Панъевропейские системы экологического мониторинга

Подписание в 1979 г. в Женеве Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (LRTAP Convention) стимулировало разработку пяти специализированных программ международного сотрудничества (ICP), подготовленных Рабочей группой Европейской Экономической Комиссии Организации Объединенных Наций (UN/ECE) и призванных обеспечить достоверные оценки глобальных и региональных трансграничных воздействий. Среди них важнейшими являются: Европейская программа мониторинга переноса воздушных загрязнений (ЕМЕР), Программа лесного мониторинга (ICP-Forests) и Программа интегрального мониторинга (ICP IM).

Российская сеть Мониторинга загрязнения лесов (ICP-Forests) представлена исключительно на Северо-Западе РФ. Наблюдения по сети 32 х 32 км (первый уровень сложности) на этих пробных площадях ведутся с 1993 г., а на территории Кингисеппского и Сланцевского районов удалось сформировать сеть 16 х 16 км и создать две площадки второго уровня сложности.

Программа имеет две главные задачи:

• 1) продолжающийся мелкомасштабный мониторинг воздушных выпадений загрязняющих веществ на лесные биоценозы;
• 2) исследование причинно-следственных связей между значениями биоиндикационных параметров, характеризующих здоровье лесных экосистем, величиной и составом нагрузок.

Решение обеих задач обеспечивается совмещением наблюдений первого (систематическое обследование площадок по сокращенному набору параметров и с низкой периодичностью) и второго уровней (непрерывный многопараметровый мониторинг лесных систем с распознаванием факторов и процессов аэротехногенного загрязнения лесов).

Методы сбора проб, оценки биоиндикационных показателей и методы химического анализа прошли интеркалибровку со странами Северной Европы. Исследование базируется на методиках ЕЭК ООН и отечественных лесопатологических методиках.

Основным объектом наблюдений являются сосновые насаждения как наиболее чувствительные к атмосферному загрязнению.

Применяется кислотное разложение образцов при подготовке проб к анализу («мокрое» озоление), минимизирующее препараторские погрешности и наиболее согласующееся с идеологией используемых методов анализа, требующих высокой гомогенизации препаратов и постоянства состава их матрицы. Определяется содержание 16 элементов: Al, Ва, Са, Cd, Cr, Си, Fe (общее), К, Mg, Мп, Na, Ni, Pb, S, V, Zn, которые отражают специфику промвыбросов урбанизированных территорий.

Число и перечень исследуемых параметров согласованы с Международным центром проведения мониторинга. Аналогичные работы выполняются на территориях соседних стран (Финляндия, Эстония, Швеция и другие страны практически всей Европы). Каждая точка наблюдательной сети входит в Международный банк данных Европейской комиссии (Хельсинки), ежегодная ситуация отражается в Международном отчете ООН «Forest condition in Europe», публикующемся в Брюсселе и анализирующем выполнение международных соглашений в рамках Конвенции LRTAP.

Подчиняющиеся единым правилам сбора информации, единой методологии и обязательной интеркалибровке методик, такие исследования поставляют данные, которые позволяют формировать многопризнаковый банк данных о состоянии природной среды и ее динамике в каждой отдельной точке, регионе, стране или части Европы.

Решение задач I и II уровней в Программе ICP-Forests и получение объективного представления о принципиальном характере процессов загрязнения территории собственными и внешними источниками к настоящему времени достигнуто. Результаты полевых наблюдений достаточно хорошо освещают территорию региона по сетке пробных площадей. Тем не менее, нет полного пространственного представления о регионе в целом, о состоянии биоты его труднодоступных участков и территорий, не включенных в планы полевых работ предыдущих лет.

Интегральный мониторинг (ИМ, ICP — Integrated Monitoring) предусматривает физические, химические и биологические измерения компонентов экосистем, проводимые одновременно в одних и тех же местах с заданной периодичностью. На практике осуществление ИМ сводится к выполнению ряда частных подпрограмм, которые соединяются путем получения стандартного набора параметров (анализ межсредовых потоков вещества) и (или) путем получения стандартного набора параметров на замкнутых микробассейнах (причинно-следственный подход).

Междисциплинарная программа Интегрального мониторинга ICP-IM служит частью стратегического мониторингового исследования, организованного UN/ECE. В мониторинговой иерархии 1СР-1М занимает высший уровень международного сотрудничества и является источником сопоставимой многопризнаковой природоохранной информации о комплексном антропогенном воздействии на экосистемы, распространяющемся через границы климатических, геологических, ландшафтно-геохимических природных зон и через границы государств. Конечно, для обеспечения информацией национальных структур, принимающих эколого-экономические решения, 1СР-1М обязательно должен прибегать к помощи мониторинговых экологических систем более низкого уровня, в рассматриваемом случае — к данным ЕГСЭМ.

Программа 1СР-1М имеет три главных задачи:

• 1) контроль состояния экосистем (микробассейнов водосбора или площадок) и интерпретация наблюдаемых изменений как последствий действия экологических факторов для создания научной базы контроля эмиссий;
• 2) построение и подтверждение моделей отклика экосистем на типовые сценарии воздействий:
  • а) для оценки отклика на реальные или прогнозируемые изменения загрязняющего стресса;
  • б) с целью получения региональных оценок, согласующихся с данными съемок;
• 3) проведение биомониторинга для выявления изменений природных компонентов, особенно для оценки воздушного загрязнения и изменения климата.

Исторически сложилось представление об уровнях программы, которое исходит из полноты наблюдений по рекомендованному набору параметров и частоты сбора данных.

На станциях 1М выполняется полный объем опробования и наблюдений за всеми компонентами окружающей среды. Кроме того, проводятся интенсивные исследования взаимоотношений «доза — отклик» между химическим загрязнением и биологическими эффектами. Это позволяет затем использовать гидрохимические, би-огеохимические и биологические причинно-следственные модели, результаты оценок по которым обосновывают принятие управляющих решений в природоохранной и межгосударственной политике, например, расчет критических нагрузок выпадений серы, азота, тяжелых металлов. Поэтому к таким станциям предъявляются довольно жесткие требования относительно места их расположения. Обычно они размещаются на особо охраняемых территориях.

Требования к указанным станциям подразумевают наличие микробассейна гидросети, конечного местного водоема стока, сопряжение автономных и подчиненных ландшафтов. В комплекс наблюдений входят инвентаризация растений, грызунов и птиц, мониторинг воздуха, почв, вод, метеорологические исследования.

Интегральный мониторинг в странах Северной Европы выполняется исключительно с целью оценок воздушных выпадений, особенно при трансграничном переносе. Эта цель, безусловно, важна и для России (для Северо-Запада РФ — влияние стран Прибалтики). Однако на Северо-Западе не менее серьезное значение имеет и трансграничный перенос с водными системами как из-за рубежа, так и между субъектами РФ, размещающимися на водосборе Ладоги и Балтийского моря.

Сбор ретроспективных и натурных данных, а также и сама оценка экологической обстановки проводятся с помощью представлений системного анализа: путем структуризации факторов, установления системного отношения членов системной иерархии, характеристики ответной реакции всей системы на воздействие по отношению к какой-либо ее части как единого целого.