MONITORING ŚRODOWISKA

Wykład 1.

24.02.2005 r.

Monitoring - system kontroli jakości, przygotowywanie prognoz stanu środowiska dla okresu przyszłego.

Instytucje zajmujące się ochroną środowiska:

1. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska

Badania powinny być gromadzone w jednostkach przestrzennych i krajobrazowych. Założenia prawa zachowania geo i bioróżnorodności.

Gromadzone dane w oparciu o system pomiarowy środowiska, monitoringu środowiska, muszą opierać się o sprawdzonych, porównywalnych badań terenowych i laboratoryjnych.

Jest to podstawowy warunek wykorzystania materiałów do opracowania w różnych skalach czasowych i przestrzennych.

Program monitoringu środowiska w Polsce opiera się na doświadczeniach nauk o środowisku. Można uznać go jako etap badań w rozpoznaniu środowiska przyrodniczego w Polsce i przewidywanie jego przemian. Zadania Państwowego Monitoringu Środowiska zostały ujęte w ustawie o Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska z dn. 20 lipca 1991 r. - nadzór sprawuje minister środowiska.

W skład głównego Inspektora Ochrony Środowiska wchodzą: komórki organizacyjne i samodzielne stanowiska m.in.: Departament Monitoringu, Ocen i Prognoz i stanowiska ds. kontroli.

Państwowy Monitoring Środowiska (PMŚ) jest systemem pozyskiwania, gromadzenia, przetwarzania i udostępniania informacji o środowisku. Realizacja PMŚ przebiega w oparciu o wieloletnie programy, zatwierdzane przez kierownictwo ministerstwa środowiska. Program PMŚ na lata 1998-2002 został zmodyfikowany przy kontynuacji głównych kierunków i obszarów dotychczasowych programów. Przy modyfikacji uwzględniono:

- proces integracji z UE

- konieczność zwiększenia efektywności działań

- możliwości finansowania

- zwiększone zapotrzebowanie na bieżącą informację.

Celem PMŚ jest systematyczne informowanie administracji rządowej i samorządowej oraz całego społeczeństwa o stanie środowiska w Polsce, przyczynach zmian jakościowych zachodzących w środowisku, występujących trendach jakości trendów wszystkich komponentów środowiska, ocenie skuteczności realizowanych programów ochrony środowiska na każdym szczeblu zarządzania, dotrzymywaniu norm jakości środowiska oraz identyfikacji obszarów występowania przekroczeń, powiązaniach przyczynowo-skutkowych występujących pomiędzy emisją i imisją w celu określenia trendu zmian środowiska oraz przewidywanych prognoz przy uwzględnieniu wskaźników rozwoju społeczno-gospodarczego kraju.

PMŚ zapewnia dostarczanie informacji dla potrzeb opracowania planów zagospodarowania przestrzennego, wykonywania ocen oddziaływania na środowisko oraz prac studialnych i prognostycznych.

Z uwagi na proces integracji Polski z krajami UE właśnie system PMŚ zapewnia porównywalność informacji o stanie środowiska w Polsce z danymi europejskimi, co jest warunkiem właściwego procesu integracji.

Cele te są osiągane przez realizację następujących zadań:

1. wykonanie badań wskaźników charakteryzujących poszczególne komponenty środowiska

2. prowadzenie w terenie obserwacji elementów przyrody

3. analizę danych pomiarowych i wyników obserwacji

4. gromadzenie danych emisyjnych

5. określenie powiązań występującymi pomiędzy przyczynami i skutkami

6. opracowanie raportów zintegrowanych, komunikatów i innych form prezentacji informacji

7. rozwój technik modelowania stanów środowiska.

Struktura organizacyjna PMŚ

Dwa pierwsze bloki samodzielnie mogą generować informacje, a jednocześnie ich konstrukcja zapewnia dostarczenie niezbędnych danych dla bloku oceny i prognozy. Ostatni blok będzie zapewniać najwyższy poziom przetwarzania informacji, uwzględniający bardzo szeroki obszar oddziaływania różnorodnych czynników.

W ramach biblioteki MŚ wydawane są:

- Raporty o stanie środowiska w Polsce

- Raporty wojewódzkie

- Publikacje, w których przedstawione są zagadnienia związane z badaniem środowiska i monitorowaniem źródeł zanieczyszczeń

- materiały konferencyjne i seminaryjne, wytyczne i wskazówki metodyczne dotyczące badania środowiska, monografie tematyczne oraz sposoby badania środowiska.

Wykład 2.

3.03.2005 r.

ZMŚP - Zintegrowany Monitoring Środowiska Przyrodniczego jako podsystem PMŚ

ZMŚP funkcjonuje w ramach PMŚ (jest jego podsystemem) a jego zadaniem w odróżnieniu od monitoringów specjalistycznych jest prowadzenie obserwacji możliwie jak największej liczby elementów środowiska przyrodniczego. Obserwacje te realizuje się w oparciu o planowane, zorganizowane badania stacjonarne. Celem ZMŚP jest dostarczenie danych do określania aktualnego stanu środowiska oraz w oparciu o wieloletnie cykle obserwacyjne przedstawienie krótko i długoterminowych przemian środowiska w warunkach zmian klimatu i narastającej antropologii. Uzyskane wyniki uzyskanej obserwacji stanowią podstawę sporządzania prognoz krótko i długoterminowych rozwoju środowiska przyrodniczego oraz przedstawienie kierunku zagrożeń i sposobu ich przeciwdziałania. Program ZMŚP jest programem monitoringu funkcjonowania geoekosystemów i służy zachowaniu struktury krajobrazu Polski.

Pod względem metodologicznym program ZMŚP opiera się na koncepcji funkcjonowania systemu. Realizuje założenia, zachowania georóżnorodności, bioróżnorodności całego kraju.

Podstawowym obiektem badań ZMŚP jest zlewnia rzeczna albo jeziorna, w zasięgu której zlokalizowane są testowane powierzchnie badawcze, ujmujące możliwie wszystkie typy ekosystemu badanego krajobrazu.

Podstawą realizacji programu ZMŚP jest dobrze zorganizowany system pomiarowy w stacjach bazowych oraz sprawny system informatyczny. Docelowo stacje badawcze powinny być zlokalizowane na obszarach reprezentujących podstawowe typy krajobrazu naszego kraju. Chodzi bowiem o stałą informacje dotyczącą stanu środowiska i struktury krajobrazowej Polski. Stabilność funkcjonowania stacji bazowych to niezbędny warunek prowadzenia studiów modelowych i symulacyjnych środowiska przyrodniczego Polski. Stacje bazowe winny gwarantować uzyskanie żetelnych serii obserwacyjnych, dlatego między innymi planowano organizację stacji bazowych na terenie wszystkich parków narodowych.

Zebrana informacja dotycząca środowiska przyrodniczego winna być szeroko udostępniona do wykorzystania w związku z tym istotna sprawą jest organizacja systemu informatycznego, zabezpieczająca przekazywanie, gromadzenie, przetwarzanie i udostępnianie danych.

Program ZMŚP realizowany jest dotychczas w 7-miu stacja bazowych, które uwzględniają podstawowe typy geoekosystemu Polski.

Zasadniczym warunkiem uzyskania wiarygodnej informacji o wytypowanym do obserwacji geoekosystemu jest ujednolicony system pomiarowy oraz wieloletnie serie obserwacyjne. Perspektywicznie przewiduje się, aby stacja bazowa ZMŚP znajdowała się w każdym województwie. Pozwoli to na lepsze powiązanie prac ZMŚP z wojewódzkimi Inspektoratami Ochrony Środowiska i zagospodarowaniem przestrzennym województw.

Stacje badawcze:

1. Stacja Geologiczna UAM w Storkowie

2. Stacja KMŚ "Puszcza Borecka" w Diablej Górze, Instytut Ochrony Środowiska

3. Wigierski Park Narodowy, Pracownia Naukowo-Badawcza, Krzywe

4. Ośrodek Badawczy Biologii Stosowanej, UMK w Koniczynce, Zakład Klimatologii UMK, Toruń

5. Kampinoski Park Narodowy, Pracownia Naukowa, Kampinos

6. Świętokrzyska Stacja Geoekologiczna w Świętym Krzyżu, Wyższa Szkoła Pedagogiczna w Kielcach

7. Stacja Naukowa, Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania Polskich Akademii Nauk, Szymbark

Program ZMŚP w zakresie organizacji systemu pomiarowego i metod badań nawiązuje do programu europejskiego.

