Лекции мудл / 4.1_Основы экологического мониторинга

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Усилия по охране природных ресурсов требуют тщательного планирования как на национальном, так и на международном уровнях. Для такого планирования требуется не только достаточно полная информация о текущем состоянии экосистем и уровне загрязнения природной среды, о превышении норм допустимых антропогенных нагрузок, кризисных и катастрофических ситуациях, но и о развивающихся в биосфере тенденциях (и отрицательных, и положительных), в том числе об эффективности принимаемых мер по охране природы и снижению загрязнения. Необходимо также своевременное оповещение о вновь возникших опасностях.

В принципе систематические наблюдения за состоянием природной среды ведутся людьми на протяжении всей истории. Жрецы Древнего Египта тщательно наблюдали за разливами Нила, их сроками и высотой подъёма воды и даже научились прогнозировать эти параметры. Аналогичные «службы» существовали, повидимому, и в Древней Месопотамии. Столетиями фиксировались сроки зацветания вишни – сакуры в Японии. Систематические научные наблюдения за погодой в Европе ведутся уже около двух веков. Все эти наблюдения сосредоточены на изменениях в природе, вызванных естественными причинами и происходящих в течение длительных интервалов времени.

Всесторонний анализ окружающей среды предусматривает оценку ее экологического состояния и влияние на нее естественных и антропогенных факторов.

Состояние биосферы, непрерывно меняющееся под влиянием естественных факторов, обычно возвращается в первоначальное. Например, изменения температуры и давления, влажности воздуха и почвы происходят в пределах некоторых постоянных средних значений. Как правило, крупные экосистемы под влиянием природных процессов изменяются чрезвычайно медленно. Существующие в мире экологические службы (например, гидрометеорологическая, сейсмическая, ионосферная и др.) проводят контроль изменения этих процессов.

Изменение состояния биосферы под влиянием антропогенных факторов происходит в более короткие временные сроки. Поэтому с целью измерения, оценки и прогноза антропогенных изменений (а прежде всего загрязнений) и ответной реакции биоты на эти изменения, создана информационная система экологического мониторинга.

Экологический мониторинг – это система наблюдения, оценки и прогнозирования состояния окружающей человека природной среды. Конечная цель

экологического мониторинга – оптимизация отношений человека с природой и экологическая ориентация хозяйственной деятельности.

Втерминах системного анализа в системе цивилизация–биосфера должна присутствовать стабилизирующая отрицательная обратная связь, включающая в себя органы, принимающие меры по охране природной среды, и систему информационного обеспечения этих органов, роль которой выполняет мониторинг ан-

тропогенных изменений природной среды и состояния возобновимых ресурсов,

сокращённо называемый экологическим мониторингом. Замкнутый контур этой обратной связи есть контур экологического регулирования.

Следует различать понятия «экологический мониторинг» и «экологический контроль». Система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации. В отношении деятельности, предполагающей принятие активных регулирующих мер, следует употреблять понятие «экологический контроль».

Экологический контроль – деятельность государственных органов, предприятий и граждан по соблюдению экологических норм и правил. Различают государственный, производственный и общественный экологический контроль. В природоохранительном законодательстве Российской Федерации государственная служба мониторинга определяется как часть общей системы экологического контроля.

Экологический мониторинг включает три основных направления деятельности: наблюдение за факторами воздействия и состоянием среды; оценку фактического состояния среды; прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Факторов, воздействующих на природную среду, очень много, и они весьма разнообразны как по характеру воздействия, так и по своей природе. Соответственно, весьма разнообразны и методы, используемые в мониторинге.

Экологический мониторинг возник на стыке экологии, биологии, географии, геофизики, геологии и других наук.

Взависимости от критериев выделяют различные виды мониторинга: биосферный (или глобальный), биологический, природно-хозяйственный, космический, климатический, и д.р.

Взависимости от степени выраженности антропогенного воздействия различают мониторинг импактный и фоновый.

Фоновый (т.е. базовый) мониторинг – это слежение за природными явлениями и процессами, протекающими в естественной обстановке, без антропогенного влияния.

Импактный мониторинг – слежение за антропогенными воздействиями в особо опасных зонах.

Взависимости от масштабов наблюдения различают мониторинг глобальный, региональный и локальный. Глобальный мониторинг – это слежение за развитием общемировых биосферных процессов и явлений (например, за состоянием озонового слоя, изменением климата). Региональный мониторинг – заключается в слежении за природными и антропогенными процессами и явлениями в пределах какого-то региона (например, за состоянием озера Байкал). Локальный мониторинг – это мониторинг в пределах небольшой территории (например, контроль за состоянием воздуха в городе).

Внекоторых случаях используют объединенную классификацию, выделяя три уровня мониторинга: это импактный (как изучение сильных воздействий локальном масштабе), региональный (как проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, характерных для экономики рассматриваемого региона) и фоновый, который осуществляется на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность.

Пункты экологического мониторинга располагают в крупных населенных пунктах, промышленных и сельскохозяйственных районах. Это города, автомагистрали, территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением пестицидов и удобрений и др.

