Мониторинг окружающей среды

Введение

    Научно-техническая  деятельность человечества в конце ХХ века стала ощутимым фактором воздействия на окружающую среду. Тепловое, химическое, радиоактивное и другие загрязнения окружающей среды в последние десятилетия находятся под пристальным вниманием специалистов и вызывают справедливую озабоченность, а иногда - и тревогу общественности. По многим прогнозам проблема защиты окружающей среды в XXI веке станет наиболее значимой для большинства промышленно развитых стран. В подобной ситуации налаженная широкомасштабная и эффективная сеть контроля состояния окружающей среды, особенно в крупных городах и вокруг экологически опасных объектов, может явиться важным элементом обеспечения экологической безопасности и залогом устойчивого развития общества. 

    В последние  десятилетия общество все шире использует в своей деятельности сведения о состоянии природной среды. Эта информация нужна в повседневной жизни людей, при ведении хозяйства, в строительстве, при чрезвычайных обстоятельствах — для оповещения о надвигающихся опасных явлениях природы. Но изменения в состоянии окружающей среды происходят и под воздействием биосферных процессов, связанных с деятельностью человека.

    Определение вклада антропогенных изменений представляет собой специфическую задачу. 

    Уже более 100 лет  наблюдения за изменением погоды, климатом ведутся регулярно в цивилизованном мире. Это всем нам знакомые метеорологические, фенологические, сейсмологические и некоторые другие виды наблюдений и измерений состояния окружающей среды. Теперь уже никого не надо убеждать, что за состоянием природной среды надо постоянно наблюдать. Все шире становится круг наблюдений, число измеряемых параметров, все гуще сеть наблюдательных станций. Все большей сложностью обладают проблемы, связанные с мониторингом окружающей среды. 

    В систему мониторинга  должны входить следующие основные процедуры:

    - выделение  (определение) объекта наблюдения;

    - обследование  выделенного объекта наблюдения;

    - составление  информационной модели для объекта  наблюдения;

    - планирование измерений;

    - оценка  состояния объекта наблюдения  и идентификации его информационной  модели;

    - прогнозирование  изменения состояния объекта  наблюдения;

    - представление  информации в удобной для пользователя  форме и доведение ее до  потребителя.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие мониторинга

    Современный термин «мониторинг» обозначает наблюдение, анализ и оценку состояния окружающей среды, её изменений под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также прогнозирование этих изменений. Испытывая на себе результаты разрушающего действия воды, ветра, землетрясений, снежных лавин и т. п., человек издавна реализовал элементы мониторинга, накапливая опыт предсказания погоды и стихийных бедствий. Такого рода знания всегда были и сейчас остаются необходимыми для того, чтобы по возможности снизить ущерб, причиняемый человеческому обществу неблагоприятными природными явлениями и, что особенно важно, уменьшить риск человеческих потерь. Последствия большинства стихийных бедствий необходимо оценивать со всех сторон. Так, ураганы, разрушающие постройки и приводящие к человеческим жертвам, как, правило, приносят обильные осадки, которые в засушливых районах дают значительный прирост урожаев. Поэтому организация мониторинга требует углублённого анализа с учётом не только экономической стороны вопроса, но и особенностей исторических традиций, уровня культуры каждого конкретного региона.

    Переходя  от созерцания явлений окружающей среды  через механизмы приспособления к осознанному и усиливающемуся воздействию на них, человек постепенно усложнял методику наблюдения за природными процессами и вольно или невольно вовлекался в погоню за самим собой. Ещё древние философы считали, что в мире всё связано со всем, что неосторожное вмешательство в процесс даже, казалось бы, второстепенной важности может привести к необратимым изменениям в мире. Наблюдая за природой, мы долгое время оценивали её с обывательских позиций, не задумываясь о целесообразности ценности наших наблюдений, о том, что мы имеем дело с самой сложной самоорганизующеся и самоструктурирующей системой, о том, что человек является всего лишь частицей этой системы. И если во времена Ньютона человечество любовалось целостностью этого мира, то теперь одним из стратегических помыслов человечества является нарушение этой целостности, неизбежно вытекающее из коммерческого отношения к природе и недооценки глобальности этих нарушений. Человек изменяет ландшафты, создаёт искусственные биосферы, организует агротехноприродные и полностью техногенные биокомплексы, перестраивает динамику рек и океанов и вносит изменения в климатические процессы. Двигаясь таким путём, он все свои научные и технические возможности до недавнего времени обращал во вред природе и в конечном итоге самому себе. Обратные отрицательные связи живой природы всё активнее сопротивляются этому натиску человека, всё чётче проявляется несоответствие целей природы и человека. И вот мы оказываемся свидетелями приближения к кризисной черте, за которой род Homo sapiens не сможет существовать.

    Родившиеся  ещё в начале нашего века идеи техносферы, ноосферы, техномира, антропосферы и т. д. и т. п. на родине В. И. Вернадского были восприняты с большим опозданием. Весь цивилизованный мир сейчас с нетерпением ждёт практического воплощения этих идей в нашей стране, своими размерами и мощью энергетического потенциала способной повернуть вспять все прогрессивные начинания за её пределами. И в этом смысле системы мониторинга являются лекарством от безумия, тем механизмом, который поможет предотвратить сползание человечества к катастрофе. Спутником человеческой активности являются всё возрастающие по своей мощности катастрофы. Природные катастрофы происходили всегда. Они – один из элементов эволюции биосферы. Ураганы, наводнения, землетрясения, цунами, лесные пожары и т. п. приносят ежегодно огромный материальный ущерб, поглощают человеческие жизни. Одновременно всё более набирают силу антропогенные причины многих катастроф. Регулярные аварии танкеров с нефтью, катастрофа в Чернобыле, взрывы на заводах и складах с выбросами отравляющих веществ и другие не предсказуемые катастрофы – реальность нашего времени. Нарастание числа и мощности аварий демонстрирует беспомощность человека перед лицом приближающейся экологической катастрофы. Отодвинуть её может только быстрое широкомасштабное внедрение систем мониторинга. Такие системы успешно внедряются в Северной Америке, Западной Европе и Японии. 
Другими словами, ответ на вопрос о необходимости мониторинга можно считать решённым положительно. Но жизнь требует большего. И чтобы повести разговор о нерешённых проблемах, давайте осмотримся и попытаемся понять своё положение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Мониторинг  окружающей среды

