Экологический мониторинг. Виды мониторинга. Значение мониторинга. Прогнозирование последствий антропогенного воздействия на окружающую среду

Экологический мониторинг (понятие введено Стокгольмской конференцией в 1972 г.) - это наблюдение, оценка, анализ состояния изменения окружающей природной среды. Это комплексная система сбора информации, контроля, оценки, прогнозирования состояния окружающей среды на локальном, национальном, региональном и глобальном уровнях. Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистемы; во-вторых, создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются. В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:

выделение (определение) объекта наблюдения;

обследование выделенного объекта наблюдения;

составление информационной модели для объекта наблюдения;

планирование наблюдений;

оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной модели;

прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения: представление информации в удобной для использования форме и доведение се до потребителя.

Основные задачи экологического мониторинга:

наблюдение за источником антропогенного воздействия;

наблюдение за фактором антропогенного воздействия;

наблюдение за состоянием природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

источник поступления загрязняющих веществ в окружающую среду;

выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами;

сбросы сточных вод в водные объекты;

поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды-суши и моря;

внесение на земную поверхность и/или в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;

места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и/или разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т.д.;

переносы загрязняющих веществ - процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;

процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ - миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня фунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов. Наблюдения за этими процессами целесообразно проводить периодически на специально выделенной системе пунктов: контрольные водосборы - катеты - площадки - створы;

данные о состоянии антропогенных источников эмиссии - мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.

Мониторинг загрязнения природной среды базируется на сети пунктов режимных наблюдений. По состоянию на 1997 г. ее показатели характеризовались следующими данными:

Общий объем определений содержания вредных веществ в атмосферном воздухе городов и населенных пунктов за год составил 4 млн. проб.

Степень загрязнения почв оценивалась по результатам более 30-50 тыс. определений и проб, отбираемых в отдельные годы в 300-500 хозяйствах.

Загрязнение поверхностных вод суши контролировалось по всем основным водотокам и водоемам. Так, за 1997 г. отобрано и проанализировано почти 40 тыс. проб воды, выполнено около 950 тыс. определений по 158 гидрохимическим показателям. Гидробиологическими наблюдениями было охвачено 218 водных объектов.

Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводят 623 морские станции.

Насчитывалось около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности.

Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществлялась на 645 метеостанциях, охватывая площадь 117 млн. км2. В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения рН, а также 6енз(а)пирен и тяжелые металлы.

Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАМПОН) состоит из станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной программой.

На территории России шесть станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) расположены в биосферных заповедниках. Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно-электрических характеристик. Наблюдения за этими компонентами входят в обязательную программу исследований в рамках глобальной службы атмосферы (ГСА) БАМПОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.

Наблюдения за радиационной обстановкой на территории Российской Федерации ведутся ежедневно. Более чем на 1300 метеостанциях измеряются уровни радиации на местности, в 300 пунктах - уровни радиации выпадений (в 50 из них - концентрации). Кроме того, проводятся интенсивные работы по обследованию территорий, пострадавших после аварии на Чернобыльской АЭС, в том числе подворные обследования в населенных пунктах на территории с плотностью загрязнения более 5 Ки/км.

Глобальный мониторинг - это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений (рис. 6).

Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в пределах которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся по природному характеру или по антропогенным воздействиям от естественных биологических процессов.

Рис. 6. Государственная система экологического мониторинга

Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.

Базовый мониторинг - это слежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются антропогенные воздействия. Для осуществления базового мониторинга используют удаленные от промышленных регионов территории, в том числе биосферные заповедники.

Система мониторинга включает несколько групп наблюдений первая группа наблюдений определяет источники и фактора воздействия на окружающую природную среду. Наблюдение за естественными явлениями (вулканизмом, спонтанным выходом нефти, газа, лесными пожарами и т. д.) и антропогенными выбросами.

Вторая группа наблюдений связана с самим состоянием окружающей среды, т. е. с наблюдениями за природными объектами, ресурсами, ландшафтами, народонаселением, урбанизацией, круговоротом веществ, физическим и химическим состоянием окружающей природной среды, источниками и путями антропогенного загрязнения биосферы.

Третья группа наблюдений связана с реакцией поведения крупных систем (погоды, климата, биосферы в целом).

Средствами мониторинга являются физические, химические, биологические, авиационные и космические методы исследований.

В рамках современных представлений общий мониторинг должен состоять из трех основных ступеней.

Биологический мониторинг, представляющий собой обоснование связи между изменением окружающей природной среды и состоянием здоровья человека, учет канцерогенных и мутагенных факторов, влияющих на изменение состояния окружающей среды и ее составляющих. При этом генетический мониторинг представляет собой непрерывный процесс слежения за генетическими изменениями в живых организмах. На уровне глобальных и локальных загрязнений биосферы выделяется интегральный мониторинг роста врожденных дефектов в популяции человека. В настоящее время возникает необходимость создания глобальной генетической службы слежения за динамикой генетических изменений человека. Она должна дополняться мониторингом генофондов других животных. Службе генетического мониторинга подлежит реагировать на число мутаций, темпы их роста и т. д.