Program ZMŚP podobnie jak innych monitoringów specjalistycznych określa i zatwierdza główny Inspektor Ochrony Środowiska. Koordynator programu ZMŚP powołany przez głównego Inspektora Ochrony Środowiska przedstawia formę realizacji programu w oparciu o sieć stacji bazowych. Z kolei stacje bazowe uzgadniają realizacje programu z odpowiednim wojewódzkim inspektoratem ochrony środowiska i innymi instytucjami w oparciu o zawarte porozumienie. Tak więc w strukturze organizacyjnej ZMŚP pierwszoplanową rolę odgrywają stacje bazowe, które realizują program na wytypowanych powierzchniach badawczych z ewentualnym udziałem stacji satelitarnych (tj. niezależne organizacyjne stacje, ściśle współpracujące ze stacją bazową w realizacji monitoringu zintegrowanego, wykonujące część programu pomiarowego).

Analiza danych ZMŚP w ujęciu lokalnym może dobywać się na trzech płaszczyznach:

1. typu ekosystemu

2. zlewni rzecznej

3. jednostek administracyjnych

Wykład 3.

10.03.2005 r.

Powiązania organizacyjne

Monitoring regionalny

Podstawowe cele ZMŚP:

- poznanie mechanizmów obiegu energii i materii w podstawowych typach geoekosystemów Polski

- zebranie podstawowych danych jakościowych i ilościowych o stanie aktualnym geoekosystemów

- określenie rodzaju i charakteru zagrożeń geoekosystemu, wyznaczenie wartości progowych oraz wskazanie dróg ich zapobiegania

- wskazanie tendencji rozwoju geoekosystemów (prognozy krótko i długoterminowe) oraz sposobu ochrony i zachowania ich zasobów

- opracowanie scenariuszy rozwoju geoekosystemów w warunkach zmian klimatu i zwiększającej się ingerencji człowieka (modelowanie systemów przyrodniczych)

- opracowanie na konkretne zamówienie informacji o geoekosystemach

Te cele służą zachowaniu struktury krajobrazu i są realizowane poprzez zastosowanie odpowiednich koncepcji metodologicznych i metodycznych. Propozycje doboru metod badań terenowych i analityki laboratoryjnej przedstawiają specjaliści ZMŚP w zakresie od stanu wiedzy nauk o środowisku przyrodniczym.

Geoekosystem jest jednostka przestrzenną o nieokreślonej randze taksonomicznej. Funkcjonowanie geoekosystemu obejmuje rozpoznanie relacji jakie zachodzą pomiędzy elementami, subsystemami i geoekosystemami sąsiednimi. Rozpoznanie tych relacji w kategoriach jakościowych i ilościowych ma podstawowe znaczenie teoretyczne i praktyczne oraz stanowi jedno z podstawowych założeń ZMŚP.

Z metodologicznego punktu widzenia, najważniejszą kwestią programu badań ZMŚP jest m.in. szczegółowe określenie uwarunkowań funkcjonowania geoekosystemu oraz jego struktury wewnętrzne. Uwarunkowania te obejmują: położenie geograficzne, geologię, rzeźbę, klimat, obieg wody, świat roślinny i zwierzęcy oraz działalność człowieka. Strukturę wewnętrzną geoekosystemu tworzą elementy i subsystemy czyli jednostki przestrzenne niższego rzędu.

Czynnikiem warunkującym funkcjonowanie geoekosystemu jest dopływ energii wewnętrznej, która jest zamieniana na inne rodzaje energii oraz uruchamia obiegi elementarne. Łańcuch przemian energetycznych geoekosystemu jest zróżnicowany zarówno pod względem jego charakteru jak i czasu trwania. Tempo przemian energetycznych zależy od położenia geoekosystemu, jego rangi taksonomicznej i właściwości. Energia dochodząca do geoekosystemu uruchamia czynniki, które wywołują procesy obejmujące część biotyczną i abiotyczną geoekosystemu. Charakter i udział procesów w geoekosystemie opisywany jest jakościowo i ilościowo w odniesieniu do skali lokalnej, regionalnej, kontynentalnej i globalnej. W obiegu energii w geoekosystemie bierze udział także materia. Obieg energii i materii doprowadza do powstania informacji, która określa nam strukturę wewnętrzną i fizjonomię geoekosystemu. Tak, więc program ZMŚP obejmuje rodzaje energii i materii oraz ich współdziałanie w geoekosystemie, a w konsekwencji określamy aktualny krajobraz. Najczęściej obszarami badawczymi są zlewnie rzeczne.

Wykład 4.

24.03.2005 r.

Dokumentacja zlewni Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego

Podstawowe informacje

Udział w sieci pomiarowej ZMŚP wymaga skompletowania i przekazania do Centralnej Bazy Danych szczegółowych informacji o lokalizacji, warunkach fizjograficznych, aktualnej i historycznej antropopresji oraz dotychczasowych badaniach zlewni reprezentatywnej i jej otoczenia. Dane te obejmują podstawowe informacje niezbędne dla właściwej interpretacji obserwacji i pomiarów monitoringowych, oraz informacje rozszerzone umożliwiające zastosowanie modeli prognostycznych.

Obligatoryjne informacje podstawowe obejmują:

* nazwę zlewni (obszaru monitorowanego),

* powierzchnię zlewni w hektarach, z dokładnością do 0,1 ,

* współrzędne geograficzne środka ciężkości zlewni (szerokość i długość geograficzną z dokładnością do 10 sekund), oraz koordynaty skrajnych 4 punktów zlewni (N, S, E i W) zapisane według Państwowego Układu Współrzędnych 1965 (z dokładnością do 10 m),

* obwód zlewni w hektarach z dokładnością do 50 m,

* najdłuższą i najkrótszą oś zlewni z dokładnością do 10m,

* maksymalną i minimalną wysokość w metrach n.p.m (z dokładnością do 0,5 m),

* położenie administracyjne: województwo, gmina/gminy,

* użytkowanie terenu w ha (z dokładnością do 0,1), w następujących klasach: lasy, grunty orne, użytki zielone, tereny zurbanizowane, wody (osobno zbiorniki o powierzchni większej od 0,2 ha) oraz ogólną liczbę zbiorników wodnych o powierzchni większej od 0,1 ha; należy również podać rok, dla którego zestawiono dane (nie wcześniejszy niż 1990),

* średnia roczna i średnie miesięczne temperatury powietrza z lat 1970-1994 (w przypadku braku danych z tego okresu można podać statystyki z innego 25lecia); należy podać współrzędne (geograficzne i PUW 1965) wysokość nad poziom morza i nazwę posterunku meteorologicznego, z którego pochodzą dane,

* średnią sumę roczną i sumy miesięczne opadów atmosferycznych, jak wyżej,

* średnią sumę roczną opadów śniegu i długość zalegania oraz datę początku zalegania pokrywy śnieżnej, jak wyżej,

* średnią wieloletnią (1970-1994) długość oraz daty początku sezonu wegetacyjnego (dla 5 kolejnych dni średnia temperatura dobowa > 5°C),

* średni roczny i średnie miesięczne odpływy (w mm) z lat 1970-1994 (w przypadku braku danych z tego okresu można podać statystyki i innego 25 lecia); należy podać współrzędne (geograficzne i PUW 1965), nazwę i powierzchnię zlewni oraz nazwę i wysokość nad poziom morza posterunku wodowskazowego, z którego pochodzą dane,

* stosunki własnościowe gruntów na obszarze zlewni w % powierzchni zlewni: grunty uprawne i inne użytkowe - prywatne; lasy, wody i nieużytki prywatne; lasy, wody i nieużytki państwowe lub komunalne; grunty użytkowe państwowe lub komunalne,

* historię zmian użytkowania gruntów dla ostatnich 100 lat,

* historię wcześniejszych badań zlewni reprezentatywnej i jej otoczenia z wykazem publikacji i dostępnych materiałów archiwalnych (także map tematycznych),

* charakterystykę antropopresji na obszarze zlewni i w jej najbliższym otoczeniu: zakłady przemysłowe, szlaki komunikacyjne, intensywna uprawa i hodowla, gospodarka leśna, presja ze strony turystyki i rekreacji, deformacja stosunków wodnych itp.

