Экологический мониторинг

Общие положения, основные задачи и принципы экологического мониторинга

Эффективность природоохранных мероприятий может быть обес­печена только при наличии полной, достоверной и своевременной информации о состоянии и тенденциях изменения природной среды в целом или отдельных ее объектов (атмосферного воздуха, вод, почвы и др.). Такой информационной системой является экологический мо­ниторинг.

Согласно «Концепции Национальной системы мониторинга окру­жающей среды Республики Беларусь», под экологическим монито­рингом следует понимать «систему проводимых по определенной программе длительных, регулярных наблюдений за природными сре­дами, природными ресурсами, растительным и животным миром, ис­точниками антропогенного воздействия с целью оценки настоящего состояния и прогноза изменения в будущем».

Основное назначение мониторинга - обеспечение всех уровней
управления необходимой экологической информацией для определе­
ния стратегии природопользования, а также принятия оперативных
управленческих решений.

Экологический мониторинг представляет собой многоцелевую ин­формационную систему, выполняющую следующие основные задачи: наблюдение за состоянием окружающей среды; оценка фактического состояния и прогноз изменения в будущем; определение степени воз­действия на окружающую среду, а также определение факторов воз­действия, выявление их источников и оценка этих факторов и источ­ников; подготовка режимной информации (кадастры, ежегодники, экологические бюллетени, обзоры и др.) для органов управления и общественности; краткосрочные и долгосрочные прогнозы, оповеще­ния о катастрофах, стихийных бедствиях и экологически опасных яв­лениях.

Следует помнить, что экологический мониторинг является необхо­димым звеном управления природной средой, однако сама система экологического мониторинга не включает каких-либо элементов управления, регулирования качества окружающей среды.

Этим система экологического мониторинга отличается от системы экологического контроля, целью которой является регулирование, управление качеством окружающей среды.

Система мониторинга - это четко отлаженный механизм слежения.
Построена эта система на основе знания человечества о структуре и
функционировании биосферы. Чем полнее знания, тем четче и эффек­
тивнее работает механизм. Система экологического мониторинга
представляет собой практическое применение научных знаний и не
является разделом науки.

Мониторинг проводится по строго определенной программе, но эта программа не является абсолютной и может корректироваться в целях обеспечения наибольшей достоверности и информативности получае­мых данных.

Основные объекты мониторинга:

природные среды и ресурсы: атмосферный воздух, поверхност­ные и подземные воды, почва, земной покров, а также животный и растительный мир, в том числе ресурсы леса;

· источники антропогенного воздействия: источники поступле­ния в окружающую среду токсичных и экологически вредных ве­ществ; источники, приводящие к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, природных комплексов, а также к сокращению или изменению естественной структуры биологического разнообразия; источники, приводящие к измене­нию ландшафта территорий;

· факторы воздействия среды обитания: химическое, биологи­ческое, шумовое и тепловое загрязнение, электрические поля и электромагнитные излучения, ионизирующая радиация;

· состояние биоты и экосистем;

· состояние здоровья населения, поскольку характеристики со­стояния здоровья (хронические и профессиональные заболевания, продолжительность жизни, общая и детская смертность, генетиче­ские изменения, эпидемические вспышки и т. д.) являются одним из важных показателей качества среды обитания.

Для организации системы мониторинга состояния природной сре­ды, позволяющей выделить изменения, вызванные антропогенными причинами, необходима детальная информация о естественных коле­баниях и изменениях состояния среды. Осуществление системы мони­торинга предусматривает получение и использование такой информа­ции, это так называемый фоновый мониторинг. Фоновый мониторинг проводится в «чистых» районах, большую роль в его организации иг­рают биосферные заповедники. Фоновые данные дает также палеомониторинг (исторический мониторинг). Фоновое состояние среды в прошлом до начала интенсивного воздействия человека можно вос­становить по данным анализа годовых колец старых или уже погиб­ших деревьев, донных отложений, годовых слоев ледников, пыльцы или створок диатомовых водорослей.

Мониторинг включает следующие основные направления деятель­ности:

· наблюдение за состоянием природной среды, за факторами, воз­действующими на окружающую среду;

· оценку фактического состояния природной среды и факторов воздействия;

· прогноз состояния природной среды и оценку этого прогнози­руемого состояния.

Рассмотрим подробнее каждое из этих направлений.

Наблюдение за состоянием природной среды. Системы наблюде­ний можно классифицировать по типам платформ (по методологии проведения): наземная, надводная, подводная, воздушная, космиче­ская.

Платформы могут быть подвижными и неподвижными.

По способу производства наблюдения подразделяются на прямые и опосредованные, контактные и дистанционные, ручные и автоматиче­ские (или автоматизированные), визуальные и инструментальные.

