Проблемы мониторинга и контроля: технологические и экологические аспекты

 

Основное значение англоязычного термина monitoring — контроль. Видимо, с переносом этого термина на российскую почву связано то, что, к сожалению, не только обыватели, но и многие крупные исследователи и специалисты понимают под мониторингом принципиально несхожие вещи:

• мониторинг периодический с целью построения рядов наблюдений для оценки динамики и прогноза состояния природной среды;

• мониторинг среды обитания для оценки и прогноза состояния здоровья городского населения;

• оперативный контроль природной среды, включая контроль автоматическими средствами типа «химический сторож», «черный ящик» с сопутствующими эколого-криминалистическими службами.

Отсутствие четкого разделения этих понятий сделало неэффективным даже такой долгожданный документ, как постановление Правительства России от 24 ноября 1993 г. № 1229 «О создании единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ)». Десять лет усилий оказались тщетными, и с 2003 г. ЕГСЭМ прекратила свое существование.

3.5.1. Понятие экологического мониторинга

 

Мониторинг — проведение наблюдений (измерений) на закрепленной сети точек (маршрутов) по заданной программе и с заданной периодичностью для оценки состояния окружающей среды и прогноза его изменения.

Контроль — проведение наблюдений (измерений) за конкретным параметром на закрепленной сети точек (маршрутов) с целью проверки соответствия параметров системы установленным требованиям (нормативам).

Основными задачами экологического мониторинга являются:

• наблюдение за источниками и факторами антропогенного воздействия;

• наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней под влиянием факторов антропогенного воздействия процессами;

• оценка фактического состояния природной среды;

• прогноз изменения состояния природной среды и оценка прогнозируемого состояния.

Традиционно мониторинг окружающей среды осуществляют путем комбинации геофизических, химических и биологических наблюдений.

Химический анализ выполняют для оценки потенциальных экологических нагрузок на систему, например степени обогащения биогенными элементами или дефицита кислорода, а также для контроля уровня опасных веществ (соединений тяжелых металлов и устойчивых органических загрязняющих веществ). Биологический мониторинг фокусируется главным образом на оценке экологической структуры (разнообразия). С недавних пор осуществляют также экотоксикологический мониторинг, т. е. тестирование проб на их токсичность по выбранным тест-организмам.

Интегрированный мониторинг и методология оценки состояния окружающей среды должны включать следующие шаги:

1) оценка источников загрязняющих веществ на водосборе и нагрузки на водоем;

2) определение приоритетных загрязнителей в целях исключения незначимых поллютантов;

3) оценка первоначальных данных для получения ориентировочных значений естественных концентраций в различных экологических нишах (донные отложения, вода, биота);

4) оценка риска для окружающей среды и здоровья, необходимая для определения потенциального вреда (установленных концентраций) нагрузок на окружающую среду и здоровье (например, эвтрофирование, токсическое воздействие, дефицит кислорода, долгосрочное воздействие устойчивых органических загрязняющих веществ, загрязнение ресурсов питьевой воды);

5) установление приоритета загрязнений и групп загрязняющих примесей, основанного на коэффициентах риска и качестве вод;

6) отбор соответствующей стратегии мониторинга, включая публикации и методологию оценки.

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 поступлению в окружающую среду токсичных, опасных и экологически вредных веществ (сточные воды, промышленные выбросы и т.д.), к изменению сложившегося или естественного состояния природных сред, ландшафта территорий;

• природные ресурсы (водные, земельные, лесные и прочие биологические ресурсы);

• факторы воздействия среды обитания (шум, тепловое загрязнение, физические поля);

• состояние биоты, ее ареалов и экосистем.

