Проблемы мониторинга: технологические и экологические аспекты
Мониторинг — проведение наблюдений (измерений) на за-
крепленной сети точек (маршрутов) по заданной программе и с
заданной периодичностью для оценки состояния окружающей сре-
ды и прогноза его изменения.
Контроль — проведение наблюдений (измерений) над конк-
ретным параметром на закрепленной сети точек (маршрутов) с
целью проверки соответствия параметров системы установленным
требованиям (нормативам).
Целями мониторинга в России являются:
выявление и прогноз негативных процессов, влияющих на ка-
Цество окружающей среды и состояние природных объектов;
предотвращение вредных воздействий, вызванных негативны-
ми процессами;
оценка эффективности мер по охране природных ресурсов;
получение информации об управлении и контроле за использо-
ванием и охраной природных объектов.
Традиционно мониторинг окружающей среды осуществляется
путем комбинации геофизического, химического и биологическо-
го мониторингов.
Химический анализ выполняется для оценки потенциальных
экологических нагрузок на систему, например, степени обогаще-
ния биогенными элементами, дефицита кислорода, а также для
контроля уровня опасных веществ (тяжелых металлов и устойчивых
органических загрязняющих веществ). Биологический мониторинг,
главным образом, фокусируется на оценке экологической структу-
ры (разнообразия). Недавно также стал применяться экотоксиколо-
гический мониторинг методами биотестирования, т.е. тестирование
проб на их токсичность по выбранным тест-организмам.
Интегрированный мониторинг и методология оценки должны
включать следующие шаги:
1) оценка источников загрязняющих веществ на водосборе и
нагрузки на водоем;
2) определение приоритетных загрязнителей в целях исключе-
ния незначимых поллютантов;
3) оценка первоначальных данных для получения ориентиро-
вочных значений естественных концентраций в различных эколо-
гических нишах (донные отложения, вода, биота);
4) оценка риска для окружающей среды и здоровья, необходи-
мая для определения потенциального вреда (установленных кон-
центраций) нагрузок на окружающую среду и здоровье (напри-
мер, эвтрофирование, токсическое воздействие, дефицит кисло-
рода, долгосрочное воздействие устойчивых органических загряз-
няющих веществ, загрязнение ресурсов питьевой воды);
5) установление приоритета загрязнений и групп загрязняю-
щих примесей, основанное на коэффициентах риска и качестве
вод;
6) отбор соответствующей стратегии мониторинга, включая
публикации и методологию оценки.
Предпринятые за последние годы усилия в области охраны ок-
ружающей среды не привели к стабилизации экологической об-
становки на территории России, тем более к ее улучшению. Слож-
ная ситуация складывается в промышленных районах, где возрос-
ло число случаев опасного воздействия на население и природные
объекты загрязняющими веществами в результате аварий и катас-
троф в промышленности и на транспорте. Состояние технологи-
ческого оборудования позволяет прогнозировать в ближайшие годы
рост частоты аварийных ситуаций с тяжелыми экологическими
последствиями.
Негативные последствия экологического неблагополучия про-
являются в высокой смертности и низкой продолжительности
жизни людей, деградации природных экосистем и возобновляе-
мых природных ресурсов, усилении социальной напряженности и
усиливающейся роли России как дестабилизирующего фактора в
обеспечении международной экологической безопасности.
Природоохранная деятельность в условиях интенсивного ант-
ропогенного воздействия на окружающую среду должна обеспечи-
вать решение триединой задачи:
сохранение и восстановление природных экосистем;
обеспечение безопасного проживания населения;
обеспечение устойчивого развития экономики.
Эффективность природоохранных мероприятий может быть обес-
печена лишь при наличии полной, достоверной и своевременной
информации о состоянии и тенденциях изменения как природной
среды в целом, так и отдельных ее объектов (атмосферного возду-
ха, вод, почвы и т.д.). Для достижения этой цели предназначена
система экологического мониторинга. Развитие региональных сис-
тем экологического мониторинга и их информационное сопряже-
ние со структурами МЧС России необходимы для получения на-
дежных сведений органами государственной власти и управления,
муниципальными учреждениями, причем стекающаяся по сети ин-
формация должна быть представлена в виде, удобном для быстро-
го осмысления и принятия управленческих решений.
