Общая характеристика экологического мониторинга

Чтобы управлять экологическим риском, необходимо распо­лагать данными о том, какая именно среда оптимальна для нормаль­ных условий существования биоты. Так, в США существует балльный показатель, именуемый индексом качества природной сре­ды. Его максимальное значение для самых лучших условий окружа­ющей среды составляет 700 баллов. Индекс определяется по результатам балльной оценки состояния воды, воздуха, природных ресурсов и т.д. За период с 1969 года по 1977 год этот индекс снизил­ся в США с 406 до 343 баллов, а затем, когда проблемы защиты ок­ружающей среды стали активно решаться, индекс стал возрастать. Балльная оценка состояния природной среды дает возможность еже­годно устанавливать, за счет какого именно фактора снижается ин­декс. В нашей стране величиной, обеспечивающей нормальное функционирование и устойчивость экосистем и биосферы, является предельно допустимая экологическая нагрузка (ПДЭН).

Для её определения необходимо проведение следующих ме­роприятий:

а) текущий учет изменений в окружающей среде и предотвра­щение ухудшения качества среды;

б) прогноз изменений в окружающей среде и связанных с ними экологических последствий.

Эти мероприятия входят в систему экологического мониторин­га. Термин «мониторинг» образован от латинского слова «монитор», что переводится как «наблюдающий» или «предостерегающий». Система мониторинга является информационной и не предусматри­вает мероприятия по управлению качеством среды. В то же время она является необходимым средством для принятия научно обосно­ванных решений по регулированию качества среды.

Экологический мониторинг - это система повторных наблю­дений за элементами окружающей среды в пространстве и во време­ни с определенными целями и в соответствии с определенными обстоятельствами.

Экологический мониторинг предусматривает следующие про­цедуры:

- выделение объекта наблюдений;

- обследование выделенного объекта;

- составление информационной модели для объекта наблю­дений;

- планирование измерений;

- оценка состояния объекта;

- прогнозирование состояния изменения объекта наблюдений;

- представление информации в удобной для использования
форме.

Основная цель мониторинга - обеспечение органов государ­ственной власти и системы управления природоохранной деятель­ностью своевременной и необходимой информацией для выработки долгосрочных и оперативных управляющих решений для обеспече­ния экологической безопасности. Система экологического монито­ринга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

- о состоянии окружающей среды;

- об источниках и факторах воздействия;

- о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

- о существующих резервах биосферы.

В соответствии с этим определяются основные объекты мони­торинга:

- источники загрязнения и воздействия на окружающую среду;

- факторы воздействия;

- техногенные экосистемы;

- биосфера в целом;

- основные элементы антропоэкосистемы, такие, как насе­ление, демографические факторы, здоровье, социально-экономичес­кие и социально-гигиенические факторы;

- атмосфера;

- гидросфера;

- почвы;

- флора и фауна.

По масштабам обобщения информацииэкологический мо­ниторинг подразделяется на различные уровни.

1. Глобальный мониторинг, который основан на международ­ном сотрудничестве.

2. Национальный мониторинг - общегосударственная систе­ма наблюдений.

3. Региональный мониторинг - система наблюдений в регионах.

4. Локальный (импактный) мониторинг - наблюдения в зоне влияния предприятий.

5. Фоновый мониторинг - наблюдения в районах, где исключе­на или максимально ограничена всякая хозяйственная деятельность.

Основными направлениями экологического мониторинга являются:

- мониторинг атмосферного воздуха;

- мониторинг водных объектов;

- мониторинг земель;

- мониторинг флоры и фауны;

- социально-гигиенический мониторинг;

- медико-географический мониторинг;

- мониторинг источников антропогенного воздействия и зон их влияния;

- мониторинг природных ресурсов;

- мониторинг промышленной безопасности.

При реализации мониторинга для выявления антропогенных факторов, их интенсивности, оценки уровня их влияния необходимо знать фоновое состояние природной среды в районах, удаленных от центров интенсивной хозяйственной деятельности. Необходимо так­же учитывать и прошлое состояние природной среды (историчес­кий мониторинг), дающее возможность определить уровень загрязнения среды в различные периоды развития природы и обще­ства. Исторический мониторинг позволяет на основании наблюде­ний получить представление об уровнях естественного фона основных загрязняющих элементов и изменение этих уровней в за­висимости от антропогенных факторов.

Экологический мониторинг подразделяется также на физичес­кий, химический, геолого-геоморфологический, биологический, по­чвенный и гео(эко)системный.

Физический мониторингвключает в себя гелиофизический (на­блюдение за солнцем, его активностью, физическими процессами на нем и их влиянием на землю), гравиметрический (наблюдение за гра-витацией), магнитометрический (наблюдение за магнитным полем Зем­ли и атмосферы), ионосферный (наблюдение за состоянием верхних слоев атмосферы), метеорологический, гидрологический, океанологи­ческий, сейсмологический, радиометрический мониторинг.

Химический мониторингвключает в себя гидрохимический (наблюдение за химическим составом поверхностных и подземных вод), биогеохимический (биохимические наблюдения за верхним слоем почв) мониторинг.

