Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Состояние окружающей среды, соответственно и среды обитания, непрерывно изменяется. Эти изменения различны по характеру, направленности, величине, неравномерно распределены в пространстве и во времени. Естественные, природные, изменения состояния среды имеют весьма важную особенность — они, как правило, происходят около некоторого среднего относительно постоянного уровня. Их средние значения могут существенно изменяться лишь в течение длительных интервалов времени.

Совсем другой особенностью обладают техногенные изменения состояния среды обитания, которые стали особенно значительными в последние десятилетия. Техногенные изменения в отдельных случаях приводят к резкому, быстрому изменению среднего состояния природной среды в регионе.

Для изучения и оценки негативных последствий техногенного воздействия возникла необходимость организации специальной системы контроля (наблюдения) и анализа состояния окружающей среды, в первую очередь из-за загрязнений и эффектов, вызванных ими в среде. Такую систему называют системой мониторинга состояния окружающей среды, которая является частью универсальной системы контроля состояния окружающей среды.

Мониторинг представляет собой комплекс мероприятий по определению состояния окружающей среды и отслеживанию изменений в ее состоянии.

Основными задачами мониторинга являются:

• систематические наблюдения за состоянием среды и источниками, воздействующими на окружающую среду;

• оценка фактического состояния природной среды;

• прогноз состояния окружающей среды и оценка прогнозируемого состояния последней.

С учетом обозначенных задач мониторинг — это система наблюдений, оценки и прогноза состояния среды обитания.

Мониторинг является многоцелевой информационной системой.

Контроль состояния среды включает наблюдение за источниками и факторами техногенного воздействия (в том числе источниками загрязнений, излучений и т. п.) — химическими, физическими, биологическими — и за последствиями, вызываемыми этими воздействиями на окружающую среду.

Наблюдение осуществляют по физическим, химическим и биологическим показателям. Особенно эффективными представляются интегральные показатели, характеризующие состояние окружающей среды. При этом подразумевается получение данных о первоначальном (или фоновом) состоянии среды.

Наряду с наблюдением одной из основных задач мониторинга является оценка тенденций изменений состояния окружающей среды. Подобная оценка должна дать ответ на вопрос о неблагополучии положения, указать, чем именно обусловлено такое состояние, помочь определить действия, направленные на восстановление или нормализацию положения, или, наоборот, указать на особо благоприятные ситуации, позволяющие эффективно использовать имеющиеся экологические резервы природы в интересах человека.

В настоящее время различают следующие системы мониторинга.

Экологический мониторинг — универсальная система, целью которой являются оценка и прогноз за реакцией основных составляющих биосферы. Он включает геофизический и биологический мониторинги. К геофизическому мониторингу относится определение состояния крупных систем — погоды, климата. Основной задачей биологического мониторинга является определение реакции биосферы на техногенное воздействие.

Мониторинг в различных средах (различных сред) — включающий мониторинг приземного слоя атмосферы и верхней атмосферы; мониторинг гидросферы, т. е. поверхностных вод суши (рек, озер, водохранилищ), вод океанов и морей, подземных вод; мониторинг литосферы (в первую очередь почвы).

Мониторинг факторов воздействия — это мониторинг различных загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и других факторов воздействия, к которым можно отнести электромагнитное излучение, тепло, шумы.

Мониторинг сред обитания человека — включающий Мониторинг природной среды, городской, промышленной и бытовой сред обитания человека.

Мониторинг по масштабам воздействия — пространственным, временным, на различных биологических уровнях.

Фоновый мониторинг — базовый вид мониторинга, умеющий целью знание фонового состояния биосферы (как в настоящее время, так и в период до заметного влияния человека). Данные фонового мониторинга необходимы для ана-Аиза результатов всех видов мониторинга.

Территориальный мониторинг — включающий системы мониторинга техногенных загрязнений, в основу классификации которых положен территориальный принцип, так как данные системы являются важнейшей составной частью мониторинга окружающей среды.

Различают следующие системы (подсистемы) территориального мониторинга:

• глобальный — проводимый на всем земном шаре или в пределах одного-двух материков,

• государственный — проводимый на территории одного государства,

• региональный — проводимый на большом участке территории одного государства или сопредельных участках нескольких государств, например внутреннем море и его побережье;

• локальный — проводимый на сравнительно небольшой территории города, водного объекта, района крупного предприятия и т. п.,

• «точечный» — мониторинг источников загрязнения, являющийся по сути импактным, максимально приближенным к источнику поступления загрязняющих веществ в окружающую среду,

• фоновый — данные которого необходимы для анализа результатов всех видов мониторинга.

Экологический мониторинг– это совокупность организационных структур, методов, способов и приемов наблюдения за состоянием окружающей среды, происходящими с ней изменениями, их последствиями, а также за потенциально опасными для окружающей среды, здоровья людей и контролируемой территории видами деятельности, производственными и иными объектами.

Виды мониторинга:

– в зависимости от масштабов системы мониторинга – глобальный, национальный, региональный, локальный;

– от уровня измененности человеком окружающей среды – фоновый и импактный;

– от объекта мониторинга – собственно экологический, воздуха, вод, земли, животного мира, опасных отходов, радиационный, социально-гигиенический;

– мониторинг развития, основывающийся на показателях демографических, экологических, социальных и экономических.

Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» использует только два понятия:

1)мониторинг окружающей среды– комплексная система наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза его изменений под воздействием природных и антропогенных факторов;

2)государственный экологический мониторинг– мониторинг окружающей среды, осуществляемый органами государственной власти и ее субъектов.

Целигосударственного экологического мониторинга (ст. 63):

– наблюдение за состоянием окружающей среды, в том числе в районах расположения источников антропогенного воздействия;

– наблюдение за воздействием антропогенных источников на окружающую среду;

– обеспечение потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды.

Субъекты экологического мониторинга– органы исполнительной власти РФ и субъектов РФ, органы местного самоуправления, специализированные организации, уполномоченные на осуществление функций экологического мониторинга, субъекты экономической деятельности, общественные организации.

Экологический мониторинг проводится специальной наблюдательной сетью. Это система стационарных и подвижных пунктов наблюдений, в том числе постов, станций, лабораторий, центров бюро, обсерваторий. Значительная часть наблюдательной сети функционирует в рамках Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, других федеральных органов исполнительной власти и их территориальных органов.

Объекты экологического мониторинга– это окружающая среда в целом и отдельные ее элементы; негативные изменения качества окружающей среды, способные оказать отрицательное влияние на здоровье и имущество людей, безопасность территорий; виды деятельности, оцениваемые законодательством как представляющие потенциальную угрозу для окружающей среды, здоровья людей и экологической безопасности территорий; оборудование, технологии, производственные и иные технические объекты, существование, использование, преобразование и уничтожение которых представляет опасность для окружающей среды и здоровья людей; чрезвычайные и иные внезапно возникшие физические, химические, биологические и иные обстоятельства, способные оказать негативное влияние на окружающую среду и здоровье людей; обладающие особым правовым статусом территории и объекты.

Среди мероприятий по стабилизации и дальнейшему улучшению экологической обстановки в России особое место отводится формированию системы экологического мониторинга, основной задачей которого являются информационное обеспечение и поддержка процедур принятия решений в области природоохранной деятельности и экологической безопасности.

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Мониторинг окружающей природной среды делится на:

— геофизический мониторинг;

— геохимический мониторинг;

— биологический мониторинг;

— физико-географический мониторинг.

Наиболее развит биологический мониторинг, он имеет четыре важных подразделения:

— мониторинг загрязнения биоты;

— мониторинг продуктивности биосферы;

— мониторинг исчезающих видов животных и растений;

— мониторинг важнейших видов популяций, сообществ и экосистем (геофонд).

Выделяют три вида мониторинга по охвату территории: глобальный, международный и национальный.

Глобальный мониторинг работает под эгидой ООН и выполняет следующие задачи: слежение за всеми компонентами окружающей среды, изучение глобальных изменений окружающей среды, решение экологических проблем разрушения озонового слоя Земли, глобального потепления климата, опустынивания и другие.

Международный мониторинг осуществляется на уровне международных сообществ и решает крупные региональные проблемы: проблема трансграничного переноса загрязняющих веществ, выпадение кислотных осадков и т.д., то есть проблемы, которые касаются нескольких стран.

Национальный мониторинг осуществляется в границах отдельного государства и служит задачам и потребностям этого государства.

В систему мониторинга входят следующие основные направления деятельности:

1) выделение (определение) объекта наблюдения;

2) обследование выделенного объекта наблюдения;

3) составление информационной модели для объекта наблюдения;

4) планирование измерений;

5) оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели;

6) прогнозирование измерения состояния объекта наблюдения;

7) представление информации в удобной для использования форме и доведение ее до потребителя.

Основные цели экологического мониторинга — обеспечение системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

1) оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

2) выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;

3) создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Исходя из этих трех основных целей, экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей трех общих видов: наблюдения, диагностики и раннего предупреждения.

Кроме приведенных выше основных целей, экологический мониторинг может быть ориентирован на достижение специальных программных задач, связанных с обеспечением необходимой информацией, организационных и других мер по выполнению конкретных природоохранных мероприятий, проектов, международных соглашений и обязательств в соответствующих областях.

Основные задачи экологического мониторинга:

1) наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

2) наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

3) наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

4) оценка фактического состояния природной среды;

5) прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

В зоне влияния источников выбросов и сбросов организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей среды:

1. Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой, аэрозольной фазы воздушной среды, а также осадков (снег, дождь), тепловое и влажное загрязнения атмосферы.

2. Гидросфера: химический и радионуклидный состав поверхностных и грунтовых вод, взвесей и донных отложений в природных водостоках и водоёмах, тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

3. Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы.

4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение с/хоз. Угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона и рыб.

5. Урбанизированная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населённых пунктов, химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т.д.

6. Население: характерные демографические параметры (численность и плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врождённых уродств и аномалий), социально-экономические факторы.

Экологический мониторинг в России в настоящее время решает следующие задачи:

1) наблюдение и контроль за уровнем загрязнения на всей территории России;

2) создание пространственно-временных показателей загрязнения;

3) снабжение организаций информацией и обеспечение прогнозами об уровне загрязнения вредными веществами.

Выделяют 3 уровня деятельности «Общегосударственной службы наблюдения и контроля» (ОГСНК):

1. Первичный уровень — создание пунктов или станций наблюдения, отбор и анализ проб, введение различных поправок, консервация проб.

2. Региональный или территориальный уровень — создание центров мониторинга, первичное обобщение информации об уровне загрязнения, составление местных прогнозов. Выдаются обобщенные данные на определенную территорию.

3. Научно-методический уровень — развитие методологических концепций и подходов, создание общего банка данных по состоянию окружающей среды.

В ОГСНК выделяют 3 вида информации:

1. Экстренная информация — выдача данных о состоянии окружающей среды в масштабах реального времени;

2. Оперативная информация — суммируются и обобщаются сведения о состоянии окружающей среды в течение месяца;

3. Режимная информация — составляются обзоры состояния окружающей среды за 1 год и осуществляется прогноз.

В структуре существующего государственного экологического мониторинга различают 6 направлений: мониторинг источников загрязнения, мониторинг загрязнения атмосферного воздуха, мониторинг загрязнения вод суши, мониторинг загрязнения вод морей, мониторинг почв и фоновый мониторинг.

