Система наземного мониторинга окружающей среды

Основные понятия о мониторинге. Общая структура мониторинга. Классификация видов мониторинга. Системы и службы мониторинга

Основные понятия о мониторинге

Термин «мониторинг» вошел в научный оборот из англоязычной литературы и происходит от английского слова monitoring – контрольное наблюдение. В свою очередь слово monitoring происходит от английского monitor, а также от латинского «монитор» – «наблюдающий», «предостерегающий». Современное значение этого слова можно определить как наблюдение, контроль, предупреждение.

Понятие мониторинга окружающей среды было впервые введено Р. Мэнном в 1972 г. на Стокгольмской конференции ООН и с тех пор постоянно развивается и обсуждается на различных международных конгрессах и совещаниях (Munn, 1973). Программа ЮНЕСКО, принятая в 1974 г., определяет мониторинг как систему регулярных длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающую информацию о прошлом и настоящем состояниях окружающей среды, позволяющую прогнозировать изменение ее параметров, имеющих особенное значение для человечества.

Общая теория мониторинга окружающей среды, обоснование и определение основных принципов и связанных с ними понятий развиты в нашей стране в основополагающих работах И.П. Герасимова, Ю.А. Израэля, Ф.Я. Ровинского, В.Е. Соколова и других исследователей. Теоретические вопросы по проблемам мониторинга геологической среды изложены в работах А.А. Бондаренко, Г.К. Бондарика, А.Г. Гамбурцева, Г.А. Голодковской, В.К. Епишина, А.Г. Емельянова, Ю.Ф. Захарова, В.А. Королева и других.

В концепции Ю.А. Израэля (Израэль и др., 1978, Израэль, 1984) под мониторингом понимается система наблюдений, позволяющая выделить изменения состояния (и прежде всего загрязнение) биосферы под влиянием деятельности человека. Подобную систему он определил как мониторинг антропогенных изменений окружающей природной среды. Основная цель ее создания – предупреждение негативных последствий воздействия человека на природу. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: 1) определить источники воздействия, а также причины антропогенных изменений; 2) оценить фактическое состояние природной среды; 3) выявить тенденции изменения, дать прогноз и оценку будущего состояния биосферы, что хорошо демонстрируется на блок-схеме системы мониторинга (рис. 1.1.1).

В концепции И.П. Герасимова (Герасимов, 1975, 1985) мониторинг – это система наблюдений и контроля за состоянием окружающей среды с целью рационального использования природных ресурсов, охраны природы и обеспечения стабильного функционирования геосистем различного хозяйственного назначения. Предметом исследования мониторинга выступает совокупность природных явлений, подверженная как естественным динамическим изменениям, так и преобразованиям со стороны человека. Изучение совокупности явлений представляет собой сложную комплексную задачу, поэтому предложено решать ее путем подразделения на несколько частных составляющих (уровней, ступеней). В зависимости от масштаба объектов и задач наблюдений выделено И.П. Герасимовым (1981) три блока мониторинга: биологический (санитарный), геосистемный (хозяйственный) и биосферный (глобальный) (табл. 1.1.1).

Таблица 1.1.1

Система наземного мониторинга окружающей среды

(Герасимов, 1981)

В методических подходах А.Г. Емельянова (1984) отмечается, что основной целью мониторинга является предотвращение отрицательных последствий, связанных с хозяйственной деятельностью человека, однако объектами наблюдения чаще всего выступают отдельные компоненты природной среды: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы и биота, в ряде случаев – геосистемы и экосистемы. Соответственно наибольшее развитие получили отраслевые звенья мониторинга – гидрометеорологические, гидрогеологические, геохимические и биологические, практически функционирующие как независимые системы наблюдения и контроля. Однако отраслевой подход к мониторингу не учитывает, что компоненты биосферы тесно связаны между собой и образуют сложные природные комплексы – геосистемы и экосистемы. Антропогенное воздействие даже на один из компонентов может привести к нарушению комплекса в целом и тяжелым необратимым последствиям в природе. Отсюда следует, что оптимальное решение проблемы взаимоотношения общества и природы на всех уровнях (от локального до глобального) возможно лишь на основе организации комплексного геоэкологического мониторинга состояния окружающей природной среды. Исходя из объектов наблюдений, схема может быть представлена в следующем виде (рис. 1.1.2).

