МОНИТОРИНГА

ВВЕДЕНИЕ

Экологический мониторинг является информационной основой для широкого спектра природоохранной деятельности. Полученные данные используются для научных исследований, оценки состояния окружающей среды и принятия управленческих решений.

Глобальная система экологического мониторинга позволяет получать колоссальный объём данных любого масштаба. Это данные метеорологических станций, систем дистанционного зондирования (космические снимки, сейсмосъёмка, электромагниторазведка и т.п.). Результаты мониторинга указывают на сложность и неоднозначность воздействия антропогенной деятельности на окружающую среду. Для анализа полученных данных, а также для прогнозирования на основе обработки этих данных выделяются колоссальные вычислительные мощности. И это не удивительно. Ведь грамотная оценка ситуации даёт нам информацию о качестве окружающей среды, существующих резервах системы и позволяет реализовать экологически целесообразные управленческие решения.

Стоит отдельно отметить мониторинг биологических объектов. В этой области до сих пор слабо формализованы методы оценки, но потребность в определении качества среды очень высока. Об этом явно говорит интерес к проблеме сохранения биоразнообразия. Для понимания закономерностей функционирования популяционно-видового, экосистемного уровня и надэкосистемных структур необходимо применять новейшие разработки этого направления. Это методы биоиндикации, широкий спектр математических методов сравнительного анализа компонентов биоразнообразия, информационные технологий для обработки экологических данных, а системы искусственного интеллекта и т.п.

Система экологического мониторинга не ограничивается только сбором информации об окружающей среде. Экологический мониторинг сам по себе является исследованием, которое включает в себя этапы сбора, упорядочивания, анализа данных, прогнозирования и принятия управленческого решения. Постоянный мониторинг лежит также в основе функционирования кадастровых систем, геоинформационных систем, а также экосистемного анализа. Данные экологического мониторинга используются при проведении экологической экспертизы (например, для оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС)), экологического аудита и в других смежных областях.

КУРС ЛЕКЦИЙ

РАЗДЕЛ 1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО

МОНИТОРИНГА

Впервые термин мониторинг (от лат. monitor – предостерегающий) появился перед проведением международной конференции в Стокгольме (1972 г.). Под мониторингом было решено понимать систему непрерывного наблюдения, измерения и оценки состояния окружающей среды. Позднее система мониторинга была расширена – в неё был включён этап принятия управленческого решения (рис. 1). Большой вклад в разработку теории мониторинга внесли И.П. Герасимов [12], Ю.А. Израэль [20], В.Д. Федоров и др.

В настоящее время под экологическим мониторингом понимается информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

В системе экологического мониторинга постоянно должны реализовываться две цели:

1. Постоянная оценка «комфортности» условий среды обитания человека и других биологических объектов.

2. Предоставление информационной составляющей для целей прогнозирования, моделирования и принятия управленческих решений.

В процессе мониторинга решаются следующие задачи:

1. Организация единой системы сбора и обработки данных наблюдений;

2. Обеспечение достоверности и сопоставимости данных наблюдений;

3. Организация хранения данных наблюдений, ведение специальных банков и баз экологических данных;

4. Оценка и прогноз состояния объектов окружающей природной среды;

5. Информационное обеспечение органов власти и управления комплексной информацией о состоянии окружающей природной среды и природных ресурсах, а также населения информацией о проблемах обеспечения экологической безопасности [15].

Рис. 1.1 Блок-схема системы мониторинга [20].

Общей рекомендацией к системе экологического мониторинга является системное представление объекта мониторинга. Только в этом случае возможно собрать данные, которые впоследствии можно будет анализировать и давать им содержательную интерпретацию [1, 4, 10, 13, 21-22, 28, 38, 46, 52, 56-57].

В настоящее время основным методом оценки окружающей среды является экологическое нормирование. В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду.

Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в нормировании является понятие загрязнения:

Загрязнение окружающей среды – поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Обычно выделяют следующие виды загрязнения:

1. Химическое. Загрязнение ксенобиотиками и другими химическими веществами.

2. Физическое. Тепловое, световое, шумовое, электромагнитное, радиоактивное воздействие.

