Экологический мониторинг

Общественная экологическая экспертиза может проводиться в отношении  тех же объектов, что и государственная  экологическая экспертиза, за исключением  объектов, сведения о которых составляют государственную, коммерческую и (или) иную охраняемую законом тайну.

Целью экологической экспертизы является предупреждение возможных неблагоприятных  воздействий намечаемой деятельности на окружающую среду и связанных  с ними социально-экономических  и иных последствий.

Зарубежный опыт свидетельствует  о высокой экономической эффективности  экологической экспертизы. Агентство  по охране среды США осуществило  выборочный анализ заключений о воздействии  на среду. В половине исследованных  случаев отмечено снижение общей  стоимости проектов за счет осуществления  конструктивных природоохранных мероприятий. По данным Международного банка реконструкции  и развития, возможное повышение  стоимости проектов, связанное с  проведением оценки воздействия  на среду и последующим учетом в рабочих проектах экологических  ограничений, окупается в среднем  за 5-7 лет. По оценкам западных специалистов, включение экологических факторов в процесс принятия решений еще  на стадии проектирования оказывается  в 3-4 раза дешевле последующей доустановки  очистного оборудования.

Испытывая на себе результаты разрушающего действия воды, ветра, землетрясений, снежных  лавин и т. п., человек издавна  реализовал элементы мониторинга, накапливая опыт предсказания погоды и стихийных  бедствий. Такого рода знания всегда были и сейчас остаются необходимыми для  того, чтобы по возможности снизить  ущерб, причиняемый человеческому  обществу неблагоприятными природными явлениями и, что особенно важно, уменьшить риск человеческих потерь.

Последствия большинства стихийных  бедствий необходимо оценивать со всех сторон. Так, ураганы, разрушающие постройки  и приводящие к человеческим жертвам, как, правило, приносят обильные осадки, которые в засушливых районах  дают значительный прирост урожаев. Поэтому организация мониторинга  требует углублённого анализа с  учётом не только экономической стороны  вопроса, но и особенностей исторических традиций, уровня культуры каждого  конкретного региона.

Переходя от созерцания явлений  окружающей среды через механизмы  приспособления к осознанному и  усиливающемуся воздействию на них, человек постепенно усложнял методику наблюдения за природными процессами и вольно или невольно вовлекался в погоню за самим собой. Ещё древние  философы считали, что в мире всё  связано со всем, что неосторожное вмешательство в процесс даже, казалось бы, второстепенной важности может привести к необратимым  изменениям в мире. Наблюдая за природой, мы долгое время оценивали её с  обывательских позиций, не задумываясь  о целесообразности ценности наших  наблюдений, о том, что мы имеем  дело с самой сложной самоорганизующеся  и самоструктурирующей системой, о том, что человек является всего  лишь частицей этой системы. И если во времена Ньютона человечество любовалось целостностью этого мира, то теперь одним из стратегических помыслов человечества является нарушение  этой целостности, неизбежно вытекающее из коммерческого отношения к  природе и недооценки глобальности этих нарушений. Человек изменяет ландшафты, создаёт искусственные биосферы, организует агротехноприродные и полностью  техногенные биокомплексы, перестраивает  динамику рек и океанов и вносит изменения в климатические процессы. Двигаясь таким путём, он все свои научные и технические возможности  до недавнего времени обращал  во вред природе и в конечном итоге  самому себе. Обратные отрицательные  связи живой природы всё активнее сопротивляются этому натиску человека, всё чётче проявляется несоответствие целей природы и человека. И  вот мы оказываемся свидетелями  приближения к кризисной черте, за которой род Homo sapiens не сможет существовать.

Родившиеся ещё в начале нашего века идеи техносферы, ноосферы, техномира, антропосферы и т. д. и т. п. на родине В. И. Вернадского были восприняты с  большим опозданием. Весь цивилизованный мир сейчас с нетерпением ждёт практического воплощения этих идей в нашей стране, своими размерами  и мощью энергетического потенциала способной повернуть вспять все  прогрессивные начинания за её пределами. И в этом смысле системы мониторинга  являются лекарством от безумия, тем  механизмом, который поможет предотвратить  сползание человечества к катастрофе.

Спутником человеческой активности являются всё возрастающие по своей мощности катастрофы. Природные катастрофы происходили  всегда. Они - один из элементов эволюции биосферы. Ураганы, наводнения, землетрясения, цунами, лесные пожары и т. п. приносят ежегодно огромный материальный ущерб, поглощают человеческие жизни. Одновременно всё более набирают силу антропогенные  причины многих катастроф. Регулярные аварии танкеров с нефтью, катастрофа в Чернобыле, взрывы на заводах и  складах с выбросами отравляющих  веществ и другие не предсказуемые  катастрофы - реальность нашего времени. Нарастание числа и мощности аварий демонстрирует беспомощность человека перед лицом приближающейся экологической  катастрофы. Отодвинуть её может только быстрое широкомасштабное внедрение  систем мониторинга. Такие системы  успешно внедряются в Северной Америке, Западной Европе и Японии.

