Экологический мониторинг окружающей среды

Системы экологических исследований, называемые мониторингом в настоящее время приобретают все большее значение.

Термин «мониторинг» является производным английского слова «monitor», означающего в русском переводе «проверять» или «контролировать». В соответствии с этим и термин «мониторинг» использовался в специальной литературе как «система контроля». Однако контролировать можно только такие системы или процессы, которые имеют заданные параметры и режим. Переносить «контроль» на природные системы не вполне корректно, за исключением тех немногих случаев, когда необходим контроль за уже осуществленными природоохранными мероприятиями. Поэтому в приложении к природным системам «мониторинг» приобрел значение «системы наблюдения» или «системы слежения». В дальнейшем по мере внедрения понятия и термина «мониторинг» в научные и практические исследования, и осознание важности создания такой информационной системы выработалась определенная концепция мониторинга.

Понятие мониторинга окружающей среды было впервые введено на Стокгольмской конференции ООН в 1972 году. В постановочном аспекте концепция мониторинга была сформулирована канадским ученым Р. Мэном:

Мониторинг – это система повторных наблюдений одного и более элементов окружающей природной среды в пространстве и времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

Одним из мероприятий, намеченных Стокгольмской конференцией, было создание Глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГС МОС). Эта система была определена как система наблюдения, сбора и обобщения данных и распространения информации с определенными целями для выполнения одной или нескольких следующих функций:

- установления факта значительного изменения в окружающей среде и обеспечение раннего оповещения о нем;

- изучение условий и тенденций фактов изменения окружающей среды с целью принятия соответствующих решений и планирования мер по защите окружающей среды;

- проверка соответствия фактического качества окружающей среды установленным критериям и нормам;

- проверка эффективности систем контроля и принимаемых мер;

- обзор и изучение влияния изменений окружающей среды, в частности, на здоровье человека, природные ресурсы и человеческую деятельность;

- изучение воздействия конкретных видов деятельности на окружающую среду с целью принятия решения о необходимости замены некоторых видов этой деятельности.

На первом межправительственном совещании по мониторингу, которое состоялось в г. Найроби в 1974 году, были сформулированы семь основных целей ГС МОС и принята обобщающая формулировка понятия мониторинга окружающей природной среды.

Основные цели ГС МОС:

1. Организация расширенной системы информации об угрозе здоровья человека.

2. Оценка глобального загрязнения атмосферы и его влияния на климат.

3. Оценка количества и распределения загрязнителей в биологических системах, особенно в пищевых цепочках.

4.Оценка критических проблем возникающих в результате сельскохозяйственной деятельности и землепользования.

5. Оценка реакции наземных экосистем на воздействия окружающей среды.

6. Оценка загрязнений океана и влияния загрязнений на морские экосистемы.

7. Создание усовершенствованной системы предупреждений стихи иных бедствий в международном масштабе и выработка списка приоритетных поллютантов для систем.

Мониторинг окружающей среды является обеспечивающей частью системы управления природной средой.

Из этого вытекают основные функции ГС МОС (и любого другого мониторинга):

1. Наблюдения и контроль за изменениями состояния природной среды.

2. Оценка состояния природной среды, базирующаяся на данных наблюдений и экологических нормативах.

3. Прогноз изменения состояния природной среды и отдельных экологических систем.

4. Управление природной средой.

В функции управления природной средой следуют различать стратегию и тактику. Система мониторинга отвечает лишь за стратегию управляющих решений, т.е. рекомендует различные средозащитные мероприятия и (или) природосберегающие технологии. Тактика управляющих решений определяется органами государственной власти и организациями, имеющими соответствующие права.

Работа ГС МОС в рамках ЮНЕП ведется по пяти основным направлениям: мониторинг климата; мониторинг крупномасштабного переноса и осаждения загрязняющих веществ; мониторинг для целей здравоохранения; мониторинг возобновляемых природных ресурсов; мониторинг океана.

С точки зрения предметного содержания мониторинг окружающей среды можно представить как систему трёх основных видов мониторинга: геоэкологического мониторинга, биологического мониторинга и социального мониторинга.

Подсистемы детального мониторинга предназначены для того, чтобы обеспечить экологическую оценку изменений окружающей среды под влиянием действующего или проектируемого объекта. В последнем случае постановка мониторинга предусматривается как реализация процедуры ОВОС. Соответственно, данные мониторинга служат основанием для принятия управляющих решений по предотвращению опасных воздействий на окружающую среду.

Подсистемы мониторингов детального уровня служат важнейшим звеном в организации систем более высокого ранга. В зависимости от инженерно-хозяйственного освоения того или иного района (территории) выделяются следующие виды мониторингов локального уровня:

- мониторинг городских территорий (городских агломерацией);

- мониторинг промышленных территорий;

- мониторинг горнодобывающих предприятий;

- мониторинг гидротехнических сооружений;

- мониторинг районов АЭС;

- мониторинг районов транспортных линейных сооружений;

- мониторинг сельскохозяйственного и гидромелиоративного освоения.

Возможны и другие комбинации мониторинга на локальном уровне.

Национальные системы мониторинга имеются во многих развитых странах: США, Германия, Франция, Швеция, Япония и др.

В России также создана и действует Федеральная служба по мониторингу окружающей среды, сеть которой базируется на областных, краевых и республиканских органах управления, а также на наблюдательных службах Росгидромета.

