Мониторинг состояния окружающей среды

Важным условием эффективности мер по преодолению экологического кризиса на глобальном, региональном и местном уровнях является создание системы экологического мониторинга.

Термин «мониторинг» образован от лат. monitor — напоминающий, надзирающий. Данным термином обозначают постоянное наблюдение за каким-либо объектом (в частности, процессом) с целью выявления его динамики и соответствия ожидаемому результату или первоначальным предположениям.

Одно из наиболее четких определений мониторинга было предложено академиком?? Н Ю. А. Израэлем в 1974 г.: мониторинг состояния природной среды, и в первую очередь загрязнений и эффектов, вызываемых ими в биосфере, — комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных элементов под влиянием антропогенных воздействий.

В Программе ЮНЕСКО от 1974 г. экологический мониторинг определен как система регулярных длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающая информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей среды, позволяющая прогнозировать на будущее изменение ее параметров, имеющих особенное значение для человечества.

Экологический мониторинг предполагает контроль за изменением состояния окружающей среды под влиянием как природных, так и антропогенных факторов.

Экологический мониторинг призван решать следующие основные задачи:

• o наблюдение за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на нее;
• o оценку фактического состояния окружающей среды и уровня ее загрязнения;
• o прогноз состояния окружающей среды в результате возможных загрязнений и оценку этого состояния.

Мониторинг антропогенных воздействий предусматривает:

• — наблюдение за источниками антропогенного воздействия;
• — наблюдение за факторами антропогенного воздействия;
• — наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;
• — оценку физического состояния природной среды;
• — прогнозирование изменений природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

По объектам наблюдения различают: атмосферный, воздушный, водный, почвенный, климатический мониторинг, мониторинг растительности, животного мира, здоровья населения и т. д.

Различают также экологический мониторинг факторов и источников загрязнений.

Мониторинг факторов воздействия — мониторинг различных химических загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и разнообразных природных и физических факторов воздействия (электромагнитное излучение, радиоактивные излучения, солнечная радиация, акустические шумы и шумовые вибрации).

Мониторинг источников загрязнений — мониторинг точечных стационарных источников (заводские трубы), точечных подвижных (транспорт), пространственных (города, поля с внесенными химическими веществами) источников.

Классификация систем мониторинга может основываться и на методах наблюдения (мониторинг по физико-химическим и биологическим показателям, дистанционный мониторинг и др.).

Химический мониторинг — это система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения) атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль за динамикой распространения химических загрязняющих веществ. Глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнения окружающей среды приоритетными высокотоксичными ингредиентами.

Физический мониторинг — система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на окружающую среду (электромагнитные излучения, радиация, акустические шумы и т. д.).

Биологический мониторинг — мониторинг, осуществляемый с помощью биоиндикаторов (т.е. таких организмов, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде).

Экобиохимический мониторинг — мониторинг, базирующийся на оценке двух составляющих окружающей среды (химической и биологической).

Дистанционный мониторинг — в основном авиационный, космический мониторинг с применением летательных аппаратов, оснащенных радиометрической аппаратурой, способной осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных.

Наиболее информативным и достоверным является комплексный экологический мониторинг окружающей среды.

Комплексный экологический мониторинг окружающей среды — это организация системы наблюдений за состоянием объектов окружающей природной среды для оценки их фактического уровня загрязнения и предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей и других живых организмов.

При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды:

• — проводится постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной целостности экосистем;
• — создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

Система комплексного экологического мониторинга предусматривает:

• o выделение объекта наблюдения;
• o обследование выделенного объекта наблюдения;
• o составление для объекта наблюдения информационной модели;
• o планирование измерений;
• o оценку состояния объекта наблюдения и идентификацию его информационной модели;
• o прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;
• o предоставление информации в удобной для использования форме и доведение ее до потребителя.

Основные цели комплексного экологического мониторинга состоят в том, чтобы на основании полученной информации:

• 1) оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека (т.е. провести оценку соблюдения экологических нормативов);
• 2) 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 (т.е. провести диагностику состояния экосистем и среды обитания);
• 3) создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб, т. е. обеспечить заблаговременное предупреждение негативных ситуаций.

