ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Мониторинг окружающей среды представляет собой систему наблюдений за состоянием окружающей среды для своевременной оценки возможных изменений физических, химических и биологических процессов, уровня загрязне­ния атмосферного воздуха, почвы, водных и других при­родных объектов, предупреждения и устранения негатив­ных явлений, а также обеспечения заинтересованных орга­низаций и населения текущей и экстренной информацией об окружающей среде и прогнозирования ее состояния. Экологический мониторинг является основным инструмен­том для решения проблем взаимодействия человека и окру­жающей среды, ресурсо- и энергосбережения, рациональ­ного природопользования и других вопросов хозяйственной деятельности.

Термин «мониторинг» происходит от латинского «mo­nitor», что переводится как «наблюдающий», «предосте­регающий». Такая интерпретация термина очень хорошо подходит к современному пониманию задачи мониторин­га окружающей среды: наблюдение за состоянием экоси­стем, контроль их динамики и прогноз возможных из­менений с целью управления ими.

Таким образом, мониторинг окружающей среды пред­ставляет собой систему наблюдений за состоянием физи­ко-химических и биологических параметров, характери­зующих окружающую среду, их оценку в статических и динамических условиях. Эти данные необходимы для разработки конкретных мер по предупреждению крити­ческих, опасных и вредных для экосистемы и здоровья человека ситуаций, сохранения популяций организмов и их сообществ.

Объектами мониторинга экосистем являются: их струк­тура, динамика и ритмика; биосферные станции и запо­ведники; загрязнение почвы, воды и воздуха; изменение газовых составляющих атмосферы.

В зависимости от характера и объема задач, решаемых мониторингом, различают следующие его виды:

• локальный - контролирует выбросы предприятий, оценивает степень загрязнения промышленных и приле­гающих к ним территорий;

• региональный - предназначен для сбора и анали­за данных о загрязнении среды на всей территории ре­гиона, проведения научных исследований и разработки рекомендаций по охране окружающей среды в данном регионе;

• национальный - направлен на получение инфор­мации от региональных систем, искусственных спутни­ков Земли и космических орбитальных станций, пред­назначен для разработки комплексных мер по охране окружающей среды государства;

• глобальный - используется для исследований и охраны природы в рамках международных соглашений.

Контроль состояния окружающей среды может быть не­прерывным, периодическим и с помощью экспресс-методов. Он базируется на физико-химических, спектральных, хро­матографических, оптических, лазерных и радиометриче­ских анализах воздуха, воды или почвы. Кроме того, эко­логический мониторинг осуществляется методами подсчета видов растений на определенной территории и учета пого­ловья диких животных и птиц, учета гнездований птиц и изучения путей их миграции.

В Республике Беларусь функционируют следующие виды Национальной системы мониторинга окружающей среды.

1. Локальный мониторинг проводится в целях наблю­дения за источниками вредного воздействия на окружа­ющую среду и состоянием окружающей среды в районе их расположения, оценки и прогноза изменения состоя­ния окружающей среды и вредного воздействия на нее.

В состав локального мониторинга входят наблюдения за источниками атмосферного воздуха (соблюдение норма­тивов допустимых выбросов) и сбросом сточных вод (со­блюдение нормативов допустимых сбросов).

Исполнителями являются природопользователи, осу­ществляющие эксплуатацию источников вредного воз­действия на окружающую среду. Локальный мониторинг проводится в соответствии с Инструкцией о порядке про­ведения локального мониторинга окружающей среды юри­дическими лицами, осуществляющими эксплуатацию ис­точников вредного воздействия на окружающую среду, утвержденной постановлением Минприроды от 22.07.2004 № 20. Методическое руководство проведением локально­го мониторинга осуществляют Минприроды и его терри­ториальные органы.

2. Мониторинг земель {почв) состоит из мониторинга земельного фонда, агропочвенного мониторинга и мони­торинга агротехногенно-загрязненных почв. Мониторинг земель направлен на постоянный контроль за структу­рой земельного фонда, его качественного состояния по видам и категориям земель. Агропочвенный мониторинг ставит своей целью контроль за свойствами почв, эрози­онными процессами, влиянием удобрений и осушения. Мониторинг агротехногенно-загрязненных почв состоит в контроле за загрязнением почв в городах, придорож­ных полосах, сельскохозяйственных угодий пестицида­ми и за глобальным фоновым загрязнением почв респуб­лики. Исполнителями являются Республиканский центр радиационного контроля и мониторинга Департамента по гидрометеорологии Минприроды, НИРУП «Институт поч­воведения и агрохимии Национальной академии наук Бе­ларуси, Белгосуниверситет и Госкомитет по земельным ресурсам, геодезии и картографии.

3. Мониторинг атмосферного воздуха заключается в наблюдениях за региональными и глобальными потока­ми загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, атмо­сферных осадках и снежном покрове в 18 городах, в ко­торых проживает 81,3 % населения республики. Всего контролируется 32 вещества, в том числе оксид углерода, диоксиды азота и серы, взвешенные вещества, формаль­дегид, фенол. Исполнитель - Департамент по гидрометео­рологии Минприроды.

4. Мониторинг поверхностных вод состоит из наблю­дений за естественными водоемами и водотоками. Гидро­химические наблюдения ведутся Департаментом по ги­дрометеорологии Минприроды на 83 водных объектах. С ними в комплексе на 74 объектах ведутся гидробио­логические исследования. Определяется концентрация в воде 80 веществ, степень загрязнения природных водных объектов и его прогноз.

5. Мониторинг подземных вод проводится Департа­ментом по геологии Минприроды. Сеть наблюдений вклю­чает в себя 34 поста фонового ранга и 36 постов региональ­ного ранга. Объектами исследования являются скважины подземных вод. В состав контролируемых показателей входят главные ионы, железо, марганец, фтор, соедине­ния азота, растворенные органические вещества, пести­циды и тяжелые металлы.