3. Биологическое. Загрязнение микроорганизмами (гниение, болезнетворность), животными (паразиты), растениями (цветение водоёмов).

4. Визуальное. Нарушение эстетической привлекательности ландшафта (например, вследствие организации свалки строительного мусора).

В зависимости от времени поступления загрязнителей различают три вида загрязнений:

1. Первичное загрязнение – вызванное поступлением загрязняющих веществ и процессами непосредственного их превращения. В цикле первичного загрязнения могут появляться вторичные и последующие загрязняющие вещества.

2. Вторичное загрязнение – развивается как следствие первичного загрязнения и представляет собой новый цикл загрязнения.

3. Повторное загрязнение – вызванное повторным выносом загрязняющих веществ вследствие первичного загрязнения. Например, вынос осевших на дно или вмерзших в лед нефтепродуктов во время паводка или таяния льда

В настоящее время существует фактическое разделение на экологическую безопасность в отношении человека и экологическую безопасность в отношении к окружающей природной среде. Принцип антропоцентризма верен в отношении истории развития нормирования: значительно ранее прочих были установлены нормативы приемлемых для человека условий среды (прежде всего, производственной). Тем самым было положено начало работам в области санитарно-гигиенического нормирования. В частности, были выведены такие группы нормативов как предельно-допустимая концентрация (ПДК) и предельно допустимый уровень воздействия (ПДУ):

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) – утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив содержания вредного вещества в окружающей (или производственной среде), практически не влияющего на здоровье человека и не вызывающего неблагоприятных воздействий.

Предельно-допустимый уровень (ПДУ) – утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив, связанный с нагрузкой физических факторов (шума, электромагнитного излучения и др.) в окружающей (или производственной среде), практически не влияющего на здоровье человека и не вызывающего неблагоприятных воздействий.

В тех случаях, когда для вредных факторов не определён санитарно-гигиенический норматив, а исследование находится только на стадии опытных или опытно-промышленных разработок, применяются ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), ориентировочные допустимые концентрации (ОДК) и ориентировочные допустимые уровни (ОДУ).

Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. Существует большое количество справочников [5], содержащих подробную и исчерпывающую информацию о ПДК и токсикологических показателях различных химических веществ. Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Минздрава РФ распространяет АИПС (автоматизированная информационно-поисковая система) «Опасные вещества» – базу данных по опасным химическим и биологическим веществам, содержащую данные о 2350 зарегистрированных в РПОХВ (российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ) веществах (химическая номенклатура, физико-химические характеристики, параметры токсикометрии, оценку специфических и отдаленных эффектов, показатели экологической безопасности, гигиенические и экологические нормативы, библиографические данные). В базу данных, наряду с исчерпывающей отечественной информацией, включены сведения из ведущих зарубежных баз данных опасных веществ, в том числе международного регистра потенциально токсичных веществ.

Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия.

Порог вредного действия – это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология.

ПДК и ПДУ определяются с учётом ДСД (допустимой суточной дозы) или ДСП (допустимого суточного потребления).

Стандарт ГОСТ 12.1.007-76 «Классификация и общие требования безопасности» устанавливает следующие признаки для определения класса опасности (табл. 1). По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

1-й – вещества чрезвычайно опасные: бензапирен, бериллий, диэтилртуть, тертаэтилсвинец, таллий и др.

2-й – вещества высокоопасные: бор, ДДТ (сумма изомеров), кадмий (суммарно), мышьяк, нитриты, свинец (суммарно), селен, стронций, сурьма, формальдегид.

3-й – вещества умеренно опасные: алюминий, марганец, медь (суммарно), нитраты, озон, хром.

4-й – вещества малоопасные: сероводород, сульфаты, хлориды.

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Таким образом, санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все среды, различные пути поступления вредных веществ в организм, хотя редко отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учитывает эффектов комплексного (поступления вредных веществ в организм различными путями и с различными средами – с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы) и сочетанного воздействия всего многообразия физических, химических и биологических факторов окружающей среды. Существуют лишь ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одновременном содержании в атмосферном воздухе.

Таблица 1.1

Поиск по сайту: