8.4. Экологический мониторинг

Согласно изложенному выше (раздел 8.1.), использование систем экологического мониторинга является важнейшим принципом управления состоянием окружающей среды. Экологический мониторинг – непрерывное наблюдение и контроль состоя­ния окружающей природной среды и ее изменений под воздействием природных и антропологических факторов. Основные задачи мониторинга: сбор информации о текущем состоянии окружающей среды, ее анализ и оценка, прогноз изменений ее состояния под влиянием воздействия на окружающую среду, выявление основных факторов и источников воздействия, а также представление полученной информации в виде, пригодном для принятия решений в области управления окружающей средой.

Различают три вида мониторинга: локальный, реги­ональный и глобальный. Цели, методические подходы и процедуры проведения мони­торинга разных видов различаются.

Термин «мониторинг» (от лат. monitor – надзирающий) впервые был введен в научную терминологию в 1972 г. на конференции ООН по окружающей среде в Стокгольме, на которой было принято решение о создании глобальной системы мониторинга. Поэтому первое десятилетие после этой конференции было посвящено разработке проблем глобального мониторинга. В рамках этих работ важное значение имело экологическое прогнозирование, основу которого составляет экологическое моделирование.

Классическими примерами экологического прогнозирования в задачах глобального мониторинга являются работы Римского клуба и связанных с ним исследовательских групп в различных странах мира. Более подробная справка о Римском клубе дана в главе IX настоящего пособия. Члены Клуба задались целью построить глобальные экологические прогнозы на ближашие десятилетия и представить мировому сообществу обоснованные доводы о необходимости принятия срочных мер по предотвращению глобального экологического кризиса.

Впер­вые на основе компьютерных экспериментов с математической моделью глобальной эколого-экономической системы группа ученых Массачусетского университета под руководством супругов Медоуз построила прогнозы будущего развития мировой эколого-экономической системы. В качестве моделей была использована разработанная Дж. Форрестором в 1968-1971гг. комплексная математическая модель, названная им моделью мировой динамики и учитывающая взаимосвязанные изменения экономической, природоресурсной, демографической, технической и других составных частей мировой системы. Эти моде­ли должны были предсказать, что ждет нас в будущем при сохранении современных экономических и политических методов управления мировым развитием.

Результаты моделирования пока-зали, что наряду с ростом чис-ленности населения и потребления энергии темпы промышленного роста и потребления ресурсов будут увеличивать­ся ускоряющимися тем-пами до тех пор, пока не будет достигнут некоторый пре­дел, после которого мировую цивилизацию ждет глобальная экологическая катастрофа. Первый из докладов Римского клуба под названием «Пределы роста», в котором были опубликованы результаты этих исследований, разошелся многомиллионным тиражом и вызвал большой ажиотаж в мире. Большинство людей, ознакомившись с докладом, восприняли современную им ситуацию таким образом, что следует изменить идеологию будущего развития цивилизации. Эти работы, оказавшие существенное воздействие на мировоззрение интеллектуальной элиты, включая бизнесменов и банкиров многих стран, способствовали разработке в последующие годы концепции устойчивого развития.

Эти исследования также показали, что модели стали рабо­чим инструментом комплексного прогнозирования глобальных проблем человечества. По существу возникло новое междисциплинарное научное направление – глобальное моделирование, предназначенное для анализа тенденций развития глобальной социально-экономической системы.

В последнее время большое внимание уделяется разработке и внедрению систем регионального и локального (местного) мониторинга. Техническая база экологического мониторинга быстро развивается, широко используются современные методы и приборы физико-химического анализа, дистанционные методы (космический мониторинг), геоинформационные системы (ГИС) и ГИС-технологии. Космический мониторинг позволяет получать оперативную информацию о состоянии природной среды на обширных территориях, что создает возможность организации и проведения регионального мониторинга в труднодоступных районах (Кондратьев,1991).

Недостатком космических методов является невозможность получения количественных оценок состояния природной среды. Поэтому космические снимки территории используются в сочетании с данными наземных исследований, а для прогнозирования изменений состояния среды в региональном мониторинге, основанном на космических и наземных методах, эффективным оказывается применение математических моделей. В частности, в настоящее время проводятся исследования и расчеты уровней загрязнения атмос­феры, водоемов, почв, биоты на основе применения сложных компью­терных комплексов, использующих математические модели рассеяния загрязнителей в компонентах окружающей среды. Это направление получило называние моде­лирования процессов загрязнения окружающей среды и явля­ется частью экологического моделирования.

В качестве иллюстрации применения экологического прогнозирования в задачах регионального мониторинга рассмотрим некоторые результаты мониторинга воздействий нефтедобычи на природную среду на территории Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО). Напомним, что общая характеристика этих воздействий дана в разделе 4.2. настоящего пособия. Как видно из рис.15, в районах интенсивной нефтедобычи ХМАО наблюдается аномально высокий уровень химического загрязнения атмосферы, которое оказывает значительное влияние на состояние лесных экосистем.

С использованием стандартной модели распространения химических загрязняющих веществ в атмосфере в нашей работе (Булгакова и др., 2003) рассчитаны зоны загрязнения атмосферного воздуха химическими веществами, выбрасываемыми из факелов, в которых сжигается попутный газ. На рис. 20 показаны две такие зоны загрязнения, полученные путем моделирования загрязнения атмосферы выбросами углеводородов из факелов на Самотлорском месторождении близ Нижневартовска – зоны обозначены сплошными замкнутыми линиями. Расчеты производились для разных уровней загрязнения, определяемых в долях от величины предельно допустимой концентрации (ПДК).

Рис. 20 Карта распределения счетной концентрации аэрозоля с наложенными зонами загрязнения от факелов