Мониторинг природной среды

Мониторинг природной среды.

Экологический мониторинг является комплексным мониторингом биосферы. Он включает в себя контроль за изменениями состояния окружающей среды под влиянием как природных, так и антропогенных факторов.

Термин «мониторинг» образован от лат. Monitor - наблюдающий, предостерегающий, Существует несколько современных формулировок определения мониторинга. Некоторые исследователи под мониторингом понимают систему повторных наблюдений за состоянием объектов окружающей среды в пространстве и во времени в соответствии с заранее подготовленной программой. Более конкретная формулировка определения мониторинга предложена академиком РАН Ю.А. Израэлем в 1974.: 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.

Программа ЮНЕСКО от 1974 г. определяет мониторинг как систему регулярных длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающую информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей среды, позволяющую прогнозировать на будущее изменение ее параметров, имеющих особенное значение для человечества. В России же в настоящее время создана и функционирует Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ). В связи с этим был принят государственный стандарт определения «мониторинга окружающей природной среды» - это система наблюдения и контроля, проводимых регулярно по определенной программе для оценки состояния окружающей среды, анализа происходящих в ней процессов и своевременного выявления тенденций ее изменения.

Таким образом, объектами мониторинга в первую очередь являются: атмосфера (мониторинг приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы); атмосферные осадки (мониторинг атмосферных осадков); поверхностные воды суши, океаны и моря, подземные воды (мониторинг гидросферы), криосфера (мониторинг составляющих климатической системы).

Кроме того, объектами мониторинга являются антропогенные воздействия и их источники:

Ш Связанные с поступлением в окружающую среду токсичных для человека и опасных для флоры и фауны веществ, а так же других видов воздействия (электромагнитного, шумового и др.);

Ш Приводящие к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, природных комплексов и их компонентов, а так же к сокращению или изменению биолоического разнообразия, изменению ландшафта;

Ш Связанные с изъятием или изменением состояния природных ресурсов.

С помощью экологического мониторинга контролируется состояние экологических систем, в том числе природно-технических подсистем, а так же медико-гигиенические показатели среды обитания человека.

Таким образом, объектом мониторинга является окружающая природная среда. Окружающую среду, в таком случае следует рассматривать как совокупность факторов и элементов, способных оказывать прямое влияние на живой организм на любой стадии его индивидуального развития.

В настоящее время, с развитием антропосферы, необходимо учитывать прямую и обратную связь между деятельностью человека и состоянием окружающей среды, что позволяет сделать мониторинг.

Таким образом, задачи и цели мониторинга окружающей природной среды будут следующие:

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;

Оценка физического состояния природной среды

Прогноз изменений природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Наблюдение за состоянием окружающей среды по сути представляет собой сбор информации о фактическом состоянии объектов окружающей среды; об источниках загрязнения; об основных изменениях в состоянии окружающей среды под воздействием загрязнителей. В соответствии с целями и задачами мониторинга сбор информации о состоянии окружающей среды относится к системе так называемого «диагностического» мониторинга, который служит основой для оценки наблюдаемых изменений, составления прогнозов возможных изменений окружающей среды, предотвращения отрицательных последствий антропогенного воздействия на окружающую среду и разработки стратегий оптимальных взаимоотношений общества и окружающей среды.

Таким образом, весь процесс мониторинга можно представить в виде схемы:

Весь процесс технологии мониторинга можно представить в виде алгоритма:

2. Классификация видов мониторинга

Ступени мониторинга

Объекты мониторинга

Характеризуемые показатели

Локальный (санитарно - гигиенический, биоэкологический)

Приземной слой воздуха

ПДК токсических веществ

Поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки и различные выбросы

Физические и биологические раздражители (шумы, аллергены и др.)

Радиоактивные излучения

Предельная степень радиоизлучения

Региональный (геосистемный, природно-хозяйственный)

Исчезающие виды животных и растений

Популяционное состояние видов

Природные экосистемы

Их структура и нарушения

Агроэкосистемы

Урожайность сельскохозяйственных структур

Лесные экосистемы

Продуктивность насаждений

Глобальный (биосферный, фоновый)

Атмосфера

Радиационный баланс, тепловой перегрев, состав и запыление

Гидросфера

Загрязнение рек и водоемов, водные бассейны, круговорот воды на континентах

Растительные и почвенные покровы, животное население

Глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животных. Глобальные круговороты, баланс СО?, О? и др. веществ.

