Мониторинг среды обитания

ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС 

России

С.П. Бояринова

Мониторинг среды обитания

учебное пособие для курсантов, студентов и слушателей

Железногорск 2017

УДК 614(075.32)
ББК 68.9 я 723

Б 86

Рецензенты:

Первышина Г.Г.

доктор биологических наук, доцент

(профессор кафедры Сибирского федерального университета)

Минкин А.Н.

кандидат технических наук, доцент 

(ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России)

Бояринова С.П.

Мониторинг среды обитания: учебное пособие / С.П. Бояринова. –

Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС 
МЧС России, 2017. –130 с.

В пособии рассматриваются основные положения экологического 

мониторинга среды обитания, раскрывается сущность наблюдений за 
состоянием среды обитания и предупреждения о создающихся негативных 
ситуациях. Освещены вопросы, связанные с методами и средствами 
наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды, а также вопросы 
мониторинга чрезвычайных ситуаций.

Данное пособие предназначено для курсантов, студентов и слушателей, 

изучающих учебную дисциплину «Мониторинг среды обитания» по 
направлению подготовки 20.05.01 «Пожарная безопасность»

УДК 614(075.32)
ББК 68.9 я 723

© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная 

академия ГПС МЧС России, 2017

Содержание

Введение
4

Глава 1. Основы мониторинга среды обитания…………………………
5

1. Понятия  «мониторинга» и «среды обитания» ...........................5

2. Объекты и классификация систем мониторинга
10

3. Методы и средства наблюдения за состоянием окружающей 

среды…………………………………………………………
14

4. Система глобального мониторинга…..........................................25

5. Национальная (государственная) система мониторинга ............35

6. Региональный и локальный мониторинг…..................................37

7. Аэрокосмический мониторинг ..................................................... 43

Глава 2. Мониторинг природных сред.........................................................57

1. Мониторинг водных объектов
57

2. Мониторинг атмосферного воздуха
68

3.Мониторинг почвенного покрова…..............................................78

Глава 3. Радиационный мониторинг…....................................................... 92

1. Радиационный и санитарно-гигиенический мониторинг объектов 

природной среды и продуктов питания ........................................................... 92

2. Мониторинг доз облучения населения….................................... 99

3. Единая государственная автоматизированная система контроля 

радиационной обстановки................................................................................104

Глава 4. Мониторинг чрезвычайных ситуаций.........................................106

1. Всероссийский центр мониторинга и прогнозирования 

чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (ВЦМП) МЧС 
России – Центр «Антистихия»
105

2. Система мониторинга и прогнозирования чрезвычайных 

ситуаций
108

Вопросы для самоконтроля (тестовые задания) .......................................122

Список используемой литературы
130

Введение

Экологический мониторинг является информационной основой для 

широкого спектра природоохранной деятельности. Полученные данные 
используются для оценки состояния окружающей среды, проведения 
научных исследований и принятия управленческих решений.

Впервые термин мониторинг (от лат. monitor – предостерегающий) 

появился перед проведением международной конференции ООН по 
окружающей среде в Стокгольме (1972 г.). В 1971 году термин «мониторинг» 
использовался в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (Научный 
комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО, а в 1972 году 
были разработаны первые предложения по Глобальной системе мониторинга 
окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей 
среде). Под мониторингом было решено понимать систему измерения и 
оценки состояния окружающей среды и непрерывного наблюдения за ее 
состоянием. Такой мониторинг стали называть мониторингом окружающей 
среды или экологическим мониторингом. Позднее система экологического 
мониторинга была расширена – в неѐ  были включѐ ны подсистемы сбора, 
хранения и обработки (обобщение, систематизация) информации  о 
состоянии окружающей среды необходимые для процедуры принятия 
управленческих решений в области экологии.

Большой вклад в разработку теории экологического мониторинга 

внесли ученые из России (СССР) Ю.А. Израэль ,И.П. Герасимов, В.Д. 
Федоров и др.