Таким образом, система мониторинга антропогенных изменений является составной частью системы управления, взаимодействия человека с окружающей средой, поскольку информация о существующем состоянии природной среды и тенденциях ее изменения должна быть положена в основу разработки мер по охране природы и учитываться при планировании развития экономики.

Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды) — это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Обычно на территории уже имеется ряд сетей наблюдений, принадлежащих различным службам, и которые ведомственно разобщены, не скоординированы в хронологическом, параметрическом и других аспектах. Поэтому задача подготовки оценок, прогнозов, критериев альтернатив выбора управленческих решений на базе имеющихся в регионе ведомственных данных становится, в общем случае, неопределенной. В связи с этим, центральными проблемами организации экологического мониторинга являются эколого-хозяйственное районирование и выбор «информативных показателей» экологического состояния территорий с проверкой их системной достаточности .

Виды мониторинга

В общем виде процесс экологического мониторинга можно представить схемой: окружающая среда (либо конкретный объект окружающей среды) -> измерение параметров -> сбор и передача информации -> обработка и представление данных, прогноз. Измерение параметров, сбор и передачу информации, обработку и представление данных осуществляет система мониторинга. Система экологического мониторинга предназначена обслуживать систему управления качеством окружающей среды (далее для краткости «система управления»). Информация о состоянии окружающей среды, полученная в системе мониторинга, используется системой управления для устранения негативной экологической ситуации или уменьшения неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды, а также для разработки прогнозов социально-экономического развития, разработки программ в области экологического развития и охраны окружающей среды.

В системе управления можно также выделить три подсистемы: принятие решения (специально уполномоченный государственный орган), управление выполнением решения (например, администрация предприятий), выполнение решения с помощью различных технических или иных средств.

Системы мониторинга или его виды различаются по объектам наблюдения. Поскольку компонентами окружающей среды являются воздух, вода, минерально-сырьевые и энергетические ресурсы, биоресурсы, почвы и др., то выделяют соответствующие им подсистемы мониторинга. Однако, подсистемы мониторинга не имеют единой системы показателей, единых подходов для районирования территорий, периодичности отслеживая и др., что делает невозможным принятие адекватных мер при управлении развитием и экологическим состоянием территорий . Поэтому при принятии решений важно ориентироваться не только на данные «частных систем» мониторинга(гидрометеослужбы, мониторинга ресурсов, социально-гигиенического, биоты и др.), а создавать на их основе комплексные системы экологического мониторинга.

Уровни мониторинга

Мониторинг является многоуровневой системой. В хорологическом аспекте обычно выделяют системы (или подсистемы) детального, локального, регионального, национального и глобального уровней .

Низшим иерархическим уровнем является уровень детального мониторинга реализуемого в пределах небольших территорий (участков) и т.д.

При объединении систем детального мониторинга в более крупную сеть (например, в пределах района и т.п.) образуется система мониторинга локального уровня. Локальный мониторинг предназначен обеспечить оценку изменений системы на большей площади: территории города, района.

Локальные системы могут объединяться в более крупные – системы регионального мониторинга, охватывающие территории регионов в пределах края или области, или в пределах нескольких из них. Подобные системы регионального мониторинга, интегрируя данные сетей наблюдений, различающихся по подходам, параметрам, территориям отслеживания и периодичности, позволяют адекватно формировать комплексные оценки состояния территорий и давать прогнозы их развития.

Системы регионального мониторинга могут объединяться в пределах одного государства в единую национальную (или государственную) сеть мониторинга, образуя, таким образом, национальный уровень ) системы мониторинга. Примером такой системы являлась «Единая государственная система экологического мониторинга Российской Федерации» (ЕГСЭМ) и ее территориальные подсистемы, успешно создаваемые в 90-е годы ХХ века для адекватного решения задач управления территориями. Однако, вслед за Министерством экологии в 2002г ЕГСЭМ была также упразднена и в настоящее время в России имеются лишь ведомственно-разрозненные сети наблюдений, что не позволяет адекватно решать стратегические задачи управления территориями с учетом экологического императива.

В рамках экологической программы ООН поставлена задача объединения национальных систем мониторинга в единую межгосударственную сеть — «Глобальную систему мониторинга окружающей среды» (ГСМОС). Это высший глобальный уровень организации системы экологического мониторинга. Ее назначение — осуществление мониторинга за изменениями в окружающей среде на Земле и ее ресурсами в целом, в глобальном масштабе. Глобальный мониторинг — это система слежения за состоянием и прогнозирование возможных изменений общемировых процессов и явлений, включая антропогенные воздействия на биосферу Земли в целом. Пока создание такой системы в полном объеме, действующей под эгидой ООН, является задачей будущего, так как многие государства не имеют еще собственных национальных систем.

Глобальная система мониторинга окружающей среды и ресурсов призвана решать общечеловеческие экологические проблемы в рамках всей Земли, такие как глобальное потепление климата, проблема сохранения озонового слоя, прогноз землетрясений, сохранение лесов, глобальное опустынивание и эрозия почв, наводнения, запасы пищевых и энергетических ресурсов и др. Примером такой системы является глобальная наблюдательная сеть сейсмомониторинга Земли, действующая в рамках Международной программы контроля за очагами землетрясений (http://www.usgu.gov/) и др.

Программа мониторинга окружающей среды

Научно обоснованный мониторинг окружающей среды осуществляется в соответствии с Программой. Программа должна включать в себя общие цели организации, конкретные стратегии его проведения и механизмы реализации.

