Принципи класифікації систем моніторингу

Для вивчення природних процесів, що відбуваються в екосистемах і біосфері, використовують методи спосте­режень і досліджень різних галузей знань (геології, гідрогеології, метеорології, хімії, біології, фізики, еколо­гії, ґрунтознавства).

Залежно від мети здійснюють моніторинг компонен­тів біосфери (атмосфери, гідросфери, літосфери), біоло­гічний, екологічний моніторинги, моніторинг чинників впливу, джерел забруднення та інші його види на різ­них територіальних рівнях. З огляду на предмет спосте­режень виокремлюють абіотичний, геофізичний, фізич­ний, хімічний, санітарно-токсичний види моніторингу. Цим далеко не вичерпується класифікація систем моні­торингу, оскільки в наукових дослідженнях і практич­ній діяльності керуються різноманітними підходами і принципами (табл. 1.1).

Таблиця1.1

Класифікація систем моніторингу

Залежно від призначення здійснюється загальний (стандартний), оперативний (кризовий) та фоновий (науковий) моніторинг навколишнього природного середовища.

Загальний (стандартний) моніторинг навколишнього середовища — це оптимальні за кількістю параметрів спостереження на пунктах, об’єднаних в єдину інформаційно-технологічну мережу, які дають змогу на основі оцінки і прогнозування стану довкілля регулярно розробляти управлінські рішення на всіх рівнях.

Оперативний (кризовий) моніторинг навколишнього природного середовища — це спостереження спеціальних показників у цільовій мережі пунктів у реальному масштабі часу за окремими об’єктами, джерелами підвищеного екологічного ризику в окремих регіонах, які визначено як зони надзвичайної екологічної ситуації, а також у районах аварій із шкідливими екологічними наслідками, щоб забезпечити оперативне реагування на кризові ситуації та прийняття рішень щодо їх ліквідації, створити безпеч­ні умови для населення.

Фоновий (науковий) моніторинг навколишнього середовища — це спеціальні високоточні спостереження за всіма складовими навколишнього середовища, а також за характером, складом, кругообігом та міграцією забруднювальних речовин, за реакцією організмів на забруднення на рівні окремих популяцій, екосистем і біосфери в цілому. Цей моніторинг здійснюється у природних і біосферних заповідниках, на інших територіях, що охороняються, на базових станціях.

Комплекс екологічного моніторингу має такі підсистеми: геосферний, геохімічний і біологічний.

Геосферний моніторинг. Передбачає оцінку стану і прогнозування змін в літосфері (геологічне середовище, мінерально-сиро­винні ресурси), геофізсфері (гравітаційні, магнітні, радіаційні, сейсмічні та інші поля), геоморфосфері (рельєф і його порушення геодинамічними процесами — зсувами, ерозією, карстами, суфозією, осипанням тощо), гідросфері (водні ресурси, водоспоживання і водовідведення, несприятливі гідрологічні явища, рівень забруднення поверхневих і підземних вод), атмосфері (стан повітряного басейну та його забруднення, транскордонний перенос, розподіл тепла і вологи, зміни клімату).

Геохімічний моніторинг. Включає дослідження й інвентаризацію джерел забруднення, встановлення об’ємів викидів і скидів, вивчення хімічного складу повітря, опадів, ґрунтів, наземної і вод­ної рослинності, поверхневих і підземних вод, донних відкладів та ін. Передбачає також встановлення «градієнту випадань» — кількість надходження на поверхню землі різних речовин з атмосферними опадами і пилом.

Біологічний моніторинг. Основою його є вивчення стану рослинності (фітосфера) за візуальними симптомами пошкодження листя (дефоліація, дехромація), розвитку епіфічних лишайників на деревах, динаміки змін видів рослин і структури рослинних угруповань (сукцесії, дигресії, демутації) під впливом природних і антропогенних факторів.

Європейською Економічною комісією ООН у рамках Конвенції з трансграничного переносу атмосферних забруднень в 1985 р. прийнято рішення про створення Міжнародної спільної програми оцінки впливу забруднення на біосферу. Основою цієї програми є моніторинг лісів, що здійснюється в 24 європейських країнах, а також у США і Канаді.

Екологічний моніторинг здійснюється на чотирьох рівнях:

локальному — на території окремих об’єктів (підприємств), міст, ділянках ландшафтів. Промислові системи екологічного моніторингу контролюють викиди промислових підприємств, рівень забруднення промислових майданчиків і прилеглих до них районів. Для ефективного контролю за забруд­ненням атмосфери в містах із населенням до 100 тис. осіб контрольних станцій доцільно мати принаймні три; від 100 тис. до 300 тис. осіб — не менше п’яти, від 300 тис. до 500 тис. — сім, тоді як у населеному пункті з населенням понад 1 млн чоловік — 11—24 пункти.

регіональному — в межах адміністративно-територіальних одиниць, на територіях економічних і природних регіонів. Здебільшого він отримує дані про забруднення атмосфери і водойм від міських і промислових контрольних станцій;

національному — на території країни в цілому моніторинг означає статистичну обробку та аналіз даних про забруднення навколишнього середовища від регіональних систем, зі штучних супутників землі та космічних орбітальних станцій. Вони функціонують разом зі службою погоди Держкомгідромету України і здійснюють прогноз якості навколишнього середовища на великих територіях країни;

глобальному — глобальні системи моніторингу навколишнього середовища використовуються для досліджень і охорони природи та здійснюються на основі міжнародних угод у цій сфері. Низка країн має мережу наземних станцій, на яких здійснюються безперервний відбір та аналіз проб на наявність в атмосфері забруднювальних речовин, СО2, СО, пилу, свинцю, радіонуклідів та ін. (Табл. 1.2.)

Таблиця 1.2.

Характеристики рівнів моніторингу

3. Приклади вирішення природоохоронних задач за допомогою ГІС

Застосування ГІС-технологій дозволяє зробити кардинальні зрушення в галузі забезпечення прийняття управлінських рішень щодо використання природних ресурсів, охорони навколишнього природного середовища та екологічної безпеки на різних управлінських рівнях.

Головними перевагами використання ГІС вважають розвиненість функцій просторового аналізу, інтуїтивно зрозумілий графічний інтерфейс, модульність архітектури, відповідність сучасним стандартам інформаційних систем, відповідність зростаючим вимогам користувача.

ЕМНВП «Екомедсервіс» разом з ДНВЦ «Природа» займаються створенням екологічних ГІС майже 10 років. Сучасні програмні продукти дозволяють вирішити поставлені задачі за допомогою реалізації можливостей потужних високопродуктивних систем для кінцевих користувачів за доступною ціною на PC платформах, що дає змогу розвивати систему по вертикалі для вирішення регіональних задач різного рівня. Система дозволяє використовувати та інтегрувати дані ДЗЗ та GPS для оперативного реагування на зміни об'єктів навколишнього середовища.