Остановимся на содержании термина «мониторинг». К сожале-
нию, не только рядовые обыватели, но и многие крупные иссле-
дователи и специалисты с этим термином связывают принципи-
ально несхожие вещи:
периодический мониторинг с целью построения рядов наблю-
дений для оценки динамики и прогноза состояния природной
среды;
мониторинг среды обитания — для оценки и прогноза состоя-
ния здоровья городского населения;
оперативный мониторинг природной среды (контроль автома-
тическими средствами типа «химический сторож» и «черный ящик» контроль сопутствующих эколого-криминалистических служб).
Отсутствие четкого разделения этих понятий сделало неэффек-
тивным даже такой долгожданный документ, как Постановление Правительства РФ «О создании единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ)» от 24.11.1993 № 1229.
Основное значение англоязычного термина топitoring — конт-
роль. Применительно к оценке состояния природных и техноген-
ных систем собственно контроль сводится к проведению наблюденийпо заданной программе с целью проверки соответствия параметров системы установленным требованиям (нормативам). Тогда
экологический мониторинг есть частный случай контроля, проводимого с заданной периодичностью с целью анализа и прогнозирования изменений в изучаемой экосистеме.
Экологический мониторинг
Статичность контроля и динамичность мониторинга лишь вне-
шние характеристики. В действительности в обоих случаях речь идет о специальных информационных технологиях.
Основными структурными элементами таких технологий явля-ются:
1) система представительных точек наблюдения;
2) система необходимых и достаточных индикаторов;
3) система датчиков, обеспечивающих заданную индикацию;
4) сети съема и передачи сигналов;
5) периферические блоки обработки и архивирования данных;
6) центральный блок обработки и отображения информации;
7) геоинформационная и экспертная системы.
Все эти семь структурных элементов должны обеспечивать вы-
полнение требований объективности, комплексности и целесооб-
расности, налагаемых на информационную систему в целом.
Основные объекты экологического мониторинга:
природные среды (атмосферный воздух, поверхностные воды
суши, морские воды, почва и земной покров, ландшафты, геологическая среда);
источники антропогенного воздействия, приводящие к поступ-
лению в окружающую среду токсичных, опасных и экологически
вредных веществ (сточные воды, промьшленные выбросы и т.д.), к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, изменению ландшафта территорий;
прриродные ресурсы (водные, земельные, лесные и прочие био-
логические);
факторы воздействия среды обитания (шум, тепловое загрязне-
ние, физические поля);
состояние биоты, ее ареалов и экосистем.
Экологический мониторинг является многоуровневой инфор-
мационной системой, охватывающей слежение за всем циклом
антропогенных воздействий от источников воздействия до реак-
ции отдельных природных сред и сложных экологических систем.
Для комплексного подхода к определению допустимых уровней
воздействия на организм, популяцию, экосистему, биосферу в
целом надо знать критические показатели и звенья, характеризу-
ющие состояние экосистем. Большое внимание при этом должно
быть уделено методам математического моделирования.
Принцип многоуровневости экологического мониторинга, по
А. М.Воронцову (1995), может быть реализован двумя путями.
Прежде всего, это постепенный переход от простых датчиков к
сложным, где на первой ступени работают простые и дешевые
датчики, регистрирующие отклонение физико-химических пара-
метров от статически определенной нормы. На каждом более вы-
соком уровне контроля число включаемых одновременно работа-
ющих датчиков меньше, чем на предыдущем. Последняя ступень
содержит малое число дорогих универсальных высокочувствитель-
ных аналитических приборов, работа которых может быть не ав-
томатизирована, а обеспечиваться малочисленным квалифици-
рованным персоналом.
Второй путь связан с реализацией многоуровневого монито-
ринга, действующего по принципу «космической этажерки», пре-
дусматривающему космический, самолетный (вертолетный) и на-
земный уровни наблюдений.
При организации экологического мониторинга должны учи-
тываться определенные приоритеты. По территориям высший при-
оритет должен быть отдан городам, зонам питьевой воды и мес-
там нерестилищ рыб; по средам — атмосферному воздуху и воде
пресноводных водоемов; по ингредиентам воздуха — пыли, дву-
окиси серы и продуктам ее превращений (серной кислоте и суль-
фатам), тяжелым металлам (ртути, свинцу, кадмию, окиси угле-
рода и окислам азота N0х, канцерогенным веществам, хлорорга-
ническим пестицидам, нефти и т.д.; по источникам загрязнений
в городах — автотранспорту, ТЭС, предприятиям цветной метал-
лургии и т.д.