Геоэкологический мониторинг, концепция экологического следа и трансграничные риски

Геоэкологический мониторинг представляет собой общегосударственную и глобальную систему регулярных наблюдений, сбора, обработки и анализа информации о состоянии компонентов географической оболочки, а также прогнозирования их изменений под воздействием хозяйственной деятельности человека. Мониторинг обеспечивает обратную связь в системе природопользования, позволяя своевременно выявлять экологические угрозы.

По пространственному охвату мониторинг подразделяется на:

- Локальный (импактный) мониторинг: наблюдение за состоянием окружающей среды в зонах прямого воздействия конкретных промышленных объектов (вокруг нефтеперерабатывающих заводов, ТЭС, хвостохранилищ, рудников).

- Региональный мониторинг: охватывает природно-хозяйственные регионы, бассейны крупных рек или промышленные агломерации.

- Национальный и глобальный (биосферный) мониторинг: глобальная сеть станций ВМО (Всемирной метеорологической организации) и ЮНЕП (UNEP), отслеживающая планетарный круговорот веществ, концентрацию парниковых газов и состояние озонового слоя.

Технической базой современного геоэкологического мониторинга являются автоматические метео- и гидропосты, газоанализаторы, мобильные экологические лаборатории и спутниковое дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) в оптическом, инфракрасном и радиолокационном спектрах.

В начале 1990-х годов канадские ученые Уильям Рис и Матис Вакернагель разработали концепцию экологического следа (Ecological Footprint). Экологический след измеряет антропогенное давление на природу: он рассчитывает площадь биологически продуктивной суши и акватории, необходимой для производства потребляемых человеком ресурсов (продовольствия, древесины, энергии) и ассимиляции образующихся отходов (в первую очередь выбросов $CO_2$).

Экологический след сопоставляется с биологической емкостью (Biocapacity) — способностью экосистем производить возобновляемые биологические ресурсы и поглощать отходы жизнедеятельности человека. Оба показателя измеряются в стандартизированных единицах — глобальных гектарах (gha):

- Если $EF > BC$ — территория находится в состоянии «экологического дефицита» (Ecological Overshoot);

- Если $EF < BC$ — территория обладает «экологическим резервом».

Человечество в целом вступило в режим экологического дефицита в 1970-х годах. В настоящее время глобальный экологический след превышает биоемкость Земли более чем в 1.7 раза. Каждый год рассчитывается «День экологического долга» (Earth Overshoot Day) — календарный день, когда человечество исчерпывает объем ресурсов, который биосфера способна воспроизвести за целый год.

Природные геосистемы не ограничены государственными границами: загрязнение атмосферы и гидросферы неизбежно приобретает трансграничный характер:

1. Трансграничный перенос воздушных масс: выбросы диоксида серы ($SO_2$) и оксидов азота ($NO_x$) металлургическими заводами и ТЭС переносятся господствующими ветрами на тысячи километров, выпадая кислотными дождями на территории соседних государств.

2. Трансграничное загрязнение водотоков: сброс неочищенных промышленных и сельскохозяйственных стоков в верхнем течении рек лишает доступа к чистой питьевой воде страны, расположенные в нижнем течении.

3. Радиоактивное загрязнение и ядерные полигоны: перенос радиоактивных аэрозолей при авариях или испытаниях.

Международно-правовым щитом выступает Конвенция ЕЭК ООН об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте (Конвенция Эспо, 1991 г.) и Конвенция по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер (Хельсинки, 1992 г.). Они обязывают государства уведомлять соседей о любых крупных строительных или гидротехнических проектах.

Географическое пространство Казахстана хранит следы масштабных антропогенных кризисов XX века:

1. Катастрофа Аральского моря: следствие чрезмерного забора стока Сырдарьи и Амударьи на орошение хлопковых полей в 1960–1980-е годы. Обмеление моря привело к обнажению 6 млн га соляного дна (пустыня Аралкум), откуда соле-пылевые бури выносят миллионы тонн токсичной соли и пестицидов. Реализация грандиозного казахстанского проекта «РССАМ» (Регулирование русла реки Сырдарьи и Северного Аральского моря) и строительство Кокаральской плотины (2005 г.) позволило спасти Малый Арал, снизить соленость воды и восстановить рыбный промысел.

2. Семипалатинский испытательный ядерный полигон (СИЯП): с 1949 по 1989 год здесь было произведено 456 ядерных взрывов. Закрыт историческим Указом Первого Президента Казахстана 29 августа 1991 года. Сегодня проводятся масштабные работы по радиоэкологическому зонированию и рекультивации зараженных земель.

3. Экологические проблемы бассейна Каспийского моря: резкие циклические колебания уровня моря, обмеление заливов, риски разливов нефти при шельфовой добыче (Кашаган), гибель каспийского тюленя и осетровых рыб.