Действенным стимулом относительно заботы о состоянии окружающей природной среды является постоянная, начатая в 1972 году международная программа UNEP (Охрана окружающей среды ООН), -которая предусматривает глобальный мониторинг окружающей среды. Под экологическим мониторингом следует понимать систему наблюдения, контроля, прогноза и управления экологическими процессами. Мониторинг позволяет выявлять критические и экстремальные ситуации, факторы антропогенного влияния на окружающую среду, осуществлять оценку и прогноз состояния объектов наблюдения, руководить процессами взаимовлияния объектов гидросферы, литосферы, атмосферы, биосферы и техносферы.
Основными задачами системы мониторинга антропогенных изменений окружающего среды есть:
—наблюдение за фактическим состоянием биосферы и ее изменениями;
—выявление изменений, обусловленных деятельностью человека и обобщения результатов наблюдений;
—оценка изменений биосферы и их тенденций;
—выявление изменений, обусловленных антропогенной деятельностью;
—прогнозы тенденций в изменении состояния биосферы.
Эти задачи формируют систему мониторинга, блок-схема которой представлена на рис.-3:1.
Блоки "Наблюдение" и "Прогноз состояния" тесно связанные между собой, потому что прогноз состояния окружающего среды возможный лишь при наличии достаточно репрезентативной информации о фактическом состоянии (прямая связь). Прогнозирование, с одной стороны, предусматривает знание закономерностей изменений состояния природного среды, наличие схемы и возможности численного расчетов, с другой стороны — направленность прогноза в значительной мере должна определять структуру и состав наблюдательной сети (обратная связь)
Вставит рисунок
Данные, которые характеризуют состояние природной среды, полученные в результате наблюдений или прогноза, должны оцениваться в зависимости от того, в какой области людской деятельности они используются
Оценка предусматривает, с одной стороны, определение убытка от влияния, с другой стороны — выбор оптимальных условий для человеческой деятельности, определение! существующих экологических резервов. При проведении таких оценок необходимо знать допустимые нагрузки на окружающую природную среду.
Наблюдения за состоянием окружающей природной среды должны
включать наблюдение за источниками и факторами антропогенного влияния, за состоянием элементов биосферы (в том числе за реакцией живых организмов на негативное влияние), за изменением их структурных и функциональных показателей.
Предполагается наблюдения за всем циклом антропогенных влияний - от источников влияния к влиянию и реакциям отдельных природных сред и сложных экологических систем. На рис. показана также классификация последовательных "ступеней" мониторинга.
В системе мониторинга реализуются три специфических функции: наблюдение, оценка и прогноз. Объектами наблюдения могут быть отдельные точки и зоны, размеры которых не превышают десятков километров (локальный мониторинг). Если объектами наблюдения являются локальные источники повышенной опасности, например территории близ мест погребения радиоактивных отходов, химические заводы и т.п., то такой мониторинг называется импактным._ При увеличении масштабов наблюдения к тысячам квадратных километров осуществляется региональный мониторинг. Наблюдение за общемировыми процессами явлениями в биосфере Земли и в ее экосфере является предметом глобального мониторинга.
Вставить рисунок
В промышленной экологии наиболее важным есть локальный мониторинг:- Среди компонентов биосферы можно выделить отдельные виды мониторинга разных сред — мониторинг атмосферы, мониторинг гидросферы, мониторинг литосферы и т.п. За факторами влияния — ингредиентный мониторинг, к которому относится контроль за загрязняющими веществами и агентами (в том числе электромагнитным излучением), тепловым загрязнением, шумом, токсичными веществами и т.д.
Мониторинг источников загрязнения предусматривает наблюдение за разными типами источников: точечными стационарными (заводские трубы, сосредоточенные места сбрасывания отходов промышленных предприятий, животноводческих ферм и т.п.), точечными подвижными (транспорт), линейными или майданными (сток из сельскохозяйственных полей, выпадение атмосферных осадков, рассеивание удобрений и их смывание и т.п.).
