Тема 3. Підсистеми екологічного моніторингу

Підсистеми виділяються у структурі локальних, регіональних і глобальних систем екомоніторингу і є орієнтовними по складових середовища і джерелах їх забруднення.

Реалізація функцій екологічного моніторингу має комплексний характер, і тому, в його базах (банках) даних здійснюється інтеграція одновидових даних, які надходять від відомчих сіток спостережень в центри екологічного моніторингу.

Відповідні бази даних є основою функціонування наступних підсистем моніторингу:

– атмосферою повітря (атмосфери);

– поверхневих вод;

– підземних вод;

– морських вод;

– грунтового покриву (педосфери);

– геологічного середовища (літосфери);

– біоти – флори і фауни (фітосфери і зоосфери);

– здоров'я населення (демосфери);

– техногенних об'єктів (техносфери);

– радіаційної ситуації.

Підсистеми моніторингу атмосфери, гідросфери, педосфери і літосфери.

Атмосфера з екологічних позицій має декілька аспектів: кліматична зональність і її вплив на природні умови і здоров'я населення, мікрокліматичні особливості території залежно від рельєфу і віддалі від морського побережжя, забруднення атмосфери трансграничними переносами, стаціонарними і пересувними джерелами забруднення, хімізм забруднення, його динаміка залежно від природних та антропогенних факторів. Забруднення повітря контролюється на сумарний викид забруднювачів, їх концентрацію в повітрі досліджуваної території, за результатом впливу на людину, рослинний, тваринний світ, споруди, будинки, тощо.

Кількісний і якісний аналіз викидів включає характеристики їх джерел, а інформація, що одержується від реалізації моніторингу, використовується для регулювання рівня викидів, надійності роботи очисних споруд, а також стратегії зниження забруднення атмосферного повітря.

Підсистема моніторингу поверхневих вод формується за басейновим принципом, сюди входять вже існуючі пункти спостережень на об'єктовому, регіональному, басейновому рівнях, так і новостворені, в тому числі й автоматизовані пункти. Інформація на басейновому рівні накопичується в банках даних. Аналогічні вимоги ставляться до моніторингу підземних вод. Об'єкти моніторингу – води водоносних горизонтів, окремих гідрологічних одиниць.

Екологічний моніторинг педосфери досліджує екологічні зміни земельних ресурсів, деградацію грунтів під впливом ерозії, виносу гумусу та інших складових грунту, його хімічне забруднення. Основна мета моніторингу грунтів – оцінка і прогноз їх родючості, контроль за забрудненням, процесами деградації (дегуміфікацією, ущільненням, ерозією, засоленням тощо).

Екологічний моніторинг літосфери займається дослідженням ендогенних і екзогенних процесів, геофізичних полів, які впливають на здоров'я населення. Підсистема моніторингу літосфери забезпечує:

– реєстрацію розподілу і концентрації токсичних елементів, з'єднань і радіонуклідів в абіоатичній частині екосистем всіх рівнів;

– прослідковування шляхів міграції і ідентифікацію хімічно активних форм токсичних елементів і радіонуклідів у навколишньому середовищі;

– ретроспективну оцінку регіональних і глобальних фонових рівнів, які передували епосі техногенезу, коректування фонових характеристик з урахуванням їх еволюційних глобальних характеристик;

– картування літосфери на основі геоморфологічного і ландшафтного підходу.

Підсистема біологічного моніторингу.

До оцінки стану флори і фауни входить визначення відгуків різних біологічних систем як на окремі забруднення і екотоксиканти, так і на їх комбінований вплив. Для цього необхідні високочутливі тест-системи. якими можуть бути мікроорганізми, рослини, тварини і людина. Найбільшою чутливістю до різного роду впливів володіють ділимі клітини, тому цитогенетичний аспект являє собою особливу значимість для діагностики ще невидимих на організмовому рівні негативних наслідків техногенезу.

Для здійснення біологічного моніторингу має значення встанонлення взаємозв'язку між кількісним і інградієнтним складом екотоксикантів, реакціями чутливих тест-систем і здоров'ям населення.

Біологічний моніторинг має в собі медико-генетичний аспект, який передбачає спостереження за станом різних біосистем і людини, облік неспецифічних змін, а також виявлення мутагенів і канцерогенів у навколишньому середовищі і продуктах харчування, направлене на зниження ризику виникнення онкологічних захворювань.

Підсистема моніторингу техногенних об'єктів і радіаційної безпеки.

Метою моніторингу техносфери (антропогенного середовища) є, в першу чергу, охорона здоров'я і забезпечення достатнього рівня безпеки техногенного ризику для населення і природних екосистем.

Середовище існування, створене людиною, стає все більш небезпечним для її життя. В багатьох промислових регіонах, великих містах спільні дії факторів забруднення середовища перевищують адаптаційні можливості людського організму і приводить до погіршення здоров'я населення і генетичних порушень.

Підсистема моніторингу техносфери призначена для оперативного контролю за наглядом гранично-допустимих характеристик техногенних об'єктів і швидкого реагування для попередження чи локанізації аварій і катастроф. Простозово-часовий масштаб і структура засобів підсистеми визначаються особливостями розміщення і технології конкретних об'єктів контролю.

Цільова функція підсистеми радіаційного моніторингу базована на оцінці тих чи інших наслідків, які представляють собою ризик для людини, для біосфери, ризик незворотних змін для абіоти і техносфери.

Методологія прийняття рішення в надзвичайних екологічних ситуаціях розробляється на основі системного аналізу типових ситуацій, проявів і характеристик визначень конкретної катастрофи чи аварії. Аналіз типових ситуації проводиться спеціалістами на основі комплексу математичних моделей і експертних систем, а рекомендації по попередженню чи ліквідації наслідків надзвичайних екологічних ситуацій орієнтуються на органи адміністративної влади відповідного рівня.

Оперативна інформація про НЕС забезпечується спеціальними комплексами засобів нагляду і спільно з даними інших підсистем дозволяє визначити шкоду від аварії, необхідні ресурси для її ліквідації чи локалізації негативних наслідків.

Підсистема моніторингу демосфери і здоров'я людини.

Екологія демосфери, екологічні причини хвороб людини – важливе завдання екологічного моніторингу. Всі інші компоненти екосистем – абіота, біота, техносфера вивчаються з метою оптимізації екологічних умов життя людини, збереження її здоров'я, забезпечення передачі нормальної генетичної інформації наступним поколінням.

Контрольні запитання

1. Дайте характеристику підсистемам моніторингу атмосфери, гідросфери, педосфери і літосфери.

2. Дайте характеристику підсистемі біологічного моніторингу.

3. Дайте характеристику підсистемі моніторингу техногенних об'єктів і радіаційної безпеки.

4. Дайте характеристику підсистемі моніторингу демосфери і здоров'я людини.