Мониторинг - это система наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающего среды, которая осуществляется в разных! масштабах, в том числе и в глобальном. Система контроля за окружающей средой включает основные виды деятельности: систематические наблюдения за состоянием окружающей среды, определение степени антропогенного влияния на него, выяснение факторов и источников такого влияния.
Проведение мониторинга предусмотрено в ст. 22 Закона «Об охране окружающей среды», в Положении о государственной системе мониторинга окружающей среды, утвержденном Постановлением Кабинета Министров Украины от С марта 1998 г. В отличие от изменений в состоянии биосферы, вызванных естественными причинами, ее изменения под влиянием антропогенных факторов могут происходить очень быстро. Так, изменения, которые состоялись по этой причине в некоторых элементах биосферы за последние несколько десятков лет, можно сравнить с некоторыми естественными изменениями, которые происходили за тысячи и даже миллионы лет.
Изменения состояния окружающего среды, кратковременные и продолжительные, большей частью фиксируются существующими геофизическими службами (гидрометеорологической, сейсмической, ионосферной, гелиофизической, гравиметрической, магнитометрической, службой цунами и т.п.). В более узком понятии мониторингом называют систему повторных наблюдений одного или нескольких элементов окружающего природного среды в пространстве и времени с определенной целью за ранее определенной программой.
Необходимым условием для рационального управления окружающей средой есть основанный на повторных наблюдениях предыдущий и достоверный прогноз, то есть предусмотрение и предотвращение возможных изменений в биосфере.
Таким образом, мониторинг должен решать такие задачи: - наблюдение за состоянием биосферы, определение изменений, обусловленных деятельностью человека, и обобщение результатов наблюдений за геофизическими и физико-географическими параметрами состояния среды; получение геохимических данных, которые характеризуют кругооборот веществ и энергии в природе, наблюдение за реакцией биоты и др.;
прогноз и определение тенденций в изменении биосферы, чтобы по рекомендациям, которые на них основываются, можно было согласовывать планы деятельности человеческого общества;
- оценка изменений и тенденций изменений биосферы путем сравнения с некоторыми критериями (ПДК), которые указывают на границу экологической нагрузки на среду.
Современный мониторинг окружающей среды для выполнения контрольных функций должен опираться на систему научно обоснованных нормативов, которые имеют определенное экологическое значение. Для выполнения прогнозных функций — на систему оптимальных екосистемных моделей, разработанных на основе определенных научных концепций и хозяйственных требований.
Общий предмет мониторинга - многокомпонентная совокупность естественных явлений, которая испытывает разные естественные динамические изменения и ощущает влияние со стороны человека. Всестороннее наблюдение за состоянием этой совокупности явлений является довольно сложным вопросом, решить который можно лишь путем выделения со всего мониторинга отдельных блоков.
Основная задача биологического мониторинга состоит в определении состояния биотической составляющей биосферы и ее реакции на антропогенное влияние. Биологический мониторинг предусматривает также мониторинг живых организмов - популяций. Особую роль здесь играют виды-биоиндикаторы, которые имеют самую большую чувствительность к разным влияниям со стороны человека.
Его руководящим звеном является наблюдения за состоянием окружающего среды с точки зрения его влияния на состояние здоровья человека - медико-биологический мониторинг. Особое место здесь принадлежит генетическому мониторингу - наблюдение за возможными наследственными изменениями.
Для наблюдения за состоянием здоровья населения должна использоваться система показателей, которые отображают основные типы экологических реакций человека на окружающую среду: инфекционных, аллергенных, мутагенных, психогенных и др.
Наиболее отработанными для использования в этой системе есть нормативы предельно допустимой концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, водной среде, грунтах и живых организмах.
Во всех странах уже давно действуют разные контрольно-наблюдательные службы (санитарно-гигиеническая, эпидемиологическая, контроль за загрязнением среды и др.), которые той или другой мерой выполняют задачи экологического мониторинга. Современная задача состоит не только в их сохранении и развитии, но и в повышении их научного и технологического уровня, степени репрезентативности и информативности.
Содержание геоекологического мониторинга состоит в наблюдениях за изменениями главных геосистем, из которых составляется окружающая среда. Геосистемный мониторинг является необходимым дополнением к биоекологическому.
В состав самых важных контрольных индикаторов геоекологического мониторинга должны входить показатели естественной способности окружающего среды к самоочищению от загрязняющих веществ, которое позволит прогнозировать предельно допустимую нагрузку (ПДН) геосистем разными бытовыми и промышленными выбросами с учетом показателей естественной стойкости экосистем. Эти показатели нужно определять на основе изучения трофических связей и интенсивности биологического кругооборота веществ в определенных типах экосистем. К геоэкологическому мониторингу должны быть включены также определенные индикаторы биологической производительности, которая даст возможность определить уровни эффективного и рационального использования ряда природных ресурсов.
Существенное отличие био- и геоэкологического мониторингов заключается в том, что первый имеет в основном локальный характер, а второй использует не только сеть контрольных пунктов, но и систему особых тестовых площадей, или полигонов, то есть имеет преимущественно региональный характер. На таких полигонах можно осуществлять наблюдение за состоянием основных геосистем: естественных, природно-технических (прежде всего типичных сельскохозяйственных экосистем) и антропогенных «высшей категории» (например, городских). В первой группе полигонов основным объектом являются трофические связи и их нарушение и ПДК загрязнителей, во второй - характеристики степени использования природных ресурсов естественных экосистем для производства биомассы, в третьей -дееспособность методов управления процессами использования естественных условий и ресурсов с точки зрения сохранения и улучшение окружающей среды для населения.
Важное значение имеет контроль за глобальным эффектом антропогенного влияния на климат - климатический мониторинг.
Экологический мониторингявляется наиболее универсальным, он охватывает вопросы и биологического, и геофизического мониторинга в их тесной взаимосвязи. Это особенно важно, когда наблюдение осуществляется на уровне экологических систем.
Важным с точки зрения практических действий при организации мониторинга в любых масштабах есть мониторинг загрязняющих веществ (ингредиентный мониторинг), мониторинг разных сред (верхних и нижних пластов атмосферы, гидросферы, литосферы - в первую очередь грунтов), мониторинг источников влияния и др.
Заданием биосферного мониторинга является наблюдения, контроль и прогноз возможных изменений уже не в региональном (екосистемном), а в глобальном масштабе, то есть относительно биосферы в целом - как среды существования жизни на Земле.
Самыми важными параметрами биосферы есть геофизические характеристики солнечной радиации - главной энергетической базы всех биосферных процессов, которые поступают в атмосферу и достигают земной поверхности. Сюда относятся наблюдения за состоянием озонового экрана, по условиям прохождения радиационной энергии через атмосферу, пыльностью атмосферы и изменением ее газового состава, за выделением антропогенного тепла и балансом углекислого газа в атмосфере. В состав основных параметров современного мониторинга должны входить измерение глобальной биологической производительности грунтов, суши и вод Мирового океана.
Биосферный мониторинг опирается на сеть геоэкологических зональных и региональных пунктов контроля за окружающей средой, которые расположены и интенсивно развиваются во всем мире. У США функционируют 5 290 станций местного контроля и 490 общенациональных станций мониторинга, в Японии - 1 532 наземные станции, во Франции на 120 станциях работает 2 000 приборов.
Изменения в состоянии биосферы, которые происходят на больших территориях (даже незначительного уровня), довольно точно определяются по физическим, химическим и биологическим (биоиндикационным) показателями. Особое место здесь принадлежит дистанционным методам спутникового мониторинга.