По методам наблюдений мониторинг классифицируется более разнообразно:
1)Спутниковый мониторинг использует дистанционные методы и позволяет по космическим снимкам следить за изменениями, которые происходят на поверхности Земли и в атмосфере
2) геофизический мониторинг предусматривает выполнение наблюдений за загрязнением, степенью прозрачности атмосферы, метеорологическими и гидрологическими характеристиками среды и интерпретацию полученных данных. Проводится также мониторинг безжизненной составляющей биосферы, конструкций и домов.
3)Климатический мониторинг включает в себя мониторинг состояния климатической системы (атмосфера — океан — поверхность суши — криосфера — биота). Его целью является оценка возможных изменений климата.
4) Биологический мониторинг предусматривает определение состояния биоты, реакции на антропогенное влияние, а также функцию состояния и отклонение этой функции от нормальное естественного состояния на разных уровнях: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном, на уровне сообщества. Как подсистемы сюда относятся санитарно-гигиенический мониторинг (определение состояния здоровья человека под влиянием окружающего среды) и генетический мониторинг (наблюдение за возможными изменениями наследственных признаков у разных популяций).
5) Под экологическим мониторингом понимают определение состояния абиотической составляющей биосферы и антропогенных изменений в экосистемах, связанных с влиянием загрязнения, сельскохозяйственным использованием земель, урбанизацией и т.п. Этот тип мониторинга есть комплексным, он связанный с системным подходом и именно поэтому получил такое широкое признание и есть основным при планировании наблюдений, осуществляемых в биосферных заповедниках.
6) Часто возникает потребность в экстренных видах мониторинга, которые связаны с решением специфических проблем. К таким важным мировым проблемам относится повышения концентрации диоксида углерода в атмосфере, истощение озоновой прослойки, аварии нефтяных танкеров и т.д.
В основу организации наблюдательной сети положен принцип системности, комплексности наблюдений. Это означает, что наряду с наблюдениями по уровню загрязнения атмосферного воздуха, вод и почв проводятся метеорологические, гидрологические наблюдения с целью интерпретации полученных результатов.
Наблюдательные пункты организовываются в первую очередь в городах, промышленных районах, на водных объектах и в сельскохозяйственных районах, где наблюдается самое существенное влияние хозяйственной деятельности человека. В районах с минимальным загрязнением создается специальная сеть фоновых наблюдений.
В воздухе большинства мест проводятся наблюдения за наиболее распространенными вредными примесями.
Наблюдение за загрязнением поверхностных вод на водных объектах проводится на базе существующих наблюдательных пунктов.
Во взятых пробах воды определяют газовый и ионный состав, содержимое биогенных веществ, нефтепродуктов, фенолов, моющих средств, тяжелых металлов, пестицидов и других веществ в зависимости от специфики сточных вод.
Существует также система наблюдений и контроля за уровнем загрязнения почв сельскохозяйственных угодий ядохимикатами, а также сельскохозяйственных угодий, расположенных в промышленных районах и близ наземных транспортных магистралей, тяжелыми металлами и канцерогенными веществами.
Одной из функций системы мониторинга есть прогнозирование перспектив развития того или другого явления. Все прогнозы имеют вероятностный характер.
В основе прогнозирования лежат три источника информации о будущем, которые взаимно дополняются:
—оценка перспектив развития будущего состояния прогнозируемого явления на основе опыта (прежде всего с помощью аналогии с хорошо известными явлениями и процессами);
—условное продолжение в будущее (экстраполяция) тенденций, закономерности развития которых в прошлом и в настоящее время хорошо известны;
—модель будущего состояния того или другого явления, процесса, построенная согласно ожидаемым или желательным изменениям ряда условий, перспективы развития которых хорошо известны.
Согласно этому существуют три образа разработки прогнозов:
—анкетирование (интервьюирование, опрашивание) населения, экспертов с целью упорядочения, объективизации субъективных оценок прогнозного характера;
—экстраполирование (распространение выводов, полученных из наблюдения над одной частью явления, на другую его часть) и интерполяция (выявление промежуточного значения между двумя известными моментами процесса) — построение динамических рядов развития показателей прогнозируемого явления (ретроспекция и' проспекция прогнозных разработок);
— моделирование — построение поисковых и нормативных моделей с учетом вероятного или желательного изменения прогнозируемого явления на прогнозируемый период за имеющимися прямыми или косвенными данными о масштабах и направлениях изменений.