Классификация приоритетных загрязняющих веществ по классам приоритетности

Класс приоритетности	Загрязняющее вещество	Среда	Тип программы измерений
I	Двуокись серы плюс взвешенные частицы	Воздух	И, Р, Б
	Радионуклиды (MSr + + I37Cs)	Пища	И, Р
II	Озон	Воздух	И.Б (в стратосфере)
	ДДТ и другие хлорорга нические соединения	Биота, человек	И. Р
	Кадмий и его соединения	Пища, человек, вода	И
III	Нитраты, нитриты	Питьевая вода, пища	И
	Окислы азота	Воздух	И
IV	Ртуть и ее соединения	Пища, вода	И, Р
	Свинец	Воздух, пища	и
	Двуокись углерода	Воздух	Б
V	Окись углерода	Воздух	И
	Нефтеуглеводороды	Морская вода	Р, Б
VI	Флуориды	Свежая вода	И
VII	Асбест	Воздух	И
	Мышьяк	Питьевая вода	И
VIII	Микротоксины	Пища	И, Р
	Микробиологическое заражение	Пища	И, Р
	Реактивные углеводороды	Воздух	и
Примечание. Б — базовый (глобальный), Р — региональный, И — импактный

Были также перечислены виды измерений, которые следует проводить, когда загрязнитель сам по себе трудно измерим (косвенный мониторинг). Для этого требуется измерение следующих величин:

а) индикаторов качества воды (коли-бактерии,БПКз, ХПК, сине-зеленые водоросли, их первичная про­дуктивность);

б) индикаторов качества почвы (соленость, отноше­ние кислотности и щелочности, содержание нитритов иорганического азота, содержание почвенных органиче­ских веществ);

в) индикаторов здоровья человека и животных,индикаторов поражения растений (случаи заболеваний, генетические последствия, чувствительность к лекарст­вам);

г) растительных индикаторов загрязнений.

Кроме того, были перечислены сопутствующие наб­людения, необходимые для интерпретации измерений загрязнителей, включающие выборочные метеорологи­ческие, гидрологические и геофизические параметры; вид и состав диеты и некоторые другие.

На данном совещании при определении приоритет­ных загрязнителей были использованы некоторые под­ходы, изложенные выше, однако, к сожалению, далеко не все (не было учтено, в частности, распределение и количество организмов, вступающих в контакт с загряз­нителями, этот фактор учитывался только косвенно).

Таким образом, организация мониторинга, даже ор­ганизация мониторинга антропогенных загрязнений, представляется исключительно сложной, многоплановой задачей. Несмотря на ряд попыток, не разработана еще достаточно полная и достаточно четкая схема многоце­левого мониторинга антропогенных изменений окружа­ющей природной среды.

Имеются обширные предложения по развитию гло­бальной системы мониторинга (см., например, [44, 51] ). но в основном эти разработки обладают двумя сущест­венными недостатками: во-первых, в предлагаемых схе­мах нет разграничения между деятельностью, задачами уже существующих геофизических служб и предлагае­мой системой мониторинга, во-вторых, в этих предложе­ниях перечисляются многочисленные известные параме­тры, которые необходимо измерять для анализа состоя-ния среды вообще, редко практически формулируется приоритетность этих параметров.

Все это приводит к тому, что предложенные схемы глобального мониторинга очень медленно внедряются в жизнь. Однако имеются некоторые разработки (в том числе реализованные) различных целевых, но частных систем мониторинга, которые создавались в зависи­мости от требований, предъявляемых жизнью, и имею­щихся возможностей. Примером могут служить системы измерений загрязнений воздуха в городах, глобальная система наблюдений за выпадением с осадками трития и других долгоживущих радиоактивных изотопов. Можно сослаться также на организуемую в настоящее время подсистему фонового мониторинга на базе биосферных заповедников (о ней подробнее говорится в п. 5.4). Та­кие подсистемы, безусловно, практически полезны и, как правило, могут являться модулями полной (глобальной) системы мониторинга, поэтому их обоснование и описа­ние представляется важным, а их вклад — ценным при организации системы многоцелевого мониторинга.

Попытаемся привести классификацию подходов к со­зданию более или менее полных схем многоцелевого мониторинга, а также возможных (или существующих) подходов к созданию различных подсистем мониторинга [13].

Как указывалось выше, уже функционируют (или могут быть организованы) различные системы наблю­дений, оценки и прогноза состояния природной среды в ограниченных (локальных) по своему размеру и смыс­ловой направленности масштабах. Такие подсистемы часто решают отдельные конкретные задачи. Они могут рассматриваться как часть достаточно полной системы мониторинга, направленной на решение задач оценки антропогенных изменений в биосфере и выявление при­чин, источников таких изменений (или изменений, воз­можных в будущем).

Прежде чем перейти к классификации существую­щих или возможных систем мониторинга, рассмотрим некоторые универсальные подходы.

Наиболее универсальным подходом является орга­низация глобальной системы мониторинга с одновременным решением всех возникающих при этом задач. Здесь, безусловно, можно выделить мониторинг антропогенных загрязнений и антропогенных воздействий и изменений, не связанных с загрязнением.

