Понятие фонового мониторинга

Исследования экологических изменений и организации экологического мониторинга на фоновом уровне предусматривают наблюдения в, отдельных от локальных источников, загрязненных зонах, т.е. фоновое наблюдение. Их сущность состоит в отслеживании изменения состояния атмосферы, почвы, природных вод, структуру земной поверхности на территориях, где непосредственно действуют антропогенные факторы.

Фоновый мониторинг – многолетние комплексные наблюдения за определенными объектами природоохранных зон, для оценивания и прогнозирования изменения состояния экосистем отдаленных от объектов промышленной и хозяйственной деятельности.

Основной задачей фонового мониторинга является – выявление и фиксация показателей, характеризующих природный фон, а так же глобальные и региональные изменения в процессе развития биосферы. Его организовывают в биосферных заповедниках, где изучают, контролируют и прогнозируют антропогенные изменения биосферы, абиотических факторов среды, а так же внутренние процессы и явления, происходящие в экосистемах.

Качественное и количественное фоновое состояние природной среды в далеком прошлом, до начала воздействия человека, можно исследовать по данным исторического мониторинга, на основе анализа колец погибших или старых деревьев, проб ледников, донных отложений и т.д.

Фоновое, глобальное состояние биосферы изучают на фоновых станциях, размещенных на территориях биосферных заповедниках, где запрещена любая хозяйственная деятельность.

Биосферный заповедник – территория международного значения, выделенная с целью сохранения разнообразия природно-территориальных комплексов и генетических ресурсов растительного и животного мира, проведения научных исследований фонового мониторинга и изучения состояния окружающей среды.

В настоящее время в 76 странах мира функционируют около 300 биосферных заповедника. Площадь каждого из них составляет от 300 га – 2 млн.га. На Украине, биосферными заповедниками являются – Аскания-Нова (33,3 тыс.га), Черноморский биологический заповедник (100,8 тыс.га), Карпатский (57,9 тыс.га), Дунайский (46,4 тыс.га).

Станция комплексного фонового мониторинга состоит из стационарного участка наблюдений (полигона) и химической лаборатории.

Участок наблюдения состоит из площадки отбора проб, гидропостов, наблюдательных буровых скважин. На полигоне отбирают пробы атмосферного воздуха, осадков, вод, почв и проводят гидрометрические и геофизические измерения. Важным элементом полигона является базовый участок фоновой станции – площадка размером 50*50 м, где размещают оборудования для отбора проб, измерительные приборы для определения химического состава и физических характеристик воздуха. Полигон располагают на открытом, ровном участке, отдаленном от зданий, местных полос, холмов.

Химическая лаборатория сооружается не ближе 500 м от базового участка. В лаборатории обрабатывают и анализируют отобранные пробы.

Состав программы фонового мониторинга

Программа фонового мониторинга на основе биосферных заповедниках охватывает такие направления:

• мониторинг загрязнения природной среды, в частности изменения абиотических факторов;

• мониторинг реакции биоты на антропогенное воздействие на фоновом уровне загрязнения;

• наблюдения за изменением функциональных и структурных характеристик эталонных (нетронутых) природных экосистем.

К абиотической составляющей фонового мониторинга относятся наблюдения за климатическими, почвенными, гидрологическими, рельефными, геологическими условиями и явлениями окружающей среды, влияющими на организм экосистемы.

Гидрометеорологические и геофизические характеристики окружающей природной среды должны содержать данные о скорости и направлении ветра, атмосферном давлении, температуре воздуха, влажности и количестве осадков, интенсивности солнечной радиации (в том числе и ультрафиолетовом излучении), уровне температуры воды, влажности и тепловом балансе почв. Наблюдения за абиотической частью должны обеспечивать информацию о концентрации химических веществ, их соединениях, о миграционных процессах, накоплении трансформации и круговороте этих веществ; обращать внимание на критерии:

1. распространение веществ, их устойчивость и мобильность в окружающей среде;

2. способность веществ к воздействию на биологические и геофизические системы.

Некоторые загрязняющие вещества, попав в природную среду, могут изменить геохимическое равновесие; легко мигрировать пищевыми цепями; накапливаться в биоте и образовывать сложные токсические соединения. По данным исследований, наиболее часто вызывают нарушение геохимического равновесия ртуть, кадмий, свинец.

Представим в виде таблицы компоненты среды и те химические вещества антропогенного происхождения, которые требуется наблюдать в той или иной среде.

Название химических веществ, подлежавших изучению	среда
	атмосфера	атмосферные осадки	поверхностные и подземные воды	почва	биота
1	2	3	4	5	6
Взвешенные в-ва	+
Диоксид серы	+
Озон	+
Оксид углерода	+
Оксид азота	+
Углеводороды	+
Бенз(а)пирен	+	+	+	+	+
Хлор органические соединения +ДДТ	+	+	+	+	+
Тяжелые металлы	+	+	+	+	+
Диоксид углерода	+
Фреоны	+
Биогенные элементы		+	+	+	+
Анионы, катионы		+
Радионуклиды		+

Биотическая составляющая фонового мониторинга охватывает оценивание состояния биот (определение коэффициента размножения, продолжительности жизни, соотношение в половом и возрастном составе), прогнозирование ее реакции на незначительные изменения природной среды, происходящие в заповедниках (в частности установление зависимости биоты от антропогенного загрязнения в системе «доза – ответная реакция»).