Из схемы видно, что система мониторинга складывается из наблюдений за состоянием отдельных компонентов и комплексов природной среды в целом. Его особенность состоит в учете связей между отраслевыми звеньями системы и функциональном подчинении геосистемному (ландшафтно-экологическому) мониторингу других видов наблюдений, что обусловлено свойством целостности природной среды.

В 80-е годы был введен термин литомониторинг, который в отличие от мониторинга окружающей среды характеризуется более узким понятием, рассматривающим в качестве объекта наблюдения только литосферу. Согласно В.К. Епишину и В.Т. Трофимову (1985), литомониторинг это система, включающая блок контроля (режимные наблюдения) и блок управления (автоматизированная информационная система и система защитных мероприятий). В этом определении подчеркивается целевая направленность литомониторинга не только на фиксирование параметров, но и на управление. Существуют и другие определения термина «литомониторинг». По определению Г.К. Бондарика и Л.Я. Ярг (1990), литомониторинг – система оценки состояния приповерхностной области литосферы, взаимодействующей с орудиями и продуктами труда, и прогноза ее функционирования, «это подсистема мониторинга среды обитания человека, включающей техносферу».

Одновременно с понятием литомониторинг появилось и понятие мониторинг геологической среды, а также инженерно-геологический мониторинг. В определении В.А. Королева (1995) «мониторингом геологической среды называется система постоянных наблюдений, оценки, прогноза и управления геологической средой или какой-либо ее частью, проводимая по заранее намеченной программе в целях обеспечения оптимальных экологических условий для человека в пределах рассматриваемой природно-технической системы». Более полно системы мониторинга окружающей среды и соотношение некоторых видов мониторинга показаны на рисунке 1.1.3. Интересна структурная схема и соотношение систем мониторинга окружающей среды разных уровней предложенная В.А. Королевым (рис.1.1.4).

В разработанных требованиях гидрогеоэкологической научно-производственной и проектной фирмой "ГИДЭК" к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых приводится следующее определение термина: мониторинг состояния недр (геологической среды) – система регулярных наблюдений, сбора, накопления, обработки и анализа информации, оценки состояния геологической среды и прогноза ее изменений под влиянием естественных природных факторов, пользования недрами и иной антропогенной деятельности (Требования …, 2000).

Законом Российской Федерации от 21.02.92 г. №2395-1 «О недрах» (редакция от 29.05.2002 г.) определено, что в состав работ по государственному геологическому изучению недр входит составной частью государственный мониторинг геологической среды (состояния недр), который, в свою очередь, является подсистемой комплексной системы мониторинга окружающей природной среды и использования природных ресурсов Российской Федерации (Закон …, 1992).

Уровни мониторинга	Структурная схема	Примечания
Глобальный     Национальный     Региональный   Локальный     Детальный		Межгосударственная система МОС     Государственная система мониторинга территории России   Краевые и областные системы МОС   Городские и районные системы МОС     Месторождения, промышленные предприятия, хозяйственные комплексы и т.д.

Рис. 1.1.4. Структурная схема и соотношение систем мониторинга окружающей среды разных уровней (Королев, 1995)

В соответствии с Положением о порядке осуществления государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации № 433 от 21.05.2001г., государственный мониторинг состояния недр (ГМСН) представляет собой систему регулярных наблюдений, сбора, накопления, обработки, обобщения и анализа информации для оценки состояния и использования недр, а также прогноза их изменений под влиянием естественных природных факторов, недропользования и других видов антропогенной деятельности.

Многолетние исследования коллектива кафедры геоэкологии и геохимии позволили наметить основные принципы геохимического мониторинга, в котором предложен подход к выбору наиболее информативных природных сред (табл. 1.1.2) и рациональный комплекс химико-аналитических методов (Рихванов и др., 1994; Язиков, 2001).

Таблица 1.1.2

Основные принципы эколого-геохимической оценки природной среды

(первый этап геохимического мониторинга)