По характеру обобщения информации различают следующие виды (уровни) мониторинга:

• а) импактный — мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах
• б) локальный — мониторинг воздействия конкретного антропогенного источника;
• в) региональный — слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут различаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы;
• г) национальный — мониторинг в масштабах страны;
• д) базовый (фоновый) — слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний;
• е) глобальный — слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;

Глобальный мониторинг предусматривает создание и обеспечение постоянного функционирования сети наблюдений за общемировыми процессами и явлениями в биосфере и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях. Приоритетным направлением в системе глобального мониторинга было признано осуществление наблюдений за уровнем загрязнений природной среды и связанных с ним факторов воздействия. Другие направления деятельности мониторинга в масштабах общепланетарных экологических проблем, актуальность которых подтверждена в наше время, касаются защиты озонового слоя Земли, изучения климата, регулирования использования природных ресурсов, сохранения биоразнообразия.

Первоначально международное сотрудничество по организации глобального мониторинга строилось на основе международных и национальных систем, в частности, гидрометеорологических служб европейских государств, в том числе Советского Союза. В 1975 г. совместными усилиями мирового сообщества в рамках ЮНЕП была создана система глобального мониторинга окружающей среды — ГСМОС (The Global Environmental Monitoring System).

В рамках программ ГСМОС, которые в настоящее время поддерживает ЮНЕП, выделяются основные программы:

• o мониторинг климатических условий;
• o мониторинг переноса и осаждения загрязняющих веществ;
• o мониторинг Мирового океана;
• o мониторинг возобновляемых природных ресурсов;
• o мониторинг для целей здравоохранения.

При создании ГСМОС в максимальной степени были использованы существующие в 1970;х гг. станции Всемирной метерологической организации (ВМО), европейская система мониторинга трансграничного загрязнения воздуха и водных пространств, система наблюдений атмосферных осадков и долгоживущих радиоактивных изотопов и биосферные заповедники.

ГСМОС основывается на подсистемах национального экологического мониторинга и включает в себя элементы этих подсистем. Роль агентства по глобальному мониторингу заключается в обеспечении и руководстве наблюдениями, сборе данных, координации деятельности, в том числе унификации методов экологических исследований. Международное сотрудничество России в рамках ГСМОС включает в себя:

• o создание сети наземных наблюдений, регулярные экспедиционные обследования и систему дистанционного зондирования Земли;
• o разработку и внедрение единых методик организации наблюдений, отбора и анализа проб компонентов окружающей среды;
• o организацию контроля точности и сопоставимости данных наблюдения;
• o использование современных систем хранения и передачи данных.

В системе глобального экологического мониторинга центральное место занимает фоновый (базовый) мониторинг, развитие которого связано с созданием сети станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) главным образом на базе биосферных заповедников. Сеть биосферных заповедников является также составной частью национального экологического мониторинга.

На станциях КФМ реализуется один из принципов фонового мониторинга — комплексное изучение содержания загрязняющих веществ в компонентах экосистем. В связи с этим программа наблюдений на СКФМ включает в себя систематические измерения содержания загрязняющих веществ одновременно во всех средах, дополненные гидрометеорологическими данными. Как правило, наблюдения на СКФМ проводятся по единой программе, включающей в себя:

• o перечень приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, осадках, поверхностных водах, донных отложениях, почве, растительности и тканях животных;
• o перечень гидрометеорологических параметров;
• o периодичность проведения наблюдений и измерений.

Наряду с СКФМ сведения для ГМОС и национальных систем мониторинга предоставляют многочисленные специализированные станции, посты и пункты наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков, за загрязнением почв и состоянием растительности, за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям, за загрязнением снежного покрова и др.

С середины 2000;х гг. реализуется международный проект Глобальная система изучения Земли — Global Earth Observation System of Systems (GEOSS), координируемый Группой по наблюдению за Землей (GEO). В осуществлении проекта, развивающегося на основе 10-летнего Плана реализации (2005;2015 гг.), участвуют 75 стран (в том числе Россия) и 51 организация.

Основная задача GEOSS — объединение в единую систему источников данных об окружающей среде (станции, пункты и посты наблюдения за состоянием, загрязнением среды, метеои сейсмостанции, атмосферные зонды, космические аппараты и др.) и компьютеризированных средств поддержки принятия решений, а также обеспечение доступа к системе конечных пользователей экологической информации. Конечным результатом должна стать глобальная общественная инфраструктура. Многие эксперты считают, что успех реализации данного проекта может иметь определяющее значение для того, насколько эффективно сможет человечество противостоять будущим природным катаклизмам.