Второе направление обычно включают в экологиче­ский мониторинг [9]; очевидно, что мониторинг загряз­нений и связанных с ним эффектов, возникающих в био­сфере (и в первую очередь реакций биоты), также без­условно является составной частью экологического мо­ниторинга. Второе направление нередко связывают с использованием природных ресурсов и в связи с этим с влиянием на природу человека, а также с влиянием на человеческую деятельность естественных, стихийных процессов (и влиянием человека на развитие этих про­цессов).

Такой подход нашел отражение в формулировке Гло­бальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС), разрабатываемой по линии ЮНЕП и в меж­дународной программе действий этой организации [44, 51]. Однако на Первом межправительственном совеща­нии по мониторингу (Найроби, 1974 г.) первоочередным, приоритетным направлением в системе глобального мо­ниторинга был признан мониторинг загрязнений окру­жающейприродной среды и связанных с ним факторов воздействия.

Наблюдения предполагается осуществлять на им-пактном (уровень сильного воздействия в локальном масштабе), региональном и фоновом «базовом» уровнях.

Как уже отмечалось, при осуществлении столь уни­версальной системы мониторинга совершенно необхо­димо знать фоновое состояние биосферы (как в настоя­щее время, так и в период до заметного влияния чело­века).

Фоновое глобальное состояние биосферы предпо­лагается изучать на так называемых фоновых «базо­вых» станциях [43], которые организуются в ряде стран, в частности в Советском Союзе, на базе биосферных заповедников [5].

Фоновое состояние среды в прошлом до начала воз­действия человека можно восстановить по данным ана­лиза колец старых или уже погибших деревьев, проб годовых слоев ледников, донных отложений (так назы­ваемый исторический мониторинг, или палеомонито-ринг).

Безусловно, универсальный подход отражает форму­лировка национального мониторинга состояния природ­ной среды в рамках отдельной страны. В Советском Со­юзе такой подход реализуется в первую очередь в рамках Общегосударственной службы наблюдений и контроля за уровнем загрязнения внешней среды [15, 21] —такая служба направлена на осуществление мони­торинга загрязнений природной среды и в настоящее время успешно функционирует.

При классификации различных подходов, при ориен­тации подсистем мониторинга для осуществления опре­деленных целей целесообразно выделить подсистему наб­людений (оценки и прогноза) за реакцией основных со­ставляющих биосферы: абиотической составляющей (геофизический мониторинг) и биотической составляю­щей (биологический мониторинг).

К геофизическому мониторингу относится определе­ние реакции абиотической составляющей как в микро-, так и макромасштабе вплоть до реакции и определения состояния крупных систем — погоды и климата. Сюда же относится мониторинг необходимых для интерпретации данных о загрязнениях, мутности атмосферывыбороч­ных метеорологических и гидрологических характери­стик среды. К этой подсистеме мониторинга нужно от­нести и мониторинг различных элементов неживой составляющей биосферы, в том числе конструкций, зда­ний, созданных человеком.

Основной задачей биологического мониторинга [27] является определение состояния биотической составля­ющей биосферы, ее отклика, реакции на антропогенное воздействие, определение функции состояния и отклоне­ния этой функции от нормального естественного состоя­ния на различных уровнях: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном, уровне сообщества.

Исследование содержания различных ингредиентов в биоте лишь условно можно отнести к биологическому мониторингу. Этот вопрос относится к измерению за­грязнителей в различных средах. К биологическому мо­ниторингу можно отнести также наблюдения за состоя­нием биосферы с помощью биологических индика­торов.

Биологический мониторинг включает мониторинг жи­вых организмов-популяций (по их числу, биомассе, плот­ности и другим функциональным и структурным при­знакам), подверженных воздействию. В этой подсистеме мониторинга целесообразно выделить следующие наб­людения:

а) за состоянием здоровья человека, воздействиемокружающей среды на человека (медико-биологическиймониторинг);

б) за важнейшими популяциями как с точки зрениясуществования экосистемы, характеризующей своим со­стоянием благополучие той или иной экосистемы, таки с точки зрения большой хозяйственной ценности (на­пример, ценные сорта рыб);

в) за наиболее чувствительными к данному виду воз­действия (либо к комплексному воздействию) популяци­ями (например, растительность к воздействию двуокисисеры) или за «критическими» популяциями по отноше­нию к данному воздействию (например, зоопланктонэпишура в оз. Байкал к сбросам целлюлозных предприя­тий);

г) за популяциями-индикаторами (например, лишай­ники).

Особое место в биологическом мониторинге должен занять генетический мониторинг (наблюдение возмож­ных изменений наследственных признаков у различных популяций).

Экологический мониторинг является, по-видимому, более универсальным, охватывающим вопросы и биоло­гического, и геофизического мониторинга в их тесной связи. Это особенно важно, когда наблюдения осущест­вляются на уровне экологических систем.

