Дисциплина: Современные проблемы экологии и природопользования

Раздел 7: Натурология Семинар 17 Методология охраны окружающей среды

Вопрос 1. Мониторинг окружающей среды. Оценка качества окружающей среды.

Термин «мониторинг» образован от латинского слова «монитор» - наблюдающий, предостерегающий (так называли впередсмотрящего матроса на парусном судне). Идея глобального мониторинга окружающей человека природной среды и сам термин «мониторинг» появились в 1971 году в связи с подготовкой к проведению Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972). Первые предложения по разработке такой системы были выдвинуты Научным комитетом по проблемам окружающей среды (СКОПЕ).

Профессор Р. Мэнн в 1973 году в постановочном аспекте изложил концепцию мониторинга, которая была обсуждена на первом Межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, февраль 1979 года). Мониторингом Р. Мэнн предложил называть систему повторных наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

Мониторингом окружающей средыназывают регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Экологический мониторинг- это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменение состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности.

В конце XX - начале XXI в. в Российской Федерации мониторинг природной среды и источников антропогенных воздействий осуществляется службами Госкомгидромета, Санэпиднадзора, Министерства природных ресурсов, Министерства сельского хозяйства и других ведомств.

Цель экологического мониторинга- информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью (рис. 16.6).

В состав мониторинга входят:

- наблюдение за изменением качества окружающей среды, факторами, воздействующими на окружающую среду;

- оценка фактического состояния природной среды;

- прогноз изменения качества среды.

Наблюдения осуществляются по физическим, химическим и биологическим показателям. Перспективны интегрированные показатели состояния окружающей среды.

В систему экологических наблюдений входит определение показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения, например, соединений тяжелых металлов, газовых загрязнителей и т.д.

Основным источником информации при проведении оценки служат данные, полученные в процессе наблюдений за окружающей средой. Потребность в наблюдениях (новой, дополнительной или контрольной информации) возникает на всех этапах оценки (рис. 16.7).

Измерительным комплексом единого экологического мониторинга используются данные от стационарных (постоянные посты наблюдения) и мобильных (автомобили-лаборатории, аэрокосмические средства и др.) систем.

Выделяют глобальный, национальный, региональный и локальный мониторинги.

Глобальный (биосферный) мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества, позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли. Наблюдение ведут базовые станции в различных регионах планеты (30-40 сухопутных и более 10 океанических). Нередко они располагаются в биосферных заповедниках.

Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства специально созданными органами.

Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда поступает информация в пределах крупных районов, интенсивно осваиваемых народным хозяйством, а следовательно, подверженных антропогенному воздействию.

К локальному мониторингу относятся наблюдения за воздушной средой различных зон города, промышленных и сельскохозяйственных районов и отдельных предприятий. Локальный мониторинг осуществляется с помощью стационарных, передвижных или подфакельных постов. Такая система имеется в большинстве крупных городов России.

И. П. Герасимов (1981) подразделяет систему наземного мониторинга окружающей среды на блоки, имеющие свои задачи и базу обеспечения (табл. 16.2).

Биологический, или биоэкологический (санитарно-гигиенический) блок мониторинга осуществляет постоянное наблюдение за состоянием среды и ее влияния на здоровье человека. Значение этого блока мониторинга трудно переоценить. Нередко люди и не представляют, какой опасности они подвергают свое здоровье, проживая в той или иной местности. Сравнение показателей некоторых болезней на различных территориях дает возможность установить, в какой степени благоприятны или неблагоприятны условия для жизни и деятельности человека.

Геосистемный (геоэкологический, хозяйственный) блок мониторинга включает наблюдение за изменением природных геосистем и превращением их в природно-технические. Практика показывает, что прогнозы по созданию оптимальных природно-технических систем, в пределах которых может жить и работать человек без ущерба для своего здоровья, удается получить в результате тщательного изучения механизмов превращения природных геосистем в природно-технические.

Биосферный (глобальный) блок мониторинга охватывает наблюдения за параметрами геосферы в глобальном масштабе. Это наиболее сложная система наблюдений, которая позволяет прогнозировать изменения качества окружающей человека среды в глобальном масштабе. В качестве примера можно привести прогнозы по потеплению климата из-за возникновения «парникового эффекта» и его последствия для природы планеты.