Informacje rozszerzone potrzebne do testowania modeli

Model SAFE:

* charakterystyka morfologiczna gleby, wilgotność, gęstość objętościowa, powierzchnia właściwa, CEC, DOC, bilans wodny i in. dla poszczególnych poziomów,

* pobieranie przez rośliny kationów Ca, Mg i K oraz azotu,

* skład mineralogiczny gleby z podziałem na poziomy genetyczne,

* dane historyczne depozycji atmosferycznej, oraz historyczne dane parametrów gleby (pH, nasycenie kationami zasadowymi).

Model SWRRBWQ

Część wymienionych niżej parametrów wymaga określenia na podstawie pomiarów lub szacunków opartych na realnych danych, inne mogą być dobierane swobodnie w dopuszczalnym zakresie, zależnie od przyjętych założeń testowanego scenariusza symulacji:

* miesięczne statystyki klimatyczne temperatury, opadów i promieniowania, bądź średnie dobowe z okresu pomiarowego, .

* charakterystyki fizyczne całej zlewni: parametry morfometryczne zlewni i sieci koryt, n Manninga dla spływu powierzchniowego i korytowego itp.,

* charakterystyki zlewni cząstkowych:

- fizyczne charakterystyki: odsetek powierzchni całej zlewni, współrzędne środka subzlewni, parametry morfometryczne rzeźby itp.,

Zasady gromadzenia i przekazywania danych Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego

Podstawowym wymogiem tworzenia bazy danych ZMŚP jest jednolity format danych niezależnie od programu pomiarowego i typu danych (jednostka, precyzja, dane jakościowe, ilościowe itp.) oraz zgodność z konwencjami przyjętymi przez EDC w Helsinkach dla International Co-operative Programme on Integrated Monitoring on Air Pollution Effects.

Dane przekazane przez stacje będą po weryfikacji gromadzone w RBZ Oracle 7 pracującej w systemie UNIX (Solaris).

Ogólne zasady przekazywania danych pomiarowych do Centrum Informatycznego ZMŚP

Dane wyników obserwacji, pomiarów i analiz przesyłać należy do Centrum Informatycznego ZMŚP w formacie plików arkusza kalkulacyjnego Lotus 1-2-3 v. 1.0 (WKS):

* pocztą na dyskietkach MS-DOS: 5,25 lub 3,5 cala,

* siecią Internet na adres: [e-mail]

* nazwy plików z danymi: KODS_PPX.WKS:

KODS - kod Stacji Bazowej

PP - kod program pomiarowego

X - literowe oznaczenie kolejnych plików z danymi pomiarowymi w obrębie poszczególnych podprogramów

Uwagi: Uporządkowanie danych poszczególnych podprogramów w plikach ma być następujące: wszystkie dane jednego parametru (kolejne pomiary dobowe, tygodniowe, miesięczne) następnie kolejny parametr uporządkowany analogicznie itp. W przypadku dużej ilości parametrów i pomiarów dobowych (np. program Al Meteorologia: bardzo duże pliki z danymi) dane z podprogramu można zapisywać w kilku plikach używając znacznika X w nazwie pliku.

Struktura plików z danymi obserwacji/pomiarów/analiz

KOLUMNY

DANE

OPIS

1-2

3-6

7-8

9-11

12-19

20-21

22-25

26-31

32-34

35-42

43-44

45-51

52-52

53-53

podprogram

obszar

instytucja

stanowisko

kod medium

lista medium

poziom

data

skala

parametr

lista parametrów wartość

wartość

wskaźnik jakości danych

wskaźnik typu danych

kod podprogramu, identyfikator pliku

numer obszaru + kod ZMŚP

2 literowy kod instytucji prowadzącej pomiary

3 cyfrowy kod stanowiska

kody specyficzne dla każdego podprogramu

lista kodów (IM, NCC lub ZMŚP)

poziom (wysokość, głębokość) pomiarów

rok + miesiąc + dzień (tydzień)

ilość urządzeń pom./punktów pomiarowych

kod mierzonego parametru

lista kodu parametru

podana w przyjętych jednostkach, maks. 3 miejsca dziesiętne

lista wskaźników

lista wskaźników

- dane warunków spływu wody: parametry morfometryczne koryt, współczynnik n Manninga i efektywną przepuszczalność hydrauliczną osadów korytowych, itp.,

- dane glebowe: ilość i charakterystyki fizyczne odrębnych serii glebowych (budowa profilowa, skład mechaniczny, gęstość objętościowa, polowa pojemność wodna, przewodnictwo hydrauliczne, współczynnik K podatności erozyjnej, zawartość NO3 i in.,

- dane o naturalnych i sztucznych zbiornikach wodnych (opcjonalne): parametry morfometryczne, efektywną przepuszczalność hydrauliczną osadów dennych, parametry techniczne zapór i in.,

- dane upraw i biogenów: charakterystyki typowego płodozmianu i daty wysiewów i zbiorów, typ zabiegów uprawowych, współczynnik C ochronnej roli szaty roślinnej i in.,

- dane nawożenia i nawodnień: daty i ilości wysiewanych nawozów, daty i objętości stosowanych nawodnień i in.,

- dane jakości wód jeziornych (opcjonalne): parametry chemiczne i fizyczne wody w zbiorniku, dopływów i odpływów i in.,

* dane o stosowanych pestycydach (opcjonalne).

Materiały kartograficzne

Podstawowa mapa lokalizacyjna .

Podstawowe mapy lokalizacyjne zlewni ZMŚP powinny być opracowane w skali l: 10000 lub 1:25000. Informacja topograficzna na tych mapach obejmować musi: izohipsy (cięcie 5-10 m dla obszarów nizinnych, 25 - 50 m dla obszarów pogórskich i górskich), sieć hydrograficzną (cieki i jeziora), wododział zlewni i minimum 3 punkty o podanych koordynatach w Państwowym Układzie Współrzędnych 1965.

Na mapie zaznaczyć należy wszystkie stanowiska pomiarowe (punkty pomiarowe, stałe powierzchnie testowe, grupy drzew używanych do pomiarów itp.). Symbol oznaczający lokalizację musi być uzupełniony kodem stanowiska, programu pomiarowego i instytucji wykonującej pomiary. Jeżeli w obrębie jednego poletka lub w pobliżu (ale w obrębie tego samego siedliska) prowadzony jest monitoring w zakresie różnych programów pomiarowych, należy używać tego samego kodu stanowiska.

Objaśnienia: 1 - główny wododział, 2 - wododziały subzlewni, 3 - sieć hydrograficzna, 4 - bramy w dziale wodnym, 5 - numeracja subzlewni. Kody stanowiska: 00l-SG-A1 - posterunek meteorologiczny Stacji Geoekologicznej w Storkowie - program meteorologia, 002-SG-C1 - posterunek meteorologiczny Stacji Geoekologicznej w Storkowie - chwytacz opadów tygodniowych program chemizmu opadów atmosferycznych i pokrywy śnieżnej, 003-SG-G1 punkt wodowskazowy zamykający zlewnię Młyńskiego Potoku - program wody powierzchniowe (cieki), 004-SG-G l - punkt wodowskazowy zamykąjący zlewnię Parsęty - program wody powierzchniowe (cieki), 005-SG-G2 - jezioro Czarne - program wody powierzchniowe Geziora), 006-SG-Fl - piezometr w zlewni Chwalimskiego Potoku - program wody gruntowe, 007-SG-Fl - źródło w zlewni Krętacza - program wody gruntowe.

Mapy pokrycia terenu, typów roślinności i siedlisk leśnych, fitosocjologiczne (zbiorowisk roślinnych)

Minimalny zakres wymaganej dokumentacji kartograficznej pokrycia terenu obejmuje mapę aktualnych zasięgów lasów, wód, gruntów ornych, użytków zielonych, obszarów zurbanizowanych. Zaleca się, aby w miarę możliwości klasyfikację pokrycia i użytkowania terenu rozszerzyć zwłaszcza o informacje o wieku i składzie gatunkowym drzewostanów i typach siedliskowych lasów, o charakterze użytków zielonych (łąki, pastwiska), o charakterystykę nieużytków itp. Zasięgi użytków odczytane z map topograficznych muszą być zweryf1kowane kartowaniem terenowym i/lub analizą aktualnych zdjęć lotniczych.

Elementem programu monitoringowego ZMŚP jest opracowanie i okresowa aktualizacja map fitokompleksów krajobrazowych i zbiorowisk roślinności rzeczywistej (program pomiarowy J1 - flora i roślinność zlewni reprezentatywnej). Cennym porównawczym materiałem dokumentacyjnym są archiwalne mapy typów roślinności i zbiorowisk roślinnych.

