Глава 3. Экологический мониторинг

3. 1. Общие положения, основные задачи и принципы экологического мониторинга

Эффективность природоохранных мероприятий может быть обеспечена только при наличии полной, достоверной и своевременной информации о состоянии и тенденциях изменения природной среды в целом или отдельных ее объектов (атмосферного воздуха, вод, почвы и др.). Такой информационной системой является экологический мониторинг.

Согласно «Концепции Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь», под экологическим мониторингом следует понимать «систему проводимых по определенной программе длительных, регулярных наблюдений за природными средами, природными ресурсами, растительным и животным миром, источниками антропогенного воздействия с целью оценки настоящего состояния и прогноза изменения в будущем».

Основное назначение мониторинга – обеспечение всех уровней управления необходимой экологической информацией для определения стратегии природопользования, а также принятия оперативных управленческих решений.

Экологический мониторинг представляет собой многоцелевую информационную систему, выполняющую следующие основные задачи: наблюдение за состоянием окружающей среды; оценка фактического состояния и прогноз изменения в будущем; определение степени воздействия на окружающую среду, а также определение факторов воздействия, выявление их источников и оценка этих факторов и источников; подготовка режимной информации (кадастры, ежегодники, экологические бюллетени, обзоры и др.) для органов управления и общественности; краткосрочные и долгосрочные прогнозы, оповещения о катастрофах, стихийных бедствиях и экологически опасных явления.

Следует помнить, что экологический мониторинг является необходимым звеном управления природной средой, однако, сама система экологического мониторинга не включает каких-либо элементов управления, регулирования качества окружающей среды.

Этим система экологического мониторинга отличается от системы экологического контроля, целью которой является регулирование, управление качеством окружающей среды.

Система мониторинга – это четко отлаженный механизм слежения. Построена эта система на основе знания человечества о структуре и функционировании биосферы. Чем полнее знания, тем четче и эффективнее работает механизм. Система экологического мониторинга представляет собой практическое применение научных знаний и не является разделом науки.

Мониторинг проводится по строго определенной программе, но эта программа не является абсолютной и может корректироваться в целях обеспечения наибольшей достоверности и информативности получаемых данных.

Основные объекты мониторинга:

• природные среды и ресурсы: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва, земной покров, а также животный и растительный мир, в том числе ресурсы леса;

• источники антропогенного воздействия: источники поступления в окружающую среду токсичных и экологически вредных веществ; источники, приводящие к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, природных комплексов, а также к сокращению или изменению естественной структуры биологического разнообразия; источники, приводящие к изменению ландшафта территорий;

• факторы воздействия среды обитания: химическое, биологическое, шумовое и тепловое загрязнение, электрические поля и электромагнитные излучения, ионизирующая радиация;

• состояние биоты и экосистем;

• состояние здоровья населения, поскольку характеристики состояния здоровья (хронические и профессиональные заболевания, продолжительность жизни, общая и детская смертность, генетические изменения, эпидемические вспышки и т.д.) являются одним из важных показателей качества среды обитания.

Для организации системы мониторинга состояния природной среды, позволяющей выделить изменения, вызванные антропогенными причинами, необходима детальная информация о естественных колебаниях и изменениях состояния среды. Осуществление системы мониторинга предусматривает получение и использование такой информации, это так называемый фоновый мониторинг. Фоновый мониторинг проводится в «чистых» районах, большую роль в его организации играют биосферные заповедники. Фоновые данные дает также палеомониторинг (исторический мониторинг). Фоновое состояние среды в прошлом до начала интенсивного воздействия человека можно восстановить по данным анализа годовых колец старых или уже погибших деревьев, донных отложений, годовых слоев ледников, пыльцы или створок диатомовых водорослей.

Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:

• наблюдение за состоянием природной среды, за факторами, воздействующими на окружающую среду;

• оценку фактического состояния природной среды и факторов воздействия;

• прогноз состояния природной среды и оценку этого прогнозируемого состояния.

Рассмотрим подробнее каждое из этих направлений.

Наблюдение за состоянием природной среды. Системы наблюдений можно классифицировать по типам платформ (по методологии проведения): наземная, надводная, подводная, воздушная, космическая.

Платформы могут быть подвижными и неподвижными.

По способу производства наблюдения подразделяются на прямые и опосредованные, контактные и дистанционные, ручные и автоматические (или автоматизированные), визуальные и инструментальные.

По регулярности наблюдений различают: регулярные, нерегулярные, регулярные синхронные, асинхронные, наблюдения целевых экспериментов.

Массивы данных наблюдений должны упорядочиваться по пространственным и временным признакам (географические координаты, линейные номера, квадраты, реперные сети, системы счета времени и т. д.).

Существующие сети контактных наблюдений за атмосферой, гидросферой, почвой включают гидрометеорологические посты, станции и обсерватории, научно-исследовательские стационары, опытные сельскохозяйственные и лесные станции, природные заповедники. Сети дистанционных наблюдений включают: спутники, самолеты, вертолеты, лазеры, буи и др. Дистанционные слежения за состоянием окружающей среды с помощью периодической авиационной и космической съемки, а также с помощью автоматических станций контроля являются наиболее эффективным способом получения информации.

