Лекция 3. Классификация систем мониторинга
Мониторинг состояния окружающей среды предусматривает постоянное наблюдение за процессами, происходящими в природе и техносфере, с целью предвидения изменений их качества, ухудшения среды обитания человека, деградации биосферы. В зависимости от конкретных целей, задач, объектов наблюдения различают несколько видов и классов мониторинга. Существуют различные подходы к классификации экологического мониторинга – по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения, по методам ведения наблюдений и другие. Отраженная на рис. 2 классификация охватывает весь блок экологического мониторинга: наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия, абиотической составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на эти изменения.
Таким образом, экологический мониторинг включает как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуществлении. Различные подходы к классификации экологического мониторинга можно обобщенно представить в следующей таблице (табл. 1).
Таблица 1
Существующие подходы к классификации экологического мониторинга
Ю.А. Израэлем предложена следующая классификация экологического мониторинга [10].
1. По наблюдениям за реакцией составляющих биосферы:
– биологический мониторинг
– наблюдения за биотической составляющей;
– геофизический мониторинг
– наблюдения за абиотическими составляющими.
2. Мониторинг по факторам и объектам воздействия:
– мониторинг различных загрязнителей (ингредиентный);
– мониторинг в различных средах (приземный слой атмосферы, верхняя атмосфера, литосфера, почва, воды суши, воды морей и океанов);
– мониторинг источников загрязнения (точечные источники – промышленные предприятия, точечные передвижные – транспорт, площадные – поля, города и т.п.);
– мониторинг объектов воздействия (живые организмы – популяции животных, человек и т.п., неживые объекты – здания, сооружения и т.п.).
3. Мониторинг по масштабам воздействия:
– точечный; – районный;
– региональный; – глобальный.
4. Мониторинг по методам наблюдений:
– измерение химических показателей;
– измерение физических показателей;
– измерение биологических показателей.
По характеру обобщения информации различают следующие системы мониторинга: глобальный, фоновый, региональный, локальный (рис. 3). Данный подход положен в основу классификации систем мониторинга по территориальному принципу [10, 11]:
1. Базовый (фоновый) мониторинг представляет собой наблюдение за общебиосферными природными явлениями и процессами без наложения на них региональных техногенных явлений с целью получения информации о биосфере в целом или об отдельных биосферных процессах (об изменении климата, состоянии озонового экрана и т.п.). Данный вид мониторинга осуществляется под эгидой Программы ООН по окружающей среде и развитию (ЮНЕП) на станциях комплексного фонового мониторинга в биосферных заповедниках. Его целью является получение данных о фоновом (естественном) состоянии окружающей среды в далеком прошлом, до того, как началось ее интенсивное преобразование человеком. Поэтому базовый мониторинг ведется на базовых (фоновых) станциях, расположенных на значительном удалении от основных промышленных районов Земли. Методика наблюдений и оборудование, установленное на этих станциях, унифицированы в соответствии с международными соглашениями. Наземные базовые (фоновые) станции размещаются на территории биосферных заповедников – строго охраняемых крупных участков, практически не испытывающих локальных воздействий человеческой деятельности.
Рис. 3. Классификация экологического мониторинга по территориальному принципу
2. Глобальный мониторинг охватывает всю биосферу Земли, но включает в себя наблюдения как за природными, так и за техногенными процессами и явлениями и прогнозирование возможных неблагоприятных изменений. В каждой стране глобальный мониторинг ведется по своей национальной программе. В России вопросами глобального мониторинга занимается Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), формирование которой начато в 1993 г. ЕГСЭМ призвана обеспечивать органы государственного управления и природопользования современной и достоверной информацией о состоянии природной среды в различных регионах России. Эта информация позволяет принимать взвешенные и обоснованные решения в области охраны природы и обеспечения экологической безопасности.
3. Региональный мониторинг – слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы.
4. Локальный мониторинг – слежение за воздействием конкретного антропогенного источника (проводится на сравнительно небольшой территории водного объекта, лесного массива, города, территории крупного предприятия). Импактный («точечный») мониторинг – разновидность локального мониторинга, который осуществляется в особо опасных зонах или местах источников загрязнения. Наземный мониторинг проводится для наблюдений, которые не могут быть получены другими методами. К таковым относят определение физических или химических параметров приземного слоя воздуха, растительности, почв. В наземном мониторинге часто применяют методы биоиндикации. В зависимости от масштаба объектов и задач наблюдений И.П. Герасимовым выделено три уровня наземного мониторинга: биоэкологический (санитарно-гигиенический), геосистемный (геоэкологический в интерпретации) и биосферный (глобальный) (табл. 2).
