Венецианов Экологический мониторинг шаг за шагом

Мне представляется, что неправительственная организация Эколайн, выпускающая книгу в свет, сумела стать необходимым связующим зве/ ном между общественным экологическим движением, академическими, вузовскими кругами, предпринимателями и государственными органа/ ми, которое всемерно способствует развитию общественного диалога и взаимопонимания.

Одна из фундаментальных закономерностей экологии состоит в том, что по мере специализации видов совершенствуются их экологические ниши и уменьшается конкуренция. Этому, шаг за шагом, учит книга.

Шесть лет назад вышло первое издание книги. С тех пор мастерство авторского коллектива значительно совершенствовалось, к подготовке нового издания привлечены специалисты высокого класса, что не могло не сказаться на качестве материала. Отрадно видеть, что международные доноры продолжают оказывать поддержку инициативам отечественных экологов, способствуя распространению современной информации, столь необходимой для развития природоохранной практики в Российской Федерации.

Хочу пожелать внимательного, интересного и полезного чтения всем, кто открывает эту книгу. Успехов вам, коллеги!

Руководитель Высшей школы наук об окружающей среде, член2корреспондент Российской академии наук, академик Российской академии образования Г.А. Ягодин

От авторов

Книга, которую мы предлагаем вниманию читателя, посвящена вопро/ сам организации экологического мониторинга: государственного, про/ изводственного, общественного. Цели таких программ во всех случаях близки: получение адекватной информации о состоянии окружающей среды, оценка состояния среды и прогноз изменений ее состояния в будущем. Это необходимо, чтобы можно было гармонично планировать развитие экономики, при необходимости своевременно скорректировать нагрузку на природные объекты.

Рекомендации предназначены для различных заинтересованных сто/ рон: от начинающих общественных объединений до опытных производ/ ственников. Книга написана таким образом, чтобы с ее помощью любая группа единомышленников, начиная с нуля, могла определить цели сво/ ей работы, разработать адекватную программу мониторинга и реализо/ вать ее. При этом систематическое изложение современных подходов к разработке и реализации программ наблюдений, а также подробные приложения будут полезны и для организаций, самостоятельно осуще/ ствляющих мониторинг на протяжении нескольких лет.

Учитывая современную специфику, мы затронули в книге многие воп/ росы, выходящие за рамки классического понятия мониторинга. Это, прежде всего, вопросы адаптации и распространения полученной ин/ формации, взаимодействия между населением, общественными объеди/ нениями, органами власти и предприятиями.

Особое внимание уделено простым и доступным методам, не требую/ щим больших затрат, но позволяющим составить хотя бы общее пред/ ставление о характере проблемы. Описаны возможности и области при/ менения таких эффективных и малозатратных методов мониторинга как визуальные наблюдения, картирование, биоиндикация и т.д. Изложение иллюстрируется примерами, основанными на реальных ситуациях (они помещены во врезках).

Разумеется, в рамки небольшой книги невозможно вместить весь свод необходимых знаний. В общем случае, для организации программы мониторинга необходимы сведения из многих областей знания — хи/ мии, физики, математической статистики, а также знакомство со мно/ жеством нормативных документов. Мы, однако, стремились указать «точ/ ки входа» во все необходимые области. По ходу изложения мы пытались наиболее полно обозначить круг возможных проблем, и, остановившись на них хотя бы вкратце, указать литературные источники для дальней/ шего чтения. Половину объема книги составляют приложения, содер/ жащие информацию о стандартах качества окружающей среды, наибо/ лее распространенных загрязняющих веществах, их свойствах и некото/

рых методах оценки состояния природных объектов. Собранные из многих, иногда труднодоступных источников, эти материалы могут ис/ пользоваться не только как приложение к основному тексту, но и как самостоятельный справочник.

Надеемся, эта книга привлечет ваше внимание и найдет применение в вашей практической деятельности.

Глава 1

Экологический мониторинг: шаг за шагом

Подлинно многие и почти бесчисленные наблюдения перемен и явлений, на воздухе бывающих, ...учинены от испытателей натуры и ...сообщены ученому свету, так чтобы нарочитой подлинности в предсказа2 нии погод уповать можно было...

М.В. Ломоносов. «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих»

Общие понятия

В различных видах научной и практической деятельности человека для изучения свойств предметов и явлений издавна применяется метод на/ блюдения — способ познания, основанный на относительно длитель/ ном целенаправленном и планомерном восприятии предметов и явле/ ний окружающей действительности. Блестящие образцы организации наблюдений за природной средой описаны еще в первом веке нашей эры в «Естественной истории» Гая Секунда Плиния (Старшего). Трид/ цать семь томов, содержавших сведения по астрономии, физике, геогра/ фии, зоологии, ботанике, сельскому хозяйству, медицине, истории, слу/ жили наиболее полной энциклопедией знаний до эпохи средневековья.

Много позднее, уже в XX веке, в науке возник термин мониторинг для определения системы целенаправленных повторных наблюдений за од/ ним или несколькими элементами окружающей природной среды в пространстве и времени.

Впоследние десятилетия общество все шире использует в своей дея/ тельности сведения о состоянии природной среды. Эта информация нужна в повседневной жизни людей, при ведении хозяйства, в строи/ тельстве, при чрезвычайных обстоятельствах — для оповещения о над/ вигающихся опасных явлениях природы. Но изменения в состоянии окружающей среды происходят и под воздействием биосферных про/ цессов, связанных с деятельностью человека. Определение вклада ант/ ропогенных факторов в эти изменения представляет собой важную и непростую задачу.

Всоответствии со ставшим уже каноническим определением, эколо гический мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и

дам, за которыми ведутся наблюдения). Отраженная на рис. 2 классифи/ кация охватывает весь блок экологического мониторинга: наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия, абиотичес/ кой составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на эти изменения. Таким образом, экологический мониторинг включает как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуще/ ствлении.