Экологический мониторинг является многоуровневой информационной системой, наблюдающей за всем циклом антропогенных воздействий от источников воздействия до реакции отдельных природных сред и сложных экологических систем. Для комплексного подхода к определению допустимых уровней воздействия на организм, популяцию, экосистему, биосферу в целом нужно знать критические показатели и звенья, характеризующие состояние экосистем. Большое внимание при этом должно быть уделено методам математического моделирования. Мировая практика связана с реализацией многоуровневого мониторинга, действующего по принципу «космической этажерки», предусматривающему космический, самолетный (вертолетный) и наземный уровни наблюдений.

При организации экологического мониторинга следует учитывать определенные приоритеты. По территориям высший приоритет должен быть отдан городам, зонам питьевой воды и местам нерестилищ рыб, по средам — атмосферному воздуху и воде пресноводных водоемов, по ингредиентам воздуха — пыли, диоксиду серы и продуктам его превращений (серной кислоте и сульфатам), тяжелым металлам (ртути, свинцу, кадмию), монооксиду углерода и оксидам азота NO*, канцерогенным веществам, хлорорганическим пестицидам, нефти, по источникам загрязнений в городах — автотранспорту, ТЭС, предприятиям цветной металлургии и т.д.

 

3.5.2. Состояние экологического мониторинга в России

 

Как было сказано, единая государственная система экологического мониторинга как информационная система о состоянии окружающей среды, о тенденциях и степени ее изменения, обеспечивающая все уровни управления необходимой экологической информацией (ретроспективной, текущей и прогнозной) для принятия своевременных управленческих решений, так и не смогла функционировать, причем не только из-за недостаточного финансирования Роскомгидромета. Так называемый «фоновый» экологический мониторинг был организован на сети станций гидрометеорологических наблюдений, которая даже в лучшие свои времена не могла обеспечить региональных оценок состояния окружающей среды.

Служба погоды и экологический мониторинг исследуют факторы, обладающие существенно различной изменчивостью, и должны опираться на данные, соответствующие их уровню. Кроме того, набор исследуемых переменных в экологическом мониторинге значительно шире, чем при гидрометеорологических наблюдениях. Эти обстоятельства представляются принципиально важными, поскольку на ЕГСЭМ возлагались не только функции контроля состояния объектов природы, но и функции предупреждения аварий и катастроф, что предъявляло к экологическому мониторингу повышенные требования по плотности сетей, единству методической и приборной базы, а также по связности данных во времени и пространстве.

Экологический мониторинг заключается в получении полной, достоверной и своевременной информации о состоянии и тенденциях изменения как природной среды в целом, так и отдельных ее объектов (атмосферного воздуха, вод, почвы и т.д.). Для достижения этой цели предназначена система производственного экологического контроля (ПЭК) и локального экологического мониторинга (ЛЭМ).

Основные проблемы организации локального мониторинга связаны с решением трех главных задач:

1) создание сети пунктов наблюдения;

2) обеспечение оперативного контроля объектов;

3) выбор контролируемых параметров и показателей состояния объектов и индивидуальных аналитических параметров, необходимых и достаточных для адекватного описания состояния экосистемы.

Развитие региональных систем экологического мониторинга и их информационное сопряжение со структурами МЧС России необходимо для получения надежной информации органами государственной власти и управления, муниципальными учреждениями, причем стекающаяся по сети информация должна быть представлена в виде, удобном для быстрого осмысления и принятия управленческих решений.

Концепция создания комплексной системы мониторинга природной среды в целом в настоящее время практически не может быть реализована, так как существующая система мониторинга фактически состоит из отдельных подсистем мониторинга качества объектов природной среды (вода, воздух, почва), которые имеют между собой слабую методологическую связь. Поэтому на первой стадии следует создавать системы мониторинга отдельных сред с последующей их методологической и метрологической увязкой.