Приоритетные направления мониторинга окружающей среды.

В исследованиях факторов и источников воздействия на окружающую среду определен ряд приоритетов (табл. 16.3).

Определение приоритетов основывается на свойствах загрязнителей и возможности организации наблюдений и проводится по следующим критериям:

- размер фактического или возможного эффекта на здоровье и благополучие человека, на климат или экосистемы;

- склонность к деградации в окружающей природной среде и накоплению в человеке и пищевых цепях;

- возможность химической трансформации в физических и биологических системах, в результате чего вторичные (дочерние) вещества могут оказаться более токсичными или вредными;

- мобильность, подвижность загрязняющих веществ;

- фактические или возможные тенденции концентрации в окружающей среде и (или) в человеке;

- частота и (или) величина воздействия;

- возможность измерений;

- значение для оценки состояния окружающей среды;

- пригодность с точки зрения всеобщего распространения для равномерных изменений в глобальной или субрегиональной программах.

Оценка загрязняющих веществ по перечисленным критериям вещества разбивается на классы, с указанием среды и типа программы измерений (табл. 16.4).

Наблюдения по глобальному (фоновому или базовому) мониторингу проводятся в биосферных заповедниках. Сеть станций должна охватывать каждый из типов биомов на Земле. Общее количество необходимых станций оценено в 20-40 единиц. По обязательным и желательным критериям (табл. 16.5) отбираются заповедники, которые можно потенциально использовать для проведения глобального фонового мониторинга.

Наблюдения на станциях глобального фонового мониторинга носят комплексный характер и проводятся по единой программе (табл. 16.6).

Таким образом, рациональное природопользование возможно при наличии и правильном использовании информации, полученной системой мониторинга окружающей среды, экологического мониторинга.

Система мониторинга в России.

В 90-х годах XX в. была создана Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ), рис. 16.10.

Основные компоненты Единой государственной системы экологического мониторинга:

- мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;

- мониторинг загрязнения абиотической компоненты окружающей природной среды;

- мониторинг загрязнения биотической компоненты окружающей природной среды;

- обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

В рамках Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) на территории России функционирует ряд систем мониторинга загрязнения природной среды и состояния природных ресурсов (табл. 16.8), осуществляемых на региональном и ведомственном уровне.

В конце XX - начале XXI в. в Российской Федерации мониторинг загрязнения природной средыосуществляют Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Комитет Российской Федерации по геологии и использованию недр, Министерство сельского хозяйства, Депаратмент санитарно- эпидемиологического надзора Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Государственной системой мониторинга Росгидрометанаблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха проводятся в 334 городах, в том числе регулярно - на стационарных постах в 255 городах и поселках, в большинстве из которых измеряются концентрации от 5 до 25 ингредиентов.

Структура управления на уровне города и региона представлена на рис. 16.11 и 16.12.

Система глобального атмосферного фонового мониторинга (БАПМОН) состоит из станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной программой. Шесть станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) на территории России расположены в биосферных заповедниках. Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно-электрических характеристик. За этими компонентами наблюдения входят в обязательную программу исследований в рамках ГСА (глобальная служба атмосферы) БАПМОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.

Мониторинг состояния природных ресурсоввключает системы наблюдений за атмосферным воздухом, водными, земельными, минерально-сырьевыми, биологическими ресурсами. Осуществляется единая государственная система экологического мониторинга.

Мониторинг водных ресурсовпроводится в рамках государственного водного кадастра. Учет водных ресурсов, за исключением подземных, и наблюдение за режимом проводятся в сети гидрометеорологических обсерваторий, станций и постов Росгидромета по единой в стране системе. Роскомвод обеспечивает на предприятиях, в организациях и учреждениях контроль правильности учета количества вод, забранных из водоисточников, и сброса в них использованных вод, осуществляя учет использования вод. Организации Комитета Российской Федерации по геологии и использованию недр осуществляют учет подземных вод, в том числе и эксплуатационных запасов. Контролю подлежат количество отбираемых питьевых и технических вод и распределение этого отбора по видам пользования. Наблюдения за запасами и состоянием минеральных вод, лечебных грязей, а также контроль этих запасов ведут режимно-эксплуатационные территориальные советы профсоюзов.