Użytkowanie ziemi w zlewni górnej Parsęty - Stacja Bazowa Starkowo (O6ZM).

Objaśnienia: 1 - las iglasty, 2 - las mieszany, 3 - grunty orne, 4 - użytki zielone, 5 - nieużytki,

6 - torfownia, 7 - tereny zabudowane, 8 - drogi, 9 - linia kolejowa, 10 - sieć rzeczna, żwir - żwirownia.

Roślinność rzeczywista zlewni jeziora Łękuk - Stacja Bazowa Puszcza Borecka (ZM01). .

Objaśnienia: l - zręby, 2 - tyczkowiny, 3 - drągowina, 4 - łąki, 5 - grądy, 6 świerkowe bory mieszane, 7 - łęgi, 8 - olszyny, 9. - bór bagienny, 10 świerczyna na torfie, 11 - las jaworowy (zespół Aceri- Tilietum) 12 - las wiązowy (zespół Ficario-Ulmetum), 13 - pastwiska, 14 - pola orne, 15 Phragmites communis i zespół Phragmitetum (trzciny pospolitej), 16 - Acarus calamus i zespół Acoretum calami (tataraku zwyczajnego), 17 - Typha latifoUa i zespół Typhetum latifoUae (pałki szerokolistnej), 18 - Sparganium ramosum i zespół Sparganietum erecti Geżogłówki gałęzistej), 19 - Carex acutiformis i zespół Caricetum acutoformis (turzycy błotnej), 20 - Carex rostrata i zespół Caricetum rostratae (turzycy dzióbkowatej), 21 - Myriophy/lum spicatum i zespół Myriophylletum spicati (wywłócznika kłosowatego), 22 - Batrachium circinatum i zespół Ranunculetum circinati (włosienicznika krążkolistnego), 23 - Ceratophy/lum demersum i zespół Ceratophy/letum demersi. (rogatka sztywnego), 24 - Nuphar luteum i zespół Nupharo-Nymphaeetum albae (grążela żółtego).

Inne materiały kartograficzne

Stacje Bazowe powinny kompletować również inne mapy tematyczne obszaru zlewni reprezentatywnej i jej otoczenia. Zaleca się, aby w miarę możliwości zestaw materiałów kartograficznych obejmował również mapy geomorfologiczne, hydrograficzne i hydrogeologiczne.

Wykład 5.

31.03.2005 r.

Wybrane programy w ramach UŚ

Program pomiarowy H1 - wody powierzchniowe rzek

Cel pomiarów - odpływ w ciekach, główna droga odpływu materii czyli roztworów i substancji stałych z obszaru zlewni. Ładunek opuszczających zlewnie substancji oblicza się z pomiarów objętości odpływu i czynników analiz stężeń roztworów i zawiesin. Mierzona zmienność stanu wody jest wynikiem różnorodnego zmiennego w czasie zasilania zlewni rzecznej, stąd kilkuletni zbiór codziennych stanów i przepływów wody pozwala na wyznaczenie stanów i przepływów charakterystycznych, do których zalicza się główne, okresowe, prawdopodobne, charakteryzują one w pełni reżim hydrologiczny rzeki po przekrój wodowskazowy. Są one także sumarycznym odbiciem procesów krążenia wody w zlewni.

Metodyka realizacji pomiarów: znajomość przepływu jest niezbędna dla obliczenia bilansu zlewni. Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest zainstalowanie stałego przelewu z samopisem. Pomiar stanów wody prowadzi się w odpowiednio wybranych przekrojach poprzecznych koryta rzeki tzw. przekrojach wodowskazowych. Na znajdujących się posterunkach wodowskazowych prowadzi się kontrole napełniania koryta rzeki wody za pomocą urządzeń rejestrujących lub na podstawie odczytów na łacie wodowskazowej - obserwator. Łaty wodowskazowe i urządzenia rejestrujące muszą być tak usytuowane aby przy pomiarze wyeliminować wpływ falowania lub zjawisk lodowych. W zależności od przedziału wahań stanu wody w przekroju ustala się odpowiednio do danej sytuacji liczbę pomiarów w ciągu doby. Może to być np. 3 razy na dobę o 6, 12, 18 lub 2 razy na dobę o 6 i 18, a 1 na dobę o 6 rano. Również wykonuje się analizy fizykochemiczne. Stanowisko poboru próbek do tych analiz zlokalizowane powinno być nie daleko przelewu. Unikać należy możliwości zanieczyszczenia próbki materiałami konstrukcyjnymi przelewu. W przypadku braku przelewu próbki pobierane są w nurcie, w połowie głębokości cieku za pomocą batometru. Wodę pobiera się co najmniej raz w miesiącu, wyższa częstotliwość podnosi znaczenie precyzję obliczeń bilansowych. Osobne próbki do analiz metali składowych pobiera się do pojemników małych z roztworami kwasów, które należy niezwłocznie po pobraniu utrwalić jak również zalecane jest przesączenie. Próbki przeznaczone do oznaczenia rozpuszczalnego węgla organicznego transportuje się i przechowuje w butelkach szklanych. Czas transportu i przechowywania powinien być w miarę możliwości zredukowany do minimum, w przypadku niektórych czułych oznaczeń np. zasadowość czy form azotu, okres między poborem próbek z analizami laboratoryjnymi nie powinien przekroczyć 24 h, aby uniknąć zmian chemicznych związanych z aktywnością biologiczna mikroorganizmów w roztworach wodnych. Butelki transportuje się w torbach zabezpieczających je przed promieniowaniem świetlnym. Do czasu rozpoczęcia analiz butelki przechowuje się w 4oC w ciemności.

Analizy: prowadzi się ciągłe pomiary przepływu wody, temp. wody, przewodność właściwa, zawiesina, odczyn pH, zasadowość, stężenia sodu, potasu, magnezu, glinu, azotu azotanowego, azotu amonowego, siarki siarczanowej, fosfor fosforanowy, fosfor ogólny, chlorki, rozpuszczony węgiel organiczny, BZT5, tlen rozpuszczony. Te oznaczenia wykonywane są w ramach programu podstawowego, wykonywane są zawsze jako standardowe. W ramach programu rozszerzonego: krzemionka, kadm, miedź, ołów, mangan, cynk, nikiel, arsen, chrom. Oznaczenia typowo chemiczne wykonywane minimum 12 razy na rok. Oznaczenia parametrów fizycznych wykonywane są 1 raz na dobę. Przepływ wody-pomiary ciągłe, można dokonać charakterystyki stanu wód.

Program pomiarowy H2 - wody powierzchniowe jezior

Cel pomiarów: chemizm wód jeziornych jest efektem zintegrowanego oddziaływania dopływu wód atmosferycznych, glebowych i gruntowych. Procesy zachodzące w zbiornikach wód stojących śródlądowych takie jak sedymentacja, aktywność biochemiczna organizmów, mieszanie i zamrażanie wód także oddziaływają na nie w istotnym stopniu. Retencja wód śródlądowych powierzchniowych wpływa zatem znacząco na bilans wody i pierwiastków w zlewni. Jeziora są czasowym zbiornikiem retencyjnym, w którym zachodzą procesy obiegu energii i materii. Jeżeli w obrębie zlewni ZMŚ występuje jezioro musi być ono z powyższych względów uwzględnione w programach monitoringowych. Mierzona zmienność stanu wody jest wynikiem różnorodnego zasilania jezior zarówno w krótkim jak i długim przedziale czasowym. Dlatego kilkuletni lub wieloletni zbiór danych codziennych stanów wody pozwala na wyznaczenie zarówno stanów charakterystycznych jak głównych i okresowych, które w pełni charakteryzują reżim hydrologiczny jeziora jak również pozwalają określić tendencje zachodzących zmian.

