съёмка.
Неконтактный контроль атмосферы осуществляется с помощью радиоакустических и лидарных методов.
Вначале радиоволны были использованы для анализа состояния ионосферы (по отражению и преломлению
волн), затем сантиметровые волны применили для исследования осадков, облаков, турбулентности атмосферы.
Область использования радиоакустических методов ограничена сравнительно локальными объёмами воз-
душной среды (около 1–2 км в радиусе) и допускает их функционирование в наземных условиях и на борту
воздушных судов.
Одной из причин появления отражённого акустического сигнала являются мелкомасштабные температур-
ные неоднородности, что позволяет контролировать температурные изменения, профили скорости ветра, верх-
нюю границу тумана.
Принцип лидарного (лазерного) зондирования заключается в том, что лазерный луч рассеивается молеку-
лами, частицами, неоднородностями воздуха; поглощается, изменяет свою частоту, форму импульса, в резуль-
тате чего возникает флюоресценция, которая позволяет качественно или количественно судить о таких пара-
метрах воздушной среды, как давление, плотность, температура, влажность, концентрация газов, аэрозолей,
параметры ветра. Преимущество лидарного зондирования заключается в монохроматичности, когерентности и
возможности изменять спектр, что позволяет избирательно контролировать отдельные параметры воздушной
среды. Главный недостаток – ограниченность потолка зондирования атмосферы с Земли влиянием облаков.
Основными методами неконтактного контроля природных вод являются радиояркостной, радиолокацион-
ный, флюоресцентный. Радиояркостной метод использует диапазон зондирующих волн от видимого до метро-
вого для одновременного контроля волнения, температуры и солёности. Радиолокационный (активный) метод
заключается в приёме и обработке (амплитудной, энергетической, частотной, фазовой, поляризационной, про-
странственно-временной) сигнала, отражённого от взволнованной поверхности.
Для дистанционного контроля параметров нефтяного загрязнения водной среды (площадь покрытия, тол-
щина, примерный химический состав) используется лазерный отражательный, лазерный флюоресцентный ме-
тоды и фотографирование в поляризованном свете.
Флюоресцентный метод основан на поглощении оптических волн нефтью и различии спектров свечения
легких и тяжёлых фракций нефти. Оптимальный выбор длины возбуждающей волны позволяет по амплитуде и
форме спектров флюоресценции идентифицировать типы нефтепродуктов.
Геофизические методы исследований применяются для изучения состава, строения и состояния массивов
горных пород, в пределах которых могут развиваться те или иные опасные геологические процессы. К ним от-
носятся: магниторазведка, электроразведка, терморазведка, визуальная съёмка (фото-, теле-), ядерная геофизи-
ка, сейсмические и геоакустические и другие методы.
В программу наземных инструментальных геофизических наблюдений в системе мониторинга включают-
ся:
• районы размещения дорогостоящих, ответственных и особо опасных объектов промышленного и граж-
данского строительства;
• промышленные зоны, в которых ведётся добыча полезных ископаемых, откачка (закачка) подземных
вод, рассолов (промышленных стоков), места складирования отходов и т.п.;
• территории, занятые топливно-энергетическими комплексами;
• территории с мульдами оседания земной поверхности;
• территории занятые промышленными предприятиями, на которых выполняются прецизионные работы
в различных сферах производственной деятельности;
• территории с неблагоприятной и напряжённой экологической обстановкой;
• территории расположения уникальных архитектурных сооружений и исторических памятников.
Основным видом непосредственного изучения опасных геологических процессов и явлений является ком-
плексная инженерно-геологическая съёмка (ИГС). Методика комплексной ИГС к настоящему времени доста-
точно хорошо отработана. Сейчас практически вся территория Российской Федерации покрыта государствен-
ной среднемасштабной съёмкой (1 : 200 000; 1 : 100 000 и в ряде случаев 1 : 50 000). Методы получения инже-
нерно-геологической информации в ходе съёмки хорошо разработаны и включают в себя комплекс подготови-
тельных, полевых, лабораторных исследований. В ходе ИГС полевое изучение базируется на традиционных
маршрутах геологических, топографо-геодезических и ландшафтно-индикационных исследованиях, горнопро-
ходческих и буровых разведочных работах, полевом опробовании горных пород, динамическом и статическом
зондировании и т.д. В этот комплекс работ включаются и специальные аэрокосмические, геофизические, мате-
матические, геодезические, гидрогеологические наблюдения.