Анализ состояния действующих в стране систем ведомственных средств наблюдения и контроля природной среды показывает, что все они имеют ряд существенных недостатков:

• недостаточную представительность концептуальной базы проводимого комплекса эколого-информационных работ;

• разобщенность и методическую несовместимость ведомственных служб экологического контроля, дублирование работ различными ведомствами, слабую степень автоматизации процессов получения, передачи, обработки, хранения и доведения информации до потребителя;

• отсутствие вневедомственной сети центров обработки экологической информации, единых унифицированных методик и программ измерения экологических параметров окружающей среды, алгоритмов комплексной обработки экологических данных и прогностических моделей оценки экологической обстановки применительно к полному комплексу природоохранных мероприятий и рациональному использованию природных ресурсов;

• значительное отставание в оснащении станций, постов и обсерваторий современным парком приборов и метрологическим обеспечением;

• несовершенство применяемой методологии мониторинга;

• ориентировка работ по экологическому мониторингу на второстепенные процессы и явления в виде аномальных изменений отдельных компонентов среды без учета интегральных воздействий техносферы на природу.

На национальном уровне реально выполняется радиационный мониторинг с помощью Государственной автоматизированной системы контроля радиационных объектов (ГАСКРО). Охарактеризуем ее возможности на примере Ленинградской области и Ленинградской атомной электростанции (ЛАЭС): АСКРО ЛАЭС базируется на двух системах. Первая система включает 32 автоматизированных поста (14 постов расположено в Санкт-Петербурге и 18 в Ленинградской области, в том числе четыре — в районе АЭС). Вторая система, г. Сосновый Бор, основана на получении данных о мощности экспозиционной дозы у-излучения с пяти постов.

Собственная объектовая система АСКРО ЛАЭС имеет 26 стационарных и один мобильный датчик контроля радиационного фона. По заданному режиму они передают информацию посредством спутниковой связи в Центр ядерной безопасности STUK (Финляндия) и Информационно-вычислительный центр ЛАЭС, далее в Минатом России и мэрию г. Сосновый Бор. Система АСКРО Ленинградской области обслуживается Аварийно-техническим центром Минатома России и НПО «Радиевый институт имени В. Г.Хлопина».

В Сосновом Бору сбор информации осуществляется в плановом режиме и по запросу с семи датчиков, имеющих также выход в отдел природопользования и экологической безопасности мэрии г. Сосновый Бор, на табло непрерывного круглосуточного наблюдения в приемной мэра города и у дежурного пожарной охраны. Свои маршруты имеются в Центре Государственного санитарно-эпидемиологического надзора ЦМСЧ-38, поддерживаемого в научно-практическом отношении НИИ промышленной и морской медицины (г. Санкт-Петербург). Плановую работу осуществляет инспекция Госатомнадзора РФ. Вспомогательными являются объектовые системы Ленспецкомбината «Радон» и Научно-исследовательского технологического института (НИТИ), также имеющие свои средства оперативного и лабораторного контроля. Следует заметить, что СЗЗ всех радиационно-опасных предприятий совмещены, так же как и ответственность за нарушения экологического законодательства. Радиоактивность объектов природной среды обследуется лабораторией экологических исследований НПО «Радиевый институт имени В.Г.Хлопина», базирующейся в Сосновом Бору, и отделом радиационной безопасности НИТИ различными методами, в числе которых автомобильная гамма-съемка, постоянный отбор проб аэрозолей приземного воздуха, растительности, почв, снега, воды.

Ежечасные измерения мощности экспозиционной дозы, радиоактивности выпадений и атмосферных аэрозолей свидетельствуют об отсутствии существенных изменений радиационной обстановки за последние десять лет.

В системе Севзапгидромета превышение фоновой мощности экспозиционной дозы ежедневно измеряется на пяти стационарных постах, в том числе в г. Ломоносов. Содержание радиоактивных аэрозолей определяется ежедневно на одном стационарном посту.

Дежурная служба мэрии Санкт-Петербурга получает информацию от семи непрерывно действующих постов, расположенных вокруг г. Сосновый Бор.