Рис.2. Классификация экологического мониторинга

Глобальная система мониторинга окружающей среды

Сегодня сеть наблюдений за источниками воздействия и за состоянием биосферы охватывает весь земной шар. Глобальная система мониторин/ га окружающей среды (ГСМОС — GEMS) была создана совместными усилиями мирового сообщества. Основные положения и цели програм/ мы ГСМОС были сформулированы в 1974 году на Первом межправи/ тельственном совещании по мониторингу. Первоочередной задачей была признана организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия.

Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы:

•импактном (изучение значимых воздействий в локальном мас/ штабе — И);

•региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факто/ ров, характерных для экономики региона и трансграничного пере/ носа — Р);

•фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность — Ф).

Программа импактного мониторинга может быть направлена, напри/ мер, на изучение особенностей поступления в окружающую среду и

Таблица 1. Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности, принятая в системе ГСМОС [1]

*Чрезвычайно важный естественный компонент стратосферы — озон — выступает как загрязняющее вещество (сильный окислитель, участвующий в образовании фотохимического смога) в тропосфере (приземном слое воздуха).

рассеяния в ней потоков загрязняющих веществ, содержащихся в отхо/ дящих газах или сточных водах конкретного предприятия. Мы еще об/ ратимся к вопросам организации производственного экологического мониторинга (см. раздел Производственный экологический мониторинг), который с точки зрения масштабов и приближенности к источникам негативного воздействия на состояние окружающей среды следовало бы поставить на первое место в списке.

Предметом регионального мониторинга, как следует из самого его названия, является состояние окружающей среды в пределах того или иного региона. Наконец, фоновый мониторинг, осуществляемый в рам/ ках международной программы «Человек и биосфера», имеет целью за/ фиксировать фоновое состояние окружающей среды, что необходимо для дальнейших оценок уровней антропогенного воздействия.

Программы наблюдений формируются по принципу выбора приори/ тетных (подлежащих первоочередному определению) загрязняющих ве/ ществ и интегральных (отражающих группу явлений, процессов или веществ) характеристик. Классы приоритетности загрязняющих веществ, установленные экспертным путем и принятые в системе ГСМОС, при/ ведены в таблице 1.

Определение приоритетов при организации систем мониторинга за/ висит от цели и задач конкретных программ: так, в региональном мони/ торинге приоритет отдан городам, водным объектам — источникам пи/ тьевого водоснабжения и местам нерестилищ рыб, поэтому в отноше/ нии сред наблюдений в первую очередь исследуют атмосферный воздух и воду пресных водоемов. Приоритетность ингредиентов определяется с учетом критериев, отражающих токсические, радиоактивные или болез/ нетворные свойства загрязняющих веществ, объемы их поступления в окружающую среду, особенности трансформации, вероятность и вели/ чину воздействия на человека и биоту и другие факторы, например, возможность организации измерений, стоимость анализов и пр. В При/ ложении 1 приведены сведения об источниках и характерных факторах возможных воздействий.

Отметим, что приоритеты, выбранные научными, образовательными, общественными организациями* при разработке программ мониторин/ га, могут быть иными, не повторяющими ранжирование, принятое в ГСМОС. Программа общественного мониторинга может быть связана с совершенно конкретной проблемой, которая, в совокупности с возмож/ ностями организации, и будет определять приоритеты в данном случае.

*Государственные службы, входящие в национальные системы мониторинга, дол/ жны ориентироваться на систему приоритетов ГСМОС. В то же время, они могут вводить и иные, дополнительные приоритеты, определяемые региональной или местной спецификой.

Следует иметь в виду, что часть информации общественные организации могут получить в государственных органах мониторинга и других орга/ низациях (научных, общественных). Свойства наиболее часто встречаю/ щихся загрязняющих веществ описаны в Приложениях 4 и 5. Список литературы содержит ссылки на несколько десятков источников, посвя/ щенных этим вопросам.

Государственный экологический мониторинг

Структура государственного экологического мониторинга, распределение ответственности

Глобальная система основывается на системах национального монито/ ринга, которые функционируют в различных государствах согласно как международным требованиям, так и специфическим подходам, сложив/ шимся в той или иной стране исторически или обусловленным характе/ ром экологических проблем. Международные требования, которым дол/ жны удовлетворять национальные системы/участники ГСМОС, вклю/ чают единые принципы разработки программ (с учетом приоритетных веществ и факторов воздействия), обязательность наблюдений за объек/ тами, имеющими глобальную значимость, а также передачу информа/ ции в Центр ГСМОС.

На территории СССР в 70/е годы на базе станций гидрометeослужбы была организована Общегосударственная служба наблюдений и контро/ ля состояния окружающей среды (ОГСНК), построенная по иерархи/ ческому принципу.

В обработанном и систематизированном виде полученная информа/ ция представлена в кадастровых изданиях, таких как «Ежегодные дан/ ные о составе и качестве поверхностных вод суши» (по гидрохимичес/ ким и гидробиологическим показателям), «Ежегодник состояния атмос/ феры в городах и промышленных центрах» и др. До конца 80/х годов все кадастровые издания имели гриф «Для служебного пользования», затем в течение 3/5 лет были открытыми и доступными в центральных биб/ лиотеках. К настоящему времени массивные сборники типа «Ежегодных данных...» в библиотеки практически не поступают. Некоторые матери/ алы можно получить (приобрести) в региональных подразделениях Рос/ гидромета.

Помимо ОГСНК, входящей в систему Росгидромета (Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей сре/ ды), экологический мониторинг осуществляется целым рядом мини/ стерств и ведомств (табл. 2).