С 1990-х гг. в России проводились организационные работы в области экологического мониторинга с ис-
пользованием космических средств, а также формирования инфраструктуры региональных центров сбора и
приёма космической информации. В России существует несколько космических систем дистанционного зонди-
рования территории России, применимых для наблюдений за развитием опасных природных процессов и явле-
ний. Основными и наиболее доступными для использования в ЕГСЭМ из них являются системы дистанционно-
го зондирования «Метеор», «Океан», «Ресурс-0», «Ресурс-2» и др.
Изображения со спутников передаются на Землю в реальном масштабе времени в диапазоне 1700 МГц.
Возможность свободного приёма спутниковой информации наземными станциями обеспечивается Всемирной
метеорологической организацией согласно концепции «Открытого неба».
На наземных станциях приёма спутниковой информации производится приём, демодуляция, первичная
обработка и подготовка спутниковых данных к вводу в персональный компьютер станции.
На территории России в последнее десятилетие активно развивается сеть станций приёма данных от спут-
ников NOAA (американские метеорологические спутники), образующая наземную инфраструктуру региональ-
ного экологического мониторинга: в Москве (Институт космических исследований РАН, ВНИИ ГОЧС МЧС);
Красноярске (Институт леса СО РАН); Иркутске (Институт солнечно-земной физики СОРАН); Салехарде (Гос-
комитет по охране окружающей среды Ямало-Ненецкого автономного округа); Владивостоке (Институт авто-
матики и процессов управления ДВО РАН).
Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля со-
стояния окружающей среды:
• определение метеорологических характеристик: вертикальные профили температуры, интегральные
характеристики влажности, характер облачности;
• контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий;
• определение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация за-
грязнений почвы и водной поверхности;
• обнаружение крупных или постоянных выбросов промышленных предприятий;
• контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых зон;
• обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;
• выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов крупных производств и ТЭЦ в мегаполисах;
• регистрация дымных шлейфов от труб;
• мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;
• обнаружение и оценка масштабов зон крупных наводнений;
• контроль динамики снежных покровов и загрязнений снежного покрова в зонах влияния промышлен-
ных предприятий.
1.3.3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Совершенно очевидно, что оценка экологической обстановки на территории в ходе формирования эффек-
тивной системы государственного экологического мониторинга невозможна без использования методов биоди-
агностики качества окружающей среды.
Оценивать качество окружающей среды, степень её благоприятности для человечества необходимо, преж-
де всего, в целях:
• определения состояния природных ресурсов;
• разработки стратегии рационального использования региона;
• определения предельно допустимых нагрузок для любого региона;
• решение судьбы районов интенсивного промышленного и сельскохозяйственного использования, за-
грязненных территорий и т.д.;
• решения вопроса о строительстве, пуске или остановке определённого предприятия;
• оценки эффективности природоохранных мероприятий, введения очистных сооружений, модернизации
производства и т.д.;
• введения новых химикатов и оборудования;
• создания рекреационных и заповедных территорий.
Ни один из этих вопросов не может быть объективно решён лишь на уровне рассмотрения формальных
показателей, а требует проведения специальной разносторонней оценки качества среды обитания, т.е. необхо-
дима интегральная характеристика её состояния, биологическая оценка.
Прямые (интегральные) методы оценки экологической обстановки в свою очередь тоже можно разделить
на две группы – биоиндикации и биотестирования (последние называют также токсикологическими метода-
ми).
Объектом исследования первых являются организмы или сообщества организмов-биоиндикаторов, на-
блюдаемые в естественных условиях обитания.
Биоиндикаторами называются растительные и животные организмы, наличие, количество и состояние
которых служат показателями изменения качества среды их обитания. Глубина биоиндикации может быть
различной от простой визуальной диагностики растений до изучения иммунных и генетических изменений в
организме индикаторов.
Вторая группа методов изучает реакции тест-объектов – организмов, помещаемых в исследуемую среду.