Региональный мониторинг. Задачи и организация

Региональный мониторинг организуется на территории крупных регионов больших государств, например, таких, как: Российская Федерация, США, Канада и т.п. Региональный мо­ниторинг не только является частью национального, но и реша­ет задачи, специфические для данной территории. Кроме того, региональный мониторинг может быть международным, если регион включает море (например, Черное или Балтийское) или другие природные образования, требующие особого внимания нескольких стран, как, например, Великие озера, лежащие на границе США и Канады.

В проведении регионального мониторинга участвуют органи­зации министерств и ведомств, ответственных за национальный мониторинг, и местные природоохранные организации.

Важной подсистемой регионального мониторинга является мониторинг источников загрязнителей, на основе которого уточняется список подлежащих определению в разных природ­ных средах загрязняющих веществ, а также определяется вклад глобальных и региональных источников загрязнителей в изме­нение природной среды региона.

Результаты регионального мониторинга используются мест­ными органами управления, ответственными за природоохран­ную деятельность и принятие решений в этой области.

Сеть региональных станций наблюдения организуется с уче­том физико-географических условий, расположения промыш­ленных, энергетических и сельскохозяйственных предприятий, распределения населения в регионе.

В Российской Федерации региональный мониторинг органи­зуют и осуществляют местные органы Госкомэкологии (бывшего Министерства охраны окружающей среды и природных ресур­сов), Росгидромета, санэпидемслужбы, других министерств и ведомств, представленных в данном регионе.

Основная задача регионального мониторинга — получение бо­лее полной и детальной информации о состоянии окружающей среды региона и воздействии на нее антропогенного фактора, что не представляется возможным сделать в рамках глобального и национального мониторинга, так как в их программах нельзя учесть особенности каждого региона.

Мониторинг Московского региона

Московский регион занимает площадь, равную 47 тыс. км², его население составляет примерно 15 млн. человек, в том числе в г. Москве на площади около 1200 км² проживает почти 9 млн. человек, что приблизительно соответствует такому государству, как Нидерланды. Этим определяется важность рассмотрения мониторинга данного региона.

Для разработки управляющих и учета спонтанных антропогенных воздействий на ОС необходима следующая информация:

1. Характеристики эталона ОС (наиболее часто - в долях или единицах ПДК).

2. Характеристики состояния ОС за различные промежутки времени.

3. Характеристики выбросов загрязнителей в ОС.

4. Краткосрочные и долгосрочные прогнозы уровня загрязне­ния ОС.

При этом сами управляющие и спонтанные антропогенные воздействия на ОС могут быть:

- плановыми (с периодом, измеряемым годами), для общего улучшения состояния окружающей среды региона;

- эпизодическими (в течение нескольких суток), вызванными неблагоприятными метеорологическими условиями;

- аварийными или экстренными (в течение нескольких ча­сов), вызванными нештатными или опасными ситуациями на предприятиях.

Мониторинг различных сред биосферы Московского региона как раз и направлен на получение этой информации и содейст­вует разработке управляющих воздействий, однако современный уровень мониторинга не всегда обеспечивает необходимую опе­ративность представления информации в органы управления.

Создаваемая городская система мониторинга, схема которой представлена на рис., должна обеспечивать выполнение сле­дующих функций:

- оперативное оповещение об авариях экологического харак­тера в городе, о неблагоприятных метеоусловиях с прогнозом их неблагоприятных последствий;

- еженедельные оценки городской экологической ситуации по основным средам в форме ситуационных карт;

- расчет интегральных оценок экологической ситуации в го­роде, их наглядное представление, прогноз развития экологиче­ской обстановки (раз в квартал);

- регулярные обобщенные сводки об эпидемиологической си­туации в городе с вероятностной оценкой влияния на нее фак­торов ОС;

- составление ежегодного сводного отчета.

Система экомониторинга строится как двухуровневая, вклю­чающая:

- специализированные мониторинговые подсистемы феде­ральных, городских и ведомственных служб, территориальные центры, а также подсистемы научных учреждений и предприятий;

- общегородской информационно-аналитический центр, свя­занный со специализированными подсистемами и органами управления городом.

На первом уровне ее находятся специализированные феде­ральные, городские и ведомственные подсистемы экологическо­го мониторинга. Собранная ими экологическая информация передается на второй уровень - в общегородской информационно-аналитический центр. После обработки информация о состоянии ОС направляется в исполнительные структуры Правительства Москвы, городскую инфраструктуру и федераль­ные органы. Подсистемы могут содержать как инструменталь­ные средства для измерения экологических параметров, так и программно-аппаратные комплексы (локальные центры) для первичной обработки данных.

