Тема 3. Підсистеми екологічного моніторингу

Підсистеми виділяються у структурі локальних, регіональних і глобальних систем екомоніторингу і є орієнтовними по складових середовища і джерелах їх забруднення.

Реалізація функцій екологічного моніторингу має комплексний характер, і тому, в його базах (банках) даних здійснюється інтеграція одновидових даних, які надходять від відомчих сіток спостережень в центри екологічного моніторингу.

Відповідні бази даних є основою функціонування наступних підсистем моніторингу:

– атмосферою повітря (атмосфери);

– поверхневих вод;

– підземних вод;

– морських вод;

– грунтового покриву (педосфери);

– геологічного середовища (літосфери);

– біоти – флори і фауни (фітосфери і зоосфери);

– здоров'я населення (демосфери);

– техногенних об'єктів (техносфери);

– радіаційної ситуації.

Підсистеми моніторингу атмосфери, гідросфери, педосфери і літосфери.

Атмосфера з екологічних позицій має декілька аспектів: кліматична зональність і її вплив на природні умови і здоров'я населення, мікрокліматичні особливості території залежно від рельєфу і віддалі від морського побережжя, забруднення атмосфери трансграничними переносами, стаціонарними і пересувними джерелами забруднення, хімізм забруднення, його динаміка залежно від природних та антропогенних факторів. Забруднення повітря контролюється на сумарний викид забруднювачів, їх концентрацію в повітрі досліджуваної території, за результатом впливу на людину, рослинний, тваринний світ, споруди, будинки, тощо.

Кількісний і якісний аналіз викидів включає характеристики їх джерел, а інформація, що одержується від реалізації моніторингу, використовується для регулювання рівня викидів, надійності роботи очисних споруд, а також стратегії зниження забруднення атмосферного повітря.

Підсистема моніторингу поверхневих вод формується за басейновим принципом, сюди входять вже існуючі пункти спостережень на об'єктовому, регіональному, басейновому рівнях, так і новостворені, в тому числі й автоматизовані пункти. Інформація на басейновому рівні накопичується в банках даних. Аналогічні вимоги ставляться до моніторингу підземних вод. Об'єкти моніторингу – води водоносних горизонтів, окремих гідрологічних одиниць.

Екологічний моніторинг педосфери досліджує екологічні зміни земельних ресурсів, деградацію грунтів під впливом ерозії, виносу гумусу та інших складових грунту, його хімічне забруднення. Основна мета моніторингу грунтів – оцінка і прогноз їх родючості, контроль за забрудненням, процесами деградації (дегуміфікацією, ущільненням, ерозією, засоленням тощо).

Екологічний моніторинг літосфери займається дослідженням ендогенних і екзогенних процесів, геофізичних полів, які впливають на здоров'я населення. Підсистема моніторингу літосфери забезпечує:

– реєстрацію розподілу і концентрації токсичних елементів, з'єднань і радіонуклідів в абіоатичній частині екосистем всіх рівнів;

– прослідковування шляхів міграції і ідентифікацію хімічно активних форм токсичних елементів і радіонуклідів у навколишньому середовищі;

– ретроспективну оцінку регіональних і глобальних фонових рівнів, які передували епосі техногенезу, коректування фонових характеристик з урахуванням їх еволюційних глобальних характеристик;

– картування літосфери на основі геоморфологічного і ландшафтного підходу.

Підсистема біологічного моніторингу.

До оцінки стану флори і фауни входить визначення відгуків різних біологічних систем як на окремі забруднення і екотоксиканти, так і на їх комбінований вплив. Для цього необхідні високочутливі тест-системи. якими можуть бути мікроорганізми, рослини, тварини і людина. Найбільшою чутливістю до різного роду впливів володіють ділимі клітини, тому цитогенетичний аспект являє собою особливу значимість для діагностики ще невидимих на організмовому рівні негативних наслідків техногенезу.

Для здійснення біологічного моніторингу має значення встанонлення взаємозв'язку між кількісним і інградієнтним складом екотоксикантів, реакціями чутливих тест-систем і здоров'ям населення.

Біологічний моніторинг має в собі медико-генетичний аспект, який передбачає спостереження за станом різних біосистем і людини, облік неспецифічних змін, а також виявлення мутагенів і канцерогенів у навколишньому середовищі і продуктах харчування, направлене на зниження ризику виникнення онкологічних захворювань.

Підсистема моніторингу техногенних об'єктів і радіаційної безпеки.

Метою моніторингу техносфери (антропогенного середовища) є, в першу чергу, охорона здоров'я і забезпечення достатнього рівня безпеки техногенного ризику для населення і природних екосистем.

Середовище існування, створене людиною, стає все більш небезпечним для її життя. В багатьох промислових регіонах, великих містах спільні дії факторів забруднення середовища перевищують адаптаційні можливості людського організму і приводить до погіршення здоров'я населення і генетичних порушень.

Підсистема моніторингу техносфери призначена для оперативного контролю за наглядом гранично-допустимих характеристик техногенних об'єктів і швидкого реагування для попередження чи локанізації аварій і катастроф. Простозово-часовий масштаб і структура засобів підсистеми визначаються особливостями розміщення і технології конкретних об'єктів контролю.

Цільова функція підсистеми радіаційного моніторингу базована на оцінці тих чи інших наслідків, які представляють собою ризик для людини, для біосфери, ризик незворотних змін для абіоти і техносфери.

Методологія прийняття рішення в надзвичайних екологічних ситуаціях розробляється на основі системного аналізу типових ситуацій, проявів і характеристик визначень конкретної катастрофи чи аварії. Аналіз типових ситуації проводиться спеціалістами на основі комплексу математичних моделей і експертних систем, а рекомендації по попередженню чи ліквідації наслідків надзвичайних екологічних ситуацій орієнтуються на органи адміністративної влади відповідного рівня.

Оперативна інформація про НЕС забезпечується спеціальними комплексами засобів нагляду і спільно з даними інших підсистем дозволяє визначити шкоду від аварії, необхідні ресурси для її ліквідації чи локалізації негативних наслідків.

Підсистема моніторингу демосфери і здоров'я людини.

Екологія демосфери, екологічні причини хвороб людини – важливе завдання екологічного моніторингу. Всі інші компоненти екосистем – абіота, біота, техносфера вивчаються з метою оптимізації екологічних умов життя людини, збереження її здоров'я, забезпечення передачі нормальної генетичної інформації наступним поколінням.

моніторингу

У зв’язку з тим, що екологічна ситуація може змінюватись досить швидко, найголовнішою особливістю екологічних спостережень є обов’язкова їх періодичність. Звідси випливає необхідність оперативної обробки моніторингових даних, для того, щоб результати такої обробки забезпечили потрібну оперативність прийняття рішень.

Основною метою застосування інформаційних технологій при проведенні екологічного моніторингу є інформаційне забезпечення для розробки і прийняття управлінських рішень. При цьому автоматизуються процеси вводу, обробки і надання інформації. Важливо відображати результати моніторингу у формі, зрозумілій широкому колу фахівців.

Розробка автоматизованих систем екологічного моніторингу повинна базуватися на існуючих технічних і програмних засобах, які потрібно адаптувати і удосконалити до специфіки екологічних завдань. Найбільш важливим і трудомістким у створенні таких систем є формування і управління базами і банком даних. Помилки і неточності, допущені на стадії формування інформації, призводять до помилкового результату і прогнозу.

Крім забезпечення достовірної первинної інформації важливо забезпечити можливість інформаційного стикування усіх суб’єктів моніторингу у державі. Екологічний моніторинг необхідно проводити по єдиному галузевому чи інформаційному стандарту.

Взаємодія суб'єктів моніторингу здійснюється відповідно до положення про інформаційну взаємодію, яке розробляється, погоджується та затверджується на стадії створення системи моніторингу.

Передумовою розроблення положення про інформаційну взаємодію є визначення інформаційних потреб основних користувачів інформації моніторингу. Для визначення інформаційних потреб необхідно провести попередній збір, комплексний аналіз та оцінку інформації про існуючий стан об'єктів довкілля і факторів впливу на них на основі наявних результатів спостережень.

Визначення інформаційних потреб повинно бути диференційоване з урахуванням потреб користувача та поставленого конкретного завдання.

Джерелами інформації для проведення моніторингу можуть бути дані спостережень, звіти, кадастри, розрахунки, експертні оцінки фахівців, модельні прогнози, а також бази даних, що включають інформацію статистичного або адміністративного характеру.

Інформація може отримуватись також від організацій, у тому числі наукових, які не розташовані на адміністративній території регіону, але виконують систематичні спостереження за станом об'єктів моніторингу в цьому регіоні. Підставою для отримання інформації мають бути відповідні угоди про співпрацю.

3Програма моніторингу передбачає реалізацію пріоритетних завдань та заходів у межах досліджуваної території на певний період і залучає до виконання усіх суб'єктів моніторингу.

При встановленні пріоритетів у плануванні системи моніторингу беруться до уваги такі аспекти:

• екологічний стан окремих об'єктів навколишнього природного середовища або територій;

• виражені негативні тенденції зміни стану окремих об'єктів навколишнього природного середовища або територій;

• економічне значення окремих об'єктів навколишнього природного середовища або території;

• антропогенне навантаження на окремі території;

• особливості управління використанням природних ресурсів (басейновий принцип при управлінні водними ресурсами та ін.).

Загальна стратегія моніторингу полягає в орієнтації системи на вирішення таких інформаційних завдань:

• визначення показників стану та динаміки забруднення складових довкілля;

• визначення кількісних та якісних показників навантаження на складові довкілля за рахунок антропогенної діяльності та їх динаміки;

• визначення показників впливу на стан складових довкілля, що обумовлені стихійними та небезпечними природними явищами;

• визначення якісних та кількісних показників, що характеризують вплив на стан навколишнього природного середовища суміжних (прилеглих) територій.

Виходячи з цих завдань створюється мережа спостережень і розробляються програми спостережень в системі моніторингу довкілля.

Основними напрямами використання інформації є:

• оперативне забезпечення інформаційних потреб органів виконавчої влади і місцевого самоврядування у наданні відомостей про стан довкілля для прийняття управлінських рішень, контролю щодо дотримання вимог природоохоронного законодавства, екологічної безпеки, збереження природного середовища та раціонального природокористування;

• забезпечення прав населення на отримання інформації про стан довкілля;

• задоволення по запитах потреб підприємств, установ, організацій у інформації про стан довкілля для прийняття рішень щодо дотримання вимог екологічної безпеки та раціонального природокористування;

• прогнозування за результатами спостережень можливих змін стану в екосистемах, медико-біологічних та соціальних наслідків екологічної діяльності у поєднанні з соціальними факторами, оцінка ризику;

• моделювання шляхів досягнення екологічно безпечного стану та управлінських рішень щодо їх впровадження, створення моделей економічно доцільного та екологічно безпечного розвитку регіону;

• популяризація екологічних знань шляхом створення спеціальних теле- та радіопрограм, інформаційних каналів Internet, видання відповідної літератури; доведення інформації про стан довкілля регіону до населення;

• підготовлення інформації про стан навколишнього природного середовища регіону.