Методические основы
Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:
о состоянии окружающей среды:
о причинах наблюдаемых и вероятных изменений её состояний (т.е. источниках и факторах воздействия);
о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
о существующих резервах биосферы.
Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия. Система экологического поставляет сведения, необходимые для разработки технических и экологических проектов, поддержки и контроля их осуществления.
В основные задачи экологического мониторинга входят:
наблюдение за факторами антропогенного воздействия;
наблюдение за изменениями, происходящими в окружающей среде под влиянием антропогенного воздействия;
наблюдение за состоянием здоровья населения, проживающего в зонах влияния техногенных факторов;
анализ данных, оценка и прогноз изменений состояния природной среды в целом и отдельных её компонентов под влиянием воздействующих факторов;
разработка систем управления и оптимизации антропогенного воздействия на окружающую среду.
Системы ЭМ являются информационными системами, основными задачами которой являются:
1) сбор первичной информации, ее накопление и формирование банка данных;
2) обработка и представление данных в виде различных таблиц, графиков, карт и др.;
3) оперативное обеспечение информацией, необходимой и достаточной для принятия решения и управления ситуацией.
Информационная система ЭМ является составной частью системы управления состоянием окружающей среды, поскольку информация о существующем состоянии ОС и тенденциях его изменения являются основой разработки природоохранной политики планировании социально-экономического развития территорий. Результаты оценки существующего и прогнозируемого состояния ОС в свою очередь дают возможность уточнить требования к подсистеме наблюдений (это и составляет научное обоснование мониторинга, обоснование состава и структуры сети, режимов и методов наблюдений). Блок-схема мониторинга представлена на рис. 2.
Рис. 2. Блок-схема системы мониторинга
Функциональную структуру системы ЭМ можно представить в виде комплекса четырех основных блоков: базы данных, аналитический блок, информационный блок и блок управления экологической ситуацией. Наиболее универсальным подходок определению структуры системы ЭМ является его разделение на подсистемы: наблюдения, оценка фактического состояния, прогноз состояния, оценка прогнозируемого состояния.
Система мониторинга разрабатывается применительно к существующей среде. Вместе с тем, как открытая система, она должна взаимодействовать как с вышестоящими, так и нижестоящими системами мониторинга.
Организация экологического мониторинга базируется на трех основных принципах: комплексности, систематичности и унифицированности. На основе этих принципов процесс построения системы экологического мониторинга должен включать следующие основные составляющие:
– выбор объектов мониторинга и контролируемых параметров;
– создание сети пунктов наблюдений;
– сбор, обработка и накопление информации;
– обработка полученной информации, анализ и оценка экологической обстановки;
– представление информации в удобной для использования форме;
– использование информации и результатов для принятия решений о действиях по улучшению экологической ситуации.
Системы ЭМ относятся к разряду искусственных систем. Их объектом является как естественная среда, так и антропогенная. В качестве объектов ЭМ выступает комплекс элементов окружающей среды (экологические системы, компоненты, природные среды и т.п.). Они могут нести информацию о различных своих свойствах. С многокритериальностью систем связана проблема определения контролируемых параметров. Поэтому в качестве сигналов используются не сами объекты, а их состояния. В связи с чем, важной начальной задачей экологического мониторинга является «подготовка» объекта к наблюдению.
Обоснование выбора объекта мониторинга обычно осуществляется в условиях неопределенности. Выбор одной из альтернатив проводится на основе сравнения различных следствий. Для упорядочения причинно-следственных связей объект и методы его изучения должны обладать свойствами репрезентативности, т.е. представительности данного объекта и метода исследования ко всей их совокупности, из которых сделана выборка.
По специфике объектов наблюдения и защиты выделяют мониторинг атмосферы, почв, поверхностных вод (гидрологический), подземных вод (гидрогеологический), растительных ресурсов (геоботанический), лесов, животного мира, антропогенной, транспортной, рекреационной нагрузки, медико-демографический и др.
Поступающие в систему мониторинга информационные потоки питают ее, организуют ее функции, управляют ею. В качестве сигналов об окружающей среде используются сигналы от объектов в виде различных физических, химических, биологических, экономических и других показателей. Любая поступающая в систему мониторинга информация – вероятностная. Это определяет вероятностную меру прогнозируемости или реализации экологической ситуации.
Для анализа и прогноза экологических ситуаций как в глобальном и региональном масштабах, так и в локальном необходимо знание множества геофизических и геохимических процессов, различных антропогенных эффектов и ситуаций их вызывающих. Необходимо, прежде всего, отыскивать факторы, ведущие к наиболее серьезным, долговременным изменениям в окружающей природной среде, а также выявить элементы ОС наиболее подверженные воздействию (или наиболее чувствительные), или критические, ключевые элементы, повреждение которых может вести к нарушению экосистем.
В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями, мониторинг включает три основных направления деятельности: наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды; оценку фактического состояния среды; прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.
Следует принять во внимание, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации.