32.Эколого-геологический мониторинг*.

Мониторинг как система долгосрочных режимных наблюдений, оценки, контроля состояния и прогноза изменения объекта является общенаучным методом исследования. Используется он и при эколого-геологических исследованиях в качестве метода специального.

Специфика эколого-геологического мониторинга заключается не только в системе познания объекта, но и в самом объекте исследования - эколого-геологической обстановке, которая обусловливает "геологическое" жизнеобеспечение и человека, и биоты в целом через ресурсную, геодинамическую, геохимическую и геофизическую экологические функции литосферы. Объект исследования включает в себя систему "литосфера - биота". Исходя из этого, эколого-геологический мониторинг может быть как фоновым и изучать только природную эколого-геологическую систему, так и природно-техническим, в ходе выполнения которого исследуются последствия функционирования литотехнических систем.

Специфика эколого-геологического мониторинга заключается и в его конечной цели. Последнюю можно сформулировать так: оптимизация функционирования эколого-геологической обстановки-системы.

Исходя из этих двух специфических особенностей, эколого-геологический мониторинг - это система постоянных наблюдений, оценки, прогноза состояния и изменения эколого-геологической обстановки-системы, проводимая по заранее намеченной программе с целью разработки рекомендаций и управляющих решений, направленных на обеспечение ее оптимального экологического функционирования и устойчивого развития. Исходя из этого, подчеркнем, что независимо от вида эколого-геологического мониторинга (комплексный - частный (поэлементный), государственный - отраслевой, региональный - локальный и др.), характера инженерно-хозяйственного освоения территории, организующих его служб, масштаба исследований главным является установление тенденций развития, трансформации литосферы и ее компонентов, их экологических последствий для человека и биоты в целом и на этой основе принятия управляющих решений.

Чрезвычайно важным аспектом в понимании сущности рассматриваемого метода является индивидуальность содержания эколого-геологического мониторинга, которая подлежит персональной разработке в каждом конкретном случае. Это творческий процесс, опирающийся на весь спектр методических разработок по данному вопросу и общую структурную схему практически любого мониторинга, содержащую блоки контроля и управления, связанные между собой каналами связи, а также блоки автоматизированной информационной системы и инженерной защиты (рис. 42); последний включает производство очищения компонентов литосферы от загрязнения.

Суть и содержание эколого-геологического мониторинга составляет система целенаправленной деятельности, состоящей из упорядоченного набора процедур, организованного в циклы: эколого-геологических наблюдений (H1) оценки состояния системы по результатам наблюдений (O1), эколого-геологического прогноза развития системы (П1) и управления (У1). Затем эколо-гогеологические наблюдения дополняются новыми данными, на новом цикле, и далее циклы повторяются на новом временном отрезке Н2, О2, П2, У2 и т.д.

Эколого-геологический мониторинг представляет собой сложно построенную, циклически ф ункционирующую и развивающуюся во времени по спирали постоянно действующую систему (рис. 43).

Основу организационной структуры эколого-геологического мониторинга (см. рис. 42) составляет так называемая автоматизированная информационная система (АИС), которая создается на базе ЭВМ В этой связи эколого-геологический мониторинг (как и другие его виды) является особой геоинформационной Задачами АИС эколого-геологического мониторинга являются: хранение и поиск режимной эколого-геологической информации состоянии верхних горизонтов лито сферы и ЛТС в пределах изучаемой эколого-геологической системы; целенаправленная постоянная обработка и оценка информации;

выполнение перманентных прогнозов развития и состояния эколого-геологической обстановки;

решение оптимизационных эколого-геологических задач по созданию системы управления ситуацией, экологически ухудшающейся по геологическим причинам.

В структуре АИС выделяются четыре основных взаимосвязанных блока (рис. 44), каждый из которых направлен на решение одной из перечисленных выше задач. Первый из них составляет автоматизированная информационно-поисковая система (АИПС), которая направлена на решение первой задачи и представляет собой базу данных, реализованную с помощью ЭВМ. В систему АИПС из наблюдательной сети поступают все первичные данные о состоянии верхних горизонтов литосферы территории или объекта мониторинга (в том числе и данные режимных наблюдений). Здесь они накапливаются в банке данных, предварительно обрабатываются, сортируются и используются затем во всех последующих операциях по эколого-геологической оценке и прогнозу состояния системы.

Второй блок АИС - автоматизированная система обработки данных (АСОД), направленная на целенаправленную обработку и оценку поступающей информации. Этот блок реализует функцию количественной и качественной обработки всей информации по эколого-геологическому мониторингу и тоже осуществляется с помощью ЭВМ.

Третий блок АИС представляет собой автоматизированную прогнозно-диагностическую систему (АПДС). С помощью этого блока решаются все вопросы по составлению перманентных (т.е. непрерывно продолжающихся, повторяющихся) прогнозов в соответствии с функциональной схемой эколого-геологического мониторинга. Этот блок также реализуется с помощью ЭВМ. Важным его компонентом является постоянно действующая модель.

Четвертый блок АИС составляет автоматизированная система управления (АСУ), направленная на решение задач по управлению эколого-геологической системой и разработку рекомендаций. Этот блок осуществляет как бы конечную цель и функцию эколого-геологического мониторинга и чрезвычайно важен. Он также практически реализуется с помощью ЭВМ.

Все четыре блока АИС связаны друг с другом и образуют единую функционирующую геоинформационную систему. Основным вопросом при организации АИС является ее информационное, техническое и математическое обеспечение, рассмотренное в работах В.К.Епишина, В.Т.Трофимова (1985), В.А.Королёва (1995), М.А.Шубина (1985), в монографии "Теория и методология экологической геологии" (1997) и др.

Уровни организации эколого-геологического мониторинга могут быть различными (рис. 45).

Подсистемы детального эколого-геологического мониторинга являются важнейшим звеном в системах более высокого ранга. Их объединение в более крупную сеть (например, в пределах города, района) образует систему мониторинга локального уровня. Детальный и локальный эколого-геологический мониторинг предназначены обеспечить экологическую оценку последствий изменений лито сферы под влиянием действующего или проектируемого объекта (или комплекса объектов) соответственно на территории города, района или участка в зоне его ожидаемого воздействия. Он реализуется на стадии проекта, а для действующих объектов, не имеющих должной сети режимных наблюдений, независимо от ста­дии, по решению соответствующих компетентных органов.

Локальные системы, в свою очередь, объединяются в еще более крупные - системы регионального эколого-геологического мониторинга, охватывающие территории в пределах края или области, или в пределах нескольких краев и областей. Региональный эколого-геологический мониторинг предназначен обеспечить экологическую оценку изменений верхних горизонтов литосферы крупных территорий комплексного антропогенного освоения (республиканских, краевых и областных административных территориальных единиц, крупнейших территориально-производственных комплексов). Он базируется на государственных источниках информации, как правило, не дающих ответа на весь комплекс природоохранных вопросов. Такой мониторинг в общих чертах соответствует задачам оценки воздействия на геологическую среду (ОВГС) на предпроектной стадии, которая не предусматривает создание специальной региональной сети режимных наблюдений. Основная задача ОВГС на этой стадии - разработка программы совершенствования или создания новой сети режимных эколого-геологических наблюдений с учетом ожидаемого воздействия существующих или проектируемых предприятий на различные компоненты эколого-геологической системы. Строго говоря, создание и обеспечение функционирования регионального эколого-геологического мониторинга - дело соответствующих территориальных органов государственного или ведомственного подчинения.

Системы регионального эколого-геологического мониторинга должны объединяться в пределах одного государства в единую национальную (государственную, федеральную) сеть мониторинга и образовывать, таким образом, национальный уровень ("мегарегиональный", по М.А.Шубину) системы мониторинга (см. рис. 45). Системы национального (государственного) уровня эколого-геологического мониторинга являются необходимой предпосылкой для соблюдения законодательства в области охраны недр и экологии, систематического контроля за состоянием всех компонентов эколого-геологической системы, обеспечения эффективной и экологически безопасной инженерно-хозяйственной деятельности.

Подчеркнем, что система эколого-геологического мониторинга национального уровня должна входить составной частью в систему мониторинга окружающей среды России, создаваемую соответствующей Федеральной службой России. Формирование в ее рамках единой национальной сети эколого-геологического мониторинга - одна из задач ближайшей перспективы развития мониторинга в России.

В рамках экологической программы ООН поставлена задача объединения национальных систем мониторинга окружающей среды в единую глобальную межгосударственную сеть - "Глобальную систему мониторинга окружающей среды (ГСМОС или GSEM). Это высший глобальный уровень организации системы мониторинга. Её назначение - осуществление мониторинга за изменениями в окружающей среде на Земле 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 - задача будущего.

Вопросы методики эколого-геологического мониторинга здесь сознательно не рассматриваются. Это отдельная, большая и специфическая задача. Ее содержательное краткое описание можно найти в ряде работ, в частности в монографии "Теория и методология экологической геологии", 1997.

Завершая краткое рассмотрение эколого-геологического мониторинга, следует отметить, что его система синтезирует в себе множество частных методов получения соответствующей информации. Но доминирующую роль, особенно в части прогнозирования, приходится на долю ПДМ и ретроспективного анализа.