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环境监测方法。 地球遥感

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环境监测方法。 地球遥感
环境监测方法。 地球遥感
Anonim

环境监视(跟踪)是监视环境各个组成部分的状态并评估其当前状态的过程。 为了进行更完整和全面的评估,需要适当地组织生态监测,指定共同的环境质量标准和参数。 环境监测可以追求区域和全球目标。 实际上到处都可以找到环境监测的例子。

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什么是环境监测?

环境监测是一项相当复杂的技术和组织环境活动,其中涉及各种机构和官员。 在这种情况下,所获得的信息在性质,内容,形式,收货顺序,法律地位和分发方法上非常不同。 在俄罗斯,国家机关,俄罗斯联邦的组成实体和地方部门可以使用它。 这些信息具有科学和应用价值。 在此基础上建立了许多预测,估计了各种自然和人为系统对各种影响的响应。 它用于联邦和有针对性的环境计划。

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在固定或移动位置进行环境监控:装备特殊的汽车,岗亭,车站,实验室,研究中心。 然后处理收到的信息。 环境监控方法不同,并且取决于任务。

环境污染

世界人口的不断增长,加上人们物质生活的增加,大大增加了对环境的压力,造成了各种负面后果。 减少自然面积和增加污染已成为人类活动的主要后果。 环境污染的主要因素有:

  • 工业排放物和废水影响空气,水和土壤的质量,对人类健康产生负面影响。
  • 温室气体(二氧化碳,甲烷,一氧化二氮及其他气体)的排放会影响低层大气的温度,海洋的厚度以及地壳的上层。
  • 因土地使用不合理而造成的土壤侵蚀。 它导致悬浮颗粒和有害物质污染河流和其他水域。
  • 家庭和工业垃圾,其本身及其腐烂产物的形式都有害。 可能导致生态系统中毒和人体健康不良。
  • 经常造成巨大环境破坏的动植物入侵物种。
  • 核电站事故,放射化学企业的工作,医药和铀矿开采造成的辐射污染。
  • 农药和除草剂导致水和土壤污染,主要在农业地区。
  • 采矿业经常成为有害粉尘和水污染的源头。
  • 火灾:工业,家庭和森林。 它们是空气污染的重要来源,也是造成死亡或破坏生态系统的原因。
  • 由于泄漏和事故,油和表面活性剂会溢出。 最强烈地影响海洋状况,减少蒸发,从而减少降水量。
  • 在美国,存在内陆水污染药物的问题。 它们还会导致肉或牛奶的质量下降。
  • 大规模砍伐森林是造成河流和地下水污染的原因,并且还会增加灰尘颗粒对空气的污染。 它导致蒸发和降雨减少,对气候产生不利影响,增加了大陆性。

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环境影响评估

审查的目的是验证经济活动是否符合环境法规。 最常用于新项目,其实施可能会影响环境。 生态专业知识可以是国家的,也可以是公共的。 根据其结果,得出项目可否受理的结论。 但是,即使该项目通过了环境审查,也可以在施工现场进行环境监测。

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环境监测的历史

第一次是在1971年,在环境问题科学委员会上讨论了环境监测,然后在1972年在斯德哥尔摩举行的联合国环境会议上进行了讨论。 这些年来在苏联讨论了这种监视的重要性。 为此,建议建立一个生物圈保护区系统。

在20世纪70年代,苏联科学家为环境监测原理的思想发展做出了巨大贡献。 在此过程中,以色列Yu.A.水文气象中心负责人积极参与。 关于这一主题的工作总结于1975年由I.P. Gerasimov院士发表,他提出了三个监测阶段:

  1. 他认为,在第一级监测中,应主要注意观察环境状况及其对人类健康的影响。 此阶段的主要指标应该是一个人的反应指标:发生率,平均预期寿命,出生率和死亡率等。
  2. 第二级涉及监视更一般的指标:生物生产力,质量和能量代谢等。 这些观察应在专科医院,训练场等进行。
  3. 第三阶段的目标是监视大规模过程和数量:对大气进行除尘,海洋污染,全球水蒸气含量等。

环境监测的任务和对象

环境监视旨在解决以下问题:

  • 定期监测环境及其污染。
  • 预测和评估环境状况,尤其是关于气候变化的环境状况。

跟踪对象可以是:

  • 环境及其组成部分(大气,水圈,生物圈,岩石圈,城市圈)。
  • 环境的质量,其变化可能会带来负面影响。
  • 某些类型的可能损害他人的人为活动。
  • 企业,垃圾填埋场,技术,核电站等
  • 人为灾难:漏油,火灾,事故,事件和其他自然或人为危险的危险现象。
  • 受保护的自然景点。

各种环境组织,研究机构,政府机构(联邦和地方政府),公共协会,企业和其他经济实体,国际科学组织(例如NASA)都可以进行环境监测。

监控类型

在覆盖范围上,监控分为本地,区域,国家和全球。

  • 在本地时,它们监视任何地方的小区域。
  • 在区域范围内进行区域观察时。
  • 在特定国家领土内进行的国家跟踪中。
  • 全球环境监测涉及跟踪具有国际重要性的大规模过程。

根据观察对象,它可以是基本的,生物圈的,大气的,水文的,土壤的,辐射的,卫生的,植物学的,动物学的等。

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环境监测的主要方法

当前,环境监测方法分为两大类:

