Информационные методы управления качеством окружающей среды

 Отбор проб  обычно проводится 2 раза в год  (весной и осенью), при этом  важна оценка загрязнений почв  тяжелыми металлами, но она  затруднена из-за того, что они  входят в естественный состав  почв. Это повышает значение фонового  мониторинга.

^ Фоновый экологический  мониторинг должен выявить глобальные  тенденции антропогенных изменений  биосферы на фоновом уровне  загрязнения. Фоновое загрязнение  природной среды изменяется в  основном за счет распространения  антропогенных загрязняющих веществ  в атмосфере на большие расстояния. Поэтому перечень приоритетных  загрязнителей и мест контроля  определяется масштабами воздействия.

 Станции  фоновых наблюдений делятся на: базовые и региональные. Базовые станции размещаются в районах, не подверженных непосредственному антропогенному воздействию, и дают информацию об исходном состоянии биосферы. Для всей Земли таких станций, как предполагают ученые, достаточно до 40 на суше и около 10 – в Мировом океане.

 Региональные  станции располагаются вблизи  урбанизированных территорий и  дают информацию о состоянии  биосферы в подверженных антропогенному  влиянию районах. Количество, положение  и программа наблюдений таких  станций позволяют как можно  скорее и полнее выявить все  неблагоприятные тенденции регионального  характера.

 Поскольку  фоновый мониторинг является  подсистемой глобального и национального,  сеть станций, обеспечивающих  решение задач этих систем  экомониторинга, участвует и в решении задач фонового мониторинга. Для проведения систематических комплексных наблюдений и измерений фонового уровня загрязнений антропогенного происхождения созданы станции комплексного фонового мониторинга, которые располагаются в биосферных заповедниках. На этих станциях решаются следующие задачи:

 определение  фоновой концентрации (уровней) загрязняющих  веществ;

 оценка  тенденции изменения уровней  загрязняющих веществ;

 определение  пространственного распределения  загрязняющих веществ в природных средах.

^ Региональный  мониторинг организуется на территории  крупных регионов больших государств, например, таких как Россия, США,  Китай, Индия, Канада и др. Региональный  мониторинг решает задачи, специфические  для данной территории. Кроме  того, региональный мониторинг может  быть и международным, если  режим включает море (например, Черное, Средиземное или Балтийское) или  другие природные образования,  требующие совместного внимания  нескольких стран, как, например, Великие озера, лежащие на границе  США и Канады, или река Дунай,  протекающая по территории 8 государств.

 Важной  подсистемой регионального мониторинга  является МИЗ, на основе которого  уточняется список подлежащих  определению загрязнителей, а  также определяется вклад глобальных  и региональных источников загрязняющих  веществ в изменение природной  среды региона. Результаты регионального  мониторинга используются местными  органами управления, ответственными  за природоохранную деятельность  и принятие решений в этой  области.

Сеть региональных станций наблюдения устанавливается  с учетом физико-географических условий, расположения промышленных, энергетических и сельскохозяйственных предприятий, распределения населения в регионе.

 В России  региональный мониторинг осуществляют  местные органы Министерства  природных ресурсов, Росгидромета, Санэпидемнадзора и других министерств и ведомств.

 В качестве  примера организации регионального  мониторинга рассматривается проведение  экомониторинга Московского региона.

 Необходимо  отметить, что Московский регион  занимает площадь, равную 47 тыс.  км2 , его население составляет более 18 млн. человек, в том числе в г. Москве более 10млн человек, что примерно соответствует такому государству, как Нидерланды. Московский регион расположен на Русской равнине, климат его характеризуется как умеренно-континентальный. Скорость ветра в городе на 1-1,5 м/с меньше, чем по области; число дней со штилем в центре – 18, а на окраинах – 8-10 в год; продолжительность туманов 141-149 ч в год. Застои воздуха в городе зимой наиболее часто отмечаются утром, а летом – вечером и ночью.

 Слабые  скорости ветра, температурные  инверсии, туманы, застои способствуют  накоплению загрязняющих веществ  в атмосфере, мешают их рассеянию,  что можно охарактеризовать величиной  потенциала загрязнения атмосферы  (Рпза):

 

 Рпза = Рсл + Рт - Рнму + 1,47 Рсл - 5,69, где

 

 Рс - повторяемость слабых скоростей ветра,

 Рт – повторяемость туманов,

 Рнму – повторяемость неблагоприятных метеорологических условий. Параметр, характеризующий очищающую способность атмосферы (Роч), определяется по формуле:

 Роч = Рос (Qi/Qср),

 где Рос – повторяемость осадков,

 Qi – суммарный объем осадков (мм), выпавших в i-м районе,

 Qcр – средний объем осадков погороду (мм).

