Лекция для бакалавров. РАЗДЕЛ 2. Мониторинг окружающей

Лекция для бакалавров. РАЗДЕЛ 2. Мониторинг окружающей
среды.
Лекция 2. Классификация мониторинга, его задачи.
2.1. Информационная система экологического мониторинга.
Основные задачи, объекты мониторинга. Схема мониторинга.
Мониторинг (от лат. monitor – напоминающий, надзирающий)
– система выполняемых по заданной программе регулярных
комплексных долгосрочных наблюдений за состоянием
окружающей среды, ее загрязнением, происходящими
природными явлениями, а также оценка и прогноз последующих
изменений. Так назывался впередсмотрящий матрос на парусном
судне.
Понятие «мониторинг» было введено мировым сообществом
в конце 60-х - начале 70-х годов, накануне Стокгольмской
конференции ООН, 1972 год.
В России оказание государственных услуг в области
мониторинга окружающей среды и ее загрязнением возложены
постановлением Правительства РФ от 23. 07.2004 г. № 372 на
Федеральную службу по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды (Росгидромет), которая в рамках Единой
государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ)
также осуществляет ведение Единого государственного фонда
данных о состоянии окружающей среды, ее загрязнении. Основной
принцип мониторинга – непрерывное слежение. Мониторинг
является важнейшей частью экологического контроля, который
осуществляет государство. Не менее важно своевременно оценить
и последствия антропогенного воздействия на биоту, экосистемы и
здоровье человека, а также эффективность природоохранных
мероприятий. Но мониторинг – это не только слежение и оценка
фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и
рекомендации по управлению состоянием окружающей среды.
Основная цель (задача) экологического мониторинга –
информационное обеспечение управления природоохранной
деятельностью и экологической безопасностью. Информационное
обеспечение осуществляется с помощью автоматизированной
информационной системы (АИС) экологического мониторинга,
которая действует по следующей схеме. АИС по каналам связи
получает данные от пунктов системы натурных наблюдений.
Пункты системы натурных наблюдений включают в себя
экспедиционные (полевые) наблюдения, стационарные (наземные
и морские) наблюдения, комплексные фоновые наблюдения за
состоянием ОС из космоса (биосферные заповедники),
дистанционное наблюдение (космическая аэросъемка).
Автоматизированная информационная система экологического
мониторинга состоит из информационно-поисковой (АИПС)
системы, предназначенной для автоматизированного сбора
данных от пунктов системы натурных наблюдений, системы
обработки данных (АСОД), системы комплексной интерпретации
данных (АСКИ), прогнозно-диагностической системы (АПДС),
системы управления (АСУ).
В задачи мониторинга входит:
-наблюдения за изменением качества окружающей среды,
факторами, воздействующими на окружающую среду;
-оценка фактического состояния природной среды;
-прогноз изменения качества среды.
Наблюдения осуществляются по физическим, химическим и
биологическим показателям. Перспективны интегрированные
показатели состояния окружающей среды. В систему экологических
наблюдений входит определение показателей опасного
загрязнения среды техногенного происхождения, например
соединений тяжелых металлов, газовых загрязнителей и т.д.
Выделяют глобальный (биосферный, фоновый), региональный
(геосистемный, природно-хозяйственный) и локальный
(биоэкологический, санитарно-гигиенический) мониторинги.
Задачами локального, биоэкологического (санитарногигиенического) мониторинга, проводимого на локальном уровне,
являются наблюдения за изменением в различных сферах
содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными,
мутагенными и иными неблагоприятными свойствами.
Постоянным наблюдением подвергаются следующие
загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных
экосистем человека:
-в атмосферном воздухе – оксиды углерода, азота, диоксид серы,
озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионуклиды,
пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды;
-в биоте – тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды,
без(а)пирен, азот, фосфор.
Тщательно исследуют и такие вредные физические воздействия,
как радиация, шум, вибрация, электромагнитные поля и другое.
Пункты экологических наблюдений располагаются в местах
концентрации населения и районах его интенсивной деятельности
с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии
связи человека (трофические и другие) с естественными и
искусственными компонентами окружающей среды. Это могут
быть территории промышленно-энергетических центров,
нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением
ядохимикатов и другие.
Одной из основных задач биоэкологического мониторинга является
наблюдение за ростом врожденных дефектов в популяциях
человека и динамикой генетических последствий загрязнения
биосферы, в первую очередь мутагенами. Экологическая опасность
их заключается в том, что мутагены поражают самое драгоценное,
что создано эволюцией живой материи, - генетическую программу
человека, а также генофонды популяций всех видов животных,
растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу.
На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за
состоянием экосистем крупных природно-территориальных
комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и
т.д., где имеются отличия от базового фона ввиду антропогенных
воздействий. Изучают трофические связи (биологические
круговороты) и их нарушения, оценивают возможность
использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах
деятельности, анализируют характер и количественные показатели
антропогенных воздействий на окружающую природную среду в
этих регионах. Например, ведут контроль за популяционным
состоянием исчезающих видов животных в пределах какого либо
региона, и т.д.
Задача глобального (фонового, биосферного) мониторинга –
обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных
изменений в биосфере в целом. Объектами глобального
мониторинга является атмосфера, гидросфера, растительный и
животный мир и биосфера в целом, как среда жизни всего
человечества. Разработка и координация глобального мониторинга
окружающей среды осуществляется в рамках ЮНЭП (орган ООН) и
Всемирной метеорологической организации. ЮНЭП – (от англ.
