40

Глава 2. Мониторинг окружающей среды

2.1. Общая характеристика контроля состояния природной среды

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие оценить их состояние и происходящие в них процессы под влиянием техногенной деятельности.

Экологический мониторинг – это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием техногенной деятельности.

Термин «мониторинг» образован от латинского слова «монитор» - наблюдающий, предостерегающий (так называли впередсмотрящего матроса на парусном судне). Идея глобального мониторинга окружающей человека природной среды и сам термин «мониторинг» появились в 1971 г. в связи с подготовкой к проведению Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972). Первые предложения по разработке такой системы были выдвинуты Научным комитетом по проблемам окружающей среды. Профессор Р. Мэнн в 1973 г. в постановочном аспекте изложил концепцию мониторинга, которая была обсуждена на первом Межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, февраль 1979 г.). Мониторингом Р. Мэнн предложил назвать систему повторных наблюдений одного и более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

В конце ХХ - начале ХХІ в. в Беларуси мониторинг природной среды и источников техногенных воздействий осуществляется службами Госкомгидромета, Санэпиднадзора, Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды, Министерства сельского хозяйства, Национальной академией наук и другими ведомствами.

Цель экологического мониторинга – информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью (рис.2.1).

Рис. 2.1. Общая схема проведения мониторинга

В состав мониторинга входят:

- наблюдения за изменением качества окружающей среды, факторами, воздействующими на окружающую среду;

- оценка физического состояния природной среды;

- прогноз изменения качества среды.

Наблюдения осуществляются по физическим, химическим и биологическим, иногда по специфическим показателям.

В систему экологических наблюдений входит определение показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения, например, соединений тяжелых металлов, газовых загрязнителей и т.д.

Основным источником информации при проведении оценки служат

данные, полученные в процессе наблюдений за окружающей средой. Потребность в наблюдениях (новой, дополнительной или контрольной информации) возникает на всех этапах оценки (рис.2.2).

Рис. 2.2 Последовательность и состав мониторинговых наблюдений состояния окружающей среды

Например, прогноз и оценка ожидаемого состояния атмосферы является составной частью мониторинга и основывается на изучении процессов распространения загрязняющих веществ, их превращений и влияния на различные организмы. Прогноз позволяет наметить и осуществить не только меры по уменьшению вредных воздействий, но и профилактические мероприятия.

Измерительным комплексом единого экологического мониторинга используются данные от стационарных (постоянные посты наблюдений) и мобильных (автомобили-лаборатории, аэрокосмические средства и др.) систем.

Выделяют глобальный, национальный, региональный и локальный уровни мониторинга.

Глобальный (биосферный) мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества, позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли. Наблюдения ведут базовые станции в различных регионах планеты (30-40 сухопутных и более 10 океанических). Нередко они располагаются в биосферных заповедниках (например, в Березинском биосферном заповеднике).

Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства специально созданными органами (Национальная система мониторинга окружающей среды – НСМОС – в Беларуси).

Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда поступает информация в пределах крупных районов, интенсивно осваиваемых народным хозяйством, и следовательно, подверженных техногенному воздействию.

К локальному мониторингу относятся наблюдения за воздушной средой различных зон города, промышленных предприятий. Такой мониторинг осуществляется с помощью стационарных, передвижных или подфакельных постов. Такая система имеется в большинстве крупных городов Беларуси и на крупных промышленных предприятиях.

Система наземного мониторинга окружающей среды обычно подразделяется на блоки, имеющие свои задачи и базу обеспечения (табл.2.1).

Таблица 2.1

Общая схема наземного мониторинга окружающей среды

Блок мониторинга	Объекты мониторинга	Характеризуемые показатели	Службы и опорные базы
Биологический (санитарный)	Приземный слой воздуха Поверхностные и грунтовые воды Промышленные и бытовые стоки и выбросы Радиоактивные излучения	Содержание токсических веществ Физические и биологические раздражители (шумы, аллергены и др.) Степень радиоизлучения	Гидрометеорологическая, водохозяйственная, санитарно-эпидемиологическая
Геосистемный (хозяйственный)	Исчезающие виды животных и растений Природные экосистемы Агросистемы Лесные экосистемы	Функциональная структура природных экосистем и ее нарушения Популяционное состояние растений и животных Урожайность сельскохозяйственных культур Продуктивность насаждений
Биосферный (глобальный)	Атмосфера (тропосфера) и озоновый экран Гидросфера Растительный и почвенный покров, животное население	Радиационный баланс, тепловой перегрев, газовый состав и запыление Загрязнение больших рек и водоемов; водные бассейны, круговороты на обширных водосборах и континентах Глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животных Глобальные балансы СО2 и О2. Крупномасштабные круговороты веществ	Международные биосферные станции

Рис. 2.1. Общая схема проведения мониторинга

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 людей.

Геосистемный (геоэкологический, технический блок мониторинга) включает наблюдения за изменением 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 и потепления климата из-за возникновения «парникового эффекта» и его последствия 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.

Приоритетные направления мониторинга окружающей среды.