В геолого-геоморфологическийвходят геодезический, склоново-процессовый, эрозионный и другие виды мониторинга.

Биологический мониторингделится на ботанический, зоо­логический, микробиологический и другие виды мониторинга, свя­занные с живой природой.

Почвенный мониторингпредусматривает наблюдения за ка­чеством почв и их загрязнением.

Гео(эко)системныймониторинг объединяет комплекс наблю­дений за экосистемами.

9.2. Методы контроля техногенного воздействия на окру­жающую среду

Наблюдение за объектами окружающей среды предполагает выполнение ряда требований.

1. Наблюдения должны носить комплексный характер, т.е.
охватывать всю совокупность природных и природно-антропогенных объектов (атмосферный воздух, воды, почвы, биоту, литосферу, геосистемы в целом) и воздействующие на них факторы (антропо­генные и естественные).

2. Наблюдения должны учитывать различные процессы, про­исходящие в природе (физические, химические, биологические, физико-географические), использовать весь арсенал методов, которые дают возможность получить необходимую информацию о состоя­нии окружающей среды.

3. Наблюдения должны быть систематичными. Этому требо­ванию в наибольшей степени отвечают режимные наблюдения - регулярная, с определенной периодичностью фиксация хода природ­ных и природно-антропогенных процессов во времени.

Наблюдения должны быть репрезентативными, т.е. наибо­лее полно охватывать объекты (территории) мониторинговых наблю дений. При выборе объектов необходимо учитывать типичность физико-географических условий, направление и степень антропоген­ного воздействия как на региональном, так и на локальном уровнях.

5. Наблюдения должны проводиться по одной и той же про­грамме на измененной человеком территории и на участках с нена­рушенной природой. Такая синхронность необходима для сравнения изучаемых объектов и получения оценки антропогенных изменений природной среды.

С учетом этих требований должны выбираться методы слеже­ния. Выделяют две основные группы методов слежения:

1. Контактные (как правило, наземные);

2. Неконтактные (дистанционные).

С помощью контактных методов в настоящее время получают большую часть информации, которая используется для оценки и про­гноза состояния окружающей среды. Слежение и контроль за состо­янием среды ведется на постоянных и временных пунктах наблюдения, расположенных на измененных человеком территори­ях и участках, не тронутых хозяйственной деятельностью. Последние необходимы для фиксации фоновых показателей функ­ционирования природных объектов.

При проведении контактных (наземных) мониторинговых на­блюдений широко используются геохимические, геофизические и индикационные методы.

Геохимические методы.Сущность этих методов состоит в изучении распределения, миграции и концентрации химических эле­ментов и их соединений в различных геологических средах. Геохи­мические методы позволяют проследить поступление химических элементов в экосистему естественным путем и в результате хозяй­ственной деятельности человека, выявить интенсивность их водной и воздушной миграции.

Геохимические методы дают возможность определить законо­мерности изменения химического состава природных компонентов и комплексов, их устойчивость к различным веществам и способ­ность к самоочищению, выявить вероятность формирования техно­генных аномалий, скорости распространения и пространственные масштабы загрязнения.

Геохимические методы включают в себя отбор проб воздуха, воды, почв, горных пород, растений с целью определения химичес- кого состава этих компонентов. Для определения химического со­става компонентов используются различные методы аналитической химии.

При выборе метода анализа учитываются следующие харак­теристики:

- селективность метода, т.е. возможность обнаружения иско­мого элемента в присутствии других;

- чувствительность метода, т.е. наименьшее количество ис­комого элемента, которое может быть обнаружено данным методом;

- величина относительной ошибки метода, т.е. точность оп­ределения искомого элемента.

Современные аналитические методы, использующиеся для определения состава компонентов окружающей среды, подразделя­ются на физические, физико-химические и химические.

Из физических методов чаще всего используют рентгено-флюоресцентную спектрометрию, атомно-абсорбционную спектромет­рию, газовую и жидкостную хроматографию, потенциометрию, спек-трофотометрию, иммунно-флюоресцентный анализ.

Сущность геофизических методовзаключается в изучении процессов поступления и превращения веществ и энергии в экосис­темах на основе использования балансового подхода. Наблюдения проводят в стационарных условиях на постоянных участках с при­менением специальных измерительных приборов по определенной программе и методике. Программа включает инструментальное из­мерение элементов радиационного, теплового и водного балансов, исследование тепло- и влагообмена между компонентами окружаю­щей среды, водно-теплового режима.

Индикационные методыоснованы на определении состоя­ния одного объекта по состоянию другого, связанного с первым и более доступного для изучения. В последние 5-10 лет особое внима­ние уделяется методам биологического мониторинга, которые осно­ваны на использовании живых организмов, особенно чувствитель­ных к конкретным химическим веществам. Использование методов биомониторинга не требует больших экономических затрат (дорого­стоящей аппаратуры, больших лабораторий и т.д.), а также позволя­ет оценить качество среды в случаях, когда количественное содер­жание загрязнителя может быть определено каким-либо методом, но отсутствуют сведения о биологической активности загрязнителя.