1) Definicja monitoringu i podział wg skali.

3 definicje monitoringu:

• Brak definicji (słownik języka polskiego PWN 1998r.)

• J.t. prowadzenie stałej obserwacji i dokonywanie ciągłych pomiarów (słownik współczesny języka polskiego, Wilga 2000r.)

• J.t. system pomiarów, ocen i prognoz stanu środowiska (ustawa POŚ).

Skala monitoringu środowiska:

• Globalny

• Kontynentalny

• Ogólnokrajowy

• Lokalny

2) Globalny monitoring środowiska.

• GEMSTAT – United Nations Global Environment Monitoring System

• GAW – Global Atmosphere Watch

• WMO – World Meteorological Organizazion

3) Kontynentalny monitoring środowiska.

Europejska Agencja Środowiska – EEA:

• Pomoc UE oraz krajom członkowskim w podejmowaniu decyzji mających na celu polepszenie stanu środowiska

• Koordynowanie prac Europejskiej sieci informacji i Obserwacji Środowiska (Eionet).

Europejska Sieć Informacji i Obserwacji Środowiska – Eionet:

Zbieranie i przechowywanie informacji od państw członkowskich w obszarach:

• Ochrony powietrza

• Różnorodności biologicznej

• Użytkowanie terenu i informacje przestrzenne

• Woda

• Zrównoważona konsumpcja i produkcja

Eionet – różnorodność biologiczna:

• 2009r. – ocena europejskich najbardziej wrażliwych siedlisk i gatunków

• Na mocy dyrektywy siedliskowej państwa przekazują informacje

• Kryteria dla poszczególnych gatunków i siedlisk w poszczególnych regionach

4) Monitoring krajowy.

Realizowany za pomocą PIOŚ i PMŚ.

IOŚ:

• 1980r. – inspekcja i wdrożenie jednolitego systemu kontroli przestrzegania POŚ oraz badanie stanu środowiska w skali całego kraju

• Ustawy o PIOŚ – 1991r. i 1998r.

Zadania PIOŚ:

• Kontrola przestrzegania przepisów o ochronie środowiska

• Kontrola przestrzegania decyzji ustalających warunki użytkowania środowiska

• Kontrola eksploatacji urządzeń służących ochronie środowiska

• Udział w postępowaniu dotyczącym lokalizacji inwestycji

• Udział w przekazywaniu do eksploatacji obiektów mogących zanieczyszczać środowisko

• Podejmowanie decyzji wstrzymujących działalność prowadzoną z naruszeniem wymagań związanych z ochroną środowiska

• Współdziałanie w zakresie ochrony środowiska z innymi organami kontrolnymi,

• Organizacja i koordynowanie PMŚ

• Opracowywanie i wdrażanie metod kontrolno – badawczych itp.

• Inicjowanie działań służących zapobieganiu poważnym awariom

• Uzgadnianie decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowaniu terenu.

5) PMŚ.

6) Monitoring wód – UE.

• Ramowa Dyrektywa Wodna (Water Framework Directive WFD)

• Holistyczne podejście – jednakowe we wszystkich krajach członkowskich

• Oparte na idei, że woda jest wspólnym dobrem i dlatego należy o nią dbać

• Monitoring jakości i ilości

Monitoring w ramach WFD:

• Musi być zatwierdzony przez wszystkie kraje członkowskie

• Wymaga oznaczenia określonej ilości parametrów (biologicznych, hydromorfologicznych i fizyko-chemicznych)

• Wymaga podejścia na poziomie zlewni

• Nie określa wymaganego zestawu metod analitycznych

• Określa częstotliwość i schemat poboru próbek

Rodzaje monitoringu wód w UE:

• Diagnostyczny – rozpoznanie zmian (długoterminowych) w czasie i przestrzeni

• Operacyjny – rutynowy, stwierdzenie obecności w wodach substancji szczególnie szkodliwych lub prawdopodobieństwa ich wystąpienia,

• Badawczy – w razie konieczności, zidentyfikowanie rodzaju zanieczyszczeń przypadkowych lub spowodowanych awarią.

7) Monitoring wód – USA.