Глобальная система экологического мониторинга позволяет получать 

колоссальный объѐ м данных любого масштаба. Это данные систем 
дистанционного 
зондирования 
(космические 
снимки, 
сейсмосъѐ мка, 

электромагниторазведка и т.п.) и метеорологических станций. Результаты 
мониторинга указывают на сложность и неоднозначность воздействия 
антропогенной 
деятельности 
на 
окружающую 
среду. 
Для 
анализа  

полученных данных, а также для прогнозирования на основе обработки этих 
данных выделяются огромные вычислительные мощности. И это не 
удивительно. Ведь грамотная оценка ситуации даѐ т нам информацию о 
качестве окружающей среды, существующих резервах системы и позволяет 
реализовать 
экологически 
целесообразные 
управленческие 
решения, 

заблаговременно готовиться к стихийным бедствиям и предупреждать 
экологические чрезвычайные ситуации.

Глава 1. Основы мониторинга среды обитания 

1. Понятия «мониторинга» и «среды обитания»

Наблюдения за состоянием окружающей природной среды ведутся 

человеком давно. Они необходимы для определения условий обитания, 
ведения хозяйства, принятия мер по предотвращению неблагоприятных 
воздействий на жизнь людей и т. д. В состав данных о качестве среды входит 
как информация о существующем состоянии, так и прогнозы изменений 
природных условий.

Как видно из истории, уже на ранних этапах развития цивилизации и 

культуры люди научились измерять важнейшие характеристики окружающей 
среды.    Примером    первых    измерительных    устройств    могут    служить
«Ниломеры», применявшиеся для регистрации уровней воды на реке Нил; 
дождемеры, известные древнегреческим учѐ ным, и даже древнейшие 
обсерватории (приливы) на территории Евразии и Северной Африки.

Практическим 
применением 
наблюдений 
может 
служить  

использование с глубокой древности растений как индикаторов для 
отыскания пресных вод в аридных областях – метод наблюдения, именуемый 
теперь биоиндикацией.

Важным рубежом в истории изучения окружающей среды можно 

считать эпоху Ренессанса, когда появились первые достаточно точные 
измерительные 
приборы 
(термометр 
Галилея, 
ртутный 
барометр 

Торричелли); это время первых экспериментальных измерений и расчѐ тов 
осадков, стока и испарения и начало регулярных наблюдений за погодой и 
климатом, в том числе и в России.

В XIX и особенно в XX в. благодаря ряду важных разработок в области 

средств связи стала возможной обработка данных в почти реальном  
масштабе времени и появилась возможность всестороннего исследования 
окружающей среды и прогнозирования природных явлений.

Среда обитания — это окружающая человека среда, осуществляющая 

через совокупность факторов (физических, биологических, химических и 
социальных) прямое или косвенное воздействие на жизнедеятельность 
человека, его здоровье, трудоспособность и потомство.

В жизненном цикле человек и окружающая среда обитания непрерывно 

взаимодействуют и образуют постоянно действующую систему ―человек —
среда обитания‖ , в которой человек реализует свои физиологические и 
социальные потребности.

В составе окружающей среды выделяют природную, техногенную, 

производственную и бытовую среду. Каждая среда может представлять 
опасность для человека.

Из дисциплин «Экология» и «Безопасность жизнедеятельности» 

известны 
определения 
понятий 
«Природная 
среда 
(Биосфера)» 
и

«Техногенная среда (Техносфера)».

Природная среда (Биосфера) — область распространения жизни на 

Земле, не испытавшая техногенного воздействия (атмосфера, гидросфера, 
верхняя часть литосферы). Она обладает как защитными свойствами (защита 
человека от негативных факторов — разность температуры, осадки), так и 
рядом негативных факторов. Поэтому для защиты от них человек вынужден 
был создать техносферу.

Техногенная среда (Техносфера) — среда обитания, созданная с 

помощью воздействия людей и технических средств на природную среду с 
целью наилучшего соответствия среды социальным и экономическим 
потребностям.

