Monitoring ekologiczny jako system zbierania danych o środowisku.

MONITORING ŚRODOWISKA, badanie, analiza i ocena stanu środowiska w celu obserwacji zachodzących w nim zmian; niekiedy obejmuje także prognozowanie zmian środowiska. Monitoring środowiska może być prowadzony w skali globalnej (światowej), kontynentalnej, ogólnokrajowej i lokalnej (np. w strefie oddziaływania obiektu przemysłowego); może dotyczyć powietrza atmosferycznego, wód powierzchniowych i podziemnych, gleby i hałasu oraz przyrody ożywionej. Ważnym uzupełnieniem monitoringu środowiska są pomiary ilości zanieczyszczeń wprowadzanych do środowiska, np. wielkości emisji pyłów i gazów do atmosfery, ilości i składu ścieków odprowadzanych do wód, nagromadzenia i charakterystyki odpadów. W Polsce do podstawowych zadań państwowego monitoringu środowiska należy dostarczanie informacji o: aktualnym stanie i stopniu zanieczyszczenia poszczególnych komponentów środowiska, ilości zanieczyszczeń odprowadzanych do środowiska, dynamice antropogenicznych przemian środowiska przyrodniczego i przewidywanych skutkach użytkowania środowiska. Monitoring środowiska odznacza się systematycznością badań prowadzonych według ustalonych zasad i metod pobierania prób oraz ich analizy. System kontroli jakości pomiarów obejmuje rejestrację i akredytację laboratoriów, kontrolę uzyskiwanej dokładności metod analitycznych oraz legalizację aparatury. W monitoringu środowiska stosuje się metody manualne — pomiary okresowe (nieautomatyczne), półautomatyczne stacje pomiarowe lub automatyczne systemy pomiarowo-alarmowe — pomiary ciągłe; odrębną grupę stanowi zdalne monitorowanie jakości środowiska — teledetekcja przy użyciu promieniowania elektromagnetycznego. Coraz większego znaczenia nabiera monitoring biologiczny, tj. bioindykacja zanieczyszczeń; polega on na wykorzystaniu roślin lub organizmów zwierzęcych do rejestracji szkodliwego oddziaływania zanieczyszczeń.
Sieci obserwacyjno-pomiarowe zanieczyszczeń w środowisku są źródłem różnego rodzaju informacji. W zależności od celów, którym sieć pomiarowa ma służyć, można je podzielić na:

a) sieci nadzoru ogólnego; Sieć nadzoru ogólnego jest organizowana na dużym terenie (makroskala) i stanowi podstawę monitoringu ogólnokrajowego; dotyczy przestrzenno-czasowego rozkładu zanieczyszczeń w skali dużych regionów i w długim czasie.

b) sieci pomiarowo-alarmowe (automatyczne); Automatyczne sieci pomiarowo-alarmowe służą do bieżącego określania stanu zanieczyszczenia powietrza, głównie na obszarach miejsko-przemysłowych, oraz wód powierzchniowych wykorzystywanych jako źródło wody pitnej; otrzymywane informacje umożliwiają natychmiastowe przeciwdziałanie skutkom zanieczyszczenia, pozwalają na opracowywanie prognoz krótkoterminowych zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego i wód powierzchniowych oraz określanie wpływu poszczególnych źródeł na stan środowiska.