Ключевыми элементами Программ мониторинга окружающей среды являются :

• перечень объектов, находящихся под контролем с их строгой территориальной привязкой (хорологическая организация мониторинга);

• перечень показателей контроля и допустимых областей их изменения (параметрическая организация мониторинга);

• временные масштабы – периодичность отбора проб, частота и время представления данных (хронологическая организация мониторинга).

Кроме того, в приложении в Программе мониторинга должны присутствовать схемы, карты, таблицы с указанием места, даты и метода отбора проб и представления данных.

Системы наземного дистанционного наблюдения

В настоящее время в программах мониторинга помимо традиционного «ручного» пробоотбора сделан упор на сбор данных с использованием электронных измерительных устройств дистанционного наблюдения в режиме реального времени.

Использование электронных измерительных устройств дистанционного наблюдения проводят используя подключения к базовой станции либо через телеметрической сети, либо через наземные линии, сотовые телефонные сети или другие телеметрические системы.

Преимуществом дистанционного наблюдения является то, что в одной базовой станции для хранения и анализа могут использоваться многие каналы данных. Это резко повышает оперативность мониторинга при достижении пороговых уровней контролируемых показателей, например, на отдельных участках контроля. Такой подход позволяет по данным мониторинга предпринять немедленные действия, если пороговый уровень превышен.

Использование систем дистанционного наблюдения требует установки специального оборудования (датчиков мониторинга), которые обычно маскируются для снижения вандализма и воровства, когда мониторинг проводится в легко доступных местах.

Системы дистанционного зондирования

В программах мониторинга широко задействовано дистанционное зондирование окружающей среды с использованием самолетов или спутников, снабженных многоканальными датчиками.

Различают два вида дистанционного зондирования.

1. Пассивное обнаружение земного излучения, испускаемого или отраженного от объекта или в окрестностях наблюдения. Наиболее распространенным источником излучения является отраженный солнечный свет, интенсивность которого измеряется пассивными датчиками. Датчики дистанционного зондирования окружающей среды настроены на конкретные длины волн — от далекого инфракрасного, до далекого ультрафиолета, включая и частоты видимого света. Громадные объемы данных, которые собираются при дистанционном зондировании окружающей среды требуют мощной вычислительной поддержки. Это позволяет проводить анализ слабоотличающихся различий в радиационных характеристиках среды в данных дистанционного зондирования, успешно исключать шумы и «ложные цветовые изображения». При нескольких спектральных каналах удается усилить контрасты, которые незаметны для человеческого глаза. В частности, при задачах мониторинга биоресурсов можно различать тонкие отличия изменения концентрации в растениях хлорофилла, обнаружив области с различием питательных режимов.
2. При активном дистанционном зондировании со спутника или самолета излучается поток энергии и используется пассивный датчик для обнаружения и измерения излучения, отраженного или рассеянного объектом изучения. Для получения информации о топографических характеристиках исследуемой области часто используется ЛИДАР, что особенно эффективно, когда территория велика и ручная съемка будет дорогостояща.

Дистанционное зондирование позволяет собирать данные об опасных или труднодоступных районах. Применение дистанционного зондирования включают мониторинг лесов, последствия действия изменения климата на ледники Арктики и Антарктики, исследованиях прибрежных и океанских глубин.

Данные с орбитальных платформ, полученные из различных частей электромагнитного спектра в сочетании с наземными данными, представляет информацию для контроля тенденций проявления долгосрочных и краткосрочных явлений, природных и антропогенных. Другие области применения включают управление природными ресурсами , планирование использования земли, а также различные области наук о Земле.

Интерпретация и представление данных

Интерпретации данных экологических мониторинга, даже полученных от хорошо продуманной программы, является часто неоднозначной. Часто имеются результаты анализа или «предвзятых результатов» мониторинга, или достаточно спорное использование статистики, чтобы продемонстрировать правильность той или иной точки зрения. Это хорошо видно, например, в трактовке глобального потепления, где сторонники утверждают, что СО 2 уровни увеличились на 25% за последние сто лет в то время как противники утверждают, что уровень CO 2 только поднялся на один процент.

В новых научно-обоснованных программах мониторинга окружающей среды разработан ряд показателей качества, чтобы интегрировать значительные объемы обрабатываемых данных, классифицировать их и интерпретировать смысл интегральных оценок. Так, например, в Великобритании используется система GQA. Эти общие оценки качества классифицируют реки на шесть групп по химическим критериям и биологическим критериям.

Для принятия решений пользоваться оценкой в системе GQA более удобно, чем множеством частных показателей.

Литература

1. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. — Л.: Гидрометеоиздат, 1979, — 376 с.

2. Израэль Ю.А Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка окружающей природной среды. Основы мониторинга. — Метеорология и гидрология. 1974, № 7. — С.3-8.

3.Сюткин В. М. Экологический мониторинг административного региона (концепция, методы, практика на примере Кировской области). — Киров: ВГПУ, 1999. — 232 с.

4.Кузенкова Г. В. Введение в экологический мониторинг: учебное пособие. — Н.Новгород: НФ УРАО, 2002. — 72 с.

См. также

• Методы экологического мониторинга
• Росгидромет

Примечания

Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ (ред. от 18.07.2011) «Об охране окружающей среды» (принят ГД ФС РФ 20.12.2001)

Ссылки

• Мониторинг животного мира
• Система мониторинга окружающей среды. (рус.) (2008). — Комплекс для экспресс анализа химического состава окружающей среды. Архивировано из первоисточника 20 февраля 2012. Проверено 27 мая 2008.

Под экологическим мониторингом (мониторингом окружающей среды)понимается комплексная система наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов.

Экологический мониторинг является основным способом выявления информации о качестве окружающей среды, необходимой для подготовки органами управления решений на обеспечение экологической безопасности объектов инфраструктуры в условиях негативного воздействия на них экологических факторов, а также управление их деятельностью по охране окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов.

