Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю. Геоэкологический мониторинг

Подождите немного. Документ загружается.

Блок мониторинга Объекты

мониторинга

Характеризуемые

показатели

Службы

и опорные базы

и бытовые стоки и

выбросы

Радиоактивные

излучения

мы,аллергены)

Предельная степень

радиоизлуче-

ния

Геосистемный

(хозяйственный)

Исчезающие виды

животных

и растений

Природные

экосистемы

Агросистемы

Лесные экосис-

темы

Функциональная

структура природ-

ных экосистем и

ее нарушения

Популяционное

состояние расте-ний и

животных

Урожайность сель-

скохозяйственных

культур

Продуктивность

насаждений

Биосферный (гло-

бальный)

Атмосфера

(тропосфера) и

озоновый экран

Гидросфера

Растительный и

почвенный

покровы, живот-

ное население

Радиационный ба-

ланс, тепловой

перегрев, газовый

состав и запыление

загрязнение боль-

ших рек и водое-мов;

водные бассей

ны, круговороты

воды на обширных

водосборах и кон-

тинентах

Глобальные харак-

теристики состоя-

ния почв,

растительного пок-

рова и животных.

Глобальные бал-

лансы СО

и О

Крупномасштаб-

ные круговороты

веществ

Международные

биосферные стан-

ции

В методических подходах А.Г. Емельянова (1984) отмечается,

что основной целью мониторинга является предотвращение отрица-

тельных последствий, связанных с хозяйственной деятельностью чело-

века, однако объектами наблюдения чаще всего выступают отдельные

компоненты природной среды: атмосферный воздух, поверхностные и

подземные воды, почвы и биота, в ряде случаев – геосистемы и экоси-

стемы. Соответственно наибольшее развитие получили отраслевые зве-

нья мониторинга – гидрометеорологические, гидрогеологические, гео-

химические и биологические, практически функционирующие как

неза-

висимые 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 компонен-

тов может привести к нарушению комплекса в целом и тяжелым необ-

ратимым последствиям в природе.

Отсюда следует, что оптимальное

решение проблемы взаимоотношения общества и природы на всех

уровнях (от локального до глобального) возможно лишь на основе орга-

низации комплексного геоэкологического мониторинга состояния ок-

ружающей 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 на-

блюдений за состоянием отдельных компонентов и комплексов природ-

ной среды в целом. Его особенность состоит в учете связей между от-

раслевыми звеньями системы и функциональном подчинении геосис-

темному (ландшафтно-экологическому) мониторингу других видов на-

блюдений, что обусловлено свойством целостности природной среды.

В 80-е годы был введен термин литомониторинг, который

в от-

личие от мониторинга окружающей среды характеризуется более узким

понятием, рассматривающим в качестве объекта наблюдения только ли-

Рис. 1.1.2. Структурная схема комплексного геоэкологического мониторинга

(Емельянов, 1994)

тосферу. Согласно В.К. Епишину и В.Т. Трофимову (1985), литомони-

торинг это система, включающая блок контроля (режимные наблюде-

ния) 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 тру-

да, 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 гео-

логической среды называется система постоянных наблюдений, оценки,

прогноза и управления геологической средой или какой-либо ее частью,

проводимая по заранее намеченной программе в целях обеспечения оп-

тимальных экологических условий для человека в пределах рассматри-

ваемой природно-технической системы». Более полно системы монито-

ринга

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 место-

рождений твердых полезных ископаемых приводится следующее опре-

деление термина: мониторинг состояния недр

(геологической среды) –

система регулярных наблюдений, сбора, накопления, обработки и ана-

лиза информации, оценки состояния геологической среды и прогноза ее

изменений под влиянием естественных природных факторов, пользова-

ния 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).

Рис. 1.1.3. Структурная система и соотношение систем МОС разных уровней (Королев, 1995)

Уровни мониторинга Структурная схема Примечания

Глобальный

Национальный

Региональный

Локальный

Детальный

Межгосударственная система МОС

Государственная система монито-

ринга территории России

Краевые и областные системы МОС

Городские и районные системы МОС

Месторождения, промышленные

предприятия, хозяйственные ком-

плексы и т.д.

Рис. 1.1.4. Структурная схема и соотношение систем мониторинга окружаю-

щей среды разных уровней (Королев, 1995)

В соответствии с Положением о порядке осуществления госу-

дарственного 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 дру-

гих 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)

Цель изучения Оцениваемые показатели Представляемый для

анализа материал

Цель изучения Оцениваемые показатели Представляемый для

анализа материал

Снег

Оценка уровня

загрязнения

атмосферы

тяжелыми

металлами

Общая запыленность, содержание

не менее 23 элементов по ГОСТу,

содержание U, техногенных

радионуклидов и других вредных

веществ [бенз(а)пирен, пестициды и

др.]

Карта общей

запыленности;

Карты распределения

ТМ;

Карта СПЗ снегового

покрова

Почва

Оценка уровня

загрязнения почв

тяжелыми

металлами за

длительный период

времени

Определение общей

радиоактивности, содержание не

менее 23 элементов по ГОСТу,

содержание U, Th, техногенных

радионуклидов и других вредных

веществ при необходимости

[бенз(а)пирен, пестициды и т.д.]

Карты распределения

ТМ,

радиоактивности;

Карта СПЗ почвы;

Разрабатывается

экологический

стандарт почв

региона

Биота

Оценка уровня

загрязнения

биомассы

тяжелыми

металлами за

длительный период

времени

Содержание не менее 23 элементов

по ГОСТу, содержание U, Th,

техногенных радионуклидов и др.