Мониторинг состояния окружающей природной среды предусматривает постоянное наблюдение за процессами, происходящими в природе и техносфере, с целью предвидения изменений их качества, ухудшения среды обитания человека, деградации биосферы.

В зависимости от конкретных целей, задач, объектов наблюдения различают несколько видов и классов мониторинга.

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

Существует классификация систем мониторинга по факторам, источникам и масштабам воздействия.

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 загрязнения - мониторинг точечных стационарных источников (заводские трубы), точечных подвижных (транспорт), пространственных (города, поля с внесенными химическими веществами) источников.

По масштабам воздействия мониторинг бывает пространственным и временным.

По характеру обобщения информации различают следующие системы мониторинга:

Глобальный - слежение за общемировыми процессами и явлениям в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;

Базовый (фоновый) - слежение за общебиосферными, в основном природными явлениями, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний;

Национальный - мониторинг в масштабах страны;

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;

Локальный - мониторинг воздействия конкретного антропогенного источника;

Импактный - мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо-опасных зонах и местах.

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

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, способный осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных.

В зависимости от принципа классификации имеются различные системы мониторинга

Наиболее универсальным является комплексный экологический мониторинг окружающей среды.

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

При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды:

а) проводиться постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т.д.), а так же оценка состояния и функциональной целостности экосистем;

б) создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

Система комплексного экологического мониторинга предусматривает:

выделение объекта наблюдения;

обследование выделенного объекта наблюдения;

составление для объекта наблюдения информационной модели;

планирование измерений;

оценку состояния объекта наблюдения и идентификацию его информационной модели;

прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

предоставление информации в удобной для использования форме и доведение ее до потребителя.

Основные цели комплексного экологического мониторинге состоят в том, что 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 так же 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.

Существует так же понятие общего мониторинга, объектом исследования которого является, по мнению академика И.П. Герасимова (1975), «многокомпонентная совокупность природных явлений, подверженная многообразным естественным динамическим изменениям и испытывающая разнообразное воздействие и преобразование ее человеком».

Для конкретизации действий и удобства рассмотрения общий мониторинг он подразделяет на следующие блоки:

- биоэкологический;

- геоэкологический;

- биосферный;

В каждый из этих блоков могут быть включены определенные виды мониторинга в зависимости от конкретных объектов наблюдения. В свою очередь, структура отдельного вида мониторинга может состоять из отдельных подсистем или подпрограмм из других видов мониторинга.

Один из вариантов структуры видов мониторинга окружающей среды представлен на схеме ниже. Приведенная на схеме структура не является полной классификацией всех возможных видов мониторинга окружающей среды. Между отдельными видами мониторинга не всегда представляется возможным провести четкую грань, поскольку отдельные виды мониторинга могут быть использованы другими или входят в их структуру.

В настоящее время наибольшую актуальность приобретает мониторинг антропогенных изменений, так как именно техногенное или хозяйственное воздействие человека на окружающую среду приносит опасные изменения в экологические системы, ландшафты, природные комплексы. Основой для этого служит фоновый мониторинг в неизмененных или малоизмененных природных комплексах.

Исключительно важное значение имеют результаты фонового мониторинга в процессе биосферного мониторинга, предназначенного для определения глобально-фоновых изменений в окружающей природной среде под усиливающимся антропогенным воздействием.

Последствиями антропогенного «давления» на биосферу могут быть изменения циркуляции газов между океаном и воздушной оболочкой Земли, погодно-климатических условий на планете, нарушение озонового слоя, загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, нарушение естественных мест обитания и путей миграции в животном мире, нарушение биогеоценозов и т.д.

И подобным нарушениям имеются веские аргументы, полученные при биосферном мониторинге.

Неотъемлемой частью биосферного мониторинга являются биосферные заповедники (заказники), позволяющие поддерживать стратегию биоразнообразия.