Рис 4.1. Структура информационного поля системы мониторинга.

Система экологического мониторинга объектов включает в себя мониторинг атмосферного воздуха, земель, лесов, водных объектов, а также мониторинг объектов животного мира и состояния недр территорий.

Осуществление экологического мониторингапозволяет решать следующие задачи:

наблюдение за качеством окружающей среды;

выявление фактов угрозы негативного воздействия или воздействия неблагоприятных экологических факторов на объекты, а также источников и причин возникновения этих факторов;

наблюдение за источниками природного и антропогенного воздействия на окружающую среду;

выявление фактов угрозы применения экологического оружия, а также воздействий на окружающую среду, запрещенных нормами международного права;

выявление предпосылок к экологическим последствиям чрезвычайных ситуаций, прогноз и определение их характеристик;

оценка и прогноз развития экологической обстановки, а также негативного воздействия экологических факторов на функционирование объектов инфраструктуры;

оценка негативного воздействия деятельности и функционирования объектов инфраструктуры на окружающую среду, рациональности использования и воспроизводства природных ресурсов;

разработка рекомендаций по организации защиты окружающей среды от негативного воздействия, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов;

оценка экологических последствий чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и разработка рекомендаций по их ликвидации;

обеспечение органов управления данными:

— об экологической обстановке и прогнозе ее развития;

— о фактах угрозы или применения экологического оружия;

— о фактах угрозы или применения воздействий на окружающую среду, запрещенных нормами международного права;

— об экологических последствиях чрезвычайных ситуаций;

— о состоянии охраны окружающей среды и использованию и воспроизводству природных ресурсов;

выдача рекомендаций по:

— защите объектов инфраструктуры, окружающей среды от негативного воздействия экологических факторов в условиях неблагоприятной экологической обстановки;

— защите объектов инфраструктуры и окружающей среды от поражающих факторов экологического оружия и воздействий на окружающую среду, запрещенных нормами международного права;

— предупреждению и устранению экологических последствий чрезвычайных ситуаций;

— охране окружающей среды, организации рационального использования и воспроизводству природных ресурсов;

формирование информационных ресурсов о состоянии окружающей среды, по рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов;

осуществление информационного взаимодействия по вопросам организации и осуществления экологического мониторинга с организациями специально уполномоченных органов исполнительной власти Российской Федерации, обеспечивающих организацию и осуществление экологического мониторинга, в пределах предоставленной им законодательством Российской Федерации компетенции.

Информация, полученная при осуществлении экологического мониторинга, используется для принятии решений на:

обеспечение требуемого уровня функционирования объектов инфраструктуры в условиях угрозы и негативного воздействия на них экологических факторов;

предотвращение угрозы возникновения и ликвидацию неблагоприятных экологических последствий чрезвычайных ситуаций;

обеспечение защиты окружающей среды от негативного воздействия на нее с учетом выполнения требований законодательства Российской Федерации, субъектов Российской Федерации и норм международного права по охране окружающей среды, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов;

организацию и осуществление деятельности объектов инфраструктуры по охране окружающей среды, по рациональному использованию и воспроизводству ими природных ресурсов.

Результаты анализа информации мониторингаиспользуются органами военного управления также при:

разработке программ и средств обеспечения экологической безопасности, целевых и инвестиционных программ экологического развития территорий;

организации и осуществлении мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов этих территорий;

создании и совершенствовании инфраструктуры Российской Федерации

планировании и осуществлении мероприятий по экологическому контролю;

разработке прогнозов и принятии решений на социально-экономическое развитие объектов РФ;

подготовке данных о состоянии и охране окружающей среды на объектах РФ для ежегодного Государственного доклада.

Система экологического мониторинга Российской Федерации (далее Система), является измерительно-информационной системой и представляет собой совокупность правовых, нормативных, организационных, методических документов, технических, математических, программных, информационных и других средств, предназначенных для:

слежения за качеством окружающей среды, отклонениями эксплуатационных характеристик объектов инфраструктуры в целом от нормативов безопасного воздействия на окружающую среду;

регистрации, сбора, обработки результатов наблюдений, оценки и прогноза экологической обстановки по результатам наблюдений, разработки рекомендаций органам управления по защите от воздействий неблагоприятных экологических факторов, организации деятельности по охране окружающей среды и рациональному природопользованию, обеспечения этой информацией должностных лиц органов управления установленным порядком.

Структурное и функциональное построение Системыпроизводится, исходя:

из целей и задач экологического мониторинга на объектах РФ;

принципов создания и функционирования систем;

особенностей организационной и административно-территориальной структуры, функциональных задач, видов и режимов деятельности и структурных единиц организационной и административно-территориальной структуры;

особенностей информационной технологии выполнения должностными лицами органов управления различных уровней и звеньев возложенных на них задач и функций по обеспечению экологической безопасности, при обработке информации результатов наблюдения и контроля состояния окружающей среды, оценки и прогноза экологической обстановки, ее влияния на окружающую среду;

видов экологических факторов, воздействий и загрязнителей, подлежащих наблюдению и измерению (ингредиентный, параметрический, биоценотический, стациально-деструкционный);

структурных компонентов биосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера, биота);

среды, в которой функционируют средства размещения (носители) приборов и устройств наблюдения и регистрации качества окружающей среды (наземные, морские, авиационные, космические).

