Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д.
К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.
Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятии, хранилищ отходов и т. д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20—30 км и более от источника загрязнения. Это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.
Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их. Как подчеркивают многие ученые, круговорот загрязняющих веществ в системе поверхностных и подземных вод предопределяет единство природоохранных и водоохранных мер и их нельзя разрывать, В противном случае меры по охране подземных вод вне связи с мерами по защите других компонентов природной среды будут неэффективными.
II. Экологический мониторинг (мониторинг окружающей среды)
Под мониторингом (от лат. «монитор» — напоминающий, надзирающий) понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Основной принцип мониторинга — непрерывное слежение.
Мониторинг является важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель мониторинга — наблюдение за состоянием окружающей среды и уровнем ее загрязнения. Не менее важно своевременно оценить и последствия антропогенного воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека, а также эффективность природоохранных мероприятий. Но мониторинг — это не только слежение и оценка фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей среды.
По территориальному охвату различают три ступени или блока современного мониторинга:
1)локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический),
2)региональный (геосистемный, природно-хозяйственный)
3)глобальный (биосферный, фоновый). (Табл. 2)
В программу биоэкологического {санитарно-гигиенического) мониторинга, проводимого на локальном уровне входят наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами.
Система наземного мониторинга окружающей среды (по И. П. Герасимову)
| Ступени мониторинга | Объекты мониторинга | Характеризуемые показатели |
| Локальный (санитарно-гигиенический, биоэкологический) | Приземной слой воздуха | ПДК токсических веществ |
| Поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки и различные выбросы | Физические и биологические раздражители (шумы, аллергены и др.) | |
| Радиоактивные излучения | Предельная степень радиоизлучения | |
| Региональный (геосистемный, природно-хозяйственный) | Исчезающие виды животных и растений | Популяционное состояние видов |
| Природные экосистемы | Их структура и нарушения | |
| Агроэкосистемы | Урожайность сельскохозяйственныхкультур | |
| Лесные экосистемы | Продуктивность насаждений | |
| Глобальный (биосферный, {фоновый) | Атмосфера | Радиационный баланс, тепловой перегрев, состав и запыление |
| Гидросфера | Загрязнение рек и водоемов; водные бассейны, круговорот воды на континентах | |
| Растительные и почвенный покровы, животное аселение | Глобальные характеристики состояния почв, растительного покрова и животных. Глобальные круговороты и баланс CО2, О2и других веществ |
Постоянным наблюдениям подвергаются следующие загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем и человека:
- в поверхностных водах — радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бенз(а)пирен, рН, минерализация, азот, нефтепродукты, фенолы, фосфор;
- в атмосферном воздухе — оксиды углерода, азота, диоксид серы, озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды;
- в биоте — тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор.
Тщательно исследуют и такие вредные физические воздействия, как радиацию, шум, вибрацию, электромагнитные поля и др.
Пункты экологических наблюдений располагают в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека (трофические и др.) с естественными и искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов и др.
В составе биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга большое внимание уделяют наблюдениям за ростом врожденных дефектов в популяциях человека и динамикой генетических последствий загрязнения биосферы, в первую очередь мутагенами. Экологическую опасность их трудно переоценить, ибо, как подчеркивают Д. П. Никитин и Ю. В. Новиков (1980), «мутагены поражают самое драгоценное, что создано эволюцией живой материи, — генетическую программу человека, а также генофонды популяций всех видов животных, растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу».
На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т. д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду антропогенных воздействий. Изучают трофические связи (биологические круговороты) и их нарушения, оценивают возможность использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах деятельности, анализируют характер и количественные показатели антропогенных воздействий на окружающую природную среду в этих регионах. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона, и т. д.
Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).
Основными целями этой программы являются:
—организация расширенной системы предупреждения об угрозе здоровью человека;
—оценка влияния глобального загрязнения атмосферы на климат;
—оценка количества и распределения загрязнений в биологических системах, особенно в пищевых цепочках;
—оценка критических проблем, возникающих в результате сельскохозяйственной деятельности и землепользования;
—оценка реакции наземных экосистем на воздействие окружающей среды;
—оценка загрязнения океана и влияния загрязнения на морские экосистемы;
—создание системы предупреждений о стихийных бедствиях в международном масштабе.
При выполнении работ по программе глобального мониторинга особое внимание уделяют наблюдениям за состоянием природной среды из Космоса. Космический мониторинг позволяет получить уникальную информацию о функционировании экосистем как на региональном, так и на глобальном уровнях. В сравнении с другими видами мониторинга космический имеет ряд практически значимых преимуществ. По данным Г.И. Марчука (1990), с его помощью возможно, в частности, оперативно получать информацию о природной среде с больших территорий Земли, что особенно важно при возникновении ураганов, наводнений и других стихийных бедствий. Чрезвычайно важным является создание системы космического мониторинга лесных пожаров для малозаселенных пространств.
В России функционирует разветвленная общегосударственная служба наблюдения по всем ступеням мониторинга — локальном, региональном и глобальном. Обобщая результаты наблюдения на всех трех уровнях мониторинга, получают объективную картину антропогенных и природных процессов в различных регионах страны. С этой целью на многочисленных станциях, створах контроля, стационарных постах, в химических лабораториях, на самолетах, вертолетах и космических аппаратах наблюдают за загрязнением атмосферы, вод, почв, донных отложений, околоземного пространства, организуют слежение за состоянием земель, минерально-сырьевых ресурсов недр, сохранностью животного и растительного мира и т. д.
Основной объем наблюдений выполняют Федеральные службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет России). С 1995 г. в России с целью радикального повышения эффективности службы наблюдения введена Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГ-СЭМ) (рис 1). К основным ее задачам, в частности, относятся ведение специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку и гармонизация их с международными эколого-информационными системами, а также оценка и прогноз состояния объектов и антропогенных воздействий на них, откликов экосистем и здоровья населения на изменение состояния окружающей среды.
Задачи по программированию изменений в окружающей среде и принятию управляющих решений, т. е. решений, предотвращающих