Выполняется также экологический мониторинг водных объектов по системе достаточных, регулярных, непрерывных наблюдений, измерений и оценки состояния водных объектов в соответствии с заранее подготовленной научно обоснованной и экономически эффективной программой. Он является составной частью контроля за состоянием водных объектов, который включает не только наблюдение и получение информации, но и элементы управления и принятия решений по обеспечению экологической безопасности населения и охраны природных ресурсов.

Традиционные программы мониторинга и оценка состояния качества вод поверхностных водных объектов, принятые в России, основанные на оценке качества вод только по гидрохимическим показателям, не позволяют в полной мере оценить состояние водного объекта, в первую очередь его биоты. Кроме того, осуществление такой программы требует значительных финансовых затрат.

Проблемы определения степени антропогенной нагрузки на водоемы и определения объемов переносов веществ-загрязнителей не могут быть решены периодическим отбором и анализом водных проб. Необходима непрерывная фиксация в реальном времени контролируемых параметров, поскольку, во-первых, длительность генерации аварийных и нелегальных сбросов может быть много меньше интервала между измерениями, во-вторых, достоверная оценка суммарных потоков загрязнения возможна не по отдельным значениям рядов наблюдений, а по интегралу контролируемого параметра по времени.

Эффективной является установка датчиков интегральных показателей воды в гидросооружениях в репрезентативных точках акваторий. Непрерывная информация об изменении контролируемых параметров поступает в реальном времени на терминалы природоохранных органов, позволяя доказательно фиксировать как общий объем загрязнений, так и факты и объемы аварийных и нелегальных сбросов.

Есть откровенные упущения в организации контрольно-мониторинговых измерений. Например, в материалах проектной документации, программах ПЭК и ЛЭМ, реализуемых в настоящее время компаниями-операторами при разведке и разработке месторождений углеводородного сырья на акваториях Каспийского, Балтийского и Японского морей, не предусмотрен экологический мониторинг подземных вод в связи с возможными глубинными авариями на скважинах, в частности закачивающих отходы и шламы под землю, а также на буровых и эксплуатационных скважинах, причем как сухопутных, так и морских. Глубинные аварии на месторождениях, как правило, визуально не проявляются и поэтому легко скрываются нефтяными компаниями.

Не запланирован комплексный геодинамический мониторинг для контроля динамики состояния среды и своевременного предупреждения геодинамически опасных и аварийных ситуаций на нефтегазовых объектах.

В осуществлении геодинамического мониторинга должны быть заинтересованы сами нефтяные компании, поскольку его результаты направлены на сокращение числа и объемов разливов на скважинах и трубопроводах.

К сожалению, большинство законодательных актов экологической направленности носят рамочный характер. Поэтому без разработки ныне отсутствующих регламентных нормативных документов результаты ПЭК и ЛЭМ не могут полноценно и эффективно использоваться уполномоченными органами исполнительной власти в рамках осуществления мониторинга состояния окружающей среды во внутренних морских водах, территориальном море и на континентальном шельфе Российской Федерации, мониторинга водных объектов, а также при осуществлении государственного контроля за безопасностью природопользования в целом.

Системы ПЭК и ЛЭМ являются основой информационного обеспечения в части своевременного выявления негативного воздействия на окружающую среду и предупреждения крупномасштабных экологических последствий, организации управления нормативным качеством окружающей среды и анализа уровня экологического риска осуществляемой деятельности.