c) sieci weryfikacyjne. Pomiarowe sieci weryfikacyjne są wykorzystywane do specjalnych celów, m.in. służą do określenia dokładności modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń; organizuje się je dla konkretnych badań naukowych, są, więc bardzo zróżnicowane pod względem obszaru, czasu i rodzaju wykonywanych pomiarów.
Monitoring środowiska można prowadzić w stałej sieci pomiarowej (pomiary wykonywane za pomocą aparatury zainstalowanej na stałe lub też okresowo dostarczanej do punktu pomiarowego) lub w ruchomych punktach pomiarowych (aparatura pomiarowa zainstalowana w samochodzie, statku, balonie, spadochronie, helikopterze, samolocie, rakiecie lub satelicie). Ważnym elementem sieci monitoringu środowiska jest jednolity system zbierania, przesyłania i przetwarzania danych oraz ewidencji wyników pomiarów. Automatyczne sieci monitoringu dokonują pomiaru w poszczególnych punktach pomiarowych metodami instrumentalnymi z zadanym krokiem czasowym i przekazują zakodowane informacje łączem kablowym lub radiowym do ośrodka, w którym dane te zostają automatycznie rozkodowane, zweryfikowane i zapamiętane w komputerowych bazach danych. Systemy informatyczne w postaci komputerowych baz danych (np. stężeń zanieczyszczeń w atmosferze, analiz wód powierzchniowych i podziemnych, zawartości metali ciężkich w glebach) w powiązaniu z geograficznymi systemami informacyjnymi umożliwiają wizualizację danych na mapach tematycznych.

Podstawowym zadaniem monitoringu powietrza atmosferycznego jest dostarczanie informacji o wielkości stężeń lub zawartości poszczególnych zanieczyszczeń (najczęściej dwutlenku siarki, tlenków azotu, tlenku węgla, ozonu, węglowodorów) w powietrzu na danym obszarze oraz o ilości zanieczyszczeń odprowadzanych do powietrza atmosferycznego. Informacje takie w połączeniu z danymi m.in. o kierunku i prędkości wiatru pozwalają ocenić i przewidzieć przenoszenie się tych zanieczyszczeń na duże odległości, np. w całej Europie. Podstawowym zadaniem sieci obserwacyjnej wód powierzchniowych i podziemnych jest systematyczna rejestracja stanu wód i ich zmian pod wpływem czynników zewnętrznych oraz składu chemicznego wód ze szczególnym zwróceniem uwagi na ich zanieczyszczenia. Obserwacje te dostarczają danych do rozpoznania warunków hydrogeologicznych, zbilansowania zasobów wód i opracowania zasad racjonalnej gospodarki tymi wodami. W celu uzyskania pełnej informacji hydrogeologicznej organizuje się zintegrowany system monitoringu, składający się z punktów obserwacji wód powierzchniowych i podziemnych, stacji opadowych i stacji meteorologicznych. Klasyfikację czystości wód według kryterium fizykochemicznego oparto na badaniach 23 cech fizyczno-chemicznych wody. Klasyfikację czystości wód według kryterium biologicznego opracowano na podstawie wyników badań miana Coli typu kałowego.

Monitoring powierzchni ziemi (gleby) zajmuje się badaniem i oceną stanu biologicznie czynnej powierzchni ziemi w powiązaniu z czynnikami powodującymi jej degradację, np. górniczą eksploatacją surowców, składowaniem odpadów lub chemizacją produkcji rolnej i leśnej. W Polsce monitoring jakości gleb dotyczy obecnie głównie ich kwasowości i zasobności w składniki pokarmowe. Systematyczne badania stopnia zanieczyszczenia gleb, np. solami, metalami ciężkimi lub związkami organicznymi, są rzadziej spotykane; jedynie przy kontroli oddziaływania stacji paliw wprowadzono obowiązek oznaczania w glebie substancji organicznych, pochodnych ropy naftowej.
Stan środowiska przyrodniczego.
Polska należy do krajów o znacznie zanieczyszczonym środowisku, niewspółmiernie dużym do potencjału przemysłowego kraju. Wiele czynników gospodarczych, społecznych, a zwłaszcza politycznych powodowało, że do końca lat 80. XX w. stan środowiska przyrodniczego systematycznie się pogarszał.

Stan powietrza atmosferycznego
jest uwarunkowany przez emisję zanieczyszczeń do atmosfery z terytorium Polski, transport trans graniczny oraz warunki meteorologiczne. Nadmierne zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego występuje na ponad 20% powierzchni Polski. Czynnikami powodującymi taki stan są: energetyka oparta na węglu kamiennym i brunatnym; rozwinięty, lecz niedoinwestowany ekologicznie przemysł surowcowy, niedobór instalacji oczyszczających gazy odlotowe, dynamicznie rozwijający się transport samochodowy (pojazdy i drogi), opóźnienia w rozwoju prawa ekologicznego oraz jego egzekucji.