На современном этапе развития человека общество непрерывно 

взаимодействовало на среду обитания. Взаимодействие человека со средой 
обитания можно представить схематично, как показано ниже:

Сегодня 
естественные 
изменения 
среды 
изучаются 

гидрометеорологической, сейсмической, ионосферной, гравиметрической, 
магнитометрической 
и 
другими 
службами. 
Чтобы 
выделить 
эти 

антропогенные изменения на фоне естественных воздействий, необходимы 
специальные наблюдения.

Систему наблюдений за изменением состояния окружающей среды 

обитания называют мониторингом.

Таким образом, мониторинг – это система контроля, оценки и прогноза 

качества окружающей природной среды, включающая наблюдения за 
воздействием на неѐ  человека.

В российской науке теоретические аспекты проблемы мониторинга 

среды обитания представлены двумя концепциями.

Концепция И.П. Герасимова (Герасимов Иннокентий Петрович [р. 

9(22).12.1905, Кострома], советский географ, геоморфолог, почвовед, 
академик АН СССР - 1953; член-корреспондент - 1946). Мониторинг состоит 
из двух блоков. Первый, исходный блок – биоэкологический мониторинг, в 
задачу   которого   входит   наблюдение   за   влиянием   среды   на состояние

здоровья людей. Второй блок –
геоэкологический мониторинг, его 

содержание –
наблюдение за изменением природных экосистем и 

преобразование их в природнотехнические. По И.  П.  Герасимову, 
мониторинг – это система наблюдения, контроля и управления состоянием 
окружающей среды.

Концепция Ю.А. Израэля (Юрий Антониевич Израэль (род. 15 мая 

1930 года, Ташкент) — российский метеоролог, академик РАН - 1994). 
Мониторинг – информационная система для обнаружения антропогенных 
изменений окружающей среды на фоне еѐ  естественных колебаний. В задачи 
такой системы входят, во-первых, слежение за факторами воздействия на 
среду, еѐ  состоянием и изменениями, во-вторых, прогноз состояния  
биосферы и, в-третьих, оценка изменений этого состояния и его тенденций. 
Состояние среды можно оценивать по отдельным аналитическим или 
интегральным синтетическим показателям, используя в качестве критериев 
ПДК или экологически допустимые концентрации. Ю. А. Израэлем 
мониторинг природной среды рассмотрен как система наблюдений, оценки и 
прогноза антропогенных изменений состояния абиотических компонентов 
биосферы, ответной реакции экосистем на эти изменения и антропогенных 
изменений в экосистемах, связанных с воздействием хозяйственной 
деятельности.

В обеих концепциях в основе мониторинга лежит система наблюдений. 

Такая система должна накапливать, систематизировать и анализировать 
информацию:

о состоянии окружающей среды;
о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (то есть об 
источниках и факторах воздействия);
о существующих резервах биосферы.
Таким образом, в систему мониторинга входят наблюдения за 

состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами 
антропогенного воздействия.

В соответствии с приведенными определениями и возложенными на 

систему функциями, мониторинг включает три основных направления 
деятельности:

наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;
оценку фактического состояния среды;
прогноз
состояния
окружающей
природной
среды
и
оценку 

прогнозируемого состояния.
Следует принять во внимание то, что сама система мониторинга не 

включает деятельность по управлению качеством среды, но является 
источником необходимой для принятия экологически значимых решений 
информации.

В России систему наблюдения за состоянием среды обитания и преду
преждение 
о 
создающихся 
негативных 
ситуациях 
стали 
называть 

мониторингом    окружающей    среды или    экологическим  мониторингом.

Система экологического мониторинга в России начала создаваться в  70-е 
годы прошлого столетия.

На базе станций гидрометеослужбы, на территории СССР в 70-е годы 

была организована Общегосударственная служба наблюдений и контроля 
состояния окружающей среды (ОГСНК), построенная по иерархическому 
принципу.