• CWA – Clean Water Act

• Celem jest przywrócenie i utrzymanie jakości wód

• System diagnostyczny w celu monitorowania jakości wód

Monitoring w ramach CWA:

• Obowiązek monitoringu spoczywa na poszczególnych stanach (EPA nie jest instytucją odpowiedzialną)

• Monitoring w celu określenia czy woda spełnia odpowiednie standardy (WQS)

• Stany mogą ustanawiać kryteria jakości wód

WQS:

• Wyznaczone sposoby użytkowania (woda do picia, żeglowania itd.)

• Kryteria jakości wody (numeryczne i opisowe)

8) Monitoring wód – Kanada.

• The Canada Water Act

• Zarządzanie akwenami w oparciu o porozumienie z poszczególnymi prowincjami

• Zarządzanie zasobami wodnymi

Water monitoring – Canada:

• Canadian Environmental Protection Act – podstawa podejmowania decyzji w dziedzinie ochrony środowiska

• Programy badawcze

• Wskaźniki jakości wód

Wskaźniki jakości wód:

• Woda do picia

• Do bytowania organizmów wodnych

• Do użytkowania rolniczego

• Wody rekreacyjne

9) EMAN i Nature Watch (Kanada).

EMAN (Ecological Monitoring and Assessment Network):

• Monitoring ekologiczny ukierunkowany na wykrywanie, opisywanie i przygotowywanie raportów o zmianach zachodzących w środowisku

• Współpraca rządu federalnego z rządami poszególnych prowincji.

Nature Watch (Community Based Program):

• Ice Watch – narodowy program oparty na pracy wolontariuszy, ukierunkowanych na identyfikację zmian klimatu

  • Data pojawienia się całkowitej pokrywy lodowej na jeziorze, rzece, zatoce

  • Data całkowitego zniknięcia…

10) 3 podejścia do monitoringu wód.

• Europejskie – poznanie jakości wód

• Amerykańskie – określenie, czy woda nadaje się do użytkowania

• Kanadyjskie – określenie jakości wody i efektów powodowanych przez zanieczyszczenia dla określonego systemu wodnego.

11) Monitoring lokalny.

Np. Barycz.

Monitoring lokalny prowadzony w rejonie składowiska odpadów w Baryczy obejmuje:

• Badania fizykochemiczne wód podziemnych i powierzchniowych

• Badania powietrza atmosferycznego

• Badania powietrza glebowego pod kątem zawartości metanu

• Pomiar hałasu

• Pomiar osiadania składowiska.3

12) Metody pomiarowe w monitoringu środowiska.

• Metody pomiarowe

• Pośrednie metody pomiarowe

• Podział metod pomiarowych

• Metody poboru próbek (off-line)

13) Od czego zależy pobór próbek w monitoringu środowiska?

• Cel i rodzaj

• Ograniczenia

• Kiedy lasy

• Kiedy woda

• Sposób poboru

14) Jak określić jakość wód?

• Wartość średnia – wartością rzeczywistą oznaczanego wskaźnika jest wartość średnia (z całej populacji)

• Odchylenie standardowe – umożliwia ocenę zmienności wyników

Metody określenia jakości wód:

• Metoda stężeń charakterystycznych – średnia arytmetyczna z 2 najmniej korzystnych wyników w ciągu roku – WIOŚ

• Metoda stężeń gwarantowanych – obliczanie stężenia, które jest przekraczane przy określonym poziomie gwarancji, zwykle 95 lub 90%

• Metoda stężeń miarodajnych – obliczanie tzw. Stężenia miarodajnego, które jest wielkością oczekiwaną wskaźnika przy wystąpieniu tzw. Przepływu miarodajnego.

Rodzaje błędów pomiarowych:

• Błędy grube

• Błędy systematyczne

  • Błędy przyrządów pomiarowych

  • Błędy metodyczne

• Błędy przypadkowe

15) Interpretacja wyników monitoringowych/laboratoryjnych.

• Zakres wyników

• Granica oznaczalności/zakres miernika

• Próbki kontrolne

• Powtórzenia

• Wyniki dla materiałów certyfikowanych lub metod referencyjnych

16)Modelowanie, prognozowanie i symulacja w monitoringu środowiska.

