Лекция №3

Процедуры и операции технологического цикла экоаналитической диагностики загрязнения окружающей среды (ОС)

Основные процедуры экоаналитического контроля представлены на рис.1.(слайд 1)

Рис.1. Процедуры экоаналитического контроля

Результаты вышеприведенных процедур позволяют реализовать основные цели и задачи экологического мониторинга – обеспечить систему управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

В рамках вышеуказанных процедур обычно осуществляются несколько технологических операций, повторение которых и составляет технологический цикл экоаналитического контроля (рис.2) (слайд 2).

Рис.2. Технологический цикл экоаналитического контроля

Выбор места контроля загрязнения

Поиск и выбор места отбора, а также первичной оценки проб воздуха проводят в предполагаемых зонах максимального загрязнения окружающей природной среды или непосредственно вблизи нахождения людей и других биообъектов, для которых данный выброс может оказаться вредным или опасным. [М]

В рабочей зоне пробы воздуха следует отбирать в местах постоянного или максимально длительного пребывания людей с учетом особенностей технологического процесса, количества (уровня) и физико-химических свойств, а также класса опасности и биологического действия выделяющихся химических загрязняющих веществ или физических факторов воздействия, температуры и влажности окружающей среды. Места для отбора пробы воздуха в рабочей зоне выбирают с учетом технологических операций, при которых возможно наибольшее выделение в воздух рабочей зоны вредных веществ (рис.3) . (слайд 3)

Рис.3. Выбор места отбора пробы воздуха в рабочей зоне

При поиске точек отбора проб воды из поверхностных природных источников особенно внимательно надо обследовать притоки реки и возможные источники загрязнения выше по течению от предполагаемого места первичной оценки или пробоотбора. Место отбора проб сточных вод оценивается и выбирается только после подробного ознакомления с технологией производства, потреблением и сбросом воды, местоположением цехов объекта, системой его канализации, назначением и работой отдельных элементов систем очистки ит.д.(Унифицированные методы анализа вод/Под.общ.ред.Ю.Ю.Лурье.М.:Химия,1971).

Створы отбора и оценки проб устанавливают на водоемах примерно в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта), а на не проточных водоемах и водохранилищах – в 1 км в обе стороны от пункта водопользования (Новиков Ю.В. и др. Методы исследования качества воды водоемов. М.: Медицина,1990.)

Обычно принято отбирать пробы воды одного створа в трех точках (у обоих берегов и в фарватере), но можно и в 1-2 точках (на небольших водоемах) - в зависимости от характера водопользования и с учетом условий водного режима в данном пункте .[М]

При выборе мест отбора проб почвы и их первичной оценки обычно учитывают два главных параметра: 1) размер (площадь) «элементарного» участка, с которого отбирают смешанный почвенный образец, отражающий средний уровень загрязнения почвы, и 2) «ключевой» участок, являющийся наименьшей геоморфологической единицей ландшафта, в достаточной мере отражающий генезис почвы.

Ключевые участки ориентировочно намечают по карте (с учетом розы ветров), а затем уточняют их в поле. В пределах ключевого участка выделяют элементарный участок и намечают пробные рабочие площадки. За рациональный размер такой площадки обычно принимают площадь около 1 га (100×100 м). Вокруг предприятия площадки намечают следующим образом: в радиусе 1.5-2,5 км (зона наибольшей загрязненности) по 8 направлениям, в радиусе 2,5-5 км (зона значительного влияния)- по 10-12 направлениям, а в радиусе 5-10 км (зона обычно фиксируемого влияния объекта) – по 16-24 направлениям. В таком случае пробные площадки оказываются друг от друга (по периметру) на равномерном расстоянии 1,5-2 км.

В природных условиях положение элементарных участков и количество пробных площадок зависят от ландшафтно-геохимических особенностей территории. При сильном загрязнении вокруг мощных предприятий в направлении господствующих ветров территорию обследуют на расстоянии до 20-30 км, а в направлении наименьшей повторяемости и силы ветров – примерно в два раза меньше [М] (рис.4).

