3.6 Фоновый мониторинг

Фоновое глобальное состояние биосферы изучают на так называемых фоновых станциях, которые организованы в ряде стран на базе биосферных заповедников. Фоновое состояние среды в прошлом можно реконструировать с помощью анализа колец деревьев, годовых слоев ледников и донных отложений.

В настоящее время более или менее развита система санитарно-токсикологического мониторинга.

Важнейшей экотоксикологической характеристикой вещества, его экологической ПДК является пороговая концентрация, превышение которой приводит к отрицательным для экосистемы изменениям.

Наряду с величиной экологической ПДК важной характеристикой экосистемы служит ее ассимиляционная емкость в отношении данного загрязняющего вещества или суммы веществ. Ассимиляционная емкость объекта окружающей среды – это максимальное количество загрязняющего вещества, которое может быть за единицу времени накоплено, разрушено, трансформировано или выведено за пределы экосистемы в результате совокупности процессов самоочищения без нарушения ее нормального функционирования. Ассимиляционная емкость экосистемы определяет допустимый уровень антропогенных воздействий на фоне естественной изменчивости и в интервале допустимых колебаний параметров состояния систем.

На «фоновых» станциях и в биосферных заповедниках обязательным является определение следующих химических веществ в воздухе: взвешенные частицы (аэрозоли), диоксид серы, озон, оксиды углерода, оксиды азота, углеводороды, бенз(а)пи-рен, хлорорганические соединения (ДДТ и др.), тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий и т.д), фреоны. В атмосферных осадках дополнительно определяют биогенные элементы (азот, фосфор), радионуклиды.

В настоящее время наибольшую актуальность приобретает мониторинг антропогенных изменений, так как именно техногенное и хозяйственное воздействие человека на окружающую среду приносит опасные изменения в экологические системы, ландшафты, природные комплексы.

Исключительно важное значение имеют результаты фо­нового мониторинга в процессе биосферного мониторинга, предназначенного для определения глобально-фоновых изменений в окружающей природной среде под усиливающимся антропогенным воздействием.

Последствиями антропогенного «давления» на биосферу могут быть изменения циркуляции газов между океаном и воздушной оболочкой Земли, погодно-климатических условий на планете, нарушение озонового слоя, загрязнения Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, нарушение естественных мест обитания и путей миграции в животном мире, нарушение биогеоценозов и т.д. Подобные нарушения имеют веские аргументы, полученные при биосферном мониторинге.

Неотъемлемой частью биосферного мониторинга являются биосферные заповедники (заказники), позволяющие поддер­живать стратегию биоразнообразия.

В Российской Федерации создана и функционирует Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ), общее руководство которой осуществляет Госкомэкологии России. Эта организация координирует деятельность всех заинтересованных ведомств в области наблюдений за состоянием окружающей среды. При этом осуществляются: мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую природную среду; мониторинг животного и растительного мира; мониторинг наземной фауны и флоры; мониторинг водной среды водохозяйственных систем в местах водозабора и сброса сточных вод.

Мониторинг лесов осуществляет Федеральная служба лесного хозяйства России, а наблюдение за состоянием земельного фонда – Госкомитет РФ по земельной политике России.

В структуре ЕГСЭМ исключительно важное место при­надлежит гидрометеорологическому мониторингу, осуществление которого возложено на гидрометеорологическую службу (Росгидромет).

В функции последней входит наблюдение, оценка и про­гнозирование состояния атмосферы, почв, поверхностных вод, суши, морской среды, сельскохозяйственных культур и пастбищной растительности, околоземного космического пространства, трансграничного переноса загрязняющих веществ.

Кроме того, Росгидромет в пределах своих полномочий контролирует соблюдение требований по всем видам работ в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды, выполняемых предприятиями, учреждениями и орга­низациями независимо от их организационно-правовых форм; координирует деятельность федеральных органов исполнительной власти по уменьшению негативного влияния хозяйственной деятельности на климат и предотвращение отрицательных последствий изменения климата для эконо­мики и природной среды.