Оценка и контроль степени эвтрофикации (накопления в водоемах биогенных элементов) водоемов базируются на исследовании редокс-состояния водной системы. Основным источником поступления пероксида водорода в природные водоемы (по крайней мере, для Северо-Западного региона России) является продукция фитопланктона в ходе его фотосинтетической активности в дневное время. Мониторинг концентрации пероксида водорода в дневное время, по данным В. А. Любимцева и С. В.Холод- кевича (1996), позволяет делать количественное заключение об интенсивности жизнедеятельности фитопланктона, что, с учетом биомассы водорослей фитопланктона, может использоваться при оценке степени эвтрофирования водоема, его самоочищающей способности, а также для выявления зон неустойчивого химикобиологического равновесия экосистемы водоема. В результате по оперативным (5— 10 мин) данным можно оценивать биологическую полноценность поверхностных вод и прогнозировать интенсивность процесса их самоочищения по динамике изменения редокс-состояния воды и концентрации фотосинтезирующих клеток фитопланктона. Эти данные могут оказаться полезными также при оценке качества воды водоема с точки зрения его использования для питьевого водоснабжения населения.

 

3.5.3. Дистанционные методы мониторинга

 

Мониторинг состояния окружающей среды осуществляется не только контактными методами с помощью наземных средств измерений (автоматизированные системы контроля качества воздуха, стационарные посты пассивного мониторинга, лидары, телеметрия), но и дистанционными (аэрокосмическими).

Методы дистанционного зондирования являются единственным средством получения экологической информации на больших площадях с высоким пространственным разрешением в реальном масштабе времени. Удовлетворение требований оперативности, обзорности и объективности может быть оптимизировано путем сочетания многоспектральной космической съемки и сети фиксированных станций наземного базирования.

За рубежом созданы региональные мониторинговые геоинформационные системы, особенно в мониторинге загрязнения атмосферы. Геоинформационная мониторинговая система (ГМС) выполняет комплекс функций по сбору информации о текущих значениях параметров геосистем, обработке этой информации в рамках имитационных моделей экологических и климатических процессов и принятию оптимальных решений. Различают ГМС локального (стационарные средства регистрации, опробования, анализа), регионального (авиационно-космические средства) и глобального (космические средства) масштаба.

Аппаратура, установленная на искусственных спутниках Земли (ИСЗ), обеспечивает регистрацию цифровой информации в видимом, ближнем инфракрасном и тепловом диапазонах электромагнитного спектра. Решают задачи природопользования и экологического контроля: классифицируют земные покровы, фенологические фазы и болезни растений, вызываемые антропогенными воздействиями, оценивают газовый состав атмосферы, выполняют слежение за водной и ветровой эрозией почв, определяют границы снежного покрова, затопления и разливов рек, хорошо идентифицируют многие антропогенные изменения в окружающей среде, например лесные пожары (по шлейфам дыма, лесным гарям), обнаруживают крупные выбросы вредных веществ в атмосфере и Мировом океане, контролируют состояние озонового слоя и т. п.

Наблюдения за дымовыми выбросами позволяют установить по степени прозрачности плотность частиц в факелах. Примеси, составляющие такой факел, можно определить по поглощению радиации в соответствующих зонах поглощения различными газами.

Использование данных спутникового дистанционного зондирования открывает возможность обнаружения фактов нарушения природоохранного законодательства, локализации и установления источников загрязнения. Не исключено поэтому, что спутниковая информация станет доминирующей при контроле за аварийными и нелегальными разливами нефтепродуктов в условиях транспортных операций.

В качестве индикаторов состояния окружающей среды, последствий воздействия на нее природных и антропогенных факторов, местоположения экологических инцидентов и событий могут быть использованы характеристики ледяного покрова внутриконтинентальных водоемов и соответствующие ему радиолокационные сигнатуры по данным радиолокаторов с синтезированной апертурой — SAR.

Проблемы общего загрязнения водоемов и водотоков как главных частей бассейна, а также прослеживание этого загрязнения в сезонном аспекте и в ретроспективном плане весьма актуальны в связи с заметным увеличением антропогенной нагрузки в последнее десятилетие. Современные космические многоспектральные системы (NOAA, CZCS, МСУ-СК, МСУ-Э, Landsat ТМ и др.) позволяют использовать в качестве параметров, характеризующих состояние водных масс, температуру поверхности (с ней напрямую связаны сбросы промышленных предприятий и населенных пунктов, имеющие повышенную температуру), мутность, содержание фитопланктона, наличие прибрежной растительности. Дистанционные данные позволяют фиксировать указанные параметры в реальном масштабе времени на всей акватории, что позволяет судить о пространственно-временных вариациях загрязненности водоемов.