Система создается и функционирует с учетом реализации следующих основных принципов и требований:

руководства созданием и функционированием Системы экологического мониторинга;

соответствия структуры Системы иерархичной структуре Российской Федерации;

соответствия режимов функционирования Системы режимам деятельности;

системности;

применения принятых на снабжение информационно-измерительных систем и средств, а также средств промышленного применения, позволяющих производить наблюдения, выявление негативных воздействий экологических факторов, измерение и оценку значений показателей параметров и характеристик качества окружающей среды в интересах выполнения задач, возложенных на Систему;

применения единого информационного пространства Российской Федерации для передачи, обработки и документирования данных в Системе;

проведения оценки и прогнозирования развития экологической обстановки с учетом данных, получаемых от федеральных, территориальных (региональных), местных и локальных организаций специально уполномоченных органов исполнительной власти Российской Федерации, обеспечивающих организацию и осуществление экологического мониторинга и государственной сети наблюдений;

информационной и функциональной совместимости с другими системами управления;

открытости системы;

унификации составных частей Системы (элементов, блоков, изделий, программных продуктов);

непрерывности функционирования;

предохранения сведений, составляющих государственную и военную тайну, от несанкционированного доступа к ним и разглашения, а также от разрушения информации, хранящейся в базах данных.

Основу организационной структуры Системысоставляют системы экологического мониторинга.

Система экологического мониторинга каждой единицы организационной структуры, в общем случае, состоит из следующих основных функциональных подсистем:

1. Наблюдения, измерения, оценки и прогнозирования значений показателей параметров и характеристик:

источников негативного воздействия на компоненты окружающей среды;

состояния зон прямого воздействия источников негативного воздействия на окружающую среду (импактный мониторинг);

качества атмосферного воздуха, водных объектов (поверхностных и подземных вод) и почв территории (мониторинг абиотических сред);

качества атмосферного воздуха, воды, придонного слоя акваторий водных объектов;

качества земель и недр земли;

качества земной поверхности и водных объектов, в части их механических загрязнений твердыми отходами бытовой деятельности, а также стациально-деструкционных изменений ландшафта местности и геологической структуры из-за негативного воздействия на них сейсмических, тепловых и других экологических факторов;

растительности территорий и лесов;

воздействий неблагоприятных экологических факторов;

2. Наблюдения, измерения, оценки и прогнозирования значений показателей параметров и характеристик негативных воздействий на окружающую среду;

3. Сбора, обработки и выдачи данных результатов наблюдений, а также информационного взаимодействия с государственными информационно-измерительными системами, а также с автоматизированными системами РФ;

4. Управления функционированием Системы экологического мониторинга РФ.

Функциональная структура может быть дополнена другими функциональными подсистемами, учитывающими особенности, а также ожидаемые последствия от негативного воздействия их деятельности на окружающую среду.

Функционирование указанной Системы и ее структурных и функциональных систем (подсистем) обеспечивается следующими средствами:

инструментального экологического контроля качества окружающей среды;

биоиндикации и биоконтроля качества окружающей среды;

сбора, обработки информации результатов наблюдений;

передачи информации результатов наблюдений по назначению;

управления функционированием Системы в целом и единицами ее структуры.

Поддержание средств Системы в установленной степени готовности к применению и применение их по назначению возлагается на персонал, привлекаемый к организации и осуществлению мониторинга.

Средства инструментального экологического контроля (СИЭК). Они предназначены для наблюдения и контроля качества окружающей среды, выявления негативного воздействия экологических факторов на объекты инфраструктуры и окружающую среду. К ним относятся:

специальные средства инструментального экологического контроля экологической службы;

средства наблюдений, измерений и контроля;

организационно-методические документы, устанавливающие порядок организации и проведения наблюдений с применением средств инструментального экологического контроля.

Для проведения наблюдений с применением средств инструментального экологического контроля привлекается персонал служб, в табели к штатам которых включены эти средства.

Средства инструментального экологического контроля изготовляются в стационарном, мобильном или в носимом, исполнении и могут быть наземного, морского (берегового или корабельного), воздушного (вертолетного или самолетного) и космического базирования.

Организационно-методические документы, определяющие порядок организации и проведения наблюдений, включают совокупность документов, устанавливающих методы, порядок и правила проведения измерений и наблюдений, а также права и обязанности должностных лиц при их выполнении.

Принципы создания и применения средств инструментального экологического контроля определяются отдельным положением.

Специальными средствами Системы инструментального экологического контроля являются отдельные приборы, устройства, комплекты и системы, разработанные и принятые на снабжение экологической службы, с целью применения их для наблюдения и выявления негативных воздействий экологических факторов, а также определения качества окружающей среды (ее отдельных компонентов) в интересах оценки их влияния на функционирование объектов инфраструктуры. Поддержание специальных средств инструментального экологического контроля в готовности к применению и применение их по назначению возлагается на экологическую службу.

Среди технических средств мониторинга укладка эколога, подвижные и стационарные лаборатории, судовые лаборатории.

Укладка эколога (рис. 4.2) предназначена для оснащения экологических служб отдельных объектов и экологических лабораторий космодромов и полигонов. Ее достоинствами являются небольшие габариты (26´36´106 см) и масса (16,5 кг), модульность конструкции и удобство применения.

Модульность конструкции позволяет осуществлять раздельное применение технических средств для отбора и анализа проб почвы, воды, воздуха как в составе укладки, так и в составе подвижных и стационарных лабораторий.

В состав укладки входят следующие основные модули:

— «ПОЧВА» — для отбора проб почвы (масса около 5,0 кг);

— «ВОЗДУХ» — для отбора проб и экспресс-анализа выбросов приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (масса около 3,0 кг);

— «ВОДА» — для отбора, консервации и экспресс-анализа проб воды и донных отложений (масса около 4,5 кг);

— «ТЕРМОКОНТЕЙНЕР» — для консервации, охлаждения, транспортировки проб воды и почвы (масса около 3,0 кг).

Кроме того, в состав укладки входят планшет со вспомогательными средствами измерения и регистрации и жилет для ношения предметов общего назначения.