В 1993 году было принято решение о создании (Постановление 

Правительства Российской Федерации от 24 ноября 1993 г. № 1229) Единой 
государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ). Однако до 
сих пор работы по созданию EГСЭМ находятся на стадии пилотных проектов 
регионального масштаба. Предполагалось, что ЕГСЭМ будет обеспечивать:

1.
Координацию разработки и выполнения программ наблюдений за 
состоянием окружающей среды;

2.
Хранение информации, ведение специальных банков данных и их 
гармонизацию (согласование, телекоммуникационную связь) с 
международными эколого-информационными системами;

3.
Регламентацию и контроль сбора и обработки достоверных и 
сопоставимых данных;

4.
Деятельность 
по 
оценке 
и 
прогнозу 
состояния 
объектов 

окружающей природной среды, природных ресурсов, откликов 
экосистем и здоровья населения на антропогенное воздействие;

5.
Доступность 
интегрированной 
экологической 
информации 

широкому кругу потребителей.

По своей сути ЕГСЭМ становится реализацией системы ГСМОС 

(Глобальная 
система 
мониторинга 
окружающей 
среды) 
на 
уровне 

национального мониторинга.

Национальные системы мониторинга функционируют в различных 

государствах 
согласно 
как 
международным 
требованиям, 
так 
и 

специфическим подходам, сложившимся исторически или обусловленным 
характером 
наиболее 
остро 
стоящих 
экологических 
проблем. 

Международные требования, которым должны удовлетворять национальные 
системы-участники ГСМОС, включают единые принципы разработки 
программ (с учетом приоритетных факторов воздействия), обязательность 
наблюдений за объектами, имеющими глобальную значимость, передачу 
информации в Центр ГСМОС.

Экологический 
мониторинг 
в 
РФ 
определен 
как 
 
комплекс 

выполняемых по научно обоснованным программам наблюдений, оценок, 
прогнозов и разрабатываемых на их основе рекомендаций и вариантов 
управленческих решений, необходимых и достаточных для обеспечения 
управления состоянием окружающей природной среды и экологической 
безопасностью (Государственный доклад о состоянии окружающей среды в 
РФ, 1994 г.).

Постановлением Правительства РФ от 31 марта 2003 года № 177 

утверждено Положение об организации и осуществлении государственного 
мониторинга  окружающей  среды,  в  соответствии  с  которым информация,

полученная при осуществлении экологического мониторинга, используется 

при прогнозировании ЧС и проведении мероприятий по их предупреждению.

В настоящее время процесс создания в России ЕГСЭМ получил новый 

правовой импульс.

В соответствии с Федеральным законом 2002 года № 7-ФЗ «Об охране 

окружающей среды» в редакции Федерального закона 2011 года № 331-ФЗ 
государственный экологический мониторинг (государственный мониторинг 
окружающей среды) –
это комплексные наблюдения за состоянием 

окружающей 
среды, 
в 
том 
числе 
компонентов 
природной 
среды, 

естественных экологических систем, за происходящими в них процессами, 
явлениями, оценка и прогноз изменений состояния окружающей среды.

В соответствии с Федеральным законом 2002 года № 7-ФЗ «Об охране 

окружающей среды» в редакции Федерального закона 2011 года № 331-ФЗ 
(ст. 63) государственный экологический мониторинг (государственный 
мониторинг окружающей среды) осуществляется в рамках единой системы 
государственного 
экологического 
мониторинга 
(государственного 

мониторинга окружающей среды) федеральными органами исполнительной 
власти, органами государственной власти субъектов Российской Федерации в 
соответствии 
с 
их 
компетенцией, 
установленной 
законодательством 

Российской 
Федерации, 
посредством 
создания 
и 
обеспечения 

функционирования наблюдательных сетей и информационных ресурсов в 
рамках подсистем единой системы государственного экологического 
мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды), а также 
создания и эксплуатации уполномоченным Правительством Российской 
Федерации федеральным органом исполнительной власти государственного 
фонда данных.