  1. 地面观测(理化,生物指示,气象,摄影,医学等)。
  2. 远程环境监测方法(卫星感应,无人机跟踪等)。

自然,在第一种情况下,经常会评估本地和区域流程,而在第二种情况下,则是大规模和全球评估。

卫星监控

地球遥感使用卫星数据,飞机,无人机,轮船的数据。 卫星数据提供了研究对象的最大可能覆盖范围,因此经常用于获取有关全球环境变化的信息。 在航空图像中,可以清楚地看到森林砍伐,城市化,大气尘埃污染,融冰等的规模,红外探测器提供的数据可提供有关地球表面各部分温度的信息并估算其反照率。 水面反射的无线电波和紫外线辐射提供了有关海洋石油污染的信息。

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地球遥感正在成为生态学研究中一种越来越流行的类型。

但是,卫星监视也可以用于跟踪本地情况。 例如,航空影像可以提供有关森林状况,森林大火情况,雷暴天气等信息,这些信息可能足以做出某些实际决策。 为了获得高质量和准确的图像,可能需要使用无人机。

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生物方法

生物环境监测方法是地面跟踪方法。 它们也称为生物适应症。 这种监测的主要对象是生物对象:物种,社区,生态系统,食物链等。为了进行分析,使用了诸如物种分布,其数量变化或完全消失或在新区域出现等事实。 在地球植物学研究中,他们跟踪某些物种的范围,生物量动态,生物生产力,物种和群落的纵向和横向分布等的变化。

生物指示剂可以是:年轮的宽度,树叶发黄,林分干燥,树木的高度,杂草(先锋物种)的存在和其他迹象。

生物监测涵盖了从分子和细胞到全球的各个层面。 对于研究,根据任务,实验室,远征研究进行组织。

在进行生物监测之前,有必要开发一种实施方法并获得必要的数据,因为不同的生物系统对不同类型的暴露有不同的反应。 选择对人类影响最敏感的生物或生态系统。 这种生物称为指示剂。 由于使用了生物测试,因此可以选择诊断标准来评估因素对研究区域的影响程度。

因此,生物监测使用生物指示方法。 自然,此类研究的准确性将低于使用物理方法时的准确性。 但是,与此同时,它们将使评估人为活动对自然生态系统造成的总损害成为可能,而这是使用其他方法无法实现的。 结果,将可能从对环境状况影响最大的复杂影响中隔离出来,并采取适当措施减少人为负担。 为了评估可能对公众健康造成的损害,最好分析与理化监测方法有关的毒理学样品。

对于生物适应症,最常使用鱼类,微生物和藻类。 还已知小龙虾更喜欢纯净水,因此是污染的良好指标。 这同样适用于一些地衣,这也是生物指示的主题。

生物监测能力

环境的生物指示适合以下任务:

  • 编写了一份关于人为对研究区域性质的影响的综合评估。
  • 通过管理有关其自身排放的信息,识别意外或潜在排放,包括故意的虚假陈述。
  • 允许评估生物体对排放污染物或其他有害影响的敏感性。
  • 显示生物系统的响应率及其规模。
  • 它们使绘制污染的焦点和有害杂质的浓度成为可能。
  • 它们使您能够评估特定污染物对环境的危害程度,并有可能对人类造成危害。
  • 它们有助于分配最大允许的环境负荷,并在必要时采取措施降低最大环境负荷。

实验室方法,取样

环境监测的物理化学方法通常是实验室。 分析从对空气,土壤或水进行采样开始,然后在专用设备上对污染物含量进行分析。 也称为工具分析。

理化方法如下:

  • 色谱指示
  • 红外光谱法
  • 荧光法;
  • 电化学方法
  • 质谱法
  • 发光分析
  • 无线电工程方法。

色谱方法

这些方法通常用于检测污染物,尤其是在分析液体时。 最受欢迎的是气液,薄层,液相和离子色谱。 薄层易于执行,可用于检测农药和有机污染物。 气液分析挥发性有机化合物更有效。 液相色谱法用于检测非挥发性化合物。

基于各种物理化学方法的高灵敏度检测器使检测甚至少量杂质成为可能,这对于检测高毒性化合物非常重要。 结合色谱技术,质谱法和红外光谱法可以很好地鉴定复杂的污染物组合。 这些类型的分析仪可连接功能强大的计算机。 在他们的帮助下,您可以检测到诸如二恶英,多氯联苯,亚硝胺和有毒农药等危险物质。

离子色谱法用于分析阳离子与阴离子的比例。

分光光度法

该方法使用红外辐射。 通过对吸收,反射和散射光谱的分析,可以相当准确地确定杂质的存在和浓度。 拥有各种物质的光谱目录,可以轻松确定样品或产品中存在的污染物或有益物质的类型。 红外光谱甚至可以确定诸如密度,粒度分布,食品热量和种子发芽之类的特性。

发光方式

这是识别污染物的最敏感方法之一。 使用它可以测定空气样品中痕量的有机和无机杂质。 它可以用于监测水圈和生物圈,以及确定痕量元素,有机化合物的含量和有害物质的含量。

如果需要检测聚芳烃或其衍生物的存在,可以使用发光方法。 为了计算物质的浓度,使用诸如发光猝灭的现象。

但是,并非所有化合物都可以通过此方法测定。 有时会发生化学反应,借助该反应可以改变初始化合物,以便发光可以检测到它。

电化学方法

为了实现它们,使用电极:阳极和阴极。 阴极通常是具有不断更新的表面的滴汞电极,因此可以获取极谱图并进行有效的分析。 该方法仅适用于检测金属离子,有机物,羰基化合物,过氧化物,环氧化物等。 因此,它不能被认为是通用的,但是它是选择性的。