вредных веществ при

необходимости

Карта распределения

ТМ и др. веществ;

Карта СПЗ биомассы

Вода

Оценка уровня

загрязнения воды

тяжелыми

металлами на

данный момент

времени

Содержание не менее 23 элементов

по ГОСТу, содержание U,

техногенных радионуклидов и др.

вредных веществ при

необходимости

Карты распределения

ТМ и др.;

Карта СПЗ воды;

Разрабатывается

экологический

стандарт воды

региона

Атмосфера

Оценка уровня

загрязнения

воздуха на момент

измерения

Пыль, двуокись серы, окись

углерода, двуокись азота, окись

азота, аммиак, сероводород, хлор и

др. вредные вещества при

необходимости

Карты загрязнения

воздуха;

Карта СПЗ воздуха

Донные отложения

Оценка уровня

загрязнения

донных отложений

тяжелыми

металлами за

длительный период

времени

Определение общей

радиоактивности, содержание не

менее 23 элементов по ГОСТу,

содержание U, Th, техногенных

радионуклидов и др. вредных

веществ при необходимости

[бенз(а)пирен, пестициды и т.д.]

Карты распределения

ТМ,

радиоактивности;

Карта СПЗ донных

отложений

Цель изучения Оцениваемые показатели Представляемый для

анализа материал

Солевые отложения

Оценка уровня

загрязнения

объекта тяжелыми

металлами за

длительный период

времени

Определение общей

радиоактивности, содержание не

менее 23 элементов по ГОСТу,

содержание U, Th, техногенных

радионуклидов и др. вредных

веществ при необходимости

[бенз(а)пирен, пестициды и т.д.]

Карты распределения

ТМ,

радиоактивности;

Карта СПЗ солевых

отложений

1.2. Общая структура мониторинга.

Структурная схема мониторинга геологической среды, согласно

В.К. Епишину и В.Т. Трофимову (1985), показана на рисунке 1.2.1, из

которого следует, что ее основными частями являются блок контроля и

блок управления, связанные между собой каналами передачи информа-

ции, а также автоматизированная информационная система и система

инженерной защиты.

Более сложную и в тоже время наиболее полную общую струк-

туру мониторинга геологической среды предложил В.А. Королев, в ко-

торой на основе функциональной системы и структуры иерархического

построения систем мониторинга разного уровня выделяются следующие

основные системы: функциональная, иерархическая, объектов монито-

ринга, производственных работ, научно-методических разработок и

технического обеспечения мониторинга

(рис. 1.2.2).

Рис. 1.2.1. Структурная схема мониторинга геологической среды

(

Епишин, Т

имов, 1985

)

С учетом многолетнего опыта работы государственного унитар-

ного предприятия Территориальный Центр «Томскгеомониторинг» объ-

ектами мониторинга на территории Томской области являются участки

недр, представляющие собой геологические, гидрогеологические, ин-

женерно-геологические тела, проявления ЭГП, приуроченные к этим

телам, и т.д., в пределах которых оценивается состояние компонентов

геологической среды и прогнозируются их изменения

(Состояние …,

2002). В государственной системе мониторинга состояния недр на тер-

ритории Томской области выделяются следующие подсистемы:

- мониторинг подземных вод (подземных водных объектов);

- мониторинг опасных экзогенных геологических процессов;

- мониторинг месторождений полезных ископаемых, включая

мониторинг месторождений углеводородного сырья и твердых (в том

числе общераспространенных) полезных ископаемых;

- мониторинг участков недр

, используемых для целей, не свя-

занных с добычей полезных ископаемых;

- мониторинг участков недр, испытывающих воздействие хо-

зяйственной деятельности, не связанной с недропользованием.

Основным источником формирования и пополнения информаци-

онных ресурсов ГМСН являются данные о состоянии геологической

среды, полученные при проведении регулярных наблюдений по опор-

ной государственной наблюдательной сети федерального и территори-

Рис. 1.2.2. Общая структура мониторинга геологической среды (Королев, 1995)

ального уровней. Для сбора информации используются различные ме-

тоды наземных и дистанционных наблюдений.

1.2.1. Комплекс технических средств для создания ГИС при

мониторинге

Основой информационных ресурсов служит база данных GEO-

MON, которая успешно функционирует в ОГУП ТЦ «Томскгеомонито-

ринг» на протяжении нескольких лет. Она является ядром информаци-

онной системы (ИС) и предназначена для

хранения всей фактографиче-

ской информации, за исключением картографических материалов и

данных дистанционного зондирования. Ежегодно база данных пополня-

ется результатами полевых исследований и аналитическими данными,

полученными на их основе. Объемы информационных ресурсов, храня-

щихся в ИС GEONOM ТЦ «Томскгеомониторинг» отражены в таблице

1.2.1.

Таблица 1.2.1

Информационные ресурсы ИС GEOMON

(ГУП ТЦ «Томскгеомониторинг», 2002)

Количество Содержание информации

Объектов,

пунктов на-

блюдения

Замеров, опре-

делений,

2001г./всего

Примечание

Месторождение подземных вод и их

участки

52 -

Недропользователи 710 -

Объекты недропользования 864 -

Скважины, всего

В том числе:

Режимные

Эксплуатационные

Наблюдательные

Съемочные и разведочные

3551

720

1473

306

403

Лицензии и лицензионные соглашения

на добычу пресных подземных вод

342 -

Минеральные подземные воды 6 -

Месторождение углеводородов 100 -

Месторождение неметаллических полез-

ных ископаемых

116 -

Месторождение металлических полезных

ископаемых

2 -

Проявления твердых полезных ископае- 63 -