Читать книгу Основы экологии - Иван Жмыхов - Страница 12

Мониторинг окружающей среды представляет собой систему наблюдений за состоянием окружающей среды для своевременной оценки возможных изменений физических, химических и биологических процессов, уровня загрязнения атмосферного воздуха, почвы, водных и других природных объектов, предупреждения и устранения негативных явлений, а также обеспечения заинтересованных организаций и населения текущей и экстренной информацией об окружающей среде и прогнозе ее состояния. Экологический мониторинг является основным инструментом для решения проблем взаимодействия человека и окружающей среды, ресурсо- и энергосбережения, рационального природопользования и других вопросов хозяйственной деятельности.

Интерпретация термина «мониторинг» (от лат. monitor – наблюдающий, предостерегающий) очень хорошо подходит к современному пониманию задачи мониторинга окружающей среды: наблюдение за состоянием экосистем, контроль их динамики и прогноз возможных изменений с целью управления ими.

Данные мониторинга необходимы для разработки конкретных мер по предупреждению критических, опасных и вредных для экосистемы и здоровья человека ситуаций, сохранения популяций организмов и их сообществ. В общем виде мониторинг окружающей среды можно представить в виде блок-схемы (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Блок-схема мониторинга окружающей среды

Объектами мониторинга экосистем являются: их структура, динамика и ритмика; биосферные станции и заповедники; загрязнение почвы, воды и воздуха; изменение газовых составляющих атмосферы.

В зависимости от характера и объема задач, решаемых мониторингом, различают следующие его виды:

• локальный (импактный) – контролирует выбросы предприятий, оценивает степень загрязнения промышленных и прилегающих к ним территорий в локальном масштабе;

• региональный — предназначен для сбора и анализа данных о загрязнении среды на всей территории региона, проведения научных исследований и разработки рекомендаций по охране окружающей среды в данном регионе;

• фоновый – предназначен для фиксации фонового состояния окружающей среды, осуществляется в рамках программы «Человек и биосфера». Он проводится, как правило, на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность. Все превышения концентраций загрязняющих веществ над фоновыми регистрируются и контролируются соответствующими органами экологического надзора;

• национальный – направлен на получение информации от региональных систем, от искусственных спутников Земли и космических орбитальных станций, предназначен для раз работки комплексных мер по охране окружающей среды государства;

• глобальный – используется для исследований и охраны природы в рамках международных соглашений.

Контроль за состоянием окружающей среды может быть непрерывным, периодическим и с помощью экспресс-методов. Он базируется на физико-химических, спектральных, хроматографических, оптических, лазерных и радиометрических анализах воздуха, воды или почвы. Кроме того, экологический мониторинг осуществляется методами подсчета видов растений на определенной территории и учета поголовья диких животных и птиц, учета гнездований птиц и изучения путей их миграции.

Национальная система мониторинга окружающей среды (НСМОС), созданная в 1993 г., является структурным элементом мониторинга стран СНГ и Европы. Включает в себя медицинский, биологический, импактный и комплексный экологический мониторинг.

На структурной схеме организации НСМОС показаны основные исполнители мониторинга (рис. 1.3).

Мониторинг атмосферного воздуха заключается в наблюдениях за региональными и глобальными потоками загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, атмосферных осадках и снежном покрове в 18 городах, в которых проживает 81,3 % населения республики. Всего контролируется 32 вещества, в том числе оксид углерода, диоксиды азота и серы, взвешенные вещества, формальдегид, фенол.

Мониторинг поверхностных вод состоит из наблюдений за естественными водоемами и водотоками. Гидрохимические наблюдения ведутся на 83 водных объектах. С ними в комплексе на 74 объектах ведутся гидробиологические исследования. Определяется концентрация в воде 80 веществ, степень загрязнения природных водных объектов и его прогноз.

Радиационный мониторинг включает в себя наблюдения за мощностью экспозиционной дозы гамма-излучения, за уровнем радиоактивных выпадений из приземного слоя атмосферы, за содержанием радиоактивных аэрозолей в воздухе. Кроме того, контролируется радиоактивное загрязнение вод и почв, лесной и сельскохозяйственной растительности, продуктов питания.

Мониторинг животного мира проводится с целью контроля за популяциями и сообществами наиболее показательных (массовых) видов животных – диких копытных и птиц, а также фиксирования биоразнообразия в республике. Для этого отмечают видовой состав, плотность, экологическое распределение наиболее массовых видов животных и птиц.

Рис. 1.3. Структурная схема организации Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь

Мониторинг подземных вод включает в себя 34 поста фонового ранга и 36 постов регионального ранга. Объектами исследования являются скважины подземных вод. В состав контролируемых показателей входят основные ионы, железо, марганец, фтор, соединения азота, растворенные органические вещества, пестициды и тяжелые металлы.

Локальный мониторинг проводится в целях наблюдения за источниками вредного воздействия на окружающую среду и состоянием окружающей среды в районе их расположения, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды и вредного воздействия на нее. В состав локального мониторинга входят наблюдения за источниками атмосферного воздуха (соблюдение нормативов допустимых выбросов), за сбросом сточных вод в поверхностные и подземные воды (соблюдение нормативов допустимых сбросов), земли (включая почвы) в районе расположения выявленных или потенциальных источников их загрязнения.