Судовая лаборатория «ГВОЗДЬ-К”. Для контроля загрязнения водных объектов разработана судовая лаборатория «ГВОЗДЬ-К”. Она позволяет производить контроль приповерхностного слоя воды, отбор проб из придонного слоя и донного грунта, а также с любого водного горизонта. Кроме того, в состав судовой лаборатории входят система вычислительной техники и спутниковой навигации, комплекс устройств для дистанционного обнаружения пленок нефтепродуктов и измерения их толщины, а также комплект оборудования для проведения гидрохимического анализа.

Перспективным направлением совершенствования контактных средств экологического мониторинга является широкое внедрение методов экспресс-анализа без отбора проб, для чего используются:

— переносные аналитические приборы для капиллярного электрофореза, газовой или жидкостной хроматографии, хроматомасспектрометрии и др.;

— системы химических сенсоров (преобразователей), которые непрерывно и обратимо регистрируют содержание какого-либо компонента среды;

— средства для экспресс-тестов (индикаторные бумаги, полоски, трубки, порошки, растворы в ампулах и капельницах, биоиндикаторы и биотесты).

Средства биоиндикации и биотестирования. Они состоят из биоиндикаторов и организационных, нормативных и методических документов, устанавливающих перечень биоиндикаторов и порядок, правила и методы определения качества природной среды или ее отдельных компонентов по наличию, состоянию и особенностям развития организмов (групп особей одного вида или сообществ), а также использования их в целях определения качества природной среды методом тестирования.

Средства переработки информации. Они предназначены для сбора, хранения, содержательной обработки информации результатов наблюдений с целью получения результатов оценки экологической обстановки, прогнозирования ее развития, а также выдачи результатов обработки установленным порядком.

Средства управления функционированием Системы экологического мониторингаРФпредназначены для обеспечения ее функционирования в соответствии с установленной структурой и заданной программой проведения наблюдения, в режимах, соответствующих режимам деятельности.

Функционирование указанной Системы реализуется организационно-технической структурой, которая, в общем случае, включает следующие компоненты: техническое, информационное, математическое, программное, организационное, методическое, лингвистическое, правовое, эргономическое и другие виды обеспечения.

Техническое обеспечение Системы представляет собой совокупность технических средств, применяемых при ее функционировании, проверке и обеспечении работоспособности. Оно включает:

технические средства инструментального экологического контроля;

технические средства обработки информации, полученной в результате наблюдений;

технические средства передачи информации, полученной в результате наблюдений;

технические средства управления функционированием системы технического мониторинга.

Технические средства, применяемые в составе технического обеспечения Системы, разрабатываются, принимаются на снабжение, поставляются и применяются в соответствии с порядком и правилами, установленными для разработки, принятия на снабжение, поставки и применения продукции.

Информационное обеспечение Системы включает совокупность документов, описаний сигналов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации, применяемой при ее функционировании и проверке работоспособности.

Информационное обеспечение Системы (его отдельные составные части и фрагменты) разрабатываются и применяются в установленном порядке. Его основу составляют:

единая система классификации и кодирования информации, классификаторы и кодировочные таблицы;

система документов, по содержанию соответствующая содержанию документов, введенных в действие табелями срочных донесений и автономно;

данные нормативных, правовых и справочных документов, словарей, классификаторов и кодировочных таблиц, архивной информации результатов наблюдений и их обработки, хранящиеся в базах данных средств автоматизированной обработки информации.

Достоверность и правильность информации в Системе экологического мониторинга РФ обеспечивается:

— применением средств наблюдения и обработки его результатов, прошедших поверку, установленным Госстандартом Российской Федерации порядком;

— проведением наблюдений и обработки информации специалистами, аттестованными установленным порядком, и организациями, имеющими аттестат Государственной аккредитации;

— применением для проведения наблюдений, контроля правильности и достоверности информации, полученной в результате наблюдений, при ее обработке методик, внесенных в Государственный реестр Российской Федерации.

Математическое обеспечение Системы представляет собой совокупность математических методов, моделей и алгоритмов решения задач, применяемых для обработки и переработки информации, управления данными, заданиями и запросами при функционировании и проверке ее работоспособности.

Математическое обеспечение реализует информационную технологию выполнения следующих основных функций:

сбора и хранения информации, полученной в результате наблюдений качества окружающей среды;

обработки результатов наблюдений;

выявления неблагоприятных экологических факторов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду;

определения наличия отклонений измеренных значений показателей параметров и характеристик негативных воздействий неблагоприятных экологических факторов от установленных нормативов допустимых воздействий;

определения и прогнозирования значений показателей параметров и характеристик негативных воздействий неблагоприятных экологических факторов отдельно для каждого компонента и для окружающей среды в целом;

определения преобладающих (определяющих) по уровням негативного воздействия факторов отдельно для каждого компонента природной среды, для окружающей среды в целом и ее составных частей;

определения степеней экологического неблагополучия отдельного компонента или окружающей среды в целом;

анализа и оценки экологической обстановки;

прогнозирования развития экологической обстановки;

представления в органы управления оперативных данных установленным порядком;

прогнозирования поведения экосистем в месте аварии (катастрофы);

прогнозирования реакции человеческого организма на запредельные показатели предельно допустимых концентраций и уровней;

определения и прогнозирования площадей и концентраций (уровней) загрязнения территорий при различных уровнях негативных воздействий преобладающих экологических факторов;

определения значений величин риска, возникновения на объекте аварии с неблагоприятными экологическими последствиями и ожидаемого ущерба;

определения экологических факторов, оказывающих негативное воздействие, их параметров, характеристик и показателей, подлежащих установлению, наблюдению, измерению значений при проведении мониторинга;

формирования нормативной правовой и методической основы деятельности в области обеспечения экологической безопасности потенциально экологически опасных объектов инфраструктуры;

обеспечения должностных лиц органов управления и исполнительных органов, уполномоченных на организацию и осуществление экологического мониторинга в Российской Федерации.