Геоэкологический (природно-хозяйственный) мониторинг обеспечивает наблюдение за природными экосистемами, агробиотой, индустриальными экосистемами. В этом случае применяют геофизические, геобиохимические, биологические методы (определение качественной способности среды к самоочищению, энергетического, вещественного баланса, биопродуктивности экосистем и различные ПДК). Этот контроль обеспечивает сеть контрольных пунктов наблюдений и полигонов. Первая группа полигонов представляет собой объект наблюдений трофических цепей и их нарушения, а также ПДК и БПЭ. Ко второй группе полигонов относится изучение ресурсов экосистем. К третьей группе относятся полигоны по изучению действенности систем и методов управления процессами использования природных условий и ресурсов.

Биосферный мониторинг представляет собой отслеживание изменений в биосфере, вызванных антропогенным воздействием. В России программа фонового экологического мониторинга реализуется в Центрально-Черноземном, Приокско-Теркском, Сихотэ-Алиньском заповедниках и на кораблях Госкомгидромета.

Проблема экологических последствий военных конфликтов. Экологические последствия крупномасштабной ядерной войны. Экологические последствия применения бактериологического оружия. Особенности современных конфликтов

круговорот адаптация экологический мониторинг

Любые военные действия наносят окружающей природной среде весьма ощутимый ущерб, особенно если они ведутся на большой территории в течение длительного времени, однако и при кратковременных военных конфликтах могут возникнуть чрезвычайные экологические ситуации, если возможный противник применит современные средства поражения. Преднамеренные воздействия человека на природу и окружающую среду в военных целях получили названия экоцида (биоцида, экологической войны).

В настоящее время наиболее разрушительным потенциалом обладает оружие массового уничтожения - ядерное, химическое и бактериологическое. Все компоненты окружающей природной среды и человек, в первую очередь, весьма уязвимы для каждого из этих видов оружия.

Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различным поражающим действием, которое определяется воздействиями на окружающую среду ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разрушительной силой, нанося незащищенным людям и животным тяжелые травмы, вплоть до их гибели. При избыточном давлении во фронте ударной волны более 50 кПа наблюдается полное повреждение лесного массива, деревья с корнем вырываются, а у людей разрываются внутренние органы, переламываются кости.

Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги открытых участков тела, в том числе сетчатки глаз. В Хиросиме и Нагасаки термические поражения (ожоги) были основными последствиями ядерных взрывов.

Под воздействием проникающей радиации, вызываемой смертоносными гамма-лучами и нейтронами, у людей и животных возникает лучевая болезнь, которая в тяжелых случаях заканчивается летальным исходом.

В 70-80-е гг. было введено понятие «ядерной зимы» - модельно прогнозируемого резкого и длительного похолодания, могущего возникнуть в случае войны с применением термоядерного оружия (Н. Н. Моисеев, М. И. Будыко, Г. С. Голицын и др.). При этом среднее понижение температуры воздуха над северным полушарием прогнозируется более чем на 20 "С. Грандиозные пожары, которые неизбежно будут сопровождать ядерные взрывы, создадут огромные массы газообразных примесей и дыма, которые вызовут затемнение поверхности Земли («ядерная ночь») на многие недели и даже месяцы.

«Ядерная зима» - это глобальная экологическая катастрофа, которая в случае ее возникновения окажет разрушительное действие на основные природные экосистемы Земли и приведет к самоуничтожению человечества.

Химическое оружие предназначено для отравления человека и природы с помощью боевых отравляющих веществ - газов, жидкостей или твердых веществ. Средства их применения: ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Химические отравляющие вещества способны внедряться и передвигаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для жизнедеятельности организмов.

В настоящее время создан принципиально новый класс боевых отравляющих веществ - нервнопаралитического действия (зарин, табун, зоман и др.), а также отравляющие вещества психогенного, общеядовитого и удушающего действия. Все они оказывают крайне негативное влияние на природные экосистемы, вызывая массовые поражения людей, гибель большой части популяций любых позвоночных животных, растений.

Во Вьетнаме боевые отравляющие вещества применялись в основном в виде дефолиантов (гербицидов), что приводило к потере растениями листьев, нарушению роста, а впоследствии и к полной гибели их на больших площадях, что, безусловно, имело отрицательное воздействие на все природные экосистемы. В результате распыления армией США свыше 100 тыс. т дефолиантов (гербицидов) во Вьетнаме было уничтожено 12% лесов, 40% мангров и более 5% сельхозугодий страны. Из 150 видов птиц осталось 18, почти полностью исчезли насекомые, многие растения погибли как биологический вид. Непосредственный ущерб здоровью был причинен 1,6 млн. вьетнамцев. Более 7 млн. человек были вынуждены покинуть районы, где было применено химическое оружие (Н. Ф. Реймрс, 1990). Авторы отчета Американской академии наук считают, что растительность Вьетнама и Камбоджи сумеет преодолеть последствия этого массированного применения уничтожающих растительность боевых веществ только через десятилетия, если не через столетия.

Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используются с помощью живых переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.), либо в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью.

Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Многие бактерии способны образовывать споры, которые могут сохраняться в почве в течение десятилетий.

Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения - единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты. Только мощность накопленных запасов ядерного оружия в мире в 80-е гг. составляла 16 - 18-109 т, т. е. на каждого жителя планеты приходилось более 3,5 т тротилового эквивалента.