• Cel – tworzenie narzędzi pozwalających oceniać przebieg zjawisk fizycznych w warunkach innych niż aktualnie istniejące lub w warunkach nie pozwalających na stwierdzenie faktów za pomocą bezpośredniego pomiaru

• Przybliżenie rzeczywistości:

  • Niepewność parametrów

  • Niepewność warunków brzegowych

  • Problemy związane ze skalą czasową lub przestrzenną

17) Modelowanie w ZMŚP.

• Obserwacja możliwie największej liczby elementów (1992r.)

• Funkcjonowanie geoekosystemów w warunkach narastającej antropopresji

• Wieloletnie cykle obserwacyjne – mechanizm obiegu energii i materii w różnych typach geoekosystemów

• Zachowanie georóżnorodności i bioróżnorodności

• Przewidywanie ewolucji geoekosystemów na podst aktualnych trendów

• Symulowanie ich reakcji przy zmiennych scenariuszach zmian klimatu, użytkowania terenu i obciążenia zanieczyszczeniami atmosferycznymi

• Modele matematyczne – przewidywanie zjawisk, a także oszacowanie ich intensywności dynamiki czasowej i przestrzennej

• Prognozowanie zmian stosunków wodnych

• Prognozowanie zmian jakości wód gruntowych i powierzchniowych

• Prognozowanie reakcji organizmów wodnych

• Prognozowanie zmian zakwaszenia gleb, retencji glebowej toksycznych substancji

• Prognozowanie reakcji roślin w zakresie przyrostu biomasy, defoliacji itp.

18) Programy pomiarowe ZMŚP.

• A1 – meteorologia

  • Automatyczne stacje meteorologiczne (Vaisala) oraz obserwacje manualne jako pomiary uzupełniające

• B1 – chemizm powietrza

  • Metoda pasywna – rejestracja stężeń dwutlenku siarki i azotu

  • Automatyczne analizatory (Horiba) – pomiar stężeń SO2, NO2, O3

• C1 – chemizm opadów atmosferycznych i pokrywy śnieżnej

  • pH, SEC (przewodność elektrolityczna), skład jonowy

• C2 – chemizm opadu podokapowego

• C3 – spływ po pniach

• D1 – metale ciężkie w mchach

• E1 – gleby

• F1 – chemizm roztworów glebowych

• F2 – wody gruntowe

• G1 – chemizm organów asymilacyjnych

• G2 – chemizm odpadu biologicznego

• H1 – wody powierzchniowe - rzeki

• H2 – wody powierzchniowe – jeziora

• I1 – hydrobiologia rzek

• I2 – hydrobiologia jezior

• J1 – flora i roślinność zlewni reprezentatywnej

• J2 – struktura i dynamika szaty roślinnej

• K1 – uszkodzenia drzew i drzewostanów

• L1 – inwentaryzacja drzewostanów

• M1 – epifity nadrzewne

• N1 – rozkład mikrobiologiczny ściółki

• O1 – fauna bezkręgowa

  • Drobna fauna bezkręgowa zasiedlająca powierzchnię ziemi

19) Klasyfikacja stanu wód / stan ekologiczny.

Klasyfikacja stanu wód:

• Elementy biologiczne, hydromorfologiczne oraz parametry fizyko-checzmiczne

Stan ekologiczny:

• Bardzo dobry (I) – wody o niezmienionych warunkach

• Dobry (II) – zmiany warunków w porównaniu do wód o niezmienionych warunkach są niewielkie

• Umiarkowany (III) – wody przekształcone w średnim stopniu

• Słaby (IV) – znacznie zmienione warunki, gatunki roślin i zwierząt znaczenie różnią się od tych, które zwykle towarzyszą jcw

• Zły (V) – poważnie zmienione warunki – nie występują typowe dla danego rodzaju wód gatunki

Regulacje:

• Rozp. MŚ z 2008 i 2009r.

20) Jednolite części wód (water bodies).

