Методы контроля загрязняющих веществ в объектах окружающей среды

МЕТОДЫ  КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Экологический мониторинг

 
 

Для оценки негативных изменений среды осуществляют экологический мониторинг.

      Экологический мониторинг — это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменение состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности.

      Изучение  и контроль состояния окружающей среды включают исследование таких  природных ресурсов, как разнообразные  воды, воздух, почвы, совокупность этих систем с точки зрения определения в них загрязняющих химических веществ, нарушающих сложившееся экологическое равновесие в природе.

      Термин  «мониторинг» образован от латинского слова «монитор» — наблюдающий, предостерегающий (так называли впередсмотрящего матроса на парусном судне). Идея глобального мониторинга окружающей человека природной среды и сам термин «мониторинг» появились в 1971 г. в связи с подготовкой к проведению Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972). Первые предложения по разработке такой системы были выдвинуты Научным комитетом по проблемам окружающей среды (СКОПЕ).

      Профессор Р. Мэнн в 1973 г. в постановочном аспекте изложил концепцию мониторинга, которая была обсуждена на первом Межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, февраль 1979 г.). 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 90-х гг. XX в. в Российской Федерации мониторинг природной среды и источников антропогенных воздействий осуществляется службами Госкомгидромета, Санэпиднадзора, Министерства охраны окружающей среды, Минсельхозпрода и других ведомств.

      Цель  экологического мониторинга — информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью (рис.1).

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.1. Схема мониторинга

    В состав мониторинга входят:

• наблюдение за изменением качества окружающей среды, факторами, воздействующими на окружающую среду;
• оценка фактического состояния природной среды;
• прогноз изменения качества среды.

 

      Наблюдения  осуществляются по физическим, химическим и биологическим показателям. Перспективны интегрированные показатели состояния окружающей среды.

      В систему экологических наблюдений входит определение показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения, например, соединений тяжелых металлов, газовых загрязнителей и т. д. 

      При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая  информация:

• выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами;
• сбросы сточных вод в водные объекты;
• поверхностные смывы загрязняющих и биогенных в поверхностные воды суши и моря;
• внесение на земную поверхность и(или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;
• места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов;
• техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и(или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ, и т.д.;
• процессы атмосферного переноса загрязняющих веществ;
• процессы переноса и миграции загрязняющих веществ в водной среде;
• миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод;
• миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов.

 

      Экологический мониторинг – это серьезная и  сложная проблема.

      Выделяют  глобальный, национальный, региональный и локальный мониторинги.

      Глобальный (биосферный) мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества, позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли. Наблюдение ведут базовые станции в различных регионах планеты (30—40 сухопутных и более 10 океанических). Нередко они располагаются в биосферных заповедниках.

      Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства специально созданными органами.

      Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда поступает информация в пределах крупных районов, интенсивно осваиваемых народным хозяйством, а следовательно, подверженных антропогенному воздействию.

      К локальному мониторингу относятся наблюдения за воздушной средой различных зон города, промышленных и сельскохозяйственных районов и отдельных предприятий. Локальный мониторинг осуществляется с помощью стационарных, передвижных или подфакельных постов. Такая система имеется в большинстве крупных городов России. Так, в г. Кургане мониторинг атмосферного воздуха осуществляется на пяти постах.

      И. П. Герасимов (1981) подразделяет систему наземного мониторинга окружающей среды на блоки, имеющие свои задачи и базу обеспечения (табл.1). 

                                                           Таблица 1

      Система наземного мониторинга  окружающей среды

      (по  И. П. Герасимову, 1981 г.) 

 

      Биологический, или биоэкологический (санитарно-гигиенический) блок мониторинга осуществляет постоянное наблюдение за состоянием среды и ее влияния на здоровье человека. Значение этого блока мониторинга трудно переоценить. Нередко люди и не представляют, какой опасности они подвергают свое здоровье, проживая в той или иной местности. Сравнение показателей некоторых болезней на различных территориях дает возможность установить, в какой степени благоприятны или неблагоприятны условия для жизни и деятельности человека.