Metody pomiaru wody: analogicznie jak na rzekach, w odpowiednio wybranych miejscach, za pomocą urządzeń samosterujących lub odczytów na łacie wodowskazowej przez obserwatora. Łaty i urządzenia musza być tak usytuowane, aby wyeliminować wpływ falowania i lodu. Rytm wahań stanu wody w jeziorach jest na tyle wolny, że wykonuje się zwykle jeden w ciągu doby odczyt z łaty wodowskazowej (najczęściej o 6 rano) w przypadku jezior przepływowych o większej zmienności stanów wody można prowadzić ich ciągłą rejestrację. Na jeziorach o powierzchni do 1000 ha zwykle wystarczy jeden posterunek wodowskazowy. Stały punkt poboru próbek wód jeziornych winien być zlokalizowany w najgłębszej części zbiornika, daleko od wpływu strefy przybrzeżnej. Próbki pobiera się w profilu pionowym na głębokościach 0,5 lub 1 m, 3 m, 5 m, w połowie głębokości i 1 m nad dnem. Próbki pobiera się 2-6 razu w ciągu roku. Naczynia te same i zalecenia takie jak przy wodach rzecznych. Mamy program podstawowy i rozszerzony. Podstawowy różni się oznaczeniem glinu - tutaj się go nie oznacza. Program rozszerzony zawiera oznaczenie glinu.

Wykład 6.

7.04.2005 r.

Program pomiarowy E1 - gleby

Gleba jest złożonym systemem regulującym funkcjonowanie ekosystemów lądowych, dziki temu, że jest źródłem, środowiskiem przetwarzania i magazynowania składników pokarmowych oraz wody dla roślin, a ponadto jest reaktorem, buforem, filtrem fizycznym, chemicznym i biologicznym dla różnego rodzaju zanieczyszczeń krążących w środowisku w różnych formach i stężeniach. Gleba jest więc ważnym źródłem i amortyzatorem biologicznych cykli, włącznie z dwutlenkiem węgla, metanu i tlenkami azotu. Ukształtowane w wyniku wzajemnego oddziaływania klimatu, materiałów macierzystych i roślinności w warunkach określonej rzeźby i hydrologii gleby mają właściwości względnie stabilne. Charakter i dynamikę procesów nieprzerwanie kształtujących właściwości gleb można wkomponowywać w większe systemy modeli globalnych zmian na powierzchni ziemi. Właściwości gleby uwarunkowane są głównie:

- zawartością substancji organicznej

- tempem jej rozkładu

- zawartością frakcji ilastej

- ilością wymiennych jonów zaadsorbowanych na cząstkach koloidalnych

Na cechy te wpływa także roślinność poprzez system korzeniowy i akumulacje ściółki. W programie szczególną uwagę zwrócono na relacje kwasowo-zasadowe i koncentracje najważniejszych biogenów. Umożliwia to długookresową ocenę procesów zakwaszania i eutrofizacji gleb.

Badania takie prowadzi się na poletkach monitoringu gleb. Wybór powierzchni do badań stacjonarnych musi opierać się na dobrej znajomości pokrywy glebowej czyli dobrze wykonanych mapach glebowych w odpowiedniej skali. Powierzchni badawcza powinna spełniać określone kryteria:

- musi budować ja jednorodna pokrywa glebowa

- położenie w terenie powierzchni testowej musi w przybliżeniu gwarantować określoną jej gospodarkę wodną

- dokumentacja gleboznawcza terenu otaczającego powierzchnię testową powinna dostarczać informacji: o budowie gleby, jej zmienności regionalnej, właściwościach fizyczno-wodnych, chemicznych, biologicznych oraz o powiązaniu genetycznym gleb z pokrywą glebową regionu

- gleba tworząca powierzchnię testową powinna mieć ogólną powierzchnię tak dużą, żeby można było powierzchnię badawczą powiększyć, przesunąć, zmienić jej położenie bez utraty ciągłości badań

- wybrana powierzchnia powinna reprezentować specyfikę środowiska przyrodniczego danego regionu.

Pobieranie próbki reprezentatywnej z powierzchni testowej można wykonać różnymi metodami. Sugeruje się jednak, aby powierzchnię testowa o wymiarach 40x40 m podzielić na 16 poletek o wymiarach 10x10 m. Następnie takie 1 poletka podzielić na poletka o wymiarach 1x1 m. W ten sposób cała powierzchnia testowa podzielona jest na 1600 poletek o wymiarach 1x1 m.

Profil glebowy

Profil próbek glebowych do analiz składników biochemicznych i parametrów równowagi kwasowo-zasadowej wykonuje się co 5 lat w miesiącach sierpniu i wrześniu. Należy wyraźniej rozdzielić pobieranie próbek glebowych z profilu badanej gleby, próbek z wierzchniego poziomu gleb oraz próbek z wierzchnich warstw. Po sporządzeniu pełnej dokumentacji profilu glebowego, próbki z profilu pobieramy z każdego poziomu i podpoziomu, a także z warstwy powierzchniowej. Próbki pobiera się niepunktowo lecz monolitycznie, tzn. z każdego poziomu, podpoziomu lub warstwy, wycinamy monolit (czyli bryłę) o powierzchni 5x5 cm lub 10x10 cm i miąższości odpowiadającej ściśle miąższości warstwy. W ten sposób masa próbki reprezentuje dany poziom, podwoziom i warstwy.

W ten sposób pobrane próbki wkłada się do woreczka plastikowego i próbki glebowe z profilu wilgotności normalnej powinno się przechowywać w ciemnym miejscu, w temp. 4oC, a w przypadku gdy maja być suszone rozkładamy je na płytach lub tacach w temp. 30-35oC. Próby należy suszyć do stałej wagi. Po wysuszeniu próby przecieramy w moździerzu porcelanowym przy pomocy drewnianego tłuczka, potem przesiewa się przez sito (o oczek 2 cm) masę próbki przesianej przez sito i zatrzymanej na nim należy zważyć i obliczyć ich procentowa zawartość. Próbki należy przechowywać w szklanych słojach lub pudełkach plastykowych, w suchym i ciemnym miejscu. Takie próbki mogą być potem przygotowywane do konkretnych analiz jakościowych.

Analizy jakie wykonuje się w ramach programu: w programie podstawowym wykonuje się oznaczenia: odczyn pH, zawiesiny w chlorku wapniowym, zawiesiny w chlorku potasowym, kwasowość wymienna, całkowita kwasowość wymienna, kationowa pojemność wymienna efektywna, kationowa pojemność wymienna potencjalna, nasycenie kompleksu sorbcyjnego zasadami, glin wymienny, wapń wymienny, magnez wymienny, potas wymienny, sód wymienny, fosfor ogólny, siarka ogólna, azot ogólny, całkowity węgiel organiczny, gęstość objętościowa, amorficzne tlenki żelaza. Te badania robi się w całym profilu raz na 5 lat, a co 2 lata w poziomie. W programie rozszerzonym wykonuje się oznaczenia: wolne tlenki żelaza, arsen, kadm, chrom, miedź, żelazo, rtęć, nikiel, ołów, cynk, mangan, węglany w przeliczeniu na węglan wapnia (stężenia podaje się w mg/kg). Te badania robi się jeśli zachodzi taka potrzeba.

Wykład 7.

14.04.2005 r.

Program pomiarowy: chemizm roztworów glebowych

Cel pomiarów: w trakcie przesiąkania kwaśnych wód opadowych przez glebę następuje rozpuszczania minerałów, intensyfikacja procesów wietrzeniowych, uwalnianie zasadowych kationów, które następnie mogą zostać włączone do obiegu biologicznego lub wymyte w głąb do wód gruntowych i dalej do rzek i jezior. Program pomiarów chemizmu wód glebowych jest bardzo istotny dla poznania powiązań procesów geohydrochemicznych z ich biologicznymi i mikrobiologicznymi efektami.

Metodyka: studnie z których pobiera się wodę - lokalizacja lizymetrów do poboru wód glebowych winna być przypadkowa (losowa). Problemy na przykład z wystąpieniem kamieni lub słabym dopływem wody mogą wymusić zmiany lokalizacji. Podstawową zasadą jest usytuowanie poletek do badania opadów w lesie i lizymetrów w obrębie tego samego obszaru (ekosystem, zbiorowiska roślinne). Każde z badanych poziomów glebowych powinien być oprubowany (przygotowanie stanowisk do poboru próbek, przynajmniej 6 lizymetrów). Próbki wody glebowej pobiera się w odstępach miesięcznych i do tego celu wykorzystuje się próbniki podciśnieniowe. Powinny być zainstalowane prostopadle do powierzchni terenu, co najmniej w dwóch głębokościach, w wierzchnim poziomie gleby na głębokości ok. 20 cm oraz poniżej warstwy korzeniowej na głębokości ok. 40 cm. Tak pobraną próbkę należy przelewać i transportować w pojemnikach mytych kwasem. Następnie próbki wód glebowych powinny być przesączone na sączkach membranowych o wielkości porów 0,4-0,004 µm, przelanych do umytych w kwasie polietylenowych butelek i przetransportowane laboratorium (zalecany jest transport w pojemnikach izotermicznych). Do momentu analizy winno się je przechowywać w ciemnym miejscu w temperaturze do 4oC.