• Jednostki dla których prowadzone są analizy presji antropogenicznej i opracowywane programy wodno – środowiskowe

  • 4,5 tys. Jednolitych części dla rzek

  • 1 tys. Dla jezior

  • 11 dla wód przybrzeżnych

  • 9 dla wód przejściowych

  • 161 dla wód podziemnych

Kategorie jednolitych części wód:

• Rzeka, struga, strumień, potok

• Jezioro lub naturalny zbiornik wodny

• Morskie wody wewn

• Wody przybrzeżne

• Wody silnie zanieczyszczone

• Wody sztuczne

Kryteria wyboru jcwp:

• Występowanie w ciekach znacznych zmienności przepływu wód

• Powierzchnia zlewni > 2500m2

• Powierzchnia jcwp jeziora lub zbiornik naturalny >50ha

• Przekroczenie przez jcwp granicy państwa

• Uznanie jcwp za referencyjną

• Zaliczenie jcwp do badania w ramach międzynarodowej sieci kalibracyjnej

21) Monitoring hydromorfologiczny.

Elementy stanu hydromorfologicznego:

• Reżim hydrologiczny:

  • Ilość i dynamika przepływu wód

  • Połączenie z wodami podziemnymi

• Ciągłość rzeki

• Warunki morfologiczne:

  • Zmienność głębokości i szerokości rzeki

  • Struktura i skład podłoża rzeki

  • Struktura strefy nadbrzeżnej

  • Warunki podłoża

  • Prędkość przepływu

Założenia metodyki MHR:

• Badamy cały główny ciek jcwp i nie wyznaczamy stanowisk monitoringowych

• Nie istnieje powiązanie z monitoringiem pozostałych elementów stanu ekologicznego

• Podst. ocena dokonywana jest w oparciu o mapy topograficzne

• Ocena kameralna jest korygowana na podstawie badań terenowych

• Stosowany jest hierarchiczny system oceny punktowej

22) Wymagania dotyczące wody do spożycia/kategorie wód.

• Kategoria A1 – woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego (filtracja i dezynfekcja)

• Kategoria A2 – woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego (utlenianie wstępne, koagulacja, flokulacja, dekantacja, filtracja, dezynfekcja)

• Kategoria A3 – woda wymagająca wysokosprawnego uzdatniania fizycznego i chemicznego (utlenianie, koagulacja, flokulacja, adsorpcja na węglu aktywnym, dezynfekcja)

23) Wymagania dotyczące jakości wód do bytowania ryb.

• Wody będące środowiskiem życia ryb w warunkach naturalnych:

  • Temperatura, tlen rozpuszczony, pH, zawiesina ogólna, BZT5, fosfor ogólny, zw. fenolowe, węglowodory ropopochodne, niejonowy amoniak, azot amonowy, chlor całkowity pozostały, cynk i miedź.

24) Wymagania dotyczące jakości poszczególnych wód.

• Wody wrażliwe na eutrofizację:

  • Wody stojące (sezon wegetacyjny)

  • Wody płynące

  • Morskie wody wewnętrzne

  • Wody przybrzeżne

• Wskaźniki: fosfor ogólny, azot ogólny, azot azotanowy, chlorofil a, przeźroczystość.

• Inne wskaźniki: długotrwałe zakwity wody, masowy rozwój glonów poroślowych itp.

25) Monitoring wód powierzchniowych – jeziora (WIOŚ)

• Użytkowy, operacyjny…

• Coroczne badanie stałej liczby 23 jezior (6-8 razy w roku):

  • Nie będące odbiornikami scieków z punktowych źródeł zanieczyszczeń, położone w zlewniach leśnych i rolniczo – leśnych, charakteryzujące się dobrą jakościa wód

  • Zmiany powinny mieć charakter niewymuszony lub być wynikiem minimalnej presji antropogenicznej.

• Ponad 120 jezior dodatkowych wytypowanych przez GIOŚ.

Wskaźniki eutrofizacji mierzone w jeziorach:

• Azot ogólny

• Azot azotanowy

• Azotany

• Fosfor ogólny

• Chlorofil

26) Monitoring Bałtyku (IMGW).

• 2 konwencje – 1974 i 1992r.

• Komisja Helsińska ds. Ochrony Środowiska Bałtyku (Helcom)

• Państwa członkowskie – Helcom

• Polska – Ośrodek oceanografii i Monitoringu Bałtyku IMGW

Zakres i sposób wykonywania badań:

• Rozporządzenie MŚ z 2004r.