 Рпза  минимален зимой и максимален летом. С другой стороны, этот показатель минимален на северо-востоке, а максимален на юго-западе Москвы, летом же – минимален на севере, а максимален на юге и в центре.

 В Москве  около 500 организаций по роду  своей деятельности проводят  наблюдения за качеством атмосферного  воздуха, воды и почвы. Как  правило, данные, собранные ими  не регулярны, а измерения часто  проводят неаттестованными приборами. Регулярные наблюдения (экомониторинг) за состоянием природных сред в Московском регионе помимо областных служб осуществляют Московский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (МосЦГМС) Росгидромета, Моссанэпидемнадзор, Мосводоканал, Московское НПО «Радон», а инспекционные наблюдения ведут Департамент природопользования Правительства Москвы, ГП «Экотехпром», ГП «Промтехотходы» и некоторые другие городские организации. К сожалению, эти данные часто разрозненны, не образуют целостной картины, что в результате не всегда позволяет оперативно обнаруживать и устранять чрезвычайные экологические ситуации.

 Сеть контроля за загрязнением атмосферного воздуха насчитывает 20 стационарных постов, передвижные автолаборатории, 5 автоматических станций и пункт лазерного зондирования атмосферы в городе, а также посты в ближнем пригороде и области. Отбор проб воздуха на стационарных постах осуществляется 4 раза в сутки; автоматические станции работают в непрерывном режиме. Существующая сеть не является оптимальной. Так, расчет по методике США показывает, что в Москве необходимо иметь 76 стационарных постов (из них – 31 автоматического слежения). Однако, в настоящее время это пока не осуществимо по экономическим соображениям.

 Мониторинг  водных объектов в черте города  осуществляют 5 станций МосЦГМС и 15 станций водоканала. В области работают станции обеих организаций, прежде всего в районах водозаборов для снабжения Москвы и других населенных пунктов области (всего около 120 станций и химических лабораторий). При этом МосЦГМС ведет наблюдения за качеством воды реки Москва в 11 пунктах – створах на всем ее протяжении (от истока до г. Коломны, где река впадает в Оку). Качество воды гидрологи оценивают по 7 классам (1-й – очень чистая вода, а 7-й – сильнейшее загрязнение). Можно отметить, что качество воды реки Москва колеблется от 3-го до 6-го класса; в черте города – стабильно 6-й класс; а при выходе из мегаполиса качество достигает 5-го класса.

 В ряду  развивающихся в настоящее время  форм экомониторинга ОС особое место занимает дистанционный, выполняемый на основе комплексных аэрофотосъемок. Такой вид исследований позволяет за короткое время получить информацию об экологическом состоянии значительных территорий, причем с минимальными затратами на единицу площади при достаточно широком наборе регистрируемых параметров. Мониторинговые работы в этом случае подразумевают регулярные сезонные площадные аэросъемки промышленных зон, городских агломераций и территорий интенсивного техногенного воздействия.

 Масштаб  выполняемых мониторинговых работ  определяется, требуемой детальностью  исследований, характером решаемых  задач, а также имеющимися финансовыми  средствами (как правило, это работы 1:10000 – 1:50000 масштабов).

 Работы  проводятся в относительно стабильной  метеорологической обстановке (при  скорости ветра не более 8 м/с и при отсутствии осадков). При выполнении работ для приложения маршрутов и плановой проверки измерений используется спутниковая навигационная система «ЛОЦМАН» (разработка ГНПП «Аэрогеофизика»), на базе GPS+GLONASS) приемника GG24 фирмы 1 ASHTECH с дифференциальной коррекцией данных в режиме постобработки, обеспечивающей погрешность определения +25 м.

 В состав  комплекса входят: аэрогамма-спектроскопия с картированием распределения естественных и искусственных радионуклидов, мощности дозы гамма-излучения, а также по оригинальной технологии – локальной составляющей радона. Кроме того, осуществляется газовая аэросъемка с определением содержания в воздухе на трассе ниже линии полета оксидов азота и серы; аэрозольная аэросъемка с определением в атмосфере концентрации до 60 химических загрязнителей; тепловая инфракрасная аэросъемка для решения задач контроля состояния нефте- и газопроводов, подземных тепловых сетей, а также выявления сброса в реки, водоемы и обнаружения очагов скрытого возгорания и др.

