Як галузі екологічної науки

СРС 1. Становлення і розвиток моніторингу довкілля

Спостереження за причинно-наслідковими явищами і процесами природного середовища було необхідною умовою пристосування до навколишнього світу і запо­рукою виживання й розвитку людства. Первісна люди­на спостерігала за довкіллям, робила певні висновки і передбачення. Зі становленням і розвитком наступних історичних формацій набутий досвід спочатку в усній, а потім у письмовій формі зберігався, аналізувався і пере­давався наступним поколінням. Перший великий поділ праці (відокремлення землеробських (осілих) і скотар­ських (кочових) племен), очевидно, зумовив і певну ди­ференціацію в оцінюванні найважливіших природних явищ, які позначалися на життєдіяльності людей. На перших етапах розвитку вплив людства на природне се­редовище мав локальний характер, був незначним, а виробнича діяльність спиралася на природні сили (енергію води, вітру тощо).

Найдавніші письмові пам'ятки, які свідчать, що спостереження за довкіллям були важливою умовою розвитку суспільства, залишили єгиптяни, греки та, практично, всі народи, які мали писемність. Так, Гіп­пократ (прибл. 460—370 до н. є.) у своєму трактаті «Про повітря, воду і місцевість» (прибл. 390 р. до н.е.) розгля­дав вплив навколишнього середовища на здоров'я люди­ни. Деякі факти і трактування екологічного спрямування висвітлено у праці Арістотеля (384—322 рр. до н.е.) «Про виникнення тварин» (прибл. 340 р. до н.е.). Теофраст Ерезійський (371—280 pp. до н.е.) наводить відомості про своєрідність рослин, що зростають у різних умовах, залежність їх форм та особливостей від ґрунту і клімату.

З розвитком суспільства накопичувалася інформа­ція екологічного спрямування, систематизувалися дані, аналізувалися зміни стану навколишнього природного середовища, зумовлені впливом природних факторів і діяльності людини. У XX ст. людина отримала змогу ак­тивно впливати на довкілля та користуватися новими ресурсами. Саме поширенням антропогенного впливу на природу та її змінами і було зумовлене становлення моніторингу довкілля як науки.

Моніторинг довкілля виник у другій половині XX ст. як науково-практичний напрям системної екології, зав­данням якої є встановлення критеріїв і виявлення меж стійкості екологічних систем. Тоді його метою було от­римання репрезентативних даних про стан, динамічні зміни екосистем, створення бази даних (за певними по­казниками), вибір об'єктів і формування мережі спосте­режень. На той час поняття «моніторинг довкілля» охоплювало не лише систему постійних спостережень за станом компонентів біосфери, а й засновану на при­родничо-науковій основі (біологічній, фізико-хімічній, геофізичній) певну їх методологію, а також позначало дієвий засіб охорони довкілля.

На початку 70-х років XX ст. було обґрунтовано аль­тернативні концепції моніторингу довкілля як сфери наукового знання і практичної діяльності.

Згідно з концепцією сучасного російського геофізика Ю. Ізраеля моніторинг довкілля є системою ціле­спрямованих, періодично повторюваних і програмова­них спостережень за одним і більше елементами навко­лишнього середовища у просторі і часі. Основними еле­ментами цієї системи є спостереження, оцінювання і прогнозування стану довкілля. Моніторинг формується з певних підсистем, серед яких особливу роль відіграє екологічний моніторинг — виявлення і дослідження антропогенних змін стану абіотичних компонентів при­родних середовищ біосфери (також враховують зміни рівнів забруднення природних середовищ) і зворотної реакції екосистем на природні та антропогенні зміни. За цією концепцією метою моніторингу є фіксація антро­погенних змін природного середовища, а управління його якістю не передбачено.