Анализ архивов цифровых многоспектральных данных ИСЗ NOAA показывает, что на таких изображениях отчетливо можно проследить термальные структуры водоемов и основные потоки, в том числе потоки мутности, формирующие сток загрязняющих веществ.

Поскольку появление потока мутности (взвешенных частиц) в истоках рек является важнейшим индикатором для принятия управленческих решений в нижележащей зоне, дополнительно к космическим данным следует использовать информацию датчика мутности (фотодиод с оптимальным спектральным интервалом, возможно с лазерной подсветкой ночью, термодатчик), установленного на буйковом наблюдательном посту.

В настоящее время разработаны методики и программное обеспечение расчета температуры (теплового потока с поверхности), содержания взвеси, фитопланктона и прибрежной растительности по многоспектральным цифровым космическим данным. Поэтому основными задачами дистанционного мониторинга водоемов являются:

• прослеживание потоков загрязненных вод, попадающих в сток рек при различной метеообстановке и в различные сезоны;

• выявление условий минимального и максимального расхода вод;

• разработка рекомендаций по квотированию нагрузок на элементы водного бассейна;

• контроль выполнения международных обязательств и бассейнового соглашения;

• прослеживание тенденций изменения экологической ситуации в последние 8—10 лет.

 

3.5.4. Паневропейские системы экологического мониторинга

 

Подписание в 1979 г. в Женеве Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (LRTAP Convention) стимулировало разработку пяти специализированных программ международного сотрудничества (ICP), подготовленных Рабочей группой Европейской экономической комиссии (ЕЭК) ООН и призванных обеспечить достоверные оценки глобальных и региональных трансграничных воздействий. Среди них важнейшими являются: Европейская программа мониторинга переноса воздушных загрязнений (ЕМЕР), Программа лесного мониторинга (ICP-Forests) и Программа интегрального мониторинга (ICP-IM).

Российская сеть мониторинга загрязнения лесов (ICP-Forests) представлена исключительно на Северо-Западе РФ. Наблюдения по сети 32x32 км (первый уровень сложности) на этих пробных площадях ведут с 1993 г., а на территории Кингисеппского и Сланцевского районов удалось сформировать сеть 16 х 16 км и создать две площадки второго уровня сложности.

Программа включает две главные задачи:

1) продолжающийся мелкомасштабный мониторинг воздушных выпадений загрязняющих веществ на лесные биоценозы;

2) исследование причинно-следственных связей между значениями биоиндикационных параметров, характеризующих здоровье лесных экосистем, размером и составом нагрузок.

Решение обеих задач обеспечивается совмещением наблюдений первого (систематическое обследование площадок по сокращенному набору параметров и с низкой периодичностью) и второго (непрерывный многопараметровый мониторинг лесных систем с распознаванием факторов и процессов аэротехногенного загрязнения лесов) уровня.

Методы сбора проб, оценки биоиндикационных показателей и методы химического анализа прошли интеркалибровку со странами Северной Европы. Исследование базируется на методиках ЕЭК ООН и отечественных лесопатологических методиках.

Основным объектом наблюдений служат сосновые насаждения как наиболее чувствительные к атмосферному загрязнению.

Применяют кислотное разложение образцов при подготовке проб к анализу («мокрое» озоление), минимизирующее препараторские погрешности и наиболее согласующееся с идеологией используемых методов анализа, требующих высокой гомогенизации препаратов и постоянства состава их матрицы. Определяют содержание 16 элементов: Al, Ва, Са, Cd, Cr, Си, Fe (общее), К, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, S, V, Zn, которые отражают специфику промышленных выбросов урбанизированных территорий.