Особую роль в системе экологического мониторинга играет биологический мониторинг, то есть мониторинг биотической составляющей экосистем. Биологический мониторинг – это контроль состояния окружающей природной среды с помощью живых организмов. Главный метод биологического мониторинга – это биоиндикация, которая заключается в обнаружении и определении биологически

иэкологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них живых организмов и их сообществ. Живые организмы, по наличию, состоянию и поведению которых можно судить об изменении в окружающей среде, называются биоиндикаторами. Так же существуют методы оценки качества объектов окружающей среды с использованием живых организмов в лабораторных условиях. Такая группа методов носит название – биотестирование.

В настоящее время основным критерием оценки окружающей среды является экологическое нормирование. В соответствии с природоохранительным законодательством РФ нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические и биологические изменения в природную среду.

Оценка качества окружающей среды осуществляется дифференцированно по следующим направлениям: качество воздушного и водного бассейна, почвенного слоя, продуктов питания и др.

Для оценки используют нормативы, которые ограничивают воздействие вредных факторов, в основе обоснования которых лежит естественная адаптационная возможность организма. При воздействии вредного вещества на организм сначала возникает адаптация, затем предболезнь и в дальнейшем при сохранении той же интенсивности воздействия развиваются различные патологические эффекты, в том числе токсические, канцерогенные, мутагенные, аллергенные и др.

Нормативы качества окружающей среды подразделяются на санитарно-гиги- енические, экологические, производственно-хозяйственные и временные.

Под гигиеническими нормативами понимают предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосфере, водоемах и почве, а также уровни допустимых физических воздействий вибрации, шума, электромагнитного и радиоактивного излучения, которые не оказывают какого-либо вредного воздействия на организм человека в настоящее время и в отдаленные промежутки времени, а также не влияют на здоровье последующих поколений.

К гигиеническим нормативам относят также токсикометрические показатели, представляющие собой концентрации, дозы вредных веществ или физические факторы, которые вызывают фиксируемые реакции организма.

Санитарно-защитные нормативы предназначены для защиты здоровья населения и обеспечения достаточной чистоты пунктов водопользования при неблагоприятном вредном воздействии источников загрязнения. Их используют при образовании санитарных зон источников водоснабжения, пунктов водопользования, а также санитарно-защитных зон предприятий.

Экологические нормативы определяют предел антропогенного воздействия на окружающую среду, превышение которого может создать угрозу сохранению оптимальных условий совместного существования человека и его внешнего окружения.

Эколого-защитные нормативы направлены на сохранение генофонда Земли, восстановление экосистем, сохранение памятников всемирного культурного и природного наследия и т.п. Они используются при организации охранных зон заповедников, природных национальных парков, биосферных заповедников, зеленых зон городов и т.п.

Производственно-хозяйственные нормативы предназначены для ограничения параметров производственно-хозяйственной деятельности конкретного предприятия с точки зрения экологической защиты природной среды. К ним относятся технологические, градостроительные, рекреационные и другие нормативы хозяйственной деятельности.

Когда по тем или иным объективным причинам не представляется возможным разработать гигиенические или технологические нормативы, устанавливают временные нормативы. По мере роста научных знаний, развития и совершенствования техники и технологии их регулярно пересматривают в сторону ужесточения с тем, чтобы воздействие на природу было минимальным.

Одним из основных источников данных при проведении экологического мониторинга являются материалы дистанционного зондирования.

В оперативном режиме и даже в реальном масштабе времени можно составлять карты лесных пожаров, наводнений, развития неблагоприятных экологических ситуаций и других опасных природных явлений. Методы дистанционного зондирования применяют для слежения за созреванием сельскохозяйственных посевов и прогноза урожая, для наблюдения за становлением и сходом снежного покрова на обширных пространствах и т.д.

Оперативное слежение и контроль за состоянием окружающей среды и отдельных ее компонентов по материалам дистанционного зондирования называют

аэрокосмическим мониторингом.

Аэрокосмические методы экологического мониторинга включают систему наблюдения при помощи самолетных, аэростатных средств, спутников и спутниковых систем, а также систему обработки данных дистанционного зондирования. Пожалуй, самая впечатляющая автоматическая система по контролю качества окружающей среды была реализована в «Луноходе».

Особое значение имеют геоинформационные системы (ГИС), которые являются отражением общей тенденции привязки экологических данных к пространственным объектам. Это сложные и многофункциональные инструменты, используемые для работы с данными о Земле.

С помощью ГИС специалисты могут оперативно спрогнозировать возможные места разрывов трубопроводов, проследить на карте пути распространения загрязнений и оценить вероятный ущерб от них для природной среды, вычислить объем средств, необходимых для устранения последствий аварии. С помощью ГИС можно отобразить промышленные предприятия, осуществляющие выбросы вредных веществ, розу ветров и грунтовые воды в окружающей их местности и смоделировать распространение выбросов в окружающей среде.

Как считают некоторые специалисты, дальнейшая интеграция ГИС и экологического мониторинга приведёт к созданию мощных экологических информационных систем с плотной пространственной привязкой.

1.Колесников С. И. Экология: Учебное пособие. – М.: Издательско-тор- говая корпорация «Дашков и Ко»; Ростов н/Д: Наука-Пресс, 2007. – 384 с.

2.Гальперин М. В. Экологические основы природопользования: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. - 256 с: ил. - (Серия «Профессиональное образование»).