     Геосистемный (геоэкологический, хозяйственный) блок мониторинга включает наблюдение за изменением природных геосистем и превращением их в природно-технические. Практика показывает, что прогнозы по созданию оптимальных природно-технических систем, в пределах которых может жить и работать человек без ущерба для своего здоровья, удается получить в результате тщательного изучения механизмов превращения природных геосистем в природно-технические.

     Биосферный (глобальный) блок мониторинга охватывает наблюдения за параметрами геосферы в глобальном масштабе. Это наиболее сложная система наблюдений, которая позволяет прогнозировать изменения качества окружающей человека среды в глобальном масштабе. В качестве примера можно привести прогнозы по потеплению климата из-за возникновения «парникового эффекта» и его последствия для природы планеты. Другой пример. Концепция «ядерной зимы» как результата атомной войны — яркое подтверждение необходимости тщательного изучения и учета всех прогнозов по изменению природы Земли при проведении, в частности, международной политики. Людей от всеобщего самоубийства могут остановить знания. Таким образом, рациональное природопользование возможно при наличии и правильном использовании информации, полученной системой экологического мониторинга.

     Мониторинг  загрязнения природной среды  базируется на сети пунктов режимных наблюдений. По состоянию на 1992 г. ее показатели характеризовались следующими данными.

     Наблюдения  за уровнем загрязнения атмосферного воздуха проводились в 334 городах Российской Федерации, из них регулярно - на стационарных постах в 255 городах и поселках, в большинстве из которых измерялись концентрации от 5 до 25 ингредиентов. Общий объем определений содержания вредных веществ в атмосферном воздухе городов и населенных пунктов за год составляет 4 млн. проб.

     Степень загрязнения почв оценивается по результатам более 30-50 тыс. определений  и проб, отбираемых в отдельные  годы в 300-500 хозяйствах.

     Загрязнение поверхностных вод суши контролируется по всем основным водотокам и водоемам. Так, за 1992 год отобрано и проанализиолвано почти 40 тыс. проб воды, выполнено около 950 тыс. определений по 158 гидрохимическим показателям. Гидробиологическими наблюдениями было охвачено 218 водных объектов.

     Наблюдения  за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводит 623 морские станции.

     Сеть  станций наблюдения транспортного  переноса вредных веществ ориентирована  на западную границу Российской Федерации. На трех станциях наблюдения проводится отбор проб на атмосферный аэрозоль, диоксиды серы и азота, а также отбор проб атмосферных осадков.

    В настоящие время насчитывается  около 40 постов наблюдения системы  комплексного мониторинга загрязнения  природной среды и состояния  лесной растительности.

    Система контроля загрязнения снежного покрова  на территории России осуществляется на 645 метеостанциях, охватывая площадь 117 млн.км. В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения pH, а также бенз(а)пирен и тяжелые металлы.

    Сеть  системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАМПОН) состоит станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной программой.

    На  территории России шесть станций  комплексного фонового мониторинга (СКФМ) расположены в биосферных заповедниках. Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно - электрических характеристик. Наблюдения за этими компонентами входят в обязательную программу исследований в рамках ГСА (глобальной службы атмосферы) БАМПОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей. Наблюдения за радиационной обстановкой на территории Российской Федерации ведутся ежедневно. Более чем на 1300 метеостанциях измеряются уровни радиации на местности, на 300 пунктах - уровни радиации выпадений (на 50 из них - концентрации).

Оценка  качества окружающей среды 

      Важным  направлением мониторинговых исследований является оценка качества окружающей среды.

      Качество  окружающей среды — это степень соответствия природных условий физиологическим возможностям человека. Различают окружающую природную среду здоровую, или комфортную, при которой здоровье у человека в норме, и нездоровую, при которой нарушается состояние здоровья. Когда при взаимодействии человека со средой наблюдаются необратимые изменения состояния здоровья, то такая среда называется экстремальной. Отсюда следует, что для сохранения здоровья населения нашей страны необходимо следить за качеством окружающей среды. Для этого разработаны научные оценки качества окружающей среды, которые называются стандартами качества окружающей среды. Они подразделяются на экологические и производственно-хозяйственные.