Для сбора, хранения, архивации и обработки всей информа­ции о состоянии ОС предназначен информаци­онно-аналитический центр (ИАЦ), создаваемый на базе компью­терной телекоммуникационной сети, абонентами которой явля­ются все заинтересованные организации. Центральный пульт (в составе ИАЦ) также обеспечивает связь по телефонным каналам с различными природоохранными предприятиями, центрами обработки информации сети наземных измерений, хранение и архивацию всей собираемой информации, ведение баз данных наблюдений и обработанной информации. Обмен информацией в настоящий момент осуществляется с помощью единой информационной сети по телефонным каналам в соответствии с регламентом обмена данными посредством пультов контроля за ситуацией.

Пульт управления за ситуацией - это относительно простой программно-аппаратный комплекс, устанавливаемый в информационно-аналитическом центре, а также в специализированных природоохранных структурах, в органах управления города, в общественных и других организациях. Он позволяет реализовать санкционированный приоритетный доступ к базам данных информационно-аналитического центра в различных режимах различным абонентам сети.

Реализация системы сдерживается недостаточностью финансирования. В 1992 г. АО "Прима-М" сдана в опытную эксплуа­тацию головная станция мониторинга загрязнения атмосферно­го воздуха для контроля окиси углерода, двуокиси серы, угле­водородов, окислов азота и метеопараметров. Завершена разра­ботка информационного, программного и методического обеспе­чения, а также изготовление технических средств для оснаще­ния автоматических станций.

Станции установлены по адресам: Сухаревская пл., Балчуг, Шаболовка, Плетешковский пер., Новый Арбат.

Силами НПО "Химавтоматика" совместно с Академией ком­мунального хозяйства разработана документация и изготовлены образцы автоматизированного поста контроля сточных и по­верхностных вод, обеспечивающего контроль загрязнений более чем по 20 параметрам. Установка постов данного типа посте­пенно осуществляется.

С 1994 г. ведется разработка и создание сети сбора и обра­ботки экологической информации г. Москвы. Участвуют АО "Прима-М", Москомприроды, МосНПО "Радон", "Мосводоканал", ГУ “Московский ЦГМС-Р”.

Разработан и утвержден регламент обмена информацией между участниками сети сбора, создано соответст­вующее программное обеспечение. С 1995 г. сеть, пройдя апро­бацию, находится в опытно-промышленной эксплуатации. Она собирает еженедельно информацию, готовит еженедельные справки, рассылает их по электронной сети участникам обмена, а на бумажном носителе — в Правительство Москвы и Моском­природы. Каждая станция сети передает информацию по теле­фонным каналам об основных загрязнителях 24 раза в сутки в АО "Прима-М", среднесуточные данные передаются в центр сбора и обработки информации.

К числу нерешенных проблем можно отнести следующие. Экологический мониторинг дает практический эффект только тогда, когда объем получаемой с его помощью информации пре­вышает некоторый минимум и когда существует исполнитель­ный орган в администрации города, который может принять и использовать информацию от системы мониторинга.

В городе пока отсутствует практика принятия управляющих решений, исходя из данных экомониторинга. В первую очередь это касается состояния воздушного бассейна, водных объектов и зеленых насаждений. Не определены параметры, при которых обязательно должны приниматься те или иные конкретные ре­шения (ограничение движения транспорта, приостановка дея­тельности предприятий, замена зеленых насаждений, очистка рек и т.д.). Поэтому накапливаемая мониторинговая информа­ция обычно остается невостребованной.

Правительство города, не вкладывая достаточные средства, получает весьма скудную и часто недостоверную информацию. Поэтому оно пока не может эффективно использовать ее в опе­ративном управлении. Кроме того, основные природопользователи Москвы все еще не заинтересованы в раскрытии полных своих мониторинговых данных для ее правительства. Средств же для создания собственной независимой системы контроля качества всех сред в городе пока нет. Поэтому Москва, как и практически все города Московского региона, слишком медлен­но создает систему мониторинга, объединяя существующие раз­розненные средства, понемногу вкладывая деньги, отодвигая сроки завершения создания системы на будущее и снижая эф­фективность работы ее отдельных частей в настоящем.