2. Биологический мониторинг в естественных экосистемах

2.1 Мониторинг  в атмосфере

Мониторинг состава атмосферы  и прогнозирование его изменений  являются одним из важнейших условий  устойчивого развития страны. Мониторинг дает необходимую информацию как  для решения фундаментальных  научных проблем, связанных с  изучением и прогнозированием глобальных изменений среды обитания человека и климата Земли, так и для  выработки эффективной экологической  политики, в частности, в области  принятия и исполнения Международных  соглашений: Монреальского и Киотского  протоколов, Конвенций о трансграничном переносе загрязнений, об устойчивых органических загрязнениях и целом ряде других. Учитывая, что природно-экологические  условия Украины, их разнообразие являются важнейшим ресурсом в сфере регулирования  глобального баланса парниковых газов и многих загрязняющих примесей, такая информация может стать  основанием для получения страной  компенсации за ущерб, наносимый  поступающими на ее территорию загрязнениями.

Основная цель создаваемой Украинской системы мониторинга состава  атмосферы заключается в проведении комплексных наблюдений содержания в атмосферном воздухе газовых  и аэрозольных примесей, радиационных и термодинамических параметров для обнаружения изменений состояния  атмосферы и прогнозирования  возможных последствий.

Первый от поверхности Земли  слой атмосферы -- тропосфера является неравновесной химически активной системой. В ней непрерывно идут процессы, вызывающие изменение концентрации примесей в атмосферном воздухе. Знания о механизмах и скорости процессов  поступления выбросов из природных  и антропогенных источников, переноса в другие сферы (воду, почву) или трансформации  в атмосфере позволяют составить  баланс атмосферной части глобального  кругооборота веществ в природе.

Большинство газообразных примесей, выбрасываемых в атмосферу, находятся  в восстановленной форме или  в виде окислов с низкой степенью окисления (сероводород, метан, оксид  азота). Анализ атмосферных осадков  показывает, что возвращенные на поверхность  земли примеси представлены в  основном соединениями с высокой  степенью окисления (серная кислота, сульфаты, азотная кислота, нитраты, диоксид  углерода).

Таким образом, тропосфера играет роль глобального окислительного резервуара.

Мониторинг атмосферного воздуха -- слежение за его состоянием и предупреждение о критических ситуациях, вредных  или опасных для здоровья людей  и других живых организмов.

Для обеспечения мониторинга в  развитых странах созданы автоматизированные системы контроля загрязнения воздуха (АСКЗВ).

Задачи, решаемые АСКЗВ:

автоматическое наблюдение и регистрация  концентраций загрязняющих веществ;

анализ полученной информации с  целью определения фактического состояния загрязнения воздушного бассейна;

принятие экстренных мер по борьбе с загрязнением;

прогноз уровня загрязнения;

выработка рекомендаций для улучшения  состояния окружающей среды;

уточнение и проверка расчетов рассеивания  примесей.

АСКЗВ рассчитаны на измерение концентраций одного или нескольких ингредиентов из следующего ряда: SO₂; CO; NO_x; O₃; C_mH_n; H₂S; NH₃; взвешенных веществ, а также определения влажности, температуры, направления и скорости ветра.

Сейчас происходит постоянное развитие АСКЗВ путем увеличения числа  стационарных станций и применения передвижных постов наблюдений. Дальнейшее совершенствование этой системы  становится возможным благодаря  пониманию необходимости глобального  контроля над состоянием атмосферы  путем объединения локальных, региональных и национальных служб наблюдения за атмосферой.

2.2 Мониторинг  гидросферы

Гидросфера - водная оболочка земного  шара, расположенная в нижней части  атмосферы, на поверхности земной коры и в ее толще, представляющая совокупность океанов, морей и водных объектов суши (рек, озер, болот, подземных вод, снежного покрова и ледников). По своим границам гидросфера совпадает  с биосферой в понимании В.И. Вернадского. Исключительная роль воды в жизни человека и всего живого на Земле обусловливает большое  и постоянно возрастающее внимание к изучению гидросферы и режиму водных объектов.

Современный мониторинг состояния  гидросферы Земли основывается на использовании  новейших достижений науки и техники. При оборудовании наблюдательных наземных платформ и автоматических станций  в Мировом океане, радарных станций  и летательных аппаратов в  атмосфере для измерения и  первичной обработки данных широко используются микропроцессоры. В процессе мониторинга загрязнения природных вод вырабатываются количественные подходы к определению ключевых переменных и параметров, необходимых для понимания факторов, определяющих изменения в водной среде. Обработка и обобщение информации, поступающей со стационарной сети наземных и приземных наблюдений, со спутников Земли, экспедиционных исследований Мирового океана и труднодоступных районов земной суши, осуществляются с использованием электронных вычислительных машин и на основе архивов создаваемых банков данных.