В исследованиях факторов и источников воздействия на окружающую среду определен ряд приоритетов (табл.2.2).

Таблица 2.2

Важнейшие объекты мониторинга

Объект мониторинга	Высший приоритет
1. Территория	Города Водные бассейны, объекты питьевого водоснабжения Места нерестилищ рыб
2. Среда (компонент экосистемы)	Атмосферный воздух Пресноводные водоемы
3. Ингредиенты загрязнения: для воздуха для воды	Пыль, двуокись серы, тяжелые металлы (ртуть), окиси азота, окиси углерода, бенз(а)пирен, пестициды Биогенные продукты, нефтепродукты, фенолы
4. Источники загрязнения (в городах)	Автомобильный транспорт, тепловые электростанции, предприятия цветной металлургии

Определение приоритетов основывается на свойствах загрязнителей и возможности организации наблюдений и проводится по следующим критериям:

- размер фактического или возможного эффекта на здоровье и благополучие человека, на климат или экосистемы;

- склонность к деградации в окружающей природной среде и накоплению в человеке и пищевых цепях;

- возможность химической трансформации в физических и биологических системах, в результате чего вторичные (дочерние) вещества могут оказаться более токсичными или вредными;

- мобильность, подвижность загрязняющих веществ;

- фактические или возможные тенденции концентрации в окружающей среде и (или) в человеке;

- частота или величина воздействия;

- возможность измерений;

- значение для оценки состояния окружающей среды;

- пригодность с точки зрения всеобщего распространения для равномерных изменений в глобальной или субрегиональной программах.

Оценка загрязняющих веществ по перечисленным критериям вещества разбивается на классы, с указанием среды и типа программы измерений (табл.2.3).

Таблица 2.3

Классификация классов приоритетных загрязняющих веществ

Класс приоритет-ности	Загрязняющее вещество	Среда	Тип программы измерений
1	Двуокись серы + взвешенные частицы	Воздух	Л, Р, Г
	Радионуклиды (стронций - 90 + цезий - 137)	Пища	Л, Р
2	Озон	Воздух	Л, Г (в стратосфере)
	ДДТ и другие хлорорганические соединения	Биота, человек	Л, Р
	Кадмий и его соединения	Пища, человек, вода	Л
3	Нитраты, нитриты	Питьевая вода, пища	Л
	Окислы азота	Воздух	Л
4	Ртуть и ее соединения	Пища, вода	Л, Р
	Свинец	Воздух, пища	Л
	Двуокись углерода	Воздух	Г
5	Окись углерода	Воздух	Л
	Нефтеуглеводороды	Морская вода	Р, Г
6	Флуориды	Свежая вода	Л
7	Асбест	Воздух	Л
	Мышьяк	Питьевая вода	Л
8	Микротоксины	Пища	Л, Р
	Микробиологические загрязнения	Пища	Л, Р
	Реактивные углеводороды	Воздух	Л

Примечание: Г – глобальный, Р – региональный, Л – локальный мониторинг.

Как было отмечено выше, наблюдения по глобальному (фоновому или базовому) мониторингу проводятся в биосферных заповедниках. Сеть станций должна охватывать каждый из типов биомов на Земле. Общее количество необходимых станций оценено в 20-40 единиц. По обязательным и желательным критериям (табл.2.4) отбираются заповедники, которые можно потенциально использовать для проведения глобального фонового мониторинга.

Таблица 2.4

Критерии отбора биосферных заповедников для целей фонового мониторинга

Обязательные критерии	Желательные критерии
1. Размер заповедника не менее 2000 га. Такая площадь позволяет свести до минимума локальные воздействия и защитить от воздействия «ядро» заповедника.	1. Неосвоенные окружающие участки должны гарантировать существование буферной зоны. Этот критерий частично обусловливается площадью заповедника, поэтому он отнесен к желательным, а не обязательным.
2. Доступность. Территория должна быть доступной в разумных пределах, однако на нее должен быть ограничен доступ, например большого числа автомобилей.	2. Отсутствие нарушений в прошлом должно обеспечивать естественный характер экосистем. Поскольку на практике трудно найти такие заповедники, критерием является минимум нарушений.
3. Охрана. Заповедник должен быть взят навечно под правовую защиту.	3. Постоянный штат (более 5 человек). С увеличением штата возрастает возможность иметь в заповеднике большой объем работ, необходимый для целей мониторинга.
4. Штат работников должен быть постоянным и состоять из следующих служб: охраны; научных исследований; ухода за местностью; технических работ при проведении наблюдений.	4. Текущая научная работа: - мониторинг загрязняющих веществ. - фундаментальные экологические исследования. - изучения воздействия на среду.
5. Растительность в заповеднике должна приблизительно соответствовать основным биогеографическим типам земного шара.	5. Наличие данных: метеорологических, гидрологических, геофизических, почвенных, геогидрологических, биологических.

Наблюдения на станциях глобального фонового мониторинга носят комплексный характер и проводятся по единой программе.

Таким образом, рациональное природопользование возможно при наличии и правильном использовании информации, полученной системой мониторинга окружающей среды, экологического мониторинга.