Metody laboratoryjne oznaczania właściwości fizyko-chemicznych próbek roztworu glebowego są analogiczne jak dla innych wód.

Oznaczenia: program podstawowy - przewodność elektrolityczna właściwa, pH, zasadowość, siarka siarczanowa, azot azotanowy, azot amonowy, fosfor ogólny, chlorki, wapń, magnez, sód, potas, żelazo, mangan, rozpuszczony węgiel organiczny, przesiąkanie wody glebowej, wilgotność gleby. Te analizy wykonuje się raz w miesiącu. Jeżeli programy wymagają rozszerzonego programu badań to dodatkowo wykonuje się oznaczenia metali: glin, kadm, miedź, ołów, cynk, nikiel, arsen, chrom, krzemionka jako SiO2.

Wody gruntowe

Cel pomiarów: wody gruntowe to jedna z dróg ucieczki materii przez ekosystem. Płytkie wody gruntowe mogą także zasilać roślinność w składniki biogeniczne. Zakres monitoringu wód gruntowych jest ściśle uzależniony od dobrego rozpoznania warunków hydrogeologicznych zlewni. Wodę gruntową można oprubowywać zarówno na powierzchni terenu jak i w głębi gleb i skał w studniach, piezometrach i otworach wiertniczych (znacznie większe głębokości).

Jak się lokalizuje stanowiska pomiarowe: punkty pomiarowe lokalizuje się w strefie drenażu wód gruntowych w obrębie zlewni, tam gdzie zlokalizowane są źródła lub studnie. Zalecane jest zainstalowanie dodatkowego profilu piezometru, obejmującego zarówno strefę zasilania, spływu jak i drenażu. Profil ten powinien być usytuowany prostopadle do poziomic od wododziału do cieku.

Co analizujemy w punktach pomiarowych: wykonuje się pomiar stanu wód podziemnych w piezometrach, pomiar wydajności z źródła. W przypadku prowadzenia badań źródła dokonujemy pomiaru jego wydajności, która dobrze charakteryzuje dynamikę i reżim zasilania. Stan wody w źródle jest zwykle stały lub zmienia się nieznacznie. Do tych pomiarów proponuje się dwie metodyki:

- przy małych wydajnościach (do 50 l/min) stosuje się metodę naczyń podstawionych

- przy większych wydajnościach (powyżej 50 l/min) metodę przelewów pomiarowych

Jeżeli chodzi o pobieranie próbek z poszczególnych punktów badawczych to do poboru próbek z piezometru stosowane są pompy i próbniki. Mogą to być pompy stojakowe, ssąco-tłoczące, elektryczne. Ze źródła próbki wody pobieramy za pomocą naczynia cechowanego. Procedura jest taka sama jak w poprzednim programie. Czas transportu do laboratorium powinien być jak najkrótszy. Metodyki są takie same.

Analizy: nie ma dużych różnic. Do programu podstawowego - stan wód gruntowych, temperatura wody, odczyn pH, przewodność elektrolityczna właściwa, zasadowość, wapń, magnez, sód, potas, siarka siarczanowa, azot azotanowy, azot amonowy, fosfor ogólny, chlorki, mangan, żelazo, rozpuszczony węgiel organiczny. Program rozszerzony zawiera te same parametry co w przypadku chemizmu wód. Pomiary wykonywane są raz na dobę. Analizy w ramach programu podstawowego i rozszerzonego wykonywane są 4 razy w roku bądź 12 razy w roku.

Wykład 8.

21.04.2005 r.

Programy pomiarowe - meteorologia

Cel pomiarów: warunki klimatyczne mają bardzo istotny wpływ na funkcjonowanie i przemiany ekosystemów. Zmienność dobowa i sezonowa większości procesów abiotycznych i biotycznych uwarunkowana jest czynnikami klimatycznymi. Regulują one również atmosferyczny dopływ materii z zewnątrz. Dane z obserwacji meteorologicznych są niezbędne do porównania z przeciętnymi warunkami z wielolecia, określenia powtarzalności ekstremalnych zjawisk klimatycznych i związanymi z nimi reakcji ekosystemów.

Stanowiska pomiarowe: Wybierając miejsce na wykonanie pomiarów meteorologicznych należy zwrócić uwagę, aby teren był reprezentatywny pod względem warunków mezoklimatycznych dla całego monitowanego obszaru czyli najczęściej zlewni. Wskazane jest, aby stanowiska pomiaru znajdowało się w obrębie tego obszaru. Pomiary meteorologiczne wykonuje się na obszarze poletka, ogródka. Lokalizacja jego ma zasadnicze znaczenie dla uzyskiwania poprawnych wyników pomiaru. Powierzchnia terenu powinna być w miarę otwarta, niezakłucająca swobodnego przepływu strug powietrza, porośnięta trawa (do wysokości 10-15 cm), a w okresie zimy w takim ogródku śnieg zalega w sposób naturalny od momentu pojawienia się do jego zaniku. Osoba archiwizująca dane z pomiarów meteorologicznych zobowiązana jest po zakończeniu miesiąca dokonać ich zestawienia i przeprowadzić kontrolę logiczna i rachunkową. Celem kontroli jest wyodrębnienie z całości materiału wartości wątpliwych, błędnych lub mało prawdopodobnych.

Analizy: w ramach programu podstawowego:

- temperatura powietrza 3 razy na dobę

- temperatura powietrza na termometrze minimalnym i maksymalnym 1 raz na dobę

- temperatura powietrza przy powierzchni gruntu (5 cm nad) 3 razy na dobę

- temperatura gruntu na głębokościach 5, 20, 50 cm 3 razy na dobę

- wilgotność względna 3 razy do dobę

- opady atmosferyczne 1 raz na dobę

- opady atmosferyczne w okresach IV-V i IX-X - rejestracja ciągła

- prędkość wiatru na 10 m 3 razy na dobę

- kierunek wiatru na 10 m 3 razy na dobę lub 1 raz na godzinę

- miąższość pokrywy śnieżnej 1 raz na dobę

- zawartość wody w śniegu 1 raz na dobę (gęstość śniegu)

- promieniowanie całkowite 24 razy na dobę

- nasłonecznienie - rejestracja ciągła

Program rozszerzony:

- analiza promieniowania UVB 24 razy na dobę

Program - chemizm powietrza

Cel pomiarów: pomiary koncentracji gazów i aerozoli w powietrzu umożliwiają pośrednie oszacowanie suchej depozycji. Ważniejszy jest jednak bezpośredni wpływ szkodliwych gazów i aerozoli na rośliny, określanych na podstawie analizy korelacji wielkości progowych i krytycznych ich stężeń.

Stanowiska pomiarowe: Przy lokalizowaniu miejsca pomiarów należy stosować się do następujących kryteriów:

- posterunek pomiarów zanieczyszczenia atmosfery powinien być dostatecznie oddalony od lokalnych źródeł zanieczyszczeń: terenów zurbanizowanych, komunikacji miejskiej itp.

- posterunki pomiarowe powinny znajdować się poza strefą punktu osadniczego najbliższego (co najmniej 100 m). w rejonie posterunku w ciągu najbliższych 10-cioleci nie może być zaplanowana budowa dużych obiektów przemysłowych, tras samochodowych, osiedli.

- należy ograniczać czynniki wpływające na lokalne zróżnicowanie warunków rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w stosunku do warunków typowych dla rozważanego rejonu

- unikać należy zagłębień terenu, wzniesień i stromych skarp, otoczenia łąk i bagien a także dużych zbiorników wodnych.