Число и перечень исследуемых параметров согласованы с Международным центром проведения мониторинга. Аналогичные работы выполняют на территории соседних стран (Финляндия, Эстония, Швеция и другие страны практически всей Европы).

Каждая точка наблюдательной сети входит в международный банк данных Европейской Комиссии (Хельсинки), ежегодная ситуация отражается в международном отчете ООН «Forest condition in Europe», публикующемся в Брюсселе и анализирующем выполнение международных соглашений в рамках Конвенции (LRTAP).

Подчиняющиеся единым правилам сбора информации, единой методологии и обязательной интеркалибровке методик такие исследования поставляют данные, которые позволяют формировать многопризнаковый банк данных о состоянии природной среды и ее динамике в каждой отдельной точке, регионе, стране или части Европы.

Решение задач первого и второго уровня в Программе ICP- Forests и получение объективного представления о принципиальном характере процессов загрязнения территории собственными и внешними источниками к настоящему времени достигнуто. Результаты полевых наблюдений достаточно хорошо освещают территорию региона по сетке пробных площадей. Тем не менее нет полного пространственного представления о регионе в целом, о состоянии биоты его труднодоступных участков и территорий, не включенных в планы полевых работ предыдущих лет.

Интегральный мониторинг (ICP — Integrated Monitoring) предусматривает физические, химические и биологические измерения компонентов экосистем, проводимые одновременно в одних и тех же местах с заданной периодичностью. На практике осуществление интегрального мониторинга сводится к выполнению ряда частных подпрограмм, которые соединяют путем получения стандартного набора параметров (анализ межсредовых потоков вещества) и (или) путем получения стандартного набора параметров на замкнутых микробассейнах (причинно-следственный подход). Междисциплинарная программа интегрального мониторинга ICP-IM служит частью стратегического мониторингового исследования, организованного UN/ECE. В мониторинговой иерархии ICP-IM занимает высший уровень международного сотрудничества и является источником сопоставимой многопризнаковой природоохранной информации о комплексном антропогенном воздействии на экосистемы, распространяющемся через границы климатических, геологических, ландшафтногеохимических природных зон и через границы государств. Конечно, для обеспечения информацией национальных структур, принимающих эколого-экономические решения, ICP-IM обязательно должен прибегать к помощи мониторинговых экологических систем более низкого уровня, в рассматриваемом случае — к данным ЕГСЭМ.

Программа ICP-IM выполняет три главные задачи.

1. Контроль состояния экосистем (микробассейнов водосбора или площадок) и интерпретация наблюдаемых изменений как последствий действия экологических факторов, с целью создания научной базы для контроля эмиссий.

2. Построение и подтверждение моделей отклика экосистем на типовые сценарии воздействий: а) с целью оценки отклика на реальные или прогнозируемые изменения загрязняющего стресса; б) с целью получения региональных оценок, согласующихся с данными съемок.

3. Проведение биомониторинга для выявления изменений природных компонентов, особенно для оценки воздушного загрязнения и изменения климата.

Исторически сложилось представление об уровнях программы, которое исходит из полноты наблюдений по рекомендованному набору параметров и частоты сбора данных. На станциях интегрального мониторинга выполняют полный объем опробования и наблюдений за всеми компонентами окружающей среды. Кроме того, проводят исследования взаимоотношений «доза — отклик» между химическим загрязнением и биологическими эффектами. Это позволяет затем использовать гидрохимические, биогеохимические и биологические причинно-следственные модели, результаты оценок по которым обосновывают принятие управляющих решений в природоохранной и межгосударственной политике, например расчет критических нагрузок выпадений серы, азота, тяжелых металлов. Поэтому к таким станциям предъявляют достаточно жесткие критерии по месту их расположения, в частности — отсутствие хозяйственной деятельности. Обычно их размещают на особо охраняемых территориях. Требования к таким станциям подразумевают наличие микробассейна гидросети, конечного местного водоема стока, сопряжение автономных и подчиненных ландшафтов. В комплекс наблюдений входят инвентаризация растений, грызунов и птиц, мониторинг воздуха, почв, вод, метеорологические исследования.

