Методы контроля загрязнения окружающей среды

     ровочные графики. Такой метод «внутреннего стандарта» желательно использовать и для оценки других факто-

     ров, которые могут влиять на результаты анализа (хранение, транспортировка, методика подготовки пробы к

     анализу и т.д.). 
 

          Подготовка пробы к анализу  может включать в себя либо  концентрирование измеряемого ингредиента,

     либо  его химическую модификацию с  целью проявления аналитически наиболее выгодных свойств. Концен-

     трирование достигается двумя путями: методом сорбции анализируемого компонента (на твёрдом сорбенте или

     при экстракции растворителем), методами уменьшения объёма пробы, содержащей компонент, например путём

     вымораживания, соосаждения или выпаривания. Конечно, любая такая процедура может влиять на результат

     анализа, поэтому «внутренний стандарт»  необходим.

          Эффективность любого метода  наблюдений и контроля за состоянием объектов окружающей среды оце-

     нивается следующей совокупностью показателей:

          • селективностью и точностью  определения;

          • воспроизводимостью получаемых результатов;

          • чувствительностью определения;

          • пределами обнаружения элемента (вещества);

          • экспрессностью анализа.

          Основным требованием к выбранному  методу является его применимость в широком интервале концен-

     траций элементов (веществ), включающих как следовые количества, в незагрязнённых объектах фоновых рай-

     онов, так и высокие значения концентраций в районах технического воздействия. 

                                  1.3.2. ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

                                             ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

           Контактные методы наблюдений  и контроля за состоянием природной среды дополняются неконтактными

     (дистанционными), основанными на использовании  двух свойств зондирующих полей (электромагнитных, аку-

     стических, гравитационных): осуществлять взаимодействия с контролируемым объектом и переносить полу-

     ченную информацию к датчику. Зондирующие поля обладают широким набором информативных признаков и

     разнообразием эффектов взаимодействия с веществом  объекта контроля. Принципы функционирования средств

     неконтактного контроля условно подразделяют на пассивные и активные. В первом случае осуществляется

     приём зондирующего поля, исходящего от самого объекта контроля, во втором производится приём отражён-

     ных, прошедших или переизлученных зондирующих полей, созданных источником.

           Неконтактные методы наблюдения  и контроля представлены двумя  основными группами методов: аэро-

     космическими  и геофизическими. Основными видами аэрокосмических методов исследования являются оптиче-

     ская фотосъёмка, телевизионная, инфракрасная, радиотепловая, радиолокационная, радарная и многозональная

     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-