Классификация состояний природных объектов, источников и факторов воздействия приведена в таблице 19.

Для оценки состояния среды и прогноза возможных изменений целесообразно выделить подсистемы наблюдений за абиотической (геофизический мониторинг) и биотической (биологичский мониторинг) частью биосферы. Круг геофизических наблюдений весьма обширен: от реакции на то или иное воздействие в микромасштабе вплоть до реакций глобальных, например погодных и климатических изменений. Для этого необходимы сведения о загрязнении и мутности атмосферы, о других метеорологических и гидрологических характеристиках среды.

Особое внимание следует уделять переносу загрязняющих веществ из одной среды в другую.

Наблюдения осуществляются как за антропогенными изменениями, так и за фоновыми, природными, что необходимо для оценки антропогенной составляющей наблюдаемых изменений. Как правило, антропогенные воздействия накладываются на естественные изменения и разделить их не всегда удается.

Таблица 17 – Система наблюдений за состоянием окружающей среды

Примером таких «накладок» может служить повышение солености Азовского моря в середине 70-х годов. Создалась угроза для рыбных ресурсов этого уникального природного водоема. Появился проект перекрытия плотиной Керченского пролива, чтобы прекратить доступ в Азовское море соленых вод Черного моря. Проет реализовать не успели – с конца 70-х годов соленость в Азовском море вновь понижается, несмотря на продолжающееся интенсивное народнохозяйственное использование рек Дона и Кубани.

Эти примеры показывают несовершенство прогноза природных явлений, в первую очередь климата, оказывающего первостепенное влияние на все процессы, протекающие в биосфере и отдельных экосистемах. Тем не менее, сама природа подсказывает, в каких направлениях антропогенная деятельность может приводить к значительным сдвигам в сложившемся естественном биогеохимическом равновесии в окружающей среде и каковы их вероятные последствия. Предвидение возможных отрицательных последствий, прогноз и ограничение наиболее опасных антропогенных воздействий и являются главной задачей системы мониторинга.

Под эгидой программы ООН по проблемам окружающей среды (ЮНЕП) было принято решение о создании Глобальной Системы Мониторинга Окружающей Среды (ГСМОС) с координационным центром в г.

На СКФМ проводятся наблюдения за загрязнением воздуха, осадков, поверхностных вод, почв, растительности и животных. Эти наблюдения позволяют оценить изменение фонового загрязнения среды, т.е. загрязнения, вызванного не каким-то одним или группой источников, а общее загрязнение обширной территории, вызванное суммарным воздействием близких (локальных) и удаленных источников загрязняющих веществ, а также общим загрязнением планеты. На базе этих данных можно составить комплексную характеристику загрязнения территории.

Для того, чтобы составить предварительную комплексную характеристику загрязнения территории, важно, чтобы при проведении исследования, учитывались основные требования и принципы, на которых строится концепция комплексности исследования.

Принципы комплексной характеристики состояния загрязнения природной среды. Комплексная характеристика состояния загрязнения исходит из концепции всестороннего анализа окружающей среды. Главным и обязательным условием этой концепции является рассмотрение всех основных сторон взаимодействий и связей в природной среде и учет всех аспектов загрязнения природных объектов, а также поведения загрязняющих веществ и проявления их воздействия.

В связи с этим, выделяют 4 основных принципа комплексности:

1. Интегральность (наблюдения за суммарными показателями).

2. Многосредность (наблюдения в основных природных средах).

3. Системность (воссоздание биохимических циклов загрязняющих веществ).

4. Многокомпонентность (анализ различных видов загрязняющих веществ).

При организации долговременного мониторинга особое внимание уделяется пятому принципу – унификации методов анализа и контролю и обеспечению качества данных.

Следует обратить внимание на то, что при проведении комплексного исследования используются не только чисто экологические знания и методы, но также знания и методы географии, геофизики, аналитической химии, фитопатологии, энтомологии, микробиологии, программирования и др.