• Odczyn, temp., barwa, zawiesina, zasolenie, tlen rozp., węglowodory ropopochodne, itd…

Bilans wodny Bałtyku:

• Odpływ:

  • Do wszechoceanu: 920 km3

  • Parowanie 180 km3

• Dopływ:

  • Wlewy 430 km3 (dopł. Wód słonych)

  • Rzeki 470 km3 + opady 200 km3 = dopływ wód słodkich 670 km3

27) Monitoring gleby i ziemi (IUNG).

• Monitoring chemizmu gleb ornych polski

• 216 pktow pomiarowo – kontorolnych

• Ok. 40 parametrów fizyko-chemicznych

• Ustawa z 1995r.

• Rozporządzenie z 2002r. – 3 rodzaje gruntów:

  • A – tereny objęte ochroną

  • B – grunty rolne

  • C – tereny przemysłowe

28) Ekonomiczne skutki zanieczyszczeń atmosfery.

Kwaśne deszcze:

• Emisja SO2 i NOx do atmosfery

• Sucha depozycja

• Powstawanie kwasów H2SO4 i HNO3

• Mokra depozycja

• pH < 4,0 (opad “neutralny” – ok. 5,6)

• Zakwaszenie wód i gleb

• Korozja

• Niszczenie roślinności

• Wkład w eutrofizacje wód (związki N)

Efekt cieplarniany:

• Absorbcja promieniowania słonecznego przez powierzchnię Ziemi

• Odbijanie promieniowania i zatrzymywanie go przez atmosferę

• Zwiększanie temperatury Ziemi poprzez emisje gazów (m.in.: dwutlenek wegla, metan, tlenki azotu)

• Dwutlenek węgla – 81% (USA)

• Zwiększanie temperatury powietrza atmosferycznego

Naruszenie warstwy ozonowej:

• Warstwa ozonu w stratosferze – funkcja ochronna przed promieniowaniem UV

• Emisja gazów zawierających chlor i brom (freony CFC, halony, tlenki azotu)

• Transport gazów do warstwy ozonowej

• Uwalnianie chloru i bromu na skutek promieniowania UV (fotoliza)

• Rozkład ozonu

• Zmniejszenie ilości ozonu o 60%

• “dziura ozonowa”

Smog:

• Smog = smoke + fog

• Współwystępowanie zanieczyszczeń powietrza i niekorzystnych zjawisk atmosferycznych (wilgotność, mgła, brak wiatru)

• Cząstki pyłowe, związki siarki i azotu

• Utrudnia oddychanie i emisję ciepła z powierzchni Ziemi

Ograniczenie widoczności powietrza:

• Wrażenia estetyczne

• Ogólny wskaźnik jakości powietrza

• Absorpcja i rozpraszanie światła na cząsteczkach aerozoli (siarczki, azotany, zw. węgla, sadza, itp)

• Zmniejszanie widoczności przy dużej wilgotności powietrza (zwiększanie cząsteczek poprzez adsorbcję wody)

29) Monitoring powietrza w UE.

• EuroAirnet (European Air Quality monitoring network)

• Od 1996, ok. 6000 stacji

• Obszary zurbanizowane

• Obszary wiejskie

• Zanieczyszczenia: SO2, NO2, NOx, O3, Pb, PM10

• AirBase – the European Air Quality database

30) Podstawa klasyfikacji oceny jakości powietrza.

• dopuszczalny poziom substancji w powietrzu (wraz z dozwoloną ilością przekroczeń),

• dopuszczalny poziom substancji w powietrzu powiększony o margines tolerancji (wraz z dozwoloną ilością przekroczeń),

• poziomy docelowe i dopuszczalne częstości przekraczania tych poziomów,

• poziomy celów długoterminowych dla ozonu.

31) Małopolski monitoring powietrza.

Małopolska sieć monitoringu powietrza (10 stacji)

• Kraków – Krowodrza

• Kraków – Aleja Krasińskiego

• Kraków – Nowa Huta

• Skawina

• Tarnów

• Nowy Sacz

• Zakopane

• Olkusz

• Trzebinia

• Szymbark

Programy Ochrony Powietrza w woj. Małopolskim:

32) Dopuszczalne poziomy hałasu.

• Rozporządzenie MŚ z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomow hałasu w

środowisku (Dz. U. Nr 120, poz. 826)

• Wartości poziomow dopuszczalnych wzależnosci od funkcji terenu (4 klasy)

• „pora dnia” oraz „pora nocy”

33) Promieniowanie jonizujące.

