человека, другие позволяют косвенно судить о загрязнении воды органическими веществами и тем самым определить степень эпидемиологической опасности воды. Среди веществ, указывающих на загрязнение воды органическими веществами, наибольшее значение имеет определение азотсодержащих веществ (аммиака, нитритов, нитратов).
в) Санитарно-бактериологические показатели качества воды. Непосредственное обнаружение в воде возбудителей инфекционных заболеваний является затруднительным в виду того, что методы выделения патогенных микроорганизмов, особенно вирусов, сложны и не позволяют в короткий срок дать заключение об эпидемиологической характеристике воды. Поэтому санитарно-бактериологическая оценка производится по косвенным показателям, которыми являются: 1) микробное число и 2) содержание кишечной палочки. Оба эти показателя общеприняты на основе длительных наблюдений, свидетельствующих о том, что чем сильнее загрязнена вода, тем больше в ней сапрофитной и кишечной микрофлоры и, наоборот, чем меньше она загрязнена (особенно выделениями человека и хозяйственно-бытовыми сточными водами), тем меньше в этой воде число микробов и, в частности, кишечных палочек и, следовательно, тем слабее выражена возможность возникновения инфекционных заболеваний при употреблении такой воды.
САНИТАРНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА — нормативные правовые акты, устанавливающие санитарно-эпидемиологические требования, несоблюдение которых создает угрозу здоровью или жизни работников. Санитарные правила (СП) устанавливают гигиенические и противоэпидемические требования по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия населения, благоприятных условий его проживания, труда, быта, отдыха, обучения и питания, а также по профилактике заболеваний, сохранению и укреплению здоровья работников. Санитарные нормы (СН) устанавливают оптимальные, предельно допустимые и допустимые уровни факторов производственной и окружающей среды. Гигиенические нормативы (ГН) устанавливают гигиенические и эпидемиологические критерии безопасности и безвредности факторов производственной и окружающей среды, среды обитания человека.