Экологический мониторинг осуществляется с использованием двух основных методологий: 1) на базе инструментальных (физико-химических) методов, позволяющих проводить идентификацию и количественное определение широкого спектра ингредиентов; 2) на базе биологических и биофизических методов, с помощью которых возможна комплексная оценка состояния отдельных природных сред и экосистем в целом.

Важнейшей задачей методологического обеспечения мониторинга является разработка требований к данным (точность, дискретность, однородность, репрезентативность, заблаговременность представления, экономичность получения и т. д.), оптимизация систем наблюдения, выбор ключевых районов для наблюдения и др. В основе выработки таких требований и оптимизации систем наблюдения должны лежать методы объективного анализа, основанные на исследовании свойств природных полей и требований потребителя.

Мониторинг должен обеспечивать адекватное отображение состояния природных систем на всех участках спектра их пространственно-временной изменчивости. Количественное описание объектов мониторинга должно быть полным и информативным.

Вторым основным направлением работ по мониторингу является: оценка фактического состояния природной среды и факторов воздействия. У нас в Беларуси такая оценка, начиная с 1991 г., представляется в экологических бюллетенях, выпускаемых ежегодно Академией наук и Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды РБ. В бюллетенях представляется за каждый прошедший год следующая информация: климатическая характеристика года и загрязнение атмосферы; характеристика водного режима рек, водоканалов и оценка загрязнения поверхностных вод; состояние подземных вод; земельные ресурсы, их состояние и использование; растительные ресурсы и их изменение под влиянием естественных и антропогенных факторов; животный мир, его состояние, динамика, использование и охрана; образование и накопление отходов; социально-экономическая ситуация в РБ, а также некоторая другая информация.

Третье направление работ по мониторингу – прогноз состояния окружающей среды. Самое сложное направление деятельности. Прогнозы, как правило, имеют низкую оправдываемость.

Выполнение прогнозных функций мониторинга требует создания системы оптимальных экосистемных моделей, разрабатываемых на основе той или иной концепции и хозяйственных требований. В настоящее время не разработаны надежные методы экологических прогнозов. При принятии хозяйственных решений чаще используются оценки (сценарии) вероятных геоэкологических последствий проведения крупных хозяйственных мероприятий, т. е. выявление предполагаемых форм и интенсивности ответных реакций природной среды на то или иное воздействие, например, мелиоративных мероприятий.

Информационная система мониторинга должна быть построена на основе следующих принципов:

1. Длительность и регулярность наблюдений.

2. Проведение наблюдений по строго определенной программе.

3. Регламентированность, т. е. обязательность единой методологической и методической основы получения данных.

4. Статистическое обобщение наблюдаемых величин и сравнение их с доступными историческими рядами, их вероятностная оценка, пространственное осреднение.

5. Определение базовых систем мониторинга (например, мониторинг атмосферного воздуха, мониторинг поверхностных и подземных вод, медицинский мониторинг и др.) и координация их деятельности.

6. Выделение в рамках базовых систем государственных и ведомственных функциональных систем мониторинга.

7. Четырехуровенная организация структуры мониторинга (объектовый, локальный, региональный и национальный).

8. Оценка состояния окружающей среды на основе единой системы нормативов качества.

9. Создание информационной системы на базе государственных и ведомственных банков данных, обеспечивающей достоверность, непрерывность, последовательность, оперативность и репрезентативность получаемой информации.

10. Интеграция Национальной системы мониторинга в международные системы мониторинга и глобальные базы данных.

Функциональные системы экологического мониторинга. Организации, осуществляющие экологический мониторинг, подразделяются на государственные и ведомственные. Государственные организации не связаны с производственной деятельностью, в результате которой загрязняется или изменяется окружающая среда. Они выполняют исключительно наблюдательные функции или функции контроля за выполнением природоохранного законодательства. Финансируется эта деятельность из бюджета, т. е. финансирование независимое от природопользователей. Основной сбор информации осуществляется на государственной сети мониторинга. При ведении мониторинга отдельных сред (ресурсов), государственные организации, обеспечивающие на своих сетях основной объем наблюдений за состоянием данной среды, назначаются головными. Функции головных организаций: общая координация работ всех ведомств-соисполнителей; методологическое, методическое и метрологическое обеспечение работ; обобщение и анализ информации; создание прогнозов изменения среды. Обобщенные данные передаются заинтересованным министерствам и ведомствам для принятия решений и информирования населения.

Ведомственные организации ведут наблюдения за природной средой (источниками антропогенного загрязнения) при выполнениии основной производственной деятельности, связанной с загрязнением среды, или потреблением ресурсов. Финансируется ведомственный мониторинг из собственных средств предприятия. Координацию мониторинга по ведомственному мониторингу и контроль за его осуществлением проводят головные государственные организации.

Виды обслуживания потребителей продукцией мониторинга:

1. Регулярный для широкого круга потребителей. Предусматривает регулярное издание бюллетеней с определенной, заранее установленной структурой и набором параметров.

2. Регулярный специальный. Предусматривает обслуживание только постоянных потребителей, имеющих специфические запросы.

3. Разовое обслуживание по запросам.