За переконаннями російського географа-ґрунтознавця І. Герасимова, моніторинг довкілля — це орга­нізована на різних рівнях система спостережень, кон­тролювання і управління його станом. Налагодження моніторингу довкілля відповідно до цієї концепції спри­яє виявленню екологічних небезпек, але ускладнює ра­ціональне управління екосистемами, якщо середовище забруднене шкідливими відходами виробництва, пору­шені біотичні кругообіги і нормальне функціонування екосистеми. Відповідно до завдань і масштабів об'єктів спостереження І. Герасимов розрізняє такі рівні моніто­рингу довкілля:

1) біоекологічний (санітарно-гігієнічний) моніто­ринг. Його сутність полягає в спостереженні за станом і впливом довкілля на здоров'я людини з метою захисту її від негативних чинників. Головне завдання біоекологічного моніторингу — наукове обґрунтування зв'язку між явищами в навколишньому середовищі і станом здоров'я людини;

2) геоекологічний (геосистемний, природно-госпо­дарський) моніторинг. Передумовами його реалізації є геофізичні, геохімічні, біохімічні, біологічні спостере­ження за змінами природних екосистем і перетворен­ням їх на природно-технічні, прогнозування стихійних змін навколишнього середовища і явищ, які погіршу­ють життєве середовище людей;

3) біосферний моніторинг. Здійснюють його шляхом спостереження за природними процесами і явищами на рівні біосфери, в т.ч. і за їх змінами внаслідок дії антро­погенних факторів, а також через з'ясування глобальних змін фонових показників у природі.

Важливими елементами обґрунтованої І. Герасимовим управлінської концепції моніторингу довкілля є виявлення і контролювання екологічних небезпек.

М. Голубець — український вчений, спеціаліст у галу­зях ботаніки, екології та ін., розглядає моніторинг дов­кілля як багаторівневу систему спостереження, оціню­вання і прогнозування стану навколишнього природного середовища, розроблення науково обґрунтованих реко­мендацій для прийняття ефективних природоохоронних управлінських рішень і поділяє його на ієрархічні рівні. Найвищий рівень репрезентують типи моніторингу, згруповані за територіально-просторовими параметрами контрольованих процесів, тобто масштабами спостере­жень. За цим критерієм вчений виокремлює глобаль­ний, материковий, океанічний, міжнародний, націо­нальний, регіональний, локальний типи моніторингу довкілля. Типам моніторингу, на його погляд, підпоряд­ковані серії моніторингу довкілля (геолого-фізична, еко­логічна, соціологічна, техніко-економічна, медико-біологічна), в які об'єднані спостереження за станом основ­них складових біосфери з метою виявлення їх змін.

Дослідження реакцій абіотичної (неживої матерії) і біотичної (живих організмів) складових біосфери на дію природних і антропогенних факторів М. Голубець об'єд­нує у групи моніторингу довкілля. Їх він розрізняє залежно від складових довкілля (біологічна, гідрометео­рологічна, біоенергетична, біогеохімічна тощо). До най­нижчої підсистеми належать види моніторингу довкіл­ля (ботанічний, зоологічний, гідробіологічний, мікробіо­логічний), сутність яких полягає у спостереженні за реакцією організмів на зміни, що відбуваються у біо­сфері. Ієрархічність побудови моніторингу дає змогу оцінити всі складові біосфери, виявити і проаналізува­ти характерні зміни кожного функціонального рівня і виробити рекомендації для управління станом досліджу­ваного об'єкта.

У період з 1972 по 1974 рік науковий комітет з проб­лем навколишнього середовища Міжнародної ради нау­кових союзів (SCOPE) виробив і запропонував ідею гло­бального моніторингу. Теоретично обґрунтував її американський вчений Р. Мунн, який розглядав моні­торинг як систему контролю за навколишнім середо­вищем, що охоплює спостереження за його станом, визначення можливих змін і розроблення заходів з уп­равління довкіллям. Сутність концепції глобального моніторингу полягає в необхідності здійснення пов­торних спостережень за елементами навколишнього середовища в просторі і часі з певною метою за конкрет­ними програмами. На основі цієї концепції виникли різноманітні підсистеми моніторингу довкілля: моніто­ринг приземного й верхнього шарів атмосфери; моніто­ринг атмосферних опадів; моніторинг гідросфери (по­верхневих вод суші, вод океанів, морів і підземних вод); моніторинг літосфери (передусім ґрунту); кліматичний моніторинг; моніторинг озонового шару; моніторинг океану; геофізичний моніторинг; фізичний моніторинг, біогеохімічний моніторинг.