Задачами 
единой 
системы 
государственного 
экологического 

мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды) являются:

регулярные наблюдения за состоянием окружающей среды, в том 
числе 
компонентов 
природной 
среды, 
естественных 

экологических систем, за происходящими в них процессами, 
явлениями, изменениями состояния окружающей среды;
анализ полученной информации в целях 
своевременного 

выявления изменений состояния окружающей среды
под 

воздействием природных и (или) антропогенных факторов, 
оценка и прогноз этих изменений;
хранение, обработка (обобщение, систематизация) информации о 
состоянии окружающей среды;
обеспечение органов государственной власти, органов местного 
самоуправления, 
юридических 
лиц, 
индивидуальных 

предпринимателей, 
граждан 
информацией 
о 
состоянии 

окружающей среды.

Единая система государственного экологического мониторинга 

(государственного мониторинга окружающей среды) включает в себя 
подсистемы:

государственного
мониторинга
состояния
и
загрязнения 

окружающей среды;
государственного мониторинга атмосферного воздуха;
государственного мониторинга земель;
государственного мониторинга состояния недр;
государственного
мониторинга
радиационной обстановки
на 

территории Российской Федерации;
государственного мониторинга объектов животного мира;
государственного лесопатологического мониторинга;
государственного мониторинга водных объектов;
государственного мониторинга водных биологических ресурсов;
государственного
мониторинга
внутренних
морских
вод
и 

территориального моря Российской Федерации;
государственного
мониторинга
континентального
шельфа 

Российской Федерации;
государственного мониторинга исключительной экономической 
зоны Российской Федерации;
государственного
экологического
мониторинга
уникальной 

экологической системы озера Байкал;
государственного мониторинга охотничьих ресурсов и среды их 
обитания.

Федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими 

государственное управление в области охраны окружающей среды, 
федеральными органами исполнительной власти, уполномоченными на 
ведение подсистем единой системы государственного экологического 
мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды), в 
соответствии с федеральными законами осуществляются процедуры в 
интересах обеспечения качественного управления в области экологической 
безопасности, при этом система экологического мониторинга тесно связана с 
системой экологического контроля.

2. Объекты и классификация систем мониторинга

Профессор Р. Мэнн в 1973 году в постановочном аспекте изложил 

концепцию 
мониторинга, 
которая 
была 
обсуждена 
на 
первом 

Межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, февраль 1979 
года). Мониторингом Р. Мэнн предложил называть систему повторных 
наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в 
пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее 
подготовленной программой.

В настоящее время под термином «экологический мониторинг» 

понимается система наблюдения, контроля, оценки, прогноза состояния 
окружающей природной среды и информационного обеспечения процесса 
подготовки и принятия управленческих решений (рис. 1.1).

Рис. 1.1 Блок-схема экологического мониторинга

Цель экологического мониторинга – информационное обеспечение 

управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью 
(рис. 1.2).

Для достижения поставленной цели необходимо дать ответы на 

следующие вопросы:

• каково состояние природной среды в рассматриваемый отрезок 

времени в сравнении с предшествующим техногенезу состоянием (в 
относительной или абсолютной форме) и какие изменения (положительные, 
отрицательные) ожидаются в природной среде в прогнозируемый отрезок 
времени;

•
какие воздействия на данную локальную природную среду, 

определяемые исходя из выработанной для данного случая критериальной 
основы оценок функции «полезности – вредности», являются вредными 
(нежелательными или недопустимыми);

• в чем причины происшедших изменений и возможных изменений в 

будущем (в том числе нежелательных, губительных, критических) и что 
явилось, является или будет являться источником этих изменений (как 
правило, вредных техногенных воздействий);

• какой уровень техногенных воздействий, в том числе в совокупности с 

естественными 
или 
стихийными 
процессами 
и 
воздействиями, 

происходящими в рассматриваемой природной среде, является допустимым 
для природной среды и отдельных ее компонентов или комплексов (ценозов)

Наблюдения

Прогноз 
состояния

Оценка 

фактическог
о состояния

Оценка 

прогнозируемо 

го состояния

Регулировани 

е качества 

среды