Биосферный (синонимы – фоновый, глобальный) мониторинг предполагает контроль за общепланетарными изменениями в биосфере, которые связаны с деятельностью человека. Фоновый мониторинг проводят в соответствии с Глобальной системой мониторинга окружающей среды, Международной программой «Наблюдения за планетой», Программой ЮНЕСКО «Человек и биосфера», Программой ООН по окружающей среде ЮНЕП.

Основные задачи биосферного мониторинга определены в одном из разделов Международной программы «Человек и биосфера» (Man and Biosphere) и состоят в следующем:

1. Установление взаимосвязи между загрязнением, структурой и функционированием экосистем, их звеньев, популяций или отдельных организмов.

2. Определение перечня тех показателей и измерений, которые необходимы для наблюдения и оценки существующего состояния экосистемы и прогноза изменения его в будущем.

3. Анализ путей и скоростей преобразования загрязняющих веществ в экосистеме.

4. Определение критических уровней показателей окружающей среды.

В 1975 г. была организована Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) под эгидой ООН, но эффективно действовать она начала только в последнее время. Сегодня сеть наблюдений за источниками воздействия и за состоянием биосферы охватывает уже весь земной шар. Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) была создана совместными усилиями мирового сообщества (основные положения и цели программы были сформулированы в 1974 году на Первом межправительственном совещании по мониторингу). Первоочередной задачей была признана организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия.

Также в рамках программ ГСМОС Всемирная морская организация обеспечивает глобальный мониторинг Мирового океана. В 1990 г. Международный центр научной культуры (Всемирная лаборатория) предложил проект «Глобальный экологический мониторинг» с использованием военных спутниковых технологий. С 1992 г. в названном проекте участвует Российская Федерация, США, Украина; Казахстан, Литва и Китай – в качестве наблюдателя.

Определение приоритетов при организации систем мониторинга зависит от цели и задач конкретных программ: так, в территориальном масштабе приоритет государственных систем мониторинга отдан городам, источникам питьевой воды и местам нерестилищ рыб; в отношении сред наблюдений первоочередного внимания заслуживают атмосферный воздух и вода пресных водоемов. Приоритетность ингредиентов определяется с учетом критериев, отражающих токсические свойства загрязняющих веществ, объемы их поступления в окружающую среду, особенности их трансформации, частоту и величину воздействия на человека и биоту, возможность организации измерений и другие факторы.

Отметим, что приоритеты, выбранные общественными организациями при разработке программ мониторинга, могут быть сформулированы иным образом, не повторяющим ранжирование, принятое в ГСМОС. Это решение вполне оправданно, т.к. региональные и локальные приоритеты тесно связаны с экономикой региона, с местными источниками воздействия. Наконец, программа общественного мониторинга может быть связана с совершенно конкретной проблемой, которая и будет определять приоритеты в данном случае.

Программа станций фонового мониторинга предполагает регулярный отбор проб и определение следующих показателей:

1. в атмосфере – взвешенные частицы, мутность, озон, диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, сульфаты, 3,4-бензпирен, ДДТ.

2. в атмосферных осадках – свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, 3,4-бензпирен, рН.

3. в поверхностных, подземных водах, донных отложениях – свинец, ртуть, метилртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, 3,4-бензпирен, биогенные элементы.

4. в почвах – свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, 3,4-бензпирен, биогенные элементы.

На территории России станции фонового (биосферного) мониторинга действуют в заповедниках: Березинском, Приокско-Террасном, Центральном лесном, Кавказском, Астраханском, Баргузинском, Сихотэ-Алинском, Сары-Челекском, Чаткальском, Репетекском, Кроноцком, Боровое, леднике Абрамова. В пунктах – Сыктывкар, Ново-Пятигорск, Туруханск, Курган, Иркутск.

Анализ проб унифицированными методами выполняют в двух аналитических центрах – в Санкт-Петербурге и Ташкенте. Координирует и обобщает работы по комплексному фоновому мониторингу Лаборатория мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета РФ.

Современные темпы и масштабы антропогенных изменений в природе могут привести к необратимым негативным последствиям, предотвратить которые можно лишь при условии знания всех процессов, происходящих на уровне экологических систем и биосферы в целом.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите уровни мониторинга по Герасимову. Дайте полную характеристику каждому уровню.

2. Что такое импактный мониторинг? Его место в системе мониторинга.

3. Глобальная система мониторинга. Основные организации и принципы функционирования.

РАЗДЕЛ 4. ФОНОВЫЙ МОНИТОРИНГ. МЕТОДЫ ОТБОРА И КОНСЕРВАЦИИ ПРОБ

Фоновый мониторинг является основным источником мониторинговой информации. Регулярность отбора проб позволяет определить долгосрочную динамику и дать оценку состоянию окружающей среды. Как уже отмечалось выше, станции комплексного фонового мониторинга целесообразно размещать в областях с устойчивым фоном [26].

Система фонового мониторинга в основном использует станции на территории ООПТ, а также структуру Росгидромета, которая базируется на сети пунктов режимных наблюдений. За один исследуемый год показатели последней характеризуются в среднем следующими данными: наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха проводились в 334 городах Российской Федерации, из них регулярно – на стационарных постах в 255 городах и поселках, в большинстве из которых измерялись концентрации от 5 до 25 ингредиентов. Общий объем определений содержания вредных веществ в атмосферном воздухе городов и населенных пунктов за год составляет около 4 млн. проб.

Степень загрязнения почв оценивается по результатам более 30-50 тыс. определений из проб, отбираемых в отдельные годы в 300-500 хозяйствах. Загрязнение поверхностных вод суши контролируется по всем основным водотокам и водоемам. Так, за год отбирается и анализируется до 40 тыс. проб воды, выполняется около 950 тыс. определений по 160-170 гидрохимическим показателям. Гидробиологическими наблюдениями охватывается более 200 водных объектов. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводятся на 600 морских станциях.

Сеть станций наблюдения транспортного переноса вредных веществ ориентирована на западную границу Российской Федерации. На трех станциях наблюдения проводится отбор проб на атмосферные аэрозоли, диоксиды серы и азота, а также проб атмосферных осадков.

В настоящее время насчитывается около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности, осуществляемого службами Росгидромета и лесного хозяйства. Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется на 645 метеостанциях, охватывая площадь 17 млн. км². В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения рН, а также бензапирен и тяжелые металлы.

Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАПМОН) состоит из станций трех типов:

1. Базовые;

2. Региональные;

3. Региональные с расширенной программой.

На территории России шесть станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) расположены в биосферных заповедниках (указаны выше). Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно-электрических характеристик. Наблюдения за этими компонентами входят в обязательную программу исследований в рамках ГСА (глобальной службы атмосферы) БАПМОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей. Наблюдения за радиационной обстановкой на территории Российской Федерации ведутся ежедневно. Более чем на 1300 метеостанциях измеряются уровни радиации на местности, на 300 пунктах – уровни радиационных выпадений (на 50 из них – концентрации). Кроме того, проводятся интенсивные работы по обследованию территорий, пострадавших после аварии на Чернобыльской АЭС, в том числе подворные обследования в населенных пунктах на территории с плотностью загрязнения более 5 Ки/км².

В Росгидромете создана система оперативного выявления и расследования опасных эколого-токсикологических ситуаций, связанных с аварийным загрязнением окружающей природной среды.