У 1986 р. Секретаріат ООН з навколишнього середо­вища, послуговуючись розробками Р. Мунна, видав «До­відник з екологічного моніторингу», який містить мето­дики і програми моніторингу для країн, що розвивають­ся. Запропоновані системи моніторингу ґрунтуються на природничо-наукових дослідженнях і передбачають:

- виявлення і дослідження природних ресурсів, які забезпечують виробництво продуктів харчування (моніторинг клімату, рельєфу, ґрунтів, рослинності, популяцій);

- дослідження природних умов (моніторинг ерозії ґрунтів, твердого стоку).

Особлива роль у вивченні навколишнього середови­ща належить космічному моніторингу (дистанційному моніторингу, який здійснюють за допомогою оснаще­них вимірювальними приладами космічних апаратів). Сутність дистанційних методів полягає у проведенні зйомки або вимірювань без фізичного контакту з об'єк­том дослідження.

Розвинуті країни запровадили моніторинг довкілля в 60—70-ті роки XX ст., використовуючи системи спо­стереження і контролю за станом його окремих елемен­тів, їх розроблення було започатковане у 30-ті роки з метою контролювання природного середовища на вели­ких водних об'єктах (визначали лише головні йони і біо­генні елементи), а згодом (50—70-ті роки XX ст.) їх ви­користовували і для спостережень за радіоактивним забрудненням природи, забрудненням атмосферного повітря і водних об'єктів.

Моніторинг довкілля в усіх розвинутих країнах здій­снюється на основі рекомендацій ООН з урахуванням на­ціональних особливостей. Наприклад, у Великобританії для цього створено мережу спостережень за хімічними сполуками з метою вивчення динаміки зміни середовища під їх дією, дослідження найменш стійких компонентів екологічних систем. Реалізується він на двох рівнях: мо­ніторинг якості довкілля (оцінювання існуючого стану); «проблемний» моніторинг (оцінювання нових небезпеч­них, кризових екологічних ситуацій). Такий підхід дає змогу передбачати екологічні проблеми екосистем, своє­часно організовувати нові моніторингові програми. Моні­торинг в Швеції має проблемний характер. Наприклад, спостереження за якістю води передбачає попереднє ви­окремлення певних проблем, розроблення стосовно кож­ної відповідної програми досліджень. Основою націо­нальних моніторингів країн СНД є геофізичний підхід — проведення спостережень за станом певних середовищ (атмосфери, ґрунтів, водних ресурсів) біосфери.

У СРСР, до складу якого належала Україна, моніто­ринг здійснювала служба спостереження і контролю за забрудненням природного середовища (формувалася з підсистем спостереження і контролювання забруднення атмосферного повітря, вод суші, морів, ґрунту, фонових забруднень певних середовищ). В Україні у 1992 р. роз­почалося розроблення і впровадження системи еколо­гічного моніторингу України відповідно до Закону «Про охорону навколишнього природного середовища» та «Положення про державний моніторинг навколишньо­го середовища». Ця система передбачає спостереження за довкіллям, збирання, оброблення і оцінювання отри­маних даних та прогнозування його стану, формування відповідних баз інформації, розроблення на їх основі науково обґрунтованих природоохоронних заходів, пе­редбачення надзвичайних ситуацій техногенного, при­родного характеру, створення безпечних умов життєді­яльності людини.

Отже, моніторинг довкілля є дієвим засобом приро­доохоронної політики, здійснюваної відповідно до еко­логічних прогнозів.

Питання для контролю знать:

1. Охарактеризуйте спостереження за причинно-наслідковими явищами і процесами природного середовища на зорі розвитку людства.

2. Дайте короткий аналіз найдавніших письмових пам'яток, які свідчать, про спостереження за довкіллям.

3. Чим було зумовлене становлення моніторингу довкілля як науки?

4. Коли виник моніторинг довкілля і які були основні його поняття, завдання та мета? Коли було обґрунтовано сучасні концепції моніторингу довкілля?

5. Наведіть концепцією сучасного російського геофізика Ю. Ізраеля, щодо моніторинг довкілля.

6. Що розумів під моніторингом довкілля російського географ-ґрунтознавець І. Герасимов?