UNEP – United Nations Environmental Program) – программа ООН по
окружающей среде.
Основные цели (задачи) этой программы:
-организация расширенной системы предупреждения об угрозе
здоровью человека;
-оценка влияния глобального загрязнения атмосферы на климат;
-оценка количества и распределения загрязнений в биологических
системах, особенно в пищевых цепочках;
-оценка критических проблем, возникающих в результате
сельскохозяйственной деятельности и землепользования;
-оценка реакции наземных экосистем на воздействие окружающей
среды;
-оценка загрязнения океана и влияния загрязнения на морские
экосистемы;
-создание системы предупреждений о стихийных бедствиях в
международном масштабе.
В России функционирует разветвленная общегосударственная
служба наблюдения по всем службам мониторинга – локальном,
региональном и глобальном. Обобщая результаты наблюдения на
всех трех уровнях мониторинга, получают объективную картину
антропогенных и природных процессов в различных регионах
страны. С этой целью на многочисленных станциях, створах
контроля, стационарных постах, в химических лабораториях, на
самолетах, вертолетах, космических аппаратах наблюдают за
загрязнением атмосферы, вод, почв, донных отложений,
околоземного пространства, организуют слежение за состоянием
земель, минерально-сырьевых ресурсов недр, сохранностью
животного и растительного мира и т. д. С 1995 года в России
введена Единая государственная служба экологического
мониторинга. К основным ее задачам, в частности, относятся
ведение специальных банков данных, характеризующих
экологическую обстановку и гармонизацию их с международными
эколого-информационными системами, а также оценка и прогноз
состояния объектов и антропогенных воздействий на них, откликов
экосистем и здоровья населения на изменение состояния
окружающей среды.
Система наземного мониторинга окружающей среды.
Ступени мониторинга
Объекты мониторинга
Локальный
Приземный слой
воздуха
Поверхностные и
грунтовые воды,
промышленные и
бытовые стоки и
различные выбросы
Радиоактивные
излучения
Региональный
Исчезающие виды
животных ирастений
Природные
экосистемы
Агроэкосистемы
Лесные экосистемы
Популяционное
состояние видов
Их структура и
нарушения
Урожайность с/х
культур
Продуктивность
насаждений
Глобальный
Атмосфера
Радиационный баланс,
тепловой перегрев,
состав и запыление
Загрязнение рек и
водоемов, водные
бассейны, круговорот
воды на континентах
Глобальные
характеристики
состояния почв,
Гидросфера
Глобальные
Растительные и
почвенный покровы,
Характеризуемые
показатели
ПДК токсических
веществ.
Физические и
биологические
раздражители (шумы,
аллергены и др.)
Предельная степень
радиоизлучения
круговороты и
животное население растительного покрова
и животных
баланс СО2 , О2 .
2.2 Классификация мониторинга по объектам наблюдения, по
характеру обобщения информации, по масштабам воздействия,
по методам наблюдения. Классификация систем мониторинга.
Объектами мониторинга являются атмосфера (мониторинг
приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы);
атмосферные осадки (мониторинг атмосферных осадков);
поверхностные воды суши, океаны и моря, подземные стоки
(мониторинг гидросферы); криосфера (мониторинг составляющих
климатической системы).
По объектам наблюдения различают следующие виды
мониторинга: атмосферный, воздушный, водный, почвенный,
климатический мониторинг, мониторинг растительности,
животного мира, здоровья населения и т.д.
По масштабам воздействия мониторинг бывает
пространственным и временным.
По характеру обобщения информации различают
следующие системы мониторинга:
-глобальный – слежение за общемировыми процессами и
явлениями в биосфере Земли включая все ее экологические
компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных
ситуациях;
-базовый (фоновый) – слежение за общебиосферными, в основном
природными, явлениями без наложения на них региональных
антропогенных влияний;
-национальный – мониторинг в рамках (масштабах) страны;
-региональный – слежение за процессами и явлениями в пределах
какого то региона, где эти процессы и явления могут отличаться 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.
По факторам воздействия и источникам загрязнений системы
мониторинга бывают:
-мониторинг факторов воздействия – мониторинг различных
химических загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и
разнообразных природных и физических факторов воздействия
(электромагнитное излучение, солнечная радиация, 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, а также 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 и животных и контроль за динамикой
распространения химических загрязняющих веществ. Глобальной
задачей химического мониторинга является определение
фактического уровня загрязнения окружающей среды
приоритетными высокотоксическими ингредентами.
Физический мониторинг – система наблюдений за влиянием
физических процессов и явлений на окружающую среду
(наводнения, вулканизм, землетрясения, цунами, засухи, эрозия
почв, и т.д.).
Биологический мониторинг – мониторинг, осуществляемый с
помощью биоиндикаторов, т.е. таких организмов, по наличию,
состоянию и поведения 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 полученных 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 их фактического уровня
загрязнения и предупреждения о создающихся критических
ситуациях, вредных для здоровья людей и других живых
организмов. Различают КЗМОС локальный, региональный, и
фоновый, т.е. биосферный (по аналогии с классификациями систем
мониторинга).
Основные цели комплексного экологического мониторинга состоят
в том, чтобы на основании полученной информации:
-оценить показатели состояния и функциональной целостности
экосистем и среды обитания человека (т.е. провести оценку
соблюдения экологических нормативов);
-выявить причины изменений 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).
-создать предпосылки для определения мер по исправлению
возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен
ущерб, т.е. обеспечить заблаговременное предупреждение
негативных ситуаций.