Для более эффективного научно-методического и оперативного руководства общегосударственная система мониторинга подразделяется на следующие подсистемы:

- мониторинг загрязнения атмосферного воздуха;

- мониторинг загрязнения вод суши;

- мониторинг загрязнения моря;

- мониторинг загрязнения почв;

- мониторинг источников почв;

- мониторинг геологической среды.

Национальная система мониторинга России предназначена для решения следующих задач:

- наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы, почв, вод и донных отложений рек, озер, водохранилищ и морей по физическим, химическим и гидробиологическим (для водных объектов) показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки и прогноза состояния окружающей среды, определения эффективности мероприятий по ее защите;

- обеспечения органов государственного управления, хозяйственных организаций и населения систематической и экстренной информацией об изменениях уровней загрязнения (в том числе радиоактивного) атмосферного воздуха, почв, водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий, прогнозами и предупреждениями о возможных изменениях уровней загрязненности;

- обеспечения заинтересованных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов, составления планов развития хозяйства с учетом состояния природной среды и других вопросов развития экономики. Проводят следующие виды наблюдений:

- за состоянием загрязнения воздуха в городах и промышленных центрах;

- за состоянием загрязнения почв пестицидами и тяжелыми металлами;

- за состоянием загрязнения поверхностных вод суши и морей;

- за трансграничным переносом веществ, загрязняющих атмосферу;

- комплексные наблюдения за загрязнением природной среды и состоянием растительности;

- за химическим составом и кислотностью атмосферных осадков и снежного покрова;

- за фоновым загрязнением атмосферы:

- за радиоактивным загрязнением природной среды.

В основе организации и проведения режимных наблюдений лежат следующие основные принципы: комплексность и систематичность наблю­дений, согласованность сроков их проведения с характерными гидрологичес­кими ситуациями и изменением метеорологических условий, определения показателей едиными методиками на всей территории страны.

Система базируется на сети пунктов режимных наблюдений, которые устанавливаются в городах, на водоемах и водотоках как в районах с повышенным антропогенным воздействием, так и на незагрязненных участках.

Посты наблюдения организованы: вокруг крупных промышленных предприятий, где отмечаются серьезные повреждения лесов на достаточно больших площадях; в ценных лесах, отнесенных к памятникам природы; в районах ввода в действие новых крупных промышленных предприятий, выбросы которых в ближайшее время могут привести к ослаблению и повреждению лесонасаждений. Наблюдения проводятся на постоянных пробных площадях.

Система фонового мониторинга ориентирована на получение информации о состоянии природной среды на территории Российской Федерации, на основании которой проводятся оценки и прогноз изменения этого состояния под влиянием антропогенных факторов. На территории России станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) располагаются в биосферных заповедниках.

Кроме того, в системе Росгидромета ведется работа по оперативному выявлению и расследованию опасных эколого-токсикологических ситуаций, связанных с аварийным загрязнением природной среды.

Чтобы определить динамику изменений состояния биосферы, измерения должны проводиться через определенные промежутки времени, а по важнейшим показателям непрерывно.

Теоретически для изучения любой территории необходимо решение нескольких задач, т.е. создание многоцелевого мониторинга. Практически это не всегда осуществимо, из-за ограниченности материальных ресурсов. Поэтому может быть приемлем принцип создания мониторинга доминирующего фактора.

Для того чтобы организовать работу по развития системы глобального мониторинга окружающей среды в соответствии с рекомендациями ЮНЕП, нужны, несомненно, комплексные исследования с фиксацией и анализом компонента окружающей среды всех геосфер - атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы. Обеспечить высокий профессиональный уровень этих исследований можно только путем самой тесной координации усилий специалистов всех направлений мониторинга.

Для обработки и управления мониторинговой информацией в последние годы используют технологию геоинформационных систем или (ГИС).

ГИС создают единое информационное пространство, и являются инструментом для сбора, хранения, систематизации, анализа и представления информации в виде высококачественных карт и планов.

Только с появлением ГИС стало возможным комплексно оценивать экологические проблемы.

ГИС используют картографические, статистические, аэрокосмические материалы, результаты полевых наблюдений и съемок, а также текстовые источники. Наиболее информативными из вышеперечисленных источников являются карты и другие изображения. Важным источником информации являются материалы дистанционного зондирования территорий из космоса.

ГИС оперируют огромными базами данных, которые представляют собой совокупность данных организованных по определенным принципам. Эффективность данной технологии несоизмеримо выше с точки зрения анализа данных и моделирования ситуаций, процессов, явлений и т.д.

В настоящее время в России ведутся работы по созданию геоинформационных систем на всех уровнях от местного до федерального. По степени использования ГИС Россия отстала от экономически развитых стран по разным оценкам на 15-20 лет. Поэтому развитие этого направления является прогрессивным и требующим ускорения, так как ГИС становятся основным элементом систем мониторинга.

Система единого экологического мониторинга предусматривает разработку математических моделей промышленных предприятий. Эти модели позволяют определить воздействие технологических процессов на окружающую среду и определить размер затрат на уменьшение количества выбросов в окружающую среду. Моделирование ситуации позволяет выработать управляющее воздействие на экономическом уровне.

Таким образом, Единая государственная система экологического мониторинга, обеспечивает формирование массива данных для геоинформационных систем, моделирования и прогноза экологической ситуации в различных регионах России.

Мониторинговые наблюдения позволяют определить экологические резервы природных экосистем – это разница между предельно-допустимым и фактическим состоянием экосистемы.