Математическое обеспечение Системы разрабатывается, принимается и применяется в соответствии с порядком, установленными для разработки и применения продукции.

Программное обеспечение Системы представляет собой совокупность программ на различного вида носителях данных, реализующих математические методы, модели и алгоритмы, применяемые в указанной Системе, в командах электронных вычислительных машин (счетно-решающих устройств) или языках программирования, применяемых в ее технических средствах.

Организационное обеспечение Системы представляет собой совокупность документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователей и эксплуатационного персонала системы экологического мониторинга в условиях функционирования, проверки и обеспечения ее работоспособности.

Документы организационного обеспечения доводятся до органов управления Системы и вводятся в действие установленным порядком.

Методическое обеспечение Системы представляет собой совокупность документов, описывающих технологию функционирования указанной Системы, методы выбора и применения пользователями технологических средств и приемов для получения конкретных результатов в процессе ее функционирования.

Лингвистическое обеспечение Системы представляет собой совокупность средств и правил формализации и кодирования структур естественного языка, а также совокупность словарей (справочников) понятий (определений) и тезаурусов, применяемых при общении пользователей и эксплуатационного персонала между собой и со средствами обработки информации в процессе осуществления мониторинга.

Правовое обеспечение Системы представляет собой совокупность правовых норм, регламентирующих правовые отношения должностных лиц при ее функционировании и использовании результатов функционирования, а также юридический статус получаемых результатов и документов.

Правовое обеспечение реализуется, как правило, в организационном обеспечении Системы.

Эргономическое обеспечение Системы представляет собой совокупность реализованных при организации и реализуемых в ходе осуществления мониторинга решений по согласованию психологических, психофизиологических, антропометрических, физиологических характеристик и возможностей ее пользователей и эксплуатационного персонала с техническими характеристиками применяемых средств и параметрами рабочей среды на рабочих местах.

Особую важность приобретает развитие дистанционных средств экологического мониторинга. Они способны достоверно обнаруживать появление и оценивать масштабы отрицательных экологических явлений.

Наземные средства экологического мониторинга имеют ограничения по дальности действия. Контроль и наблюдение с их помощью за состоянием окружающей среды даже на относительно небольших территориях требуют создания дорогостоящей разветвленной сети постов наблюдения. Этих недостатков лишены авиационные средства экологического мониторинга, которые дистанционно позволяют получать портретные, графические и математические модели ландшафтов позиционных районов. Портретные модели представлены в основном фотографическими, телевизионными и сканерными изображениями. Графические модели представляют собой карты, схемы дешифрирования космических снимков, блок-схемы, профили и графики.

Значительный интерес к применению космических средств для экологического контроля объясняется прежде всего такими их преимуществами по сравнению с существующими наземными и авиационными дистанционными средствами зондирования природной среды, как: оперативность получения глобальной информации с труднодоступных районов, высокая периодичность ее поступления, возможность съемки в различное время суток в широком диапазоне электромагнитного спектра излучения и т.д.

Спутники видового наблюдения из космоса обеспечивают получение высокодетальных визуальных изображений подстилающей земной поверхности. В зависимости от физических принципов формирования изображения средства наблюдения подразделяются на: фотографические средства (ФС); оптико-электронные средства (ОЭС); радиолокационные средства (РЛС); инфракрасные средства (ИКС), средства, комбинирующие указанные признаки.

Важным достоинством РЛС является всепогодность и возможность наблюдения в любое время дня и ночи, в то время как ФС и ОЭС могут вести наблюдение только в дневное время, т.е. при наличии достаточной освещенности и угле места Солнца, превышающем 5–10°, а также при отсутствии или малой облачности.

Изображения, которые доставляются с борта космического аппарата на наземный комплекс обработки информации, подвергаются предварительной технической обработке и последующей тематической обработке; их сущность определяется поставленными задачами, например:

— обнаружение очагов лесных пожаров;

— обнаружение нефтяных пятен на акваториях, мест разрывов нефтепроводов;

— оценка уровня загрязнения подстилающей поверхности;

— определение изменений характера растительного покрова;

— оценка загрязнений водных ресурсов;

— определение наличия облаков антропогенного происхождения;

— обнаружение зон затоплений, разливов и т.д.

Анализ применения активных орбитальных РЛС показывает, что основными направлениями их использования являются контроль окружающей среды, экологическое картографирование и создание геоинформационных систем.

Данные дистанционных средств должны обладать детальностью, обзорностью, разновременностью и разнородностью информации. Требования к периодичности наблюдения, полосе обзора и разрешающей способности космических средств дистанционного зондирования для наблюдения некоторых природных объектов представлены в табл. 4.1.

Особое значение приобретают космические средства для экологического контроля загрязнения атмосферы, так как оно представляет собой не только прямую угрозу здоровью людей, но и оказывает весьма существенное влияние на климат всей планеты. Тепловой баланс Земли в значительной степени зависит от отражательной способности ее атмосферы, которая возрастает с увеличением концентрации аэрозолей. Это явление приводит к тому, что все большая часть солнечной энергии не достигает земной поверхности, отражаясь от атмосферы в космическое пространство. Еще более существенное воздействие на тепловой баланс Земли и соответственно на ее климат оказывает повышение в атмосфере концентрации диоксида углерода, оксида углерода, а также других газообразных и пылевых продуктов, порожденных деятельностью человека.

Таблица 4.1.

Предыдущая1234567

Дата добавления: 2015-11-18; просмотров: 2890;