    Состояние окружающей среды, соответственно и  среды обитания, непрерывно изменяется. Эти изменения различны по характеру, направленности, величине, неравномерно распределены в пространстве и во времени. Естественные, природные, изменения состояния среды имеют весьма важную особенность - они, как правило, происходят около некоторого среднего относительно постоянного уровня. Их средние значения могут существенно изменяться лишь в течение длительных интервалов времени.

    Совсем  другой особенностью обладают техногенные  изменения состояния среды обитания, которые стали особенно значительными  в последние десятилетия. Техногенные  изменения в отдельных случаях приводят к резкому, быстрому изменению среднего состояния природной среды в регионе.

    Для изучения и  оценки негативных последствий  техногенного воздействия возникла необходимость организации специальной  системы контроля (наблюдения) и  анализа состояния окружающей среды, в первую очередь из-за загрязнений и эффектов, вызванных ими в среде. Такую систему называют системой мониторинга состояния окружающей среды , которая является частью универсальной системы контроля состояния окружающей среды.

    Мониторинг представляет собой комплекс мероприятий по определению  состояния окружающей среды и  отслеживанию изменений в ее состоянии.

    Основными задачами мониторинга являются:

-систематические   наблюдения за состоянием среды   и источниками, воздействующими   на окружающую среду; • оценка  фактического состояния природной среды;

-прогноз состояния   окружающей среды и оценка  прогнозируемого состояния последней.

    С учетом обозначенных задач мониторинг - это система наблюдений, оценки и прогноза состояния среды обитания.

    Мониторинг  является многоцелевой информационной системой.

    Контроль  состояния  среды включает наблюдение за источниками  и факторами техногенного воздействия (в том числе источниками  загрязнений, излучений и т. п.) - химическими, физическими, биологическими - и за последствиями, вызываемыми этими воздействиями на окружающую среду.

    Наблюдение  осуществляют по физическим, химическим и биологическим  показателям. Особенно эффективными представляются интегральные показатели, характеризующие состояние  окружающей среды. При этом подразумевается получение данных о первоначальном (или фоновом) состоянии среды.

    Наряду  с наблюдением  одной из основных задач мониторинга  является оценка тенденций изменений состояния  окружающей среды. Подобная оценка должна дать ответ на вопрос о неблагополучии положения, указать, чем именно обусловлено такое состояние, помочь определить действия, направленные на восстановление или нормализацию положения, или, наоборот, указать на особо благоприятные ситуации, позволяющие эффективно использовать имеющиеся экологические резервы природы в интересах человека.

    2.1 Системы  мониторинга. 

    Экологический мониторинг - универсальная система, целью которой являются оценка и прогноз за реакцией основных составляющих биосферы. Он включает геофизический и биологический мониторинги. К геофизическому мониторингу относится определение состояния крупных систем - погоды, климата. Основной задачей биологического мониторинга является определение реакции биосферы на техногенное воздействие.

    Мониторинг  в различных средах (различных  сред) - включающий мониторинг приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы; мониторинг гидросферы, т. е. поверхностных вод суши (рек, озер, водохранилищ), вод океанов и морей, подземных вод; мониторинг литосферы (в первую очередь почвы).

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

    Мониторинг  сред обитания человека - включающий мониторинг природной среды, городской, промышленной и бытовой сред обитания человека.

    Мониторинг  по масштабам воздействия - пространственным, временным, на различных биологических уровнях.

    Фоновый мониторинг - базовый вид мониторинга, имеющий целью знание фонового состояния биосферы (как в настоящее время, так и в период до заметного влияния человека ). Данные фонового мониторинга необходимы для анализа результатов всех видов мониторинга.

    Территориальный мониторинг - включающий системы мониторинга техногенных загрязнений, в основу классификации которых положен территориальный принцип, так как данные системы являются важнейшей составной частью мониторинга окружающей среды.

    2.2 Системы (подсистемы) территориального  мониторинга. 

- глобальный - проводимый на всем земном шаре или в пределах одного- двух материков, - государственный - проводимый на территории одного государства,

- региональный  - проводимый на большом участке  территории одного государства  или сопредельных участках нескольких  государств, например внутреннем море и его побережье;

- локальный - проводимый на сравнительно небольшой  территории города, водного объекта,  района крупного предприятия  и т. п.,

"точечный" - мониторинг источников загрязнения, являющийся по сути импактным, максимально приближенным к источнику поступления загрязняющих веществ в окружающую среду, 

-фоновый - данные  которого необходимы для анализа  результатов всех видов мониторинга. 

    Гло6альный мониторинг. В 1971г Международный  совет научных  союзов впервые сформулировал принципы построения глобальной системы мониторинга  состояния биосферы и определил  показатели, за которыми следует установить постоянные наблюдения и контроль В 1972г. \