Исполнителями являются природопользователи, осуществляющие эксплуатацию источников вредного воздействия на окружающую среду. Локальный мониторинг проводится в соответствии с Инструкцией о порядке проведения локального мониторинга окружающей среды юридическими лицами, осуществляющими эксплуатацию источников вредного воздействия на окружающую среду, утвержденной Постановлением Минприроды № 20 от 22.07.2004 г. Методическое руководство проведением локального мониторинга осуществляют Минприроды и его территориальные органы.

Мониторинг озонового слоя осуществляется на двух станциях в Минске, где ведутся наблюдения за общим содержанием атмосферного озона, его вертикальным распределением, регистрируются биологически активное ультрафиолетовое излучение и состояние озонового слоя над территорией республики. Все полученные данные передаются в Мировой банк данных по озону, а также в Росгидромет в соответствии с международными соглашениями, подписанными Республикой Беларусь.

Мониторинг лесов осуществляется на всей территории республики. В качестве базовой технологии мониторинга объектами наблюдений являются крупные массивы лесов (16×16, 8×8 или 4×4 км) около крупных городов. Контролируется процент дефолиации (опадания листвы) листьев и хвои, их цвет, степень повреждения листового аппарата, процент усыхающих ветвей, содержание основных элементов питания в листве и хвое, состав лесной подстилки и лесных почв и т. д. Здесь же проводится эколого-мелиоративный мониторинг земель в составе Гослесфонда Беларуси, целью которого является выявление изменений, происходящих на лесных заболоченных землях под влиянием мелиорации с целью разработки эффективных мероприятий по лесохозяйственному использованию мелиорированных земель.

Мониторинг земель (почв) состоит из мониторинга земельного фонда (контроль за структурой земельного фонда, его качественного состояния по видам и категориям земель), агропочвенного мониторинга (контроль за свойствами почв, эрозионными процессами, влиянием удобрений и осушения) и мониторинга агротехногенно-загрязненных почв (контроль за загрязнением почв в городах, в придорожных полосах, сельскохозяйственных угодий пестицидами и за глобальным фоновым загрязнением почв республики).

Геофизический мониторинг проводится с целью исследования и наблюдения за геомагнитным и гравитационным полями, их динамикой. Контролируются магнитные бури, уровни сейсмического шума, фазы сейсмических волн и др.

Объектами мониторинга растительного мира являются растительные сообщества на лугах (мониторинг луговой растительности) и в наиболее крупных озерных водоемах и водотоках (мониторинг высшей водной растительности). Определяются видовой состав, плотность популяции, продуктивность, численность и т. д.

Программы наблюдений при организации мониторинга формируются по принципу выбора приоритетных загрязняющих веществ или интегральных характеристик процессов, явлений и т. п. Определение приоритетов зависит от цели и задач конкретных программ: например, в региональном мониторинге приоритет отдается городам, водным объектам – источникам питьевого водоснабжения и местам нерестилищ рыб. В отношении сред наблюдений в первую очередь исследуют атмосферный воздух и воду пресных водоемов. Приоритетность ингредиентов определяется с учетом критериев, отражающих токсические, радиоактивные или болезнетворные свойства веществ, а также объемов их поступления в окружающую среду, способности к трансформации, степень воздействия на живые организмы и др.

Составной частью глобального мониторинга являются геоинформационные системы (ГИС), представляющие собой компьютерную систему сбора (в том числе и с помощью космических аппаратов) информации, ее хранения, выборки, анализа и графического отображения для геоэкологических исследований, составления ландшафтных карт, карт загрязненности территорий, состояния окружающей среды, почвы, лесов и других объектов. Для этого используются следующие виды мониторинга:

• аэрокосмическая съемка (фотографическая, телевизионная, радиолокационная, инфракрасная, многозональная, радиометрическая, радиационная, СВЧ и др.) с высоты 600–1000 км с использованием искусственных спутников Земли;

• аэрокосмовизуальная съемка с высоты 250–300 км с космических кораблей в масштабах 1: 200 000–1: 2 000 000;

• космовизуальные наблюдения с космических кораблей;

• съемка с высоты 10–20 км в масштабах 1: 50 000–1: 200 000 с самолетов, воздушных шаров для детальных исследований;

• аэровизуальные наблюдения с самолетов или вертолетов для оперативного анализа происходящих изменений.

Современные ГИС базируются на получении объективной космической информации с помощью фотосистем с высокой разрешающей способностью, причем за 3–5 мин съемки со спутника можно получить фотографическое изображение территории, которую пришлось бы снимать с самолета в течение двух лет.

Кроме того, на космических снимках можно выявить структуры, которые не видны или незаметны при обычных методах наблюдений (например, места глубинных разломов). В Москве ГИС используют для разработки градостроительного кадастра, территориальной схемы охраны природы, зонирования территорий, проектов детальной планировки и других целей.

В Санкт-Петербурге с помощью ГИС выявлено влияние геопатогенных зон, расположенных в местах разломов земной коры, на заболеваемость населения раком.

Высокий спрос на ГИС привел к созданию глобальных хранилищ баз данных, к которым каждый пользователь может получить доступ. Наиболее известна в мире система «GeoMedia» корпорации «Intergraph», предназначенная для профессиональных организаций, нуждающихся в получении пространственных данных ГИС в своей работе.