6. Мониторинг лесов осуществляется на всей террито­рии республики. В качестве базовой технологии монито­ринга объектами наблюдений являются крупные масси­вы лесов (16x16, 8x8 или 4x4 км) около крупных городов. Контролируется процент дефолиации (опадания листвы) листьев и хвои, их цвет, степень повреждения листового аппарата, процент усыхающих ветвей, содержание основ­ных элементов питания в листве и хвое, состав лесной подстилки и лесных почв и т. д. Здесь же проводится эколого-мелиоративный мониторинг земель в составе Гос- лесфонда Беларуси, целью которого является выявление изменений, происходящих на лесных заболоченных зем-

лях под влиянием мелиорации с целью разработки эф­фективных мероприятий по лесохозяйственному исполь­зованию мелиорированных земель. Исполнителем работ является Министерство лесного хозяйства.

7. Мониторинг растительного мира проводится ГНУ «Институт экспериментальной ботаники Беларуси» и Белгосуниверситетом. Объектами исследования являют­ся растительные сообщества на лугах (мониторинг лу­говой растительности) и в наиболее крупных озерных водоемах и водотоках (мониторинг высшей водной рас­тительности). Определяются видовой состав, плотность популяции, продуктивность, численность и т. д.

8. Мониторинг животного мира проводится с целью контроля за популяциями и сообществами наиболее по­казательных (массовых) видов животных - диких копыт­ных и птиц, а также фиксирования биоразнообразия в республике. Для этого отмечают видовой состав, плот­ность, экологическое распределение наиболее массовых видов животных и птиц. Основными исполнителями ра­бот являются Национальная академия наук Беларуси, министерства здравоохранения, лесного хозяйства, сель­ского хозяйства и продовольствия и др.

9. Мониторинг озонового слоя осуществляется на двух станциях в Минске, где ведутся наблюдения за общим со­держанием атмосферного озона, его вертикальным рас­пределением, регистрируются биологически активное уль­трафиолетовое излучение и состояние озонового слоя над территорией республики. Все полученные данные переда­ются в Мировой банк данных по озону, а также в Росги­дромет в соответствии с международными соглашениями, подписанными Республикой Беларусь. Исполнителем ра­бот являются научные учреждения Минобразования.

10. Радиационный мониторинг включает в себя на­блюдения за мощностью экспозиционной дозы гамма-

излучения, уровнем радиоактивных выпадений из призем­ного слоя атмосферы, содержанием радиоактивных аэрозо­лей в воздухе. Кроме того, контролируется радиоактивное загрязнение вод и почв, лесной и сельскохозяйственной растительности, продуктов питания. Исполнителями яв­ляются Республиканский центр радиационного контроля и мониторинга Департамента по гидрометеорологии Мин­природы, Минсельхозпрод, Национальная академия наук Беларуси, Министерство лесного хозяйства.

11. Геофизический мониторинг проводится с целью исследования и наблюдения за геомагнитным и гравита­ционным полями, их динамикой. Контролируются маг­нитные бури, уровни сейсмического шума, фазы сейсми­ческих волн и др. Исполнитель - Институт геологиче­ских наук Национальной академии наук Беларуси.

Качественный состав воздуха, воды и почвы, опреде­ленный на станциях экологического мониторинга, явля­ется фоновым. Все превышения концентраций загрязня­ющих веществ над фоновыми регистрируются и контро­лируются соответствующими органами экологического надзора.

Составной частью глобального мониторинга являют­ся геоинформационные системы (ГИС), представляющие собой компьютерную систему сбора (в том числе и с по­мощью космических аппаратов) информации, ее хране­ния, выборки, анализа и графического отображения для геоэкологических исследований, составления ландшафт­ных карт, карт загрязненности территорий, состояния окружающей среды, почвы, лесов и других объектов. Для этого используются следующие виды мониторинга:

• аэрокосмическая съемка (фотографическая, телеви­зионная, радиолокационная, инфракрасная, многозональ­ная, радиометрическая, радиационная, СВЧ и др.) с вы­соты 600-1 000 км с использованием ИСЗ;

• аэрокосмовизуальная съемка с высоты 250—300 км с космических кораблей в масштабах 1:200 000—1:2 000 000;

• космовизуальные наблюдения с космических ко­раблей;

• съемка с высоты 10-20 км в масштабах 1:50 000- 1:200 000 с самолетов, воздушных шаров для детальных исследований;

• аэровизуальные наблюдения с самолетов или вертоле­тов для оперативного анализа происходящих изменений.

Современные ГИС базируются на получении объек­тивной космической информации с помощью фотосистем с высокой разрешающей способностью, причем за 3-5 мин съемки со спутника получают фотографическое изобра­жение территории, которую пришлось бы снимать с само­лета в течение двух лет.

Кроме того, на космических снимках можно выявить некоторые структуры, которые не видны или незаметны при обычных методах наблюдений (например, места глу­бинных разломов). В Москве ГИС используют для разра­ботки градостроительного кадастра, территориальной схе­мы охраны природы, зонирования территорий, проектов детальной планировки и других целей.

В Санкт-Петербурге с помощью ГИС выявлено влия­ние геопатогенных зон, расположенных в местах разломов земной коры, на заболеваемость населения раком.

Высокий спрос на ГИС привел к созданию глобальных хранилищ баз данных, к которым каждый пользователь может получить доступ. Наиболее известна в мире систе­ма «GeoMedia* корпорации Intergraph, предназначенная для профессиональных организаций, нуждающихся в по­лучении пространственных данных ГИС в своей работе.