 Идеальным  потребителем материалов комплексной  экологической аэросъемки является  городская администрация, ее управление  по ЖКХ, а также комитеты  по земельным ресурсам и землеустройству,  которые, реализуя городской заказ  на мониторинговые работы, могут  открыть путь к получаемой  информации муниципальным экологическим  организациям и фирмам.

 Рассматривая  обобщенно, можно отметить, что  качество окружающей среды в  Москве определяют транспорт  и городское инженерное хозяйство,  а это подтверждается данными  экомониторинга. Так, более80% вредных выбросов в атмосферу дает автотранспорт, 57% воды в городе потребляет население, 29% отходов производит коммунальное хозяйство и еще 31% отходов – система водоподготовки (иловые осадки станций водоочистки).

 Хотя промышленность  Москвы переходит на экологически  чистые технологии (преимущественно  сборочные), а сама Москва стала  в основном банковской и интеллектуальной столицей, рост антропогенного загрязнения воздушной, водной сред и территории (по данным Департамента природопользования и МосЦГМС) продолжается. Поэтому администрация города стремится построить свою деятельность с учетом экологических аспектов и данных мониторинга, рассматривая улучшение качества городской среды как одну из своих производственных задач.

 Для управленческих  структур основными объектами  экомониторинга Москвы являются: атмосферный воздух жилых зон, качество питьевых водоисточников и поверхностных вод, городские почвы, а также транспорт и городские инженерные системы. Для разработки управляющих решений по снижению антропогенных воздействий на ОС городским органам необходима следующая информация:

 характеристики  эталона окружающей среды;

 характеристики  состояния окружающей среды за  различные промежутки времени;

 характеристики  выбросов (сбросов) загрязнителей  в окружающую среду;

 краткосрочные  и долгосрочные прогнозы уровня  загрязнения окружающей среды.

 При этом  такие воздействия на ОС могут  быть:

- плановыми  (с периодом, измеряемым годами) для  общего улучшения состояния окружающей  среды региона;

- эпизодическими (в течение нескольких суток), вызванными, например, неблагоприятными  метеорологическими условиями;

- аварийными  или экстренными (в течение  нескольких часов), вызванными нештатными  или опасными ситуациями.

 Экомониторинг различных сред биосферы Московского региона как раз и направлен на получение этой информации и содействует разработке управляющих решений, однако современный уровень мониторинга не всегда обеспечивает необходимую оперативность предоставления информации в органы управления.

 Общегородская  система экомониторинга обеспечивает выполнение следующих функций:

- оперативное  оповещение об авариях экологического  характера в городе, о прогнозах  неблагоприятных последствий в случае ожидаемых неблагоприятных метеоусловиях;

- еженедельные  оценки городской экологической  ситуации по основным средам  в форме ситуационных карт;

- расчет интегральных  оценок экологической ситуации  в городе, прогноз развития экологической  обстановки (1 раз в квартал);

- регулярные  обобщенные сводки об эпидемиологической  ситуации в городе с вероятностной  оценкой влияния на нее факторов  ОС;

 

- составление  ежегодного сводного отчета.

 Система  экологического мониторинга строится  как двухуровневая, включающая:

- специализированные  мониторинговые подсистемы федеральных,  городских и ведомственных служб,  территориальные центры, а также  подсистемы предприятий и научных  учреждений;

- общегородской  информационно-аналитический центр,  связанный со специализированными  подсистемами и органами управления  городом.

 Основными  направлениями развития экомониторинга в Москве в настоящее время является включение его в совершенствование механизма управления качеством ОС через создание устойчивой обратной связи. Приоритетность социально-гигиенической направленности мониторинга делает необходимой соподчиненния проблемы сбора и обработки экологической информации с качественной и количественной оценкой параметров здоровья населения.

 Общегородская система экомониторинга г. Москвы во многом повторяет системы, действующие в Германии, Японии, США, но уступает им по количеству точек измерения, частоте наблюдения и надежности аппаратуры (прежде всего из-за недостаточного финансирования), В целом система соответствует сегодняшнему уровню природоохранной деятельности в Москве, но не отвечает пока современным требованиям к системам экологического мониторинга мегаполисов развитых стран.

Локальный мониторинг является составной частью регионального. Однако иногда мониторинг небольшой территории может организовываться для решения задач исключительно местного масштаба. Например, при строительстве какого-нибудь промышленного и энергетического объекта или при организации разработки месторождения нефти, газа или рудного сырья сначала проводят фоновый мониторинг окрестностей расположения этого объекта, а затем после его пуска ведут локальный мониторинг данного района с целью выяснения влияния нового антропогенного источника воздействия на окружающую среду.