Экологический мониторинг
Экологический мониторинг – это информационная система, созданная в целях наблюдения и прогнозов изменений в окружающей среде для того, чтобы выделить антропогенную составляющую на фоне остальных природных процессов. Схема системы экологического мониторинга приведена на рис. 29.
Рис. 29. Схема системы экологического мониторинга
Одним из важных аспектов функционирования мониторинговых систем является возможность прогнозирования состояния исследуемой среды и предупреждения о нежелательных изменениях ее характеристик.
Под мониторингом подразумевают систему слежения за какими-то объектами или явлениями. Потребность в общем мониторинге человеческой деятельности непрерывно возрастает, так как только за последние 10 лет синтезировано более 4 млн. новых химических соединений, ежегодно производится около 30 тыс. видов химических веществ. Мониторинг за каждым из веществ нереален. Он может вестись лишь обобщенно за интегральным воздействием хозяйственной деятельности человека на условия собственного существования и на природную среду.
Виды экологического мониторинга
По масштабам различают мониторинг базовый (фоновый), глобальный, региональный, импактный.
по методам ведения и объектам наблюдения: авиационный, космический, окружающей человека среды.
Базовый мониторинг выполняет слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний.
Глобальный мониторинг осуществляет слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли и ее экосфере, включая все их экологические компоненты (основные материально-энергетические составляющие экологических систем) и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях.
Региональный мониторинг производит слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы.
Импактный мониторинг – это мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.
Мониторинг окружающей человека среды осуществляет слежение за состоянием окружающей человека природной среды и предупреждение создающихся критических ситуаций, вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов (табл. 4).
Реализация мониторинга требует использования достаточно широко развитого математического обеспечения, включающего комплексы математических моделей изучаемых явлений.
Разработка модели конкретного явления или природной системы связана с выбором ее концептуальной структуры и наличием замкнутого пакета машинных программ. Наиболее распространенным типом моделей являются наборы дифференциальных уравнений, отражающие биологические, геохимические и климатические процессы в изучаемой системе. При этом коэффициенты уравнений либо имеют конкретный смысл, либо определяются косвенным образом через аппроксимацию экспериментальных данных.
Моделирование реальной природной системы, в основе которой заложены экспериментальные данные, и проведение над ней многочисленных экспериментов позволяют получить количественные оценки взаимодействий различных компонентов сообществ как в природных системах, так и сформировавшихся в результате вторжения в природную среду хозяйственной деятельности человека.
|
Таблица 4 Система наземного мониторинга окружающей среды (по И. П. Герасимову, 1981)
| |||
|
блок мониторинга |
Объекты мониторинга |
Характеризуемые показатели |
Службы и опорные базы |
|
Биологический (санитарный) |
Приземный слой воздуха |
ПДК токсических веществ Физические и биологические раздражители (шумы, аллергены и др.) |
Гидрометео-рологическая, водохозяй-ственная, санитарно-эпидемиоло-гическая |
|
Поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки и выбросы | |||
|
Радиоактивные излучения |
Предельная степень радиоизлучения | ||
|
Геосистемный (хозяйственный) |
Исчезающие виды животных и растений |
Функциональная структура природных экосистем и ее нарушения | |
|
Природные экосистемы |
Популяционное состояние растений и животных | ||
|
Агросистемы |
Урожайность сельско-хозяйственных культур | ||
|
Лесные экосистемы |
Продуктивность насаждений | ||
|
Биосферный (глобальный) |
Атмосфера (тропосфера) и озоновый экран |
Радиационный баланс, тепловой перегрев, газовый состав и запыление |
Междуна-родные биосферные станции |
|
Гидросфера |
Загрязнение больших рек и водоемов; водные бассейны, круговороты воды на обширных водосборах и континентах | ||
|
Растительный и почвенный покровы, животное население |
Глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животных Глобальные балансы СО2 и О2 Крупномасштабные круговороты веществ | ||