Интегральный мониторинг в странах Северной Европы выполняется исключительно с целью оценок воздушных выпадений, особенно при трансграничном переносе. Эта цель, безусловно, важна и для России (для Северо-Запада РФ — влияние Эстонии и Прибалтики). Однако на Северо-Западе не менее серьезное значение имеет и трансграничный перенос с водными системами как из-за рубежа, так и между субъектами РФ, размещающимися на водосборе Ладоги и Балтийского моря. Сбор ретроспективных и натурных данных, а также сама оценка экологической обстановки проводятся с помощью представлений системного анализа: путем структуризации факторов, установления отношения членов системной иерархии, характеристики ответной реакции всей системы на воздействие по отношению к какой-либо ее части как части единого целого.

 

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите основные механизмы ассимиляции вредных веществ в наземных экосистемах в различных ландшафтных зонах России.

2. Каковы главные направления деятельности в области инженерной защиты окружающей среды?

3. Каковы ведущие механизмы устойчивости морских экосистем к загрязнению?

4. В результате каких процессов происходит разрушение или трансформация загрязняющих веществ в воздухе, воде и почве?

5. Каковы основные показатели устойчивости экосистем к химическому загрязнению?

6. Назовите мероприятия общего характера по защите атмосферного воздуха.

7. Какие методы защиты водных объектов относятся к группе деструктивных? К группе регенерационных?

8. Охарактеризуйте механический, физико-химический, химический, биологический и термический способы очистки сточных вод.

9. Какие организационно-технические приемы используют при обращении с отходами?

10. Каковы основные последствия теплового загрязнения водного объекта?

11. Каковы главные типы нарушения и загрязнения экосистем горнодобывающими предприятиями?

12. Какие мероприятия включают в перечень специализированных мер защиты водных объектов от воздействия горнодобывающего производства?

13. Какие основные функции выполняют леса первой группы?

14. Какие мероприятия входят в агроэкологическую оценку земель сельскохозяйственного назначения?

15. В чем состоят экологические проблемы водной мелиорации?

16. Каковы характерные ошибки и недостатки экологического обоснования проектов?

17. Каковы основные принципы рекультивации загрязненных земель?

18. Назовите принципы и приоритеты экологического мониторинга.

19. В чем заключаются основные проблемы организации мониторинга водных объектов, в том числе и трансграничных водных бассейнов?

20. Какова роль дистанционных методов в экологическом мониторинге? Какие задачи они решают?

21. Какие паневропейские программы экологического мониторинга поддерживает Россия?

22. Каково назначение геоэкологического мониторинга в составе

проектов?

Упражнения

1. Приведите (по вашему выбору) примеры практического использования ТСЭБ в коммунальном, лесном и сельском хозяйстве (муниципальные канализационные и водопроводные сети, противопожарные мероприятия, мелиорация, устройство хранилищ отходов, складов ядохимикатов).

2. Сравните основные воздействия на компоненты окружающей среды атомной и тепловой электростанции и перечислите главные элементы ТСЭБ этих объектов. Следует учесть тепловое загрязнение, воздействие на гидробионты, атмосферный воздух, лесные и сельскохозяйственные земли, размещение отходов (в том числе радиоактивных).

3. Охарактеризуйте требования к основным природозащитным объектам в инфраструктуре крупного города: сети наблюдений и контроля качества атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвенного и растительного покрова; полигонам захоронения твердых бытовых и промышленных отходов; станциям водоподготовки; сооружениям по очистке муниципальных и промышленных стоков. Оцените возможности населения в финансировании этих объектов через оплату жилищно-коммунальных услуг.