6.3 Принципы обеспечения качества окружающей среды

В настоящее время и в обозримом будущем человек в своей хозяйственной и бытовой деятельности не сможет не загрязнять отходами водные объекты, атмосферный воздух и почву. Чем выше уровень потребления в обществе, тем сильнее нагрузка на природную среду, тем больше опасности для природных экологических систем, для живых организмов и в первую очередь, для человека.

В условиях невозможности перехода к безотходным технологиям, неизбежности промышленных выбросов (сбросов), необходимости удовлетворения качества среды экологическим требованиям человека, действует основной принцип обеспечения качества окружающей среды – ограничение содержания вредных веществ в воздухе и в воде, в местах пребывания людей, в почве, в продуктах питания.

6.4 Мониторинг окружающей природной среды

6.4.1 Понятие мониторинга, его виды

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

Термин «мониторинг» образован от лат. тоnitоr – 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 г.: 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.

Согласно закону РФ «О гидрометеорологической службе» (1998 г.), мониторинг ОПС – долгосрочные наблюдения за состоянием ОПС, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния природной среды и ее загрязнения.

Основные задачи экологического мониторинга антропогенных воздействий:

• 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 изменения природной среды под влиянием факто­ров антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого со­стояния природной среды.

6.4.2 Классификация видов мониторинга

Мониторинг включает в себя следующие основные практичес­кие направления (рис. 14):

• наблюдение за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на нее;

• оценку фактического состояния окружающей среды и уровня ее загрязнения;

• прогноз состояния окружающей среды в результате возможных загрязнений и оценку этого состояния.

Различают несколько видов мониторинга. По территориальному признаку выделяют локальный, региональный и глобальный (биосферный) мониторинга. По используемым методам – наземный, авиационный и космический. По методам исследований – химический, биологический, физический и др.

Локальный мониторинг обычно ведут применительно к отдельным объектам, например, лесным, водным, горным, которые чаще всего подвержены интенсивным антропогенным воздействиям. Его конечная цель состоит в обеспечении такой стратегии хозяйствования, при которой концентрации приоритетных загрязняющих веществ антропогенного происхождения не выходят за допустимые пределы (ПДК). Разновидность локального – импактный мониторинг осуществляется, как правило, в особо опасных зонах и местах.

Рис. 14. Схема мониторинга

Региональный мониторинг – слежение за процессами и явлениями в пределах значительного по площади района, который обычно отличается от соседних по природным условиям. Это, например, природные зоны, ландшафтные комплексы, рекреационные территории вокруг городов и т. п.

Глобальный мониторинг проводится с целью получения информации о биосфере в целом или об отдельных биосферных процессах, в частности, изменении климата, состоянии озонного экрана и т. п. Конкретные цели глобального мониторинга, а также его объекты определяются в ходе международного сотрудничества в рамках различных международных соглашений и деклараций.

Известно, что антропогенные изменения развиваются, в отличие от природных, гораздо быстрее и последствия их весьма опасны, поскольку они могут стать необратимыми. Поэтому важно иметь информацию об исходном состоянии изучаемого объекта до начала антропогенного воздействия. В случае невозможности получения такой информации (что часто имеет место на практике), она может быть реконструирована (смоделирована) по имеющимся данным, полученным за относительно большой промежуток времени. Это может быть сделано, например, по результатам наблюдения за составом ледников, состоянием древесных колей, которые относятся к периоду, предшествовавшему началу заметного антропогенного воздействия, а также по данным, полученным в местах, удаленных от источника загрязнения. В этом случае проводится фоновый мониторинг, или мониторинг фонового загрязнения ОС. Укажем, что природный фон – естественная концентрация или степень воздействия природных веществ и других агентов на что-либо.

Ныне создана мировая сеть станций фонового мониторинга, которая охватывает все типы экосистем: наземные (лесные, степные, пустынные, высокогорные) и водные (морские и пресноводные). Эта работа осуществляется под эгидой Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП). На территории России в 11 биосферных заповедниках расположены станции комплексного фонового мониторинга; они являются частью глобальной международной наблюдательной сети.

Наземный мониторинг проводится, во-первых, для уточнения данных, полученных с космических или авиационных аппаратов, а во-вторых, для наблюдений, которые не могут быть осуществлены другими методами. К таковым, например, может быть отнесено определение физических или химических параметров приземного слоя воздуха и почв, растительности или вод. При этом часто используют живые организмы – биоиндикаторы. Например, по покраснению хвойных иголок можно судить о содержании в атмосферном воздухе кислых газов (SО₂). Отдельные виды лишайников используют как показатели присутствия определенных загрязняющих веществ.