• a - strumień cząstek identycznych co do struktury i właściwości z jądrami helu; obdarzonych wysoką masą i naładowanych elektrycznie; bardzo silnie oddziaływują z materią a ich zasięg jest bardzo ograniczony, w powietrzu do kilku centymetrow, w ciałach stałych i cieczach jest rzędu ułamkow milimetra;

• b - strumień elektronow obdarzony ładunkiem elektrycznym; silnie oddziaływujący z materią, przenikliwość promieniowania β nie jest wysoka, zasięg w powietrzu jest rzędu kilku - kilkudziesięciu centymetrow;

• g - najbardziej przenikliwym rodzajem naturalnego promieniowania jądrowego o ogromnej energii; przenikają przez ciała stałe, nawet o grubości liczonej w metrach.

Jednostki promieniowania:

• Aktywność (A)– wartość oczekiwana liczby spontanicznych przemian jądrowych (1Bq = 1 s-1)

• Dawka:

– Dawka ekspozycyjna (X) – miara zdolności jonizacji promieniowania w powietrzu (1 C/kg)

– Dawka pochłonieta (D) – miara pochłaniania promieniowania przez rożne materiały (1Gy = 1J/kg)

– Rownoważnik dawki (HT) – dawka pochłonieta z uwzględnieniem skutkow biologicznych wywołanych przez rożne rodzaje promieniowania (1Sv = 1 J/kg)

34) Blok – presje i podsystem – odpady.

Blok: presje:

• Zadanie: Ocena gospodarki odpadami

– Diagnoza stanu gospodarki odpadami w skali kraju i województwa oraz informacja o zauważalnych

trendach zmian i ich przyczynach;

• Zadanie: Ewidencja odpadów niebezpiecznych

– dostarczenie informacji o wytwarzaniu, wykorzystaniu i unieszkodliwianiu odpadów niebezpiecznych wraz z analizą zmian stanu oraz ich przyczyn

Podsystem: odpady – woj. Małopolskie 2006r.:

• Trzecie miejsce w Polsce (po śląskim i dolnośląskim) pod względem ilości wytworzonych odpadów (GUS 2005);

• Wśród 47 miast Polski o największej ilości wytworzonych odpadów - 7 miast woj. małopolskiego: Kraków, Oświęcim, Trzebinia, Bukowno, Libiąż, Brzeszcze i Skawina;

35) Udostępnianie informacji z PMŚ.

Jakie informacje?

• decyzje o wymiarze, odroczeniu terminu płatności, zmniejszeniu i umorzeniu administracyjnych kar pieniężnych,

• decyzje określające wymiar kary biegnącej,

• decyzje o wymierzeniu kary pieniężnej za brak uprawnień do emisji,

• decyzje odmawiające udostępnienia informacji,

• klasyfikacja stref ustalonych na potrzeby systemu oceny jakości powietrza,

• wyniki pomiarów poziomów substancji w powietrzu,

• wyniki pomiarów poziomów pól elektromagnetycznych,

• wykaz terenów z przekroczonymi dopuszczalnymi poziomami pól elektromagnetycznych,

• dane o emisji i poborze wód,

• wyniki pomiarów hałasu komunikacyjnego,

• wyniki badań stanu wód powierzchniowych i podziemnych.

Komu?

• Na pisemny wniosek zainteresowanego

• Za wyszukiwanie informacji, sporządzanie kopii dokumentów lub danych oraz ich przesyłanie pobiera się opłatę obliczoną zgodnie z przepisami rozp. MŚ z dnia 5 czerwca 2007 r. w sprawie szczegółowych stawek opłat za udostępnianie informacji o środowisku i jego ochronie oraz sposobu

uiszczania opłat.

36) Określenie oddziaływania obiektu na wszystkie elementy środowiska (standardy środowiska).

• Komponenty abiotyczne:

– powierzchnia ziemi,

– gleba,

– wody powierzchniowe i podziemne,

– powietrze i klimat,

– warunki akustyczne,

– złoża kopalin

• Komponenty biotyczne:

– świat zwierzęcy,

– roślinność,

– człowiek

• Krajobraz

• Dobra materialne i dziedzictwo kultury