Stan czystości powietrza na Górnym Śląsku zależy od emisji zanieczyszczeń z krajowych źródeł przemysłowych oraz ich napływu z Czech, a w południowo-zachodniej Polsce — także z Niemiec. Z terytorium Polski zanieczyszczenia są transportowane nad terytorium wschodnich i północnych sąsiadów. Polska należy do krajów wymieniających zanieczyszczenia, tzn., że wielkość eksportu zanieczyszczeń jest zbliżona do wielkości importu.

Szacuje się, że w Polsce ogólna emisja zanieczyszczeń gazowych wyniosła 1994 co najmniej 10 mln. t, w tym SO2 — 2,6 mln t (1989 — 3,9 mln t, 1991 — 3,0 mln t), NOx — 1,1 mln t (1989 — 1,5 mln t, 1991 — 1,2 mln t), CO — 4,4 mln t, lotnych substancji organicznych -1,7 mln t, amoniaku, NH3 — 384 tys. t, dwusiarczku węgla, CS2 — 20 tys. t, siarkowodoru, H2S — 9 tys. t i związków fluoru — 4 tys. t; dodatkowo emisja CO2 jest szacowana na ok. 400 mln t. Emisja pyłów 1989-94 zmniejszyła się z 2,4 mln t do 1,4 mln t rocznie (redukcja ok. 42%).
Przestrzenny rozkład emisji zanieczyszczeń jest bardzo nierównomierny — największy poziom osiąga ona na obszarach dużych aglomeracji miejskich oraz w głównych okręgach przemysłowych. Zdecydowanie najgorsza sytuacja występuje w województwie katowickim, gdzie na obszarze stanowiącym zaledwie 2,1% powierzchni Polski koncentruje się aż 20-25% krajowej emisji SO2, NOx i pyłów; od wielu lat są tu przekraczane wartości dopuszczalnych stężeń wszystkich ważniejszych zanieczyszczeń atmosfery, w tym metali ciężkich, tlenku węgla i węglowodorów.

Na obszarach zurbanizowanych, zwłaszcza przy ruchliwych ulicach miejskich, występuje podwyższone w stosunku do poziomu dopuszczalnego zapylenie oraz stężenie szkodliwych gazów: CO i NOx, rzadziej SO2 oraz znaczny wzrost stężenia CO2. W Krakowie i niektórych miastach Górnego Śląska występuje kwaśny smog. Od początku lat 90. obserwuje się zmniejszanie emisji zanieczyszczeń powietrza, co początkowo było spowodowane spadkiem produkcji przemysłowej, obecnie — postępem w instalowaniu urządzeń ochronnych. Wzrasta liczba urządzeń odpylających i ich średnia skuteczność; powstają nowe instalacje odsiarczania spalin i usuwania z nich tlenków azotu. Ilość zanieczyszczeń zatrzymanych i zneutralizowanych w urządzeniach oczyszczających w przypadku pyłów stanowi ok. 98% zanieczyszczeń wytworzonych, a w przypadku dwutlenku siarki — ok. 26%.
Największym zagrożeniem dla przyrody, a więc dla warunków naszego życia i zdrowia jest niewiedza i nieświadomość skutków, jakie mogą przynieść nierozważne działania człowieka. Aby naprawić i odpowiednio chronić środowisko niezbędna jest więc stała, systematyczna i powszechna edukacja, prowadzona zwłaszcza w szkołach i placówkach oświatowych. Aby jednak prowadzić taką edukację sami nauczyciele muszą być wyposażeni zarówno w niezbędny zasób wiedzy o istniejących zagrożeniach, jak i dysponować pomocami dydaktycznymi nieodzownymi w prowadzeniu nauczania.