Авиационный мониторинг ориентирован на региональные или локальные явления. Например, он широко используется в целях инвентаризации лесов, выявления площадей, пораженных пожарами, промышленными загрязнениями, вредителями.

Космический мониторинг позволяет составить представление об отдельных изменениях в биосфере, которые при других методах не выявляются.

Первый экологический искусственный спутник Земли (ИСЗ) «Космос-1906» был запущен в конце 1987 г. Программа полета таких ИСЗ предусматривает получение и обработку данных дистанционного зондирования Земли, выполнение съемок ряда территорий СНГ, Антарктиды и Мирового океана. На основе космической информации ведутся планомерные широкомасштабные исследования природных ресурсов, окружающей среды, изучаются результаты воздействия на нее хозяйственной деятельности.

Спутник мгновенно может обеспечить съемку от 8 до 40 тыс. км² земной поверхности, а за 10 мин работы – около 1 млн км². Такой огромный объем информации обрабатывается, естественно, с применением ЭВМ. С помощью спутниковых данных изучают изменение границы тундры и лесотундры (это характеризует динамику глобального потепления), динамику и состояние лесов, определяют очаги распространения вредителей сельскохозяйственных культур, отслеживают динамику растительности. В настоящее время в народном хозяйстве по материалам космических съемок решается около 300 различных задач, и перечень их продолжает расти.

Единая государственная система экологического мониторинга России создана с целью наблюдения за происходящими в ОПС физическими, химическими, биологическими процессами, за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов, последствия его влияния на растительный и животный мир, обеспечения заинтересованных организаций и населения текущей и экстренной информацией об изменениях в окружающей среде, предупреждения и прогноза ее состояния.

В зависимости от принципа классификации имеются различ­ные системы мониторинга (табл. 9).

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.

При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды: а) проводится постоянная оценка экологи­ческих условий среды обитания человека и биологических объек­тов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной целостности экосистем; б) созда­ются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не до­стигаются.

Таблица 9

Классификация систем (подсистем) мониторинга

Принцип классификации	Существующие или разрабатываемые системы (подсистемы) мониторинга
Универсальные системы	Глобальный мониторинг (базовый, региональный, импактный уровни), включая фоновый и палеомониторинг. Национальный мониторинг (например, общегосударственная служба наблюдения и контроля за уровнем загрязнения внешней среды). Межнациональный мониторинг (например, мониторинг трансграничного переноса загрязняющих веществ)
Реакция основных составляющих биосферы	Геофизический мониторинг. Биологический мониторинг, включая Генетический. Экологический мониторинг (включающий вышеназванные)
Различные сферы	Мониторинг антропогенных изменений (включая загрязнения и реакцию на них) в атмосфере, гидросфере, почве, криосфере и биоте
Факторы и источники воздействия	Мониторинг источников загрязнения. Ингредиентный мониторинг (например, отдельных загрязняющих веществ, радиоактивных излучений, шумов и т. д.)
Острота и глобальность проблемы	Мониторинг океана. Мониторинг озоносферы
Методы наблюдения	Мониторинг по физическим, химическим и биологическим показателям. Спутниковый мониторинг (дистанционные методы)
Системный подход	Медико-биологический (состояния здоровья) мониторинг. Экологический мониторинг
	Климатический мониторинг. Вариант: биоэкологический, геоэкологический, биосферный мониторинг

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 мониторинга состоят в том, чтобы 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 также 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.

Руководит проведением государственного мониторинга Министерство природных ресурсов РФ, оно же является федеральным органом исполнительной власти, проводящим государственную политику в области изучения, использования и охраны природных ресурсов.

В Российской Федерации функционируют несколько ведом­ственных систем мониторинга: например, служба наблюдения за загрязнением окружающей среды Росгидромета, служба монито­ринга водных ресурсов Роскомвода, служба агрохимических на­блюдений и мониторинга загрязнений сельскохозяйственных зе­мель Роскомзема и др.

Российское космическое агентство проводит экологический мониторинг территорий и объектов, загрязненных компонентами ракетного топлива. Ныне создана комплексная система экологического мониторинга космодромов России, а также космодрома Байконур, расположенного на территории суверенного государства Казахстан.