Экологический мониторинг: понятие, задачи, классификации. Организация и структура мониторинга окружающей среды

 

 

 

 

 

Биологический или биоэкологический (санитарно-гигиенический) блок мониторинга осуществляет постоянное наблюдение за состоянием среды и ее влияния на здоровье человека. Значение этого блока мониторинга трудно переоценить. Нередко люди и не представляют, какой опасности они подвергают свое здоровье, проживая в той или иной местности. Сравнение

показателей некоторых болезней на различных территориях дает возможность установить, в какой степени благоприятны или неблагоприятны условия для жизни и деятельности человека.

Геосистемный (геоэкологический, хозяйственный) блок мониторинга включает наблюдение за изменениями природных геосистем и превращением их в природно-технические. Практика показывает, что прогнозы по созданию оптимальных природно-технических систем, в пределах которых может жить и работать человек без ущерба для своего здоровья, удается получить в результате тщательного изучения механизмов превращения природных геосистем в природно-технические.

Биосферный (глобальный) блок мониторинга охватывает наблюдения за параметрами геосферы в глобальном масштабе. Это наиболее сложная система наблюдений, которая позволяет прогнозировать изменения качества окружающей человека среды в глобальном масштабе. В качестве примера можно привести прогнозы по потеплению климата из-за возникновения «парникового эффекта» и его последствий для природы планеты. Другой пример. Концепция «ядерной зимы» как результата атомной войны – яркое подтверждение необходимости тщательного изучения и учета всех прогнозов по изменению природы Земли при проведении, в частности, международной политики. Людей от всеобщего самоубийства могут остановить знания [3]. 

В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями, мониторинг включает несколько основных процедур:

• выделение (определение) объекта наблюдения;
• обследование выделенного объекта наблюдения;
• составление информационной модели для объекта наблюдения;
• планирование измерений;
• оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;
• прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;
• представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.

 

         Следует принять во внимание, что сама система мониторинга  не включает деятельность по  управлению качеством среды, но  является источником необходимой  информации для принятия экологически значимых решений.

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

• о состоянии окружающей среды;
• о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия);
• о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
• о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

Экологические мониторинги окружающей среды могут разрабатываться на уровне промышленного объекта, города, района, области, края, республики.

Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы:

• импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе);
• региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона);
• фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность).

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

• источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду — выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т. д.
• переносы загрязняющих веществ — процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;
• процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ — миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов; биохимический круговорот и т. д.;
• данные о состоянии антропогенных источников эмиссии: мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.

В зоне влияния источников эмиссии организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды.

1.  Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной сферы; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радионуклидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы.

2.  Гидросфера: химический и радионуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т. д.), грунтовых вод, взвесей и данных отложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

3. Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы.

4.  Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ, домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб.

5.  Урбанизованная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т. д.

6.   Население: характерные демографические параметры (численность и плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врожденных уродств и аномалий); социально-экономические факторы.

Системы мониторинга природных сред и экосистем включают в себя средства наблюдения: экологического качества воздушной среды, экологического состояния поверхностных вод и водных экосистем, экологического состояния геологической среды и наземных экосистем.

Наблюдение в рамках этого вида мониторинга проводятся без учета конкретных источников эмиссии и не связаны с зонами их влияния. Основной принцип организации — природно-экосистемный.

Целями наблюдений, проводимых в рамках мониторинга природных сред и экосистем, являются:

• оценка состояния и функциональной целостности среды обитания и экосистем;
• выявление изменений природных условий в результате антропогенной деятельности на территории;
• исследование изменений экологического климата (многолетнего экологического состояния) территорий [1].

Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

• оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем;
• выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;
• создать предпосылки для определения мер по исправлению создающихся негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

В этой связи основными задачами экологического мониторинга являются:

• наблюдение за источниками и факторами антропогенного воздействия, за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;
• оценка фактического состояния природной среды, прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды [4].

Есть несколько методов ведения мониторинга:

• биологический (с помощью биоиндикаторов);
• дистанционный (авиационный и космический);
• аналитический (химические и физико-химические анализы).

По объектам наблюдения мониторинг делится на два вида:

• мониторинг отдельных компонентов окружающей среды (почва, вода, воздух);
• биологический мониторинг (растительный и животный мир).

Для экологов есть несколько видов мониторинга:

Биологический мониторинг:

1. слежение за биологическими объектами, наличием видов, их состоянием, появлением случайных инродуцентов и т.д.;
2. мониторинг на базе биоиндикаторов (обычно на базе биозаповедников, а также система слежения и наблюдения за реакцией живых организмов на загрязнение окружающей среды.

Базовый мониторинг – слежение за общебиосферными явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний.

Биосферный мониторинг позволяет определить глобальные изменения в природе (степень радиации, наличие в атмосфере углекислого газа, озона, тепла, степень ее запыленности, циркуляция газов между гидросферой и атмосферой, мировые миграции птиц, млекопитающих, рыб и насекомых, погодно-климатические изменения). Главным методом биосферного мониторинга являются постоянные наблюдения за состоянием биосферы с помощью различных спутников. Они контролируют озоновый слой, радиационный фон, температурный режим Земли.

Мониторинг биоэкологический – низший уровень экологического мониторинга, определяющий динамику санитарных показателей территории.

Геоэкологический мониторинг – наблюдение изменения в природной экосистеме.

Дистанционный мониторинг – авиационный или космический мониторинг, а также мониторинг за средой с помощью приборов, установленных в труднодоступных местах Земли, показания которых передаются в центры наблюдения с помощью методов дальней передачи информации: по радио, проводам, через спутники и т.п. [5].

Организация экологического мониторинга базируется на трех основных принципах: комплексности, систематичности и унифицированности. На основе этих принципов процесс построения системы экологического мониторинга должен включать следующие основные составляющие:

• выбор объектов мониторинга и контролируемых параметров;
• создание сети пунктов наблюдений;
• сбор, обработка и накопление информации;
• обработка полученной информации, анализ и оценка экологической обстановки;
• использование информации и результатов для принятия решений о действиях по улучшению экологической ситуации.

Структура системы экологического мониторинга состоит из четырех основных блоков: базы данных, аналитического блока, информационного блока и блока управления экологической ситуацией.

Информационная система экологического мониторинга является составной частью системы управления состоянием окружающей среды, поскольку информация о существующем состоянии окружающей среды и тенденциях его изменения являются основой разработки природоохранной политики и планирования социально-экономического развития территорий.

Контроль загрязнения на различных уровнях его проведения обязательно должен включать геофизический, геохимический и биологический мониторинг. При этом геофизический и геохимический мониторинг по сути являются мониторингом источников загрязнения и факторов воздействия. В общем, в состав измеряемых геофизических и геохимических характеристик должны быть включены параметры, необходимые для объяснения величин концентрации загрязняющих веществ в отдельных средах и для исследования биогеохимических циклов и кругооборота химических веществ.

Биологический мониторинг проводится с целью определения и анализа реакции (отклика) биологических систем на антропогенное воздействие и оценки их состояния.

Для большей эффективности мониторинга загрязнения нужно иметь точную информацию о гидрометеорологическом режиме региона, качественных и количественных характеристиках биологического компонента и о путях аккумуляции и миграции химических загрязнителей. Владея такой информацией, можно легко определить оптимальное количество проб с использованием их автоматизированного отбора, обработки и передачи данных.