Мониторинг земельных ресурсовосуществляется как землепользователями, так и государственными землеустроительными органами. Инвентаризация земель проводится один раз в 5 лет. Сведения государственной регистрации землепользования, учет количества и качества земель, бонитировки почв и экономической оценки земель фиксируются в Государственном земельном кадастре.

Мониторинг минерально-сырьевых ресурсовведется на различных стадиях их освоения. Геологическое изучение недр, учет состояния и движения запасов полезных ископаемых входят в компетенцию органов Роскомнедра. Надзорную деятельность в области рационального использования минерально-сырьевых ресурсов осуществляет Госгортехнадзор России. Он же представляет собой специализированный контрольный орган, осуществляющий, наряду с надзором за состоянием безопасности работ в промышленности, надзор за соблюдением порядка пользования недрами при разработке месторождений полезных ископаемых и переработке минерального сырья.

Учет биологических ресурсовпроводится разными службами и ведомствами. На службы Главохоты РФ возложен учет охотничьих и промысловых животных. На основании имеющихся сведений составляются прогнозы рационального использования живых ресурсов. Мониторинг рыбных ресурсов ведется во всех рыбопромысловых бассейнах и в местах, наиболее подверженных антропогенному воздействию. Его осуществляют сотрудники рыбохозяйственных институтов, ихтиологических служб органов рыбоохраны, находящихся в подчинении Комитета Российской Федерации по рыбоводству. Мониторинг лесных ресурсов включает в себя учет лесного фонда, охрану лесов от пожаров, санитарно-лесопатологический контроль и контроль за рубкой и восстановлением лесов, специализированный мониторинг производственно-территориальных комплексов, зон экологического неблагополучия, северных территорий и т.д. Мониторинг строится на двух уровнях: региональном и локальном. Учет лесного фонда и фоновый мониторинг осуществляют при проведении непрерывного и периодического лесоустройства. Функционально-технологическая структура национального уровня системы мониторинга лесов включает лесоустроительные предприятия, службу лееопатологического мониторинга, включая специализированные предприятия и станции по защите леса, ПО «Авиалесохрана», ВНИИЦлесресурс, в состав которого входят аэрокосмическая экспедиция и спецпредприятие, научно-исследовательские институты отрасли и вузы.

Новейшими являются

- Системы автоматического мониторинга.

- Аэрокосмический мониторинг- это бесконтактная регистрация электромагнитного поля с вышек, самолетов, спутников и интерпретация полученных изображений для изучения состава, структуры, ритмики, динамики и состояния экосистем. Преимущества аэрокосмического мониторинга заключаются в многомасштабности и многовременности. Многомасштабность состоит в том, что можно синхронно или квазисинхронно производить съемку поверхности Земли с различной разрешающей способностью и разными уровнями естественной генерации. Это позволяет производить тематическое картирование (опознавание и выделение) и генерализацию всех пространных единиц экосистем (от глобального уровня до локального). Многовременность обеспечивает сопоставленность информации, получаемой с различной периодичностью, что является объективным критерием для выделения пространственно-временных изменений экосистем (суточных, сезонных и т.д.).

Система аэрокосмического мониторинга состоит из следующих элементов:

- банка данных исходной информации;

- регулярно (периодически) восполняемого банка аэрокосмических материалов, съемок;

- системы оперативного дешифрования (интерпретации) материалов аэрокосмических съемок.

Аэрокосмический мониторинг включает:

- составление тематических карт, отражающих распределение и состояние природных и антропогенных объектов на начало работ по мониторингу;

- осуществление регулярного картографического слежения за происходящими изменениями природных и антропогенных объектов на основании регулярно повторяемых аэрокосмических съемок.

Порядок организации и методика выполнения работ в системе аэрокосмического мониторинга представлены в таблице 16.9 и на рисунках 16.15-16.17.