Właściwa lokalizacja stacji pozwoli osiągnąć wyniki reprezentatywne dla dużych obszarów. Aparatura pomiarowa może być umieszczona w specjalnie do tego celu przygotowanym kontenerze lub w budynku stacji. Czerpnia do poboru próbek usytuowana jest nad dachem lub przy zewnętrznej ścianie budynku. Dach nie może być pokryty materiałem, z którego wydzielają się zanieczyszczenia np. wyklucza się dach pokryty papą, bo po nagrzani się, wydzielają się różne substancje. Określenie zasad szczegółowych lokalizacji czerpni próbek powietrza wiąże się z koniecznością wyeliminowania lokalnych zaburzeń przepływu w miejscu poboru próbki i zapewnienia swobodnego dopływu powietrza do czerpni. Właściwe umiejscowienie sondy powinno spełniać następujące warunki:

- wysokość poboru próbki 3-10 m nad powierzchnią ziemi

- odległość wlotu czerpni od konstrukcji pionowych i poziomych powyżej 1 m

- odległość od sąsiadujących budynków nie mniejsza niż dwukrotna różnica wysokości umieszczenia czerpni

- oddalenie od zwartej grupy drzew nie mniejsza niż 20 m, a od pojedynczych drzew większa niż dwukrotna różnica wysokości drzewa i umieszczenia czerpni

Wokół czerpni musi być zachowany niezakłócony przepływ powietrza, na dachu lub w najbliższym otoczeniu budynku gdzie jest ona zlokalizowana wykluczone jest umieszczenie źródeł emisji mierzonych substancji.

Pomiary: pomiary niektórych zanieczyszczeń gazowych (ozon czy CO2) dokonywane SA za pomocą urządzeń rejestrujących w sposób ciągły. Próbki dwutlenku siarki, dwutlenku azotu, azotu azotanowego, azotu amoniakalnego pobierane i analizowane są próbki średniodobowe. Próby dwutlenku węgla i ozonu jako próbki średnie i półgodzinne. Na podstawie ciągłej rejestracji ozonu należy wykonać wykresy umożliwiające obliczenie czasu trwania stężeń powyżej określonych wartości progowych. Siarka i inne składniki w aerozolu powinny być pobierane i oznaczane w próbkach dobowych.

Analizy: program podstawowy - oznacza się dodatkowo jeszcze siarkę siarczanowa oprócz CO2. Program rozszerzony - CO2 oraz metan. Częstotliwość pomiaru metanu zależy od aktualnych zaleceń.

Wykład 9.

28.04.2005 r.

ksero

Wykład 10.

5.05.2005 r.

Program pomiarowy K1 - uszkodzenia drzew i drzewostanów

Celem prowadzonych oznaczeń na małych poletkach powtarzalnych obserwacji jest szybsze uzyskanie wskaźnikowych informacji o zmianach zdrowotności drzewostanu. Do badań wybrać należy co najmniej 3 siedliska leśne charakterystyczne dla typowych na monitorowanym obszarze zbiorowiska roślinnych. Po zidentyfikowaniu dominującego w obrębie siedliska gatunku należy wybrać 20 osobników na powierzchni nie większej niż 1 ha, drzewa te powinny być na stałe oznaczane, ale w taki sposób aby nie naruszyć, nie uszkodzić pni. Dla każdego z monitorowanych drzew należy uzyskać informacje: średnica na wysokości 1,3, wysokość i szerokość korony, takie pomiary powinny być prowadzone i powtarzane co 5 lat. Corocznie obserwacje zdrowotności przeprowadza się w lipcu w przypadku gatunków zrzucających igły oraz w miesiącach: wrześniu, październiku dal drzew iglastych. Najlepszą wiarygodność wynik ów dają obserwacje wykonywane przez 2 dobrze wyszkolone osoby. Obserwacje prowadzone są przy pełnym świetle słonecznym i obaj obserwatorzy powinni uzyskiwać zbliżone wyniki. Jeżeli widoczne są wyraźne uszkodzenia drzew w miarę możliwości należy sklasyfikować przyczynę tych uszkodzeń.

Program L1 - inwentaryzacja drzewostanu

Program ten ma na celu bardziej szczegółową rejestrację stanu drzewostanu na całym monitorowanym obszarze a najczęściej zlewni. Badania umożliwiają uzyskanie danych niezbędnych dla wykrycia zmian w bioróżnorodności udziału poszczególnych gatunków oraz przyrostu biomasy. W programie tym wyróżniono 2 typy pomiarów: podstawowe i rozszerzone. Podstawowe obserwacje umożliwiają uzyskanie informacji niezbędnych do charakterystyki drzewostanu i wstępne dane do monitoringu roślinności. Obserwacje rozszerzone umożliwiają szczegółową charakterystykę gatunków i zmian biomasy i są one opcjonalne. Inwentaryzacja drzewostanu prowadzona jest co 5 lat, do głównych informacji należy określenie klas wiekowych drzewostanu i typów drzew.

Program pomiarowy M1 - epifity nadrzewne

Wpływ zanieczyszczeń powietrza na roślinność jest zarówno bezpośredni jak i pośredni. Większość rosnących w naszych warunkach klimatyczno-glebowych gatunków ma charakter wieloletni, a oddziaływanie na nie zanieczyszczeń jest buforowane przez stosunkowo stabilny geohydrochemiczny system gleb. Efekty wzmożonej imisji ujawniają się zazwyczaj ze znacznym opóźnieniem. Najszybszą reakcją cechują się organizmy epifityczne, takie jak mchy, porosty i glony rosnące w warstwie koron lub na pniach drzew i krzewów. Wrażliwość porostów na zanieczyszczenia wynika z przyczyn: brak tkanki okrywającej, co stwarza możliwość bezpośredniej infiltracji gazów, pyłów i roztworów do wnętrza gleb; małej zdolności przystosowania się do zmian warunków środowiska; niskiej tolerancji na zanieczyszczenia; bardzo małej zawartości chlorofilu na jednostkę suchej masy, co sprawia, że rozkład chlorofilu pod wpływem związków toksycznych daje efekty uszkodzenia kilkakrotnie silniejsze niż u roślin kwiatowych. Pokrycie pni drzew przez epifity jest dobrym wskaźnikiem czyli bioindykatorem toksycznych gazów i chemizmu opadów, epifity nadrzewne reagują na wpływ zanieczyszczeń atmosferycznych wycofywaniem się jednych gatunków, czasami ekspansją innych, a także widocznymi zmianami ich widoczności, słabo rozwinięte, przebarwienia i małe okazy porostów i mchów mogą doskonale sygnalizować toksyczne zanieczyszczenie ich naturalnego środowiska.

Do badań wybrać należy grupę drzew jednego gatunku rosnących bliska siebie. Na każdy typ siedliska leśnego na monitorowanym obszarze powinno przypadać co najmniej jedno poletko. Do monitoringu można wybrać jakikolwiek gatunek drzewa, który jest pospolity na obszarze zlewni i stanowi dogodne siedlisko dla porostów. Wybrane drzewa mogą być stałymi lub też jednorazowymi obiektami monitoringu. Stałe drzewa należy zmieniać jeżeli są zbyt grube, zostały uszkodzone lub uschły. Drzewa do pomiarów jednorazowych powinny być wybierane za każdym razem losowo ale należy wykluczyć okazy obserwowane ostatnim razem.

Pomiary prowadzi się co 1 do 5 lat. Obserwować należy wszystkie gatunki epifityczne. Obserwacje wykonuje się na pniach drzew w przedziale 50-200 cm ponad gruntem, unikając podstawy pnia. Pokrycie każdego gatunku szacuje się jedną z trzech metod:

I - metoda linijna

II - metoda punktowa

III - ocena szacunkowa

Ponadto pokrycie każdego gatunku na pniu drzewa może być również podawane na podstawie wizualnego oszacowania w przedziale wybranych wysokości, można tego również dokonać za pomocą mniejszych powierzchni na pniu.

Podaje się klasy żywotności porostów epifitycznych, jest to kalifikacja w skali 1-5:

1 - normalne

2 - niewielkie uszkodzenia

3 - znaczące uszkodzenia

4 - poważne uszkodzenia

5 - martwe

Wykład 11.

12.05.2005 r.

Monitoring środowiska woj. śląskiego - dotyczy powietrza

System wojewody do automatycznych pomiarów jakości powietrza był pierwszym wdrożeniem programu strategii zarządzania środowiskiem naturalnym.

Celem systemu jest prowadzenie nadzoru ogólnego nad stanem atmosfery w woj. śląskim i dostarczanie organom administracji terenowej informacji niezbędnych do podejmowania decyzji strategicznych dla jego prawidłowej ochrony. Sieć ta nakierowana jest na działanie alarmowe ale system przejmuje również funkcję ostrzegawcza o niebezpiecznym stężeniu zanieczyszczeń.