Для преодоления перечисленных объективных противоречий и правильной организации работ в администрации города соз­дан специальный исполнительный орган по управлению качеством окружающей среды. Этим органом является специализи­рованный отдел, возглавляемый министром экологии и защи­ты окружающей среды Правительства Москвы. Главной зада­чей новой экологической структуры является концентрация средств на приоритетных направлениях, таких как, например, создание информационного центра по сбору всей мониторинго­вой информации, и в первую очередь подсистемы оперативного контроля качества атмосферного воздуха.

Программа развития системы экомониторинга Москвы, отра­женная в постановлении Правительства Москвы от 22 мая 1995 г. № 435, содержит мероприятия по подключению к сети обмена данными новых организаций и по дальнейшему техническому совершенствованию измерительных подсистем. Техническое со­вершенствование предполагает модернизацию аппаратного, мате­матического и программного обеспечения всей системы в целом.

Совершенствование аппаратного обеспечения включает в себя:

- развертывание современного информационно-вычислитель­ного центра;

- организацию автоматических постов контроля качества по­верхностных вод Москвы-реки;

- создание подсистемы контроля физических факторов (прежде всего уровня шума);

- внедрение современных дистанционных средств контроля воздуха, обеспечивающих автокалибровку и увеличение необ­служиваемого срока до 30 суток.

Развитие программного обеспечения в свою очередь предполагает:

- развитие интерполяционных моделей для условий город­ской застройки (использование таких моделей позволит рассчи­тывать поле концентраций загрязняющих веществ между ста­ционарными автоматическими постами);

- внедрение экстраполяционных моделирующих программ­ных комплексов в технологический цикл мониторинга для рас­чета распространения загрязнений от источников выбросов;

- внедрение геоинформационных систем (ГИС) в систему экомониторинга.

Большинство используемых в настоящее время мониторинго­вых моделей основано на методике ОНД-86, которая не учиты­вает ряд важных для мегаполисов факторов, таких как микро­климат, застройка. Ряд моделей (типа "Зона") обладают боль­шей точностью. Для их внедрения в технологический цикл мо­ниторинга необходима разработка интерфейсных алгоритмов и программ для их стыковки с потоками входных данных, а так­же для получения приемлемых выходных форм. Областью ис­пользования таких программных пакетов остается и оценка воздействия источников выбросов на окружающую среду.

В течение последних лет в нескольких природоохранных службах Москвы, а также в АО "Прима-М" проводятся экспе­рименты по применению ГИС вместо ранее использовавшихся картографических систем. На мировом рынке ГИС наиболее известны Intergraf, ARC/INFO, MAP Info. В России до настоя­щего времени собственные ГИС не вышли еще из стадии НИ-ОКР. Наиболее известные разработаны фирмами "Киберсо", "Трисофт", Институтом географии РАН и постепенно внедряют­ся. Безусловно, отечественные ГИС могут иметь свой рынок, однако для общегородской системы экомониторинга должна быть выбрана ГИС, хорошо отлаженная и проверенная на прак­тике. Таковой, например, может быть система ARC/INFO, из­вестная на мировом рынке с 1982 г., имеющая 25 000 пользова­телей и позволяющая работать с растровыми, а также векторными форматами карт.

Основными направлениями развития экомониторинга в Мо­скве сегодня являются прежде всего его включение в совершен­ствование механизма управления качеством ОС через создание устойчивой обратной связи. Приоритетность со­циально-гигиенической направленности мониторинга делает важной необходимость соподчинения проблемы сбора и обра­ботки экологической информации с качественной и количест­венной оценкой параметров здоровья населения. В последующем это может создать реальную возможность прогнозирования со­стояния здоровья населения на базе интегральной характери­стики городской среды обитания.

Общегородская система экомониторинга г. Москвы во многом повторяет действующие в Германии, Японии, США системы. Но она уступает им по количеству точек измерения, частоте наблю­дений и надежности аппаратуры. К сожалению, недостаточно и финансирование, а также его эффективность. Например, по сравнению с Берлином Москва затрачивает примерно в два раза меньше средств (в процентах от бюджета), но в несколько раз больше на единицу оборудования.

В качестве положительной стороны можно отметить, что мо­сковская система позволяет собирать в одном вычислительном центре данные от различных организаций, достигая тем самым комплексности данных по всем средам.

В целом система соответствует сегодняшнему реальному уровню природоохранной деятельности в Москве, но не отвечает пока современным требованиям к системам экомониторинга мегаполисов развитых стран. Проблемы развития системы ле­жат не в области техники, а в области финансов и организации природоохранной деятельности в целом по России.