Проблема загрязнения вод суши (рек, озер, водохранилищ, подземных  вод) тесно связана с проблемой  обеспеченности пресной водой, поэтому  наблюдениям и контролю за уровнем  загрязнения водных объектов уделяется  особое внимание. Служба контроля за уровнем  загрязнения пресных вод является частью национальных систем мониторинга  загрязнения окружающей среды. Основная цель службы наблюдений и контроля за уровнем загрязнения вод суши заключается в получении информации о качестве вод, необходимой для  осуществления мероприятий как  по охране вод, так и по рациональному  использованию водных ресурсов. Служба решает задачи контроля за уровнем  загрязнения вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям  и задачи изучения динамики загрязняющих веществ для прогнозов загрязнения  водных объектов. Важная задача мониторинга - изучение процессов самоочищения водных объектов и накопления загрязняющих веществ в донных отложениях и  изучение закономерностей выноса веществ  в водоемы (моря, озера, водохранилища).

Основными объектами при выборе пунктов наблюдений за уровнем загрязнения  поверхностных вод суши являются места сброса хозяйственно-бытовых  и промышленных сточных вод, в  том числе подогретых вод от ТЭС, ГРЭС, АЭС. Районами повышенного внимания экологи считают также крупные  нерестилища и зимовья ценных пород рыб, устьевые зоны рек.

Система мониторинга поверхностных  вод призвана обеспечивать получение  надежной информации о состоянии  водного объекта в любой его  точке и в любой момент времени. Наряду с увеличением густоты  сети наблюдений это достигается  комплексным гидродинамическим  и химико-биологическим моделированием процессов массообмена, аккумуляции, трансформации и миграции загрязняющих веществ в водных объектах, изучением  взаимосвязи поверхностных и  подземных вод, изучением динамики состава органических веществ в  процессе химико-биологических превращений.

Например, 30-летний комплексный мониторинг различных природных сред Байкала  позволил определить устойчивые изменения  гидрохимических показателей притоков озера, рост отрицательного влияния  на прибрежные зоны озера (водную толщу  и донные отложения) Байкальского целлюлозно-бумажного  комбината, Байкальско-Амурской железнодорожной  магистрали, портов. Особенно сильное  воздействие практической деятельности человека на экосистему Байкала наблюдалось  в 60-80-е годы. Большую опасность  для экосистем озера представляют малопредсказуемые изменения гидробиологических характеристик водоема: Байкал начал  испытывать вторжение новых видов  гидробионтов (организмов, обитающих  в водной среде), существенные изменения  произошли и в составе донных отложений.

Среди загрязняющих веществ, попадающих в притоки и озера, особую опасность  представляют серосодержащие вещества, остротоксичные хлорорганические соединения (хлорфенолы, диоксины), тяжелые металлы. Все это свидетельствует о  большой вероятности продолжения  ухудшения состояния экосистемы Байкала в недалеком будущем.

Часто зонами наибольшей биологической  продуктивности водных объектов являются устьевые участки рек (нижнее течение  и дельта). Но в этих же зонах контакта речных вод и вод водоприемника (море, озеро, водохранилище) происходит наибольшее накопление всех загрязняющих веществ, смытых реками с их бассейнов. Поэтому они становятся зонами наибольшего  экологического неблагополучия. Например, комплексный мониторинг Невской  губы позволил выделить экологически опасные зоны водной системы на границе  вода-дно. Загрязнение донных отложений  играет негативную роль в изменении  качества воды, особенно в маловодные годы.

Мониторинг загрязнения морей

Организация загрязнения морских  водоемов имеет особенности и  требуется для решения таких  основных задач, как: 1) контроль за уровнем  загрязнения вод и донных отложений  по физическим, химическим и гидробиологическим показателям, особенно в курортно-оздоровительных  и рыбохозяйственных зонах; 2) изучение баланса загрязняющих веществ в  морях и их отдельных частях (заливах) с учетом процессов, происходящих на границе раздела атмосфера-вода, разложения и трансформации загрязняющих веществ и накопления их в донных отложениях; 3) изучение закономерностей  пространственных и временных изменений  концентраций загрязняющих веществ, установление связи этих изменений с естественными  циркуляционными процессами в морях, с гидрометеорологическим режимом  и особенностями хозяйственной  деятельности.

Комплексность мониторинга требует  определения некоторых гидрометеорологических параметров, таких, как температура  воды, скорость и направление ветра, осадки, атмосферное давление, влажность  воздуха. Система наблюдений основывается на создании сети локальных пунктов  наблюдений (станций), расположение которых  позволяет определять зоны распространения  загрязнений. Кроме того, часть сети должна совпадать со станциями многолетних  наблюдений, действующих на морях. Распределение  станций опирается на знание гидрохимического и гидрометеорологического режимов  и рельефа дна в данном районе.