Właścicielem tego systemu jest wojewoda śląski, który powołał służbę monitoringu powietrza w województwie śląskim składającą się z przedstawicieli trzech działających jednostek ekologicznych województwa. Te jednostki to: Ośrodek Badań i Ochrony Środowiska (OBKŚ), wojewódzkiej stacji sanitarno-epidemiologicznej, instytuty meteorologii i gospodarki wodnej.

Regionalny System Monitoringu powietrza składa się z 4 ogniw:

- bloku kontroli emisji wyposażonego w przenośne stacje kontroli emisji

- bloku kontroli imisji wyposażonego w 11 automatycznych stacji kontroli jakości powietrza

- bloku meteorologicznego składającego się z centralnej stacji obserwacyjnej w Katowicach Muchowcu oraz 11 automatycznych stacji meteorologicznych oceniających tło systemu

- bloku optymalizacyjno-prognostycznego, którego zadaniem jest przygotowanie prognozy, warunków imisji w różnych horyzontach czasowych.

Ogniwem spajającym, łączącym funkcjonowanie tych systemów jest centralna stacja akwizycji danych, do której drogą radiową napływają informacje ze stacji pomiarowych.

Do najważniejszych zadań Centralnej Stacji Akwizycji danych należy odbiór i wstępna kontrola jakości danych, opracowanie raportów chwilowych, dobowych, miesięcznych, kwartalnych, rocznych, przygotowanie danych dla bloku prognostycznego i opracowanie statystycznej prognozy stężeń średniodobowych na następną dobę, archiwizacja i udostępnianie danych historycznych, przekazywanie diagnozy i prognozy zanieczyszczeń odbiorcy. Odbiorcami stałymi informacji danych są: wojewoda śląski, wydział środowiska i rolnictwa urzędu wojewódzkiego, wojewódzki inspektorat ochrony środowiska, ośrodek badań i kontroli środowiska, wojewódzka stacja sanitarno-epidemiologiczna, urzędy powiatowe i miejskie, prasa, radio, telewizja. Praca Regionalnego Systemu Monitoringu Powietrza odbywa się w systemie ciągłym, raporty o chwilowych 30 minutowych stężeniach zanieczyszczeń i dane meteorologiczne spływają drogą radiową do centrali systemu. Stacje imisyjne dokonują pomiaru następujących zanieczyszczeń: dwutlenek siarki, pył zawieszony, tlenek azotu, dwutlenek azotu, tlenek węgla, ozon, węglowodory, ponadto dla oceny oddziaływania lokalnych źródeł. Stacje te dokonują pomiaru wybranych elementów meteorologicznych takich jak: temp., wilgotność powietrza, prędkości i kierunku wiatru, promieniowania całkowitego. Regionalny System Monitoringu Powietrza udostępnia wyniki pomiarów społeczeństwu przez informacje o stężeniach za pomocą punktów publicznej prezentacji danych (tablice świetlne, monitory) oraz przez środki masowego przekazu. Poza tym dla potrzeb władz ekologicznych wydawana jest informacja o stanie powietrza 2 razy w miesiącu. Ukazuje się biuletyn kwartalny systemu, wydawane są monografie monitoringu, można uzyskać informacje o notowanych wartościach zanieczyszczeń z archiwum systemu.

Wykład 12.

19.05.2005 r.

Wyposażenie stacji

Analiza ozonu, analiza CO, analiza tlenków azotu, analiza dwutlenku siarki, analiza węglowodorów, analiza pyłu zawieszonego, czujnik pomiaru prędkości i kierunku wiatru, czujnik pomiaru temperatury, wilgotności, czujnik promieniowania słonecznego, zestaw do łączności radiowej, aparatura sygnalizacji przeciwwłamaniowej, klimatyzator, butle z gazami wzorcowymi.

Polepszenie jakości powietrza - cel strategiczny.

Uzyska się zmniejszenie zanieczyszczeń powietrza, wpłynie pozytywnie na poprawę jakości gleb i wód powierzchniowych oraz w znacznym stopniu przyczyni się do polepszenia zdrowia mieszkańców regionu. Do realizacji tego celu zostały wyznaczone 3 główne kierunki działań:

1. redukcja niskiej emisji, ograniczenie emisji CO2 a także dwutlenku siarki i tlenków azotu, ograniczenie strat energetycznych

2. integrowanie i rozbudowa systemu ciepłowniczego regionu, rozwój odnawialnych systemów produkcji energii, rozbudowa świadomości społecznej w zakresie racjonalnego użytkowania energii

3. promocja wykorzystania alternatywnych źródeł energii cieplnej.

Program ochrony środowiska miasta Bielska-Białej musi nawiązywać do opracowanej strategii rozwoju miast do roku 2010. dokument ten uwzględnia dążenie do zapewnienia dobrego stanu środowiska przyrodniczego zgodnego ze standardami UE.

Podstawowe cele strategiczne są następujące:

- poprawa stanu środowiska przyrodniczego, istotna poprawa funkcjonowania systemu komunikacyjnego miasta w powiązani z systemem krajowym i międzynarodowym

- rozwój społeczno-gospodarczy zgodny z wymogami środowiska przyrodniczego i wartości krajobrazowych - eko rozwój

- wzrost standardu życia miejscowej ludności oraz obsługi przyjezdnych

Na poziom zanieczyszczenia powietrza w Bielsku-Białej oddziaływają: emisja zanieczyszczeń z indywidualnych gospodarstw domowych, kotłowni miejskich i zakładowych, zakładów przemysłowo-usługowych, ciągów komunikacyjnych, napływ z obszarów sąsiednich np. z Górnego Śląska, ROW.

W ostatnich latach nastąpił spadek emisji SO2 i obecnie jest na poziomie wartości dopuszczalnych, stopniowemu zmniejszeniu ulega także roczna wielkość opadu pyłów, następuje obniżenie wielkości węglowodorów aromatycznych i alifatycznych. Na stopień zmniejszenia zanieczyszczenie powietrza specyficznymi substancjami chemicznymi ma wpływ także stopień emisji zanieczyszczeń z największych źródeł jakimi są zakłady przemysłowe (Bielmar i Indukta).

Przy tworzeniu programu w zakresie ochrony powietrza dla miasta Bielsko-Biała konieczne jest nawiązanie do celów strategicznych przyjętych w strategii rozwoju województwa śląskiego na lata 2000-2010 oraz w programie ochrony środowiska dla woj. śląskiego. Strategia rozwoju woj. Śląskiego zawiera m.in. następujący cel długoterminowy: "polepszenie jakości powietrza atmosferycznego".

Docelowe poziomy zanieczyszczeń to SO2 - 20 µg/m3, pył zawieszony - 10-40 µg/m3, tlenki azotu - 30 µg/m3. tak określone docelowe poziomy zanieczyszczeń odpowiadają obowiązującym poziomom dopuszczalnym zgodnym z wymogami UE.

Analiza aktualnego stanu zanieczyszczenia powietrza na obszarze Bielska-Białej wykazuje, że te poziomy są już obecnie dotrzymane dla SO2, natomiast w przypadku pyłu zawieszonego i tlenków azotu wartości te są przekroczone. Wyniki te sugerują, że priorytety ochrony środowiska w tym ochrony powietrza w B-B powinny być ukierunkowane na ograniczenie emisji zanieczyszczeń komunikacyjnych i domowych systemów ogrzewania. W przypadku B-B poprawa jakości powietrza atmosferycznego ma umożliwić pełnienie roli centrum turystyki i rekreacji.

Upowszechnieni informacji o środowisku.

Problematyka badań monitoringu środowiska jest ściśle powiązana z zagadnieniami udostępniania społeczeństwu informacji o stanie środowiska i zachodzących w nim zmian. Wynika to z przyjętej przez polski parlament ustawy o ocenach oddziaływania na środowisko i dostępu informacji środowiskowych, jest to zawarte w prawie o ochronie środowiska Dz.U. poz. 627.

Podejmowane są działania w celu stworzenia w urzędach administracji publicznej sprawnego systemu upowszechniania i udostępniania informacji, celem umożliwienia mieszkańcom udział w ochronie środowiska. Wykorzystywane będą nowoczesne środki komunikowania się, rozszerzany zostanie zakres informacji dostępnej na stronach internetowych Śląskiego Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska a dane dotyczące oceny stanu środowiska na stronach internetowych urzędu marszałkowskiego zamieszczone będą informacje na temat realizacji programu ochrony środowiska woj. śląskiego.

1

---