5. Биоэкологический мониторинг выступает как исходная ступень системы наблюдений и контроля. Его основная функция – получение оперативной информации о состоянии окружающей среды с точки зрения ее влияния на здоровье человека и населения. Здоровье человека рассматривается как интегральный показатель состояния среды, а, следовательно, выступает в качестве главного объекта мониторинга. Наблюдению и контролю подлежат характеристики приземных слоев атмосферы, питьевой воды, промышленных и бытовых стоков, пищевых продуктов и других факторов, определяющих здоровье населения. Наблюдения должны проводиться в местах концентрации людей и районах их наиболее интенсивной деятельности (как правило, в пределах локальных ареалов). Они призваны контролировать линии связи человека (особенно трофические) с окружающей его природной средой. В этом биоэкологическому мониторингу большую помощь могут оказать гидрометеорологическая и санитарно-эпидемиологическая службы, служба защиты растений, гидробиологический контроль.
Вторую ступень системы наблюдений представляет геосистемный мониторинг. Он включает наблюдения за изменением состояния наиболее репрезентативных геосистем и экосистем, их преобразованием из природных в природно-антропогенные. Геосистемный мониторинг позволяет выявить генезис и взаимную связь тех явлений в окружающей среде, которые служат индикаторами антропогенного воздействия (в частности загрязнения), предвидеть трансформации природных комплексов, ухудшающие среду обитания человека.
Таблица 2
Индикаторами изменений выступают показатели, характеризующие не только отдельные компоненты природы (в границах геосистем), но и комплексы в целом (продуктивность биогеоценозов, баланс вещества и энергии, способность к самоочищению и др.). Объектами наблюдений являются типичные геосистемы и экосистемы – природные, находящиеся в естественном режиме, природно-антропогенные (прежде всего сельскохозяйственные) и антропогенные комплексы (например, городские территории). В первой группе объектов выявляются трофические связи (биологические круговороты) и их нарушения, во второй исследуются возможности использования естественных ресурсов экосистем в интересах человека (особенно для производства биомассы), в третьей группе изучается эффективность методов управления природопользованием с точки зрения сохранения и улучшения окружающей среды для населения. Наблюдательная сеть геосистемного мониторинга должна включать гидрометеорологические станции, природные заповедники, географические стационары, сельскохозяйственные опытные станции, природно-мелиоративные стационары.
Третьей ступенью мониторинга окружающей природной среды является биосферный мониторинг. Его задача – наблюдения, контроль и прогнозирование возможных изменений природных компонентов на глобальном уровне. В качестве объектов мониторинга выступают наиболее крупные составные части биосферы – атмосфера, гидросфера, почвенный покров, биотические компоненты. Важное значение имеют наблюдения за изменением солнечной радиации и состава атмосферы, мировым водным балансом и его нарушениями, антропогенным преобразованием геохимического круговорота, загрязнением почв и биологических систем. Одной из функций глобального слежения является определение фоновых параметров, необходимых для выявления локальных и региональных изменений состояния окружающей природной среды. Получение информации о состояния природной среды должно опираться на методы дистанционного зондирования и наблюдения на станциях и полигонах, расположенных в различных физико-географических условиях поверхности Земля.
Авиационный мониторинг ориентирован на региональные или локальные явления. Он широко используется в целях инвентаризации лесов, выявления очагов возгорания и площадей, пораженных пожарами, промышленными загрязнениями, вредителями.
Космический мониторинг позволяет составить представление об отдельных изменениях в биосфере, которые не выявляются другими методами. На основе космической информации ведутся планомерные широкомасштабные исследования природных ресурсов, окружающей среды, изучаются результаты воздействия хозяйственной деятельности, изменение границ природных зон, динамику и состояние лесов. При классификации систем экологического мониторинга по методам наблюдения выделяют дистанционный, биологический, физический и химический [11].
Дистанционный мониторинг проводится без непосредственного контакта с объектом исследования с помощью съемочной аппаратуры.
Биологический мониторинг, осуществляется с помощью биоиндикаторов (т.е. таких организмов, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде).
Физический мониторинг – система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на природную среду (наводнения, вулканизм, землетрясения, цунами, засухи, эрозия почв и т.д.). Химический мониторинг – это система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения) атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль за распространением химических загрязняющих веществ. Глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнения природной среды высокотоксичными поллютантами. Теоретически экологический мониторинг должен проводиться за каждым веществом-загрязнителем природной среды, но такой подход при организации системы мониторинга, по мнению Н.Ф. Реймерса, нереален [10]. Экологический мониторинг может вестись лишь обобщенно за интегральным воздействием человека на условия собственного существования и на природу. По его мнению, экологический мониторинг целесообразно разделить на фоновый и импактный, и экосистемный и компонентный.
Экосистемный мониторинг в этом случае должен проводится по иерархии экосистем, агросистем, урбосистем, а компонентный – по компонентам природной среды. Деление экологического мониторинга по природным средам довольно условно, так как каждая природная среда тесно взаимосвязана с другими, и ее состояние зависит от состояния других сред. Поэтому при экологическом мониторинге природной среды должен осуществляться комплексный подход. В то же время деление по природным средам является очень важным моментом при организации экологического мониторинга, поскольку каждая составляющая природной среды по-своему специфична и имеет только ей присущие свойства, что требует индивидуального подхода при выборе метода и средств ее исследований.
Комментарии
Отправить комментарий