Рис.4. Выбор места контроля загрязнения компонентов окружающей среды (слайд 4)

Отбор проб объектов загрязненной среды

Отбор пробы – чрезвычайно важный этап анализа. Соответственно цели анализа применяют разовый или серийный пробоотбор. (слайд 5)

При разовом отборе пробу берут один раз в определенном месте и рассматривают результат одного анализа. Этот способ применяется в редких случаях, когда результатов одного анализа достаточно для суждения о качестве исследуемой среды (при постоянстве ее свойств, например в глубинных грунтовых водах или в случае первичных полевых оценок). При анализе серии проб определяется изменение содержания наблюдаемых компонентов с учетом их места нахождения, времени отбора или обоих этих факторов. В результате получают соответствующее количество результатов, которые статистически обрабатывают и оценивают. Полученные результаты являются более правильными по сравнению с результатами разового отбора, а их точность зависит от числа проб в серии.

Лекция №4 Региональный мониторинг. Мониторинг г.Москвы

В Российской Федерации региональный мониторинг организуют и осуществляют местные органы Госкомэкологии (бывшего Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов), Росгидромета, санэпидемслужбы, других министерств и ведомств, представленных в данном регионе.

(СЛАЙД 1) Основная задача регионального мониторинга — получение бо­лее полной и детальной информации о состоянии окружающей среды региона и воздействии на нее антропогенного фактора, что не представляется возможным сделать в рамках глобального и национального мониторинга, так как в их программах нельзя учесть особенности каждого региона.

Московский регион занимает площадь, равную 47 тыс. км², его население составляет примерно 15 млн человек, в том числе в г. Москве на площади около 1200 км² проживает почти 9 млн человек, что приблизительно соответствует такому государству, как Нидерланды. Этим определяется важность рассмотрения мониторинга данного региона.

Московский регион расположен на Русской равнине, климат его характеризуется как умеренно-континентальный. Самый холодный месяц — январь., самый жаркий –июль. Снежный покров в среднем составляет 41+45 см. Осадки - 640+677 мм в год. Ветры преимущественно западные, юго-западные и северо-западные. Скорость ветра в городе и а 1*1,5 м/с меньше, чем по области. Число дней со штилем в цен­тре 18, на окраинах 8-10 в год. Продолжительность туманов 141+149 ч в год. Застои воздуха в городе зимой наиболее часто отмечаются утром, а летом - вечером и ночью.

Слабые скорости ветра, инверсии, туманы, застои способст­вуют накоплению загрязняющих веществ в атмосфере, мешают их рассеянию, что можно охарактеризовать потенциалом за­грязнения атмосферы (Р_паа): (СЛАЙД 2)

Р_ПЗА+Р_НМУ-Р_ОЧ=Р_СЛ+Р_Т+1.47Р_СЛ-Р_ОЧ-5,69.

где Р_НМУ- повторяемость неблагоприятных метеорологических условий, Р_СЛ-повторяемость слабых скоростей ветра, Р_Т- повторяемость туманов, Р_ОЧ- параметр, характеризующий очищающую способность атмосферы:

Р_ОЧ= Р_ОС (Q_i/Q_cр),

Где Р_ОС- повторяемость осадков, Q_i – суммарный объем осадков (мм), выпавших в I –м районе, Q_cр – средний объем осадков (мм) по городу.

Р_ПЗА минимален зимой и максимален летом.

Московская система мониторинга атмосферного воздуха начала создаваться в 1996 г. по решению Правительства Москвы. В Москве около 500 организаций по роду своей деятельности проводят наблюдения за качеством воздуха, воды, почвы. Как правило, собранные ими данные не имеют большой практиче­ской ценности, так как нерегулярны, а измерения проводятся в большинстве случаев неаттестованными приборами. (слайд 3) Регулярные наблюдения за состоянием природных сред, т.е. собственно мо­ниторинг, в Московском регионе осуществляют помимо област­ных служб Московский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (МосЦГМС) Росгидромета, Моссанэпнднадзор, Мосводоканал, московское НПО "Радон", а инспекционные наблюдения ведут Москомприроды, ГП "Экотехпром", ГП "Промтехотходы" и другие городские организации. Однако и эти данные разрозненны, не образуют целостной картины, что в результате не позволяет оперативно обнаруживать и устранять чрезвычайные экологические ситуации.

В таблице1(слайд 4) кратко представлены характеристики основных подсистем Единой системы экологического мониторинга города Москвы с указанием количества постоянных пунктов наблюдения, периодичности измерений и количества измеряемых показателей.

Таблица 1. Характеристики основных подсистем Единой системы экологического мониторинга города Москвы.
Подсистема Единой системы экологического мониторинга города Москвы	Количество постоянных пунктов наблюдения	Режим и периодичность поступления информации	Измеряемые показатели
Мониторинг атмосферного воздуха	43 автоматические станции контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) (из них 3 высотные станции, расположенные на Останкинской телебашне и 2 станции за чертой города Москвы)	Круглосуточно в режиме реального времени 1 раз в 20 минут	На жилых территориях: оксид углерода, оксиды азота, аммиак, диоксид серы, сероводород, озон, углеводороды, метан, взвешенные частица с размером менее 10 мкм. Вблизи автотрасс дополнительно измеряются: бензол, толуал, формальдегид, метаксилол, параксилол, этилбензол, фенол, стирол, нафталин, метеопараметры.
Мониторинг поверхностных водных объектов	27 утвержденных контрольных створа (из них 14 на реке Москве, 13 в устьях малых рек-притоков реки Москвы) (3 автоматические станции контроля загрязнения вод (в стадии создания))	Ежемесячно	Прозрачность, взвешенные вещества, сухой остаток, рН, растворенный кислород, хлориды, сульфаты, фосфаты, Ион аммония, нитрит-ион, нитрат-ион, железо общее, марганец, медь, цинк, свинец, хром, алюминий, никель, кадмий, кобальт, сульфиды, АПАВ, нефтепродукты, фенол, формальдегид, БПК5, ХПК.
Мониторинг почв	253 постоянных площадки наблюдения	1 раз в год	Содержание гумуса, % свинца, цинка, меди, никель, кадмий, марганец, ртуть и мышьяка (валовые и подвижные формы), нефтепродуктов. 3,4 бенз(а)пирена, величина рН жидкой фазы почвы, макроэлементов питания (N, P, K), состав обменных катионов, электропроводность почвенного раствора.
Мониторинг зеленых насаждений	494 постоянные площадки наблюдения	1 раз в год	Дендрологические, энтомофитопатологические, геохимические обследования. Оценка состояния и приживаемости молодых посадок.
Мониторинг подтопления и качества подземных вод	170 скважин 50 родников	2 раза в год	Уровень грунтовых вод, температура, содержание химических веществ.

Существующая сеть контроля за загрязнением атмосферного воздуха еще не является оптимальной. Так, расчет по американской методике показывает, что в Москве необходимо иметь 76 стационарных постов (из них 31 – автоматический), а по отечественным методикам — до 450. Однако в настоящее время это не осуществимо по экономическим причинам.

С Останкинской телебашни поступают данные о профиле температуры и ветра - главных метеорологических характеристиках, от которых зависит, накапливается загрязнение в приземном слое воздуха или интенсивно рассеивается. Контроль метеорологических параметров и загрязнения атмосферного воздуха в режиме реального времени особенно важен в случае чрезвычайных ситуаций, т.к. позволяет отследить направление перемещения загрязненных воздушных масс и оперативно принять необходимые меры.

Данные о состоянии атмосферного воздуха передаются в режиме реального времени в информационно-аналитический центр ГПУ «Мосэкомониторинг». В информационно-аналитическом центре осуществляется хранение, анализ и обработка данных мониторинга.

В связи с ратификацией Россией Киотского протокола организован мониторинг содержания в воздухе диоксида углерода (углекислого газа) и кислорода. Расширен перечень станций, контролирующих