По регулярности наблюдений различают: регулярные, нерегуляр­ные, регулярные синхронные, асинхронные, наблюдения целевых экспериментов.

Массивы данных наблюдений должны упорядочиваться по про­странственным и временным признакам (географические координаты, линейные номера, квадраты, реперные сети, системы счета времени и т. д.).

Существующие сети контактных наблюдений за атмосферой, гид­росферой, почвой включают гидрометеорологические посты, станции и обсерватории, научно-исследовательские стационары, опытные сельскохозяйственные и лесные станции, природные заповедники. Сети дистанционных наблюдений включают: спутники, самолеты, вер­толеты, лазеры, буи и др. Дистанционные слежения за состоянием ок­ружающей среды с помощью периодической авиационной и космиче­ской съемки, а также с помощью автоматических станций контроля являются наиболее эффективным способом получения информации.

Экологический мониторинг осуществляется с использованием двух основных методологий: 1) на базе инструментальных (физико-химических) методов, позволяющих проводить идентификацию и ко­личественное определение широкого спектра ингредиентов; 2) на базе биологических и биофизических методов, с помощью которых воз­можна комплексная оценка состояния отдельных природных сред и экосистем в целом.

Важнейшей задачей методологического обеспечения мониторинга является разработка требований к данным (точность, дискретность, однородность, репрезентативность, заблаговременность представле­ния, экономичность получения и т. д.), оптимизация систем наблюде­ния, выбор ключевых районов для наблюдения и др. В основе выра­ботки таких требований и оптимизации систем наблюдения должны лежать методы объективного анализа, основанные на исследовании свойств природных полей и требований потребителя.

Мониторинг должен обеспечивать адекватное отображение состоя­ния природных систем на всех участках спектра их пространственно-временной изменчивости. Количественное описание объектов мони­торинга должно быть полным и информативным.

Оценка фактического состояния природной среды и факторов воздействия. У нас в Беларуси такая оценка, начиная с 1991 г., пред­ставляется в экологических бюллетенях, выпускаемых ежегодно Ака­демией наук и Министерством природных ресурсов и охраны окру­жающей! среды РБ. В бюллетенях представляется за каждый прошед­ший год следующая информация: климатическая характеристика года и загрязнение атмосферы; характеристика водного режима рек, водо­каналов и оценка загрязнения поверхностных вод; состояние подзем­ных вод; земельные ресурсы, их состояние и использование; расти­тельные ресурсы и их изменение под влиянием естественных и антро­погенных факторов; животный мир, его состояние, динамика, исполь­зование и охрана; образование и накопление отходов; социально-экономическая ситуация в РБ, а также некоторая другая информация Прогноз состояния окружающей среды. Самое сложное направле­ние деятельности. Прогнозы, как правило, имеют низкую оправдываемость.

Выполнение прогнозных функций мониторинга требует создания системы оптимальных экосистемных моделей, разрабатываемых на основе той или иной концепции и хозяйственных требований. В на­стоящее время не разработаны надежные методы экологических про­гнозов. При принятии хозяйственных решений чаще используются оценки (сценарии) вероятных геоэкологических последствий проведе­ния крупных хозяйственных мероприятий, т. е. выявление предпола­гаемых форм и интенсивности ответных реакций природной среды на то или иное воздействие, например, мелиоративных мероприятий.

Информационная система мониторинга должна быть построена на основе следующих принципов:

Длительность и регулярность наблюдений.

Проведение наблюдений по строго определенной программе.

Регламентированность, т. е. обязательность единой методологи­ческой и методической основы получения данных.

Статистическое обобщение наблюдаемых величин и сравнение их с доступными историческими рядами, их вероятностная оценка, пространственное осреднение.

Определение базовых систем мониторинга (например, монито­ринг атмосферного воздуха, мониторинг поверхностных и подземных вод, медицинский мониторинг и др.) и координация их деятельности.

Выделение в рамках базовых систем государственных и ведом­ственных функциональных систем мониторинга.

Четырехуровенная организация структуры мониторинга (объек­товый, локальный, региональный и национальный).

Оценка состояния окружающей среды на основе единой системы нормативов качества.

Создание информационной системы на базе государственных и ведомственных банков данных, обеспечивающей достоверность, не­прерывность, последовательность, оперативность и репрезентатив­ность получаемой информации.

10. Интеграция Национальной системы мониторинга в международ­ные системы мониторинга и глобальные базы данных.

Функциональные системы экологического мониторинга. Орга­низации, осуществляющие экологический мониторинг, подразделяют­ся на государственные и ведомственные. Государственные организации не связаны с производственной деятельностью, в результате кото­рой загрязняется или изменяется окружающая среда. Они выполняют исключительно наблюдательные функции или функции контроля за выполнением природоохранного законодательства. Финансируется эта деятельность из бюджета, т. е. финансирование независимо от природопользователей. Основной сбор информации осуществляется на государственной сети мониторинга. При ведении мониторинга от­дельных сред (ресурсов) государственные организации, обеспечи­вающие на своих сетях основной объем наблюдений за состоянием данной среды, назначаются головными. Функции головных организа­ций: общая координация работ всех ведомств-соисполнителей; мето­дологическое, методическое и метрологическое обеспечение работ; обобщение и анализ информации; создание прогнозов изменения сре­ды. Обобщенные данные передаются заинтересованным министер­ствам и ведомствам для принятия решений и информирования насе­ления.

Ведомственные организации ведут наблюдения за природной сре­дой (источниками антропогенного загрязнения) при выполнениии ос­новной производственной деятельности, связанной с загрязнением среды или потреблением ресурсов. Финансируется ведомственный мониторинг из собственных средств предприятия. Координацию мо­ниторинга по ведомственному мониторингу и контроль за его осуще­ствлением проводят головные государственные организации.

Виды обслуживания потребителей продукцией мониторинга:

1. Регулярный для широкого круга потребителей. Предусматрива­
ет регулярное издание бюллетеней с определенной, заранее установ­
ленной структурой и набором параметров.

2. Регулярный специальный. Предусматривает обслуживание
только постоянных потребителей, имеющих специфические запросы.

3. Разовое обслуживание по запросам.

2. Классификация мониторинга. Характеристика основных систем и подсистем мониторинга

Существует большое число различных систем классификации мо­ниторинга. Один из возможных вариантов классификации систем и подсистем мониторинга представлен в таблице (табл. 2). Приведенная классификация не исчерпывает всех существующих систем и подсис­тем мониторинга, однако дает общее представление о принципах классификации. Так, система мониторинга может охватывать как зем­ной шар в целом (глобальный мониторинг), так и локальные районы.

Таблица 2 Классификация систем (подсистем) мониторинга

Национальным мониторингом обычно называют систему монито­ринга в рамках одного государства. Такая система отличается от гло­бального мониторинга не только масштабами, но и тем, что основной задачей национального мониторинга является получение информации и оценка состояния окружающей среды в национальных интересах.

Экологический мониторинг является комплексной системой мо­ниторинга и включает в себя как биологический, так и геофизический аспекты. Экологический мониторинг включает в качестве подсистем мониторинг природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, источников антропогенного воздействия. Необходимым условием успешного функционирования экологического мони­торинга является требование, чтобы в качестве конечного результата выступала оценка и прогноз состояния экосистем, оценка экологиче­ского равновесия в экосистемах. Данное требование отличает систему экологического мониторинга от частных подсистем мониторинга.

Глобальный мониторинг (биосферный мониторинг). Обеспечи­вает наблюдение, оценку и прогноз возможных изменений биосферы в глобальном масштабе. В рамках биосферного мониторинга ведутся наблюдения за следующими параметрами: геофизические характери­стики (геомагнетизм, гравитация и т. д.); солнечная радиация как главный показатель энергетической базы всех биосферных процессов; содержание в атмосфере озона, парниковых газов (углекислый газ, метан, окислы азота) и аэрозолей; мировой водный баланс, глобаль­ный круговорот воды; радиоактивность; трансграничный перенос за­грязняющих веществ.

При решении задач биосферного мониторинга используются дан­ные существующих, сетей наблюдений: гидрометеорологической, санитарно-гигиенической и эпидемиологической, рыбохозяйственной,
сейсмической и др. В систему биосферного мониторинга входят и
биосферные заповедники.

Санитарно-гигиенический мониторинг - это система за состоя­нием окружающей среды с точки зрения оценки ее влияния на состоя­ние здоровья человека. Здоровье населения - наиболее важный крите­рий состояния окружающей среды.

Важной задачей при выборе и определении состава показателей са­нитарно-гигиенического мониторинга является установление связей между процессами и явлениями в окружающей среде и состоянием здоровья населения. Наиболее распространенными являются токсико­логические показатели загрязнения водной, воздушной среды и почв.

Санитарно-гигиенический мониторинг - это система за состоя­нием окружающей среды с точки зрения оценки ее влияния на состояние здоровья человека. Здоровье населения - наиболее важный критерий состояния окружающей среды.

Важной задачей при выборе и определении состава показателей са­нитарно-гигиенического мониторинга является установление связей между процессами и явлениями в окружающей среде и состоянием здоровья населения. Наиболее распространенными являются токсико­логические показатели загрязнения водной, воздушной среды и почв.

В первоочередной состав показателей санитарно-гигиенического мониторинга входят: