Monitoramento ambiental (rastreamento) é o processo de monitorar o estado de vários componentes do ambiente e avaliar seu estado atual. Para uma avaliação mais completa e abrangente, é necessária a organização adequada do monitoramento ecológico, a nomeação de critérios e parâmetros comuns de qualidade ambiental. O monitoramento ambiental pode buscar objetivos regionais e globais. Exemplos de monitoramento ambiental podem ser encontrados literalmente em qualquer lugar.
O que é monitoramento ambiental?
O monitoramento ambiental é uma atividade ambiental técnica e organizacional bastante complexa, na qual vários órgãos e funcionários estão envolvidos. As informações obtidas neste caso são muito diversas em natureza, conteúdo, formas, ordem de recebimento, status legal e métodos de distribuição. Na Rússia, pode ser usado por autoridades estatais, entidades constituintes da Federação Russa e departamentos locais. Essa informação é de valor científico e aplicado. Muitas previsões são construídas sobre ele, a resposta de vários sistemas naturais e antropogênicos a várias influências é estimada. É usado para programas ambientais federais e direcionados.
O monitoramento ambiental é realizado em pontos fixos ou móveis: carros, postos, postos, laboratórios, centros de pesquisa especialmente equipados. A informação recebida é então processada. Os métodos de monitoramento ambiental são diferentes e dependem das tarefas.
Poluição ambiental
O constante crescimento da população mundial, aliado ao aumento do bem-estar material das pessoas, aumenta acentuadamente a pressão sobre o meio ambiente, causando várias consequências negativas. A redução de áreas naturais e o aumento da poluição tornaram-se as principais conseqüências das atividades humanas. Os principais fatores de poluição ambiental são:
- Emissões e efluentes industriais que afetam a qualidade do ar, da água e do solo, afetando negativamente a saúde humana.
- Emissões de gases de efeito estufa (dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e outros), que afetam a temperatura da atmosfera mais baixa, a espessura dos oceanos e a camada superior da crosta terrestre.
- Erosão do solo devido ao uso irracional da terra. Isso leva à poluição do rio e de outras águas por partículas suspensas e substâncias nocivas.
- Lixo doméstico e industrial, que é prejudicial por si só e na forma de produtos de sua decomposição. Pode levar a envenenamento do ecossistema e problemas de saúde humana.
- Espécies invasoras de plantas e animais que geralmente causam grandes danos ambientais.
- Poluição por radiação devido a acidentes em usinas nucleares, o trabalho de empresas radioquímicas, medicina e mineração de urânio.
- Pesticidas e herbicidas que causam poluição da água e do solo, principalmente em áreas agrícolas.
- Mineração, que muitas vezes se torna fonte de poeira e poluição da água.
- Incêndios: industrial, doméstico e florestal. Eles são uma fonte significativa de poluição do ar e a causa da morte ou danos aos ecossistemas.
- Derramamentos de óleo e surfactante devido a vazamentos e acidentes. Afeta mais fortemente o estado dos mares e oceanos, reduz a evaporação e, portanto, a quantidade de precipitação.
- Nos EUA, existe o problema da poluição das águas interiores com drogas. Eles também podem causar deterioração na qualidade da carne ou do leite.
- O desmatamento em massa é a causa da poluição dos rios e das águas subterrâneas e também pode aumentar a poluição do ar por partículas de poeira. Isso leva a uma diminuição da evaporação e das chuvas, afeta adversamente o clima, aumentando a continentalidade.
Avaliação de impacto ambiental
O objetivo do exame é verificar a conformidade das atividades econômicas com a legislação ambiental. Geralmente aplicado a novos projetos, cuja implementação pode afetar o meio ambiente. A experiência ecológica pode ser estatal e pública. Com base em seus resultados, é tirada uma conclusão sobre a admissibilidade ou inadmissibilidade do projeto. No entanto, mesmo que este projeto tenha passado por uma revisão ambiental, o monitoramento ambiental pode ser organizado nas instalações construídas.
História do Monitoramento Ambiental
Pela primeira vez, o monitoramento ambiental foi discutido em 1971 no comitê científico sobre problemas ambientais e, em 1972, na conferência ambiental da ONU, realizada em Estocolmo. A relevância desse monitoramento foi discutida nesses anos na URSS. Para isso, foi proposto criar um sistema de reservas da biosfera.
Nos anos 70, os cientistas soviéticos deram uma grande contribuição ao desenvolvimento de idéias sobre os princípios do monitoramento ambiental. Nesse processo, o chefe do Centro Hidrometeorológico, Yu.A. Israel, participou ativamente. O trabalho resumido sobre esse tópico foi publicado em 1975, sob a autoria do acadêmico I.P. Gerasimov, que destacou três etapas do monitoramento:
- No primeiro nível de monitoramento, em sua opinião, a atenção principal deve ser dada às observações do estado do meio ambiente e aos efeitos na saúde humana. Os principais indicadores para esta etapa devem ser indicadores da reação de uma pessoa: taxa de incidência, expectativa de vida média, taxa de natalidade e mortalidade, etc.
- O segundo nível envolve o monitoramento de indicadores mais gerais: produtividade biológica, metabolismo de massa e energia e assim por diante. Tais observações devem ser realizadas em hospitais especiais, campos de treinamento etc.
- O objetivo do terceiro estágio é monitorar processos e quantidades em larga escala: polvilhar a atmosfera, poluição do oceano, conteúdo global de vapor de água, etc.
Tarefas e objetos de monitoramento ambiental
O monitoramento ambiental foi projetado para resolver os seguintes problemas:
- Monitoramento regular do meio ambiente e sua poluição.
- Previsão e avaliação da situação ambiental, especialmente em relação às mudanças climáticas.
Os objetos de rastreamento podem ser:
- O ambiente e seus componentes (atmosfera, hidrosfera, biosfera, litosfera, urbosfera).
- A qualidade do ambiente, cuja mudança pode ter consequências negativas.
- Certos tipos de atividades antropogênicas que podem prejudicar outras pessoas.
- Empresas, aterros, tecnologias, usinas nucleares, etc.
- Desastres causados pelo homem: derramamentos de óleo, incêndios, acidentes, incidentes e outros fenômenos perigosos de natureza natural ou provocada pelo homem.
- Locais naturais protegidos.
Várias organizações ambientais, institutos de pesquisa, órgãos governamentais (federais e locais), associações públicas, empresas e outras entidades econômicas, organizações científicas internacionais (por exemplo, NASA) podem realizar monitoramento ambiental.
Tipos de monitoramento
Em termos de cobertura, o monitoramento é dividido em local, regional, nacional e global.
- Quando locais, eles monitoram pequenas áreas de qualquer localidade.
- Quando são realizadas observações regionais em escala regional.
- Em rastreamento nacional realizado no território de um estado em particular.
- O monitoramento ambiental global envolve o rastreamento de processos em larga escala de importância internacional.
De acordo com o objeto de observação, pode ser básico, biosférico, atmosférico, hidrológico, do solo, radiação, higiênico, geobotânico, zoológico, etc.
Os principais métodos de monitoramento ambiental
Atualmente, os métodos de monitoramento ambiental se enquadram em 2 categorias principais:
- Observações no solo (físico-química, bioindicação, meteorológica, fotográfica, médica, etc.).
- Métodos remotos de monitoramento ambiental (detecção por satélite, rastreamento de drones, etc.).
Naturalmente, no primeiro caso, os processos locais e regionais são mais frequentemente avaliados e, no segundo, em larga escala e global.
Monitoramento por satélite
O sensoriamento remoto da Terra usa dados de satélite, dados de aviões, drones, navios. Os dados de satélite fornecem a cobertura mais ampla possível do objeto estudado e, portanto, são frequentemente usados para obter informações sobre mudanças ambientais globais. Nas imagens aeroespaciais, é claramente visível a escala de desmatamento, urbanização, poluição da poeira da atmosfera, derretimento do gelo etc. Os dados dos detectores de infravermelho fornecem informações sobre a temperatura de várias partes da superfície da Terra e estimam seu albedo. O reflexo das ondas de rádio e a radiação ultravioleta da superfície da água fornecem informações sobre a poluição por óleo dos oceanos.
O sensoriamento remoto da Terra está se tornando um tipo cada vez mais popular de pesquisa em ecologia.
Mas o monitoramento por satélite também pode ser usado para rastrear a situação no nível local. Por exemplo, imagens aeroespaciais fornecem informações sobre o estado das florestas, a situação com incêndios florestais, focos de tempestades etc., o que pode ser suficiente para tomar certas decisões práticas. Para obter imagens precisas e de alta qualidade, os drones podem estar envolvidos.
Métodos biológicos
Métodos de monitoramento ambiental biológico são métodos de rastreamento terrestre. Eles também são chamados de bioindicação. O principal objetivo desse monitoramento são objetos biológicos: espécies, comunidades, ecossistemas, cadeias alimentares, etc. Para a análise, são utilizados fatos como a distribuição de uma espécie, uma mudança no número ou desaparecimento completo ou aparência em uma nova área. Durante os estudos geobotânicos, eles acompanham a mudança na variedade de determinadas espécies, a dinâmica da biomassa, a bioprodutividade, a distribuição altitudinal e latitudinal de espécies e comunidades, etc.
Os bioindicadores podem ser: a largura dos anéis anuais, o amarelecimento das folhas, a secagem do estande, a altura das árvores, a presença de ervas daninhas (espécies pioneiras) e outros sinais.
O monitoramento biológico abrange todos os níveis - do molecular e celular ao global. Para a pesquisa, dependendo das tarefas, são organizados laboratórios, estudos expedicionários.
Antes de realizar o monitoramento biológico, é necessário desenvolver uma metodologia para sua implementação e obter os dados necessários, porque diferentes sistemas biológicos respondem diferentemente a diferentes tipos de exposição. Organismos ou ecossistemas mais sensíveis ao impacto humano são selecionados. Tais organismos são chamados indicadores. Graças ao uso de biotesting, os critérios de diagnóstico são selecionados para avaliar o nível de impacto de um fator na área de estudo.
Assim, o monitoramento biológico utiliza o método de bioindicação. Naturalmente, a precisão de tais estudos será menor do que quando se usa métodos físicos. Mas, ao mesmo tempo, possibilitarão avaliar o dano total causado pelas atividades antrópicas aos ecossistemas naturais, o que não pode ser alcançado usando outros métodos. Como resultado, será possível isolar do complexo de impactos os mais significativos para o estado do meio ambiente e tomar medidas adequadas para reduzir a carga antropogênica. Para avaliar possíveis danos à saúde pública, é preferível analisar amostras toxicológicas, relacionadas a métodos de monitoramento físico-químico.
Para bioindicação, peixes, microorganismos e algas são mais frequentemente usados. Sabe-se também que os lagostins preferem água pura e, portanto, são um bom indicador de contaminação. O mesmo se aplica a algumas espécies de líquen, que também é objeto de bioindicação.
Recursos de monitoramento biológico
A bioindicação do ambiente é adequada para as seguintes tarefas:
- Compilação de uma avaliação abrangente do impacto antropogênico na natureza da região estudada.
- Identifique emissões acidentais ou latentes, incluindo deturpação intencional por meio do gerenciamento de informações sobre suas próprias emissões.
- Permitir avaliar a sensibilidade dos organismos a poluentes emitidos ou outros efeitos nocivos.
- Mostre a taxa de resposta dos biossistemas e sua escala.
- Eles possibilitam mapear os focos de poluição e a concentração de impurezas prejudiciais.
- Eles permitem avaliar o grau de perigo de poluentes específicos para o meio ambiente e com alta probabilidade para humanos.
- Eles ajudam no racionamento das cargas ambientais máximas admissíveis e, se necessário, tomam medidas para reduzi-las.
Métodos de laboratório, amostragem
Os métodos físico-químicos de monitoramento ambiental, na maioria das vezes, são de laboratório. A análise começa com a amostragem de ar, solo ou água e, em seguida, em equipamentos especiais, realiza-se uma anase para o conteúdo de poluentes. É também chamado de análise instrumental.
Os métodos físico-químicos são os seguintes:
- indicação cromatográfica;
- espectrometria de infravermelho;
- métodos fluorimétricos;
- métodos eletroquímicos;
- métodos espectrométricos de massa;
- análise luminescente;
- métodos de engenharia de rádio.
Métodos cromatográficos
Esses métodos são frequentemente usados para detectar contaminantes, especialmente ao analisar líquidos. Os mais populares são a cromatografia gasosa-líquida, de camada fina, líquida e de íons. A camada fina é fácil de executar e é usada para detectar pesticidas e poluentes orgânicos. Gás-líquido é mais eficaz na análise de compostos orgânicos voláteis. A cromatografia líquida é usada para detectar compostos químicos não voláteis.
Detectores de alta sensibilidade baseados em vários métodos físico-químicos permitem detectar até pequenas quantidades de impurezas, o que é importante na detecção de compostos altamente tóxicos. Em combinação com técnicas cromatográficas, a espectrometria de massa e a espectrometria de infravermelho podem fornecer um bom resultado para identificar combinações complexas de contaminantes. Esses tipos de analisadores se conectam a computadores poderosos. Com a ajuda deles, você pode detectar substâncias perigosas como dioxinas, bifenilos policlorados, nitrosaminas e pesticidas tóxicos.
A cromatografia de íons é usada para analisar a proporção de cátions e ânions.
Espectrofotometria
Este método usa radiação infravermelha. Uma análise dos espectros de absorção, reflexão e espalhamento permite determinar com bastante precisão a presença e a concentração de impurezas. Ter um catálogo de espectros de várias substâncias facilita a determinação do tipo de poluente ou substância benéfica presente em uma amostra ou produto. O espectro infravermelho permite determinar propriedades uniformes como densidade, distribuição de tamanho de partícula, conteúdo calórico de produtos alimentícios e germinação de sementes.
Método luminescente
Essa é uma das maneiras mais sensíveis de identificar poluentes. Utilizando-o, são determinadas quantidades vestigiais de impurezas orgânicas e inorgânicas em amostras de ar. Pode ser usado para monitorar a hidrosfera e a biosfera, bem como para determinar o conteúdo de oligoelementos, compostos orgânicos e a quantidade de substâncias nocivas.
O método luminescente pode ser usado se for necessário detectar a presença de hidrocarbonetos poliaromáticos ou seus derivados. Para calcular a concentração de uma substância, um fenômeno como o extinguir a luminescência é usado.
No entanto, nem todos os compostos são determinados por este método. Às vezes é realizada uma reação química, com a ajuda da qual o composto inicial é alterado para que a luminescência possa detectá-lo.
Métodos eletroquímicos
Para sua implementação, use eletrodos: ânodo e cátodo. O cátodo geralmente é um eletrodo de gotejamento de mercúrio com uma superfície constantemente atualizada, o que possibilita a obtenção de polarogramas e a realização de análises eficazes. Este método é adequado apenas para a detecção de íons metálicos, substâncias orgânicas, compostos carbonílicos, peróxidos, epóxidos e outros. Por esse motivo, não pode ser considerado universal, mas é bastante seletivo.