Несколько другую классификацию предложил ака­демик И. П. Герасимов [4].

Он подразделяет мониторинг на три ступени: первая ступень — биоэкологический (санитарно-гигиенический) мониторинг, включающий наблюдения за состоянием ок­ружающей среды с точки зрения ее влияния на состоя­ние здоровья человека; вторая ступень — геоэкологиче­ский, геосистемный, природо-хозяйственный мониторинг, распространяющийся на наблюдения за изменением при­родных экосистем, преобразованием их в природно-тех-нические; третья ступень — биосферный мониторинг, ох­ватывающий наблюдения за параметрами биосферы в глобальном масштабе.

Очень важным с точки зрения практических дейст­вий при организации мониторинга в любых масштабах, с любыми целями (например, при организации нацио­нального мониторинга) является мониторинг загряз­няющих веществ и других факторов воздействия в раз­личных средах.

Мониторинг в различных средах (различных сред) включает:

• мониторинг приземного слоя атмосферы и верх­ней атмосферы; мониторинг атмосферных осадков;

• мониторинг гидросферы, т. е. поверхностных вод суши (рек, озер и водохранилищ), вод океанов и морей, подземных вод;

— мониторинг литосферы (в первую очередь почвы).Возможно выделить мониторинг атмосферы, океана,

поверхности суши (с реками и озерами), криосферы (составляющих климатическую систему).

Мониторинг содержания различных веществ в живой составляющей биосферы (биоте) также может быть отнесен к этому виду мониторинга.

Особое внимание нужно обратить на переходы раз­личных веществ из одной среды в другую при переносе, распространении и миграции загрязняющих веществ.

Не менее важной с практической точки зрения пред­ставляется классификация систем мониторинга по фак­торам и источникам воздействия.

Мониторинг факторов воздействия — мониторинг раз­личных загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и других факторов воздействия, к которым можно отнести электромагнитное излучение, тепло, шумы.

Здесь в первую очередь мониторингу должны быть подвергнуты наиболее вредные факторы воздействия, токсичные вещества, наиболее стойкие и подвижные (мобильные), имеющие токсичные дочерние продукты, образующиеся при распаде и превращениях, и опасные при воздействиях в сочетании с другими веществами. Очевидно, необходимо выделить мониторинг радиоак­тивных изотопов в окружающей среде. Этот вид монито­ринга называют химическим.

Мониторинг источников загрязнений выделен в спе­циальную подсистему, хотя в принципе может быть охвачен и предыдущей подсистемой.

Среди источников воздействия и в первую очередь загрязнений следует выделить точечные стационарные (заводские трубы и т. д.), точечные подвижные (транс­порт) и пространственные (площадные) (поля с внесен­ными химическими веществами, города и т. п.) источ­ники.

Возможна также классификация по масштабам воз­действия (пространственным, временным, на различных биологических уровнях).

При классификации по пространственным масшта­бам воздействия можно выделить наблюдения, относя­щиеся к точке, небольшим площадям, районам, регио­нам, наблюдения в глобальном масштабе — обработан­ные, осредненные или обобщенные по определенной системе. Сюда может быть отнесено определение коли­чества вещества, объектов воздействия в той или иной

части пространства (распределение, плотность, интеграл по значительной площади). Интересен вопрос перерас­пределения загрязняющих веществ и организмов, под­верженных воздействию, между различными территори­ями.

Как уже отмечалось, иногда целесообразно создание целенаправленных систем наблюдения для решения ка­ких-либо специальных вопросов.

В настоящее время необходимо выделить несколько проблем глобального характера, имеющих исключитель­ное значение для всего человечества в связи с возмож­ными серьезными негативными последствиями. Это про­блемы загрязнения Мирового океана, нарушения озоно­вого слоя атмосферы и возможного изменения климата Земли за счет антропогенных воздействий.

В связи с этим организация специальных систем мо­ниторинга для наблюдения и изучения эффектов антро­погенного воздействия на океан (мониторинг океана), озоносферу (мониторинг озоносферы) и климат (климатический мониторинг) вполне оправдана и желательна.

Возможна также классификация систем мониторинга по ряду других признаков: например, целенаправленный мониторинг — для выявления дальнего (в том числе трансграничного) распространения некоторых вредных веществ (двуокиси серы, радиоактивных продуктов и т. д.) или мониторинг, классифицируемый по методам наблюдения. Но последняя классификация носит вспо­могательный характер и указывает скорее на имею­щиеся возможности для наблюдения, а не на смысловой характер системы мониторинга.

Однако при определении приоритетности загрязните­лей на совещании по мониторингу (Найроби, 1974 г.) этот фактор учитывался достаточно серьезно [49].

Можно различать измерения по химическим, физи­ческим и биологическим показателям (для водных объ­ектов по гидробиологическим показателям).

Весьма интересным и современным может быть мо­ниторинг различных изменений в биосфере, определяе­мых дистанционными методами (особенно с помощью искусственных спутников Земли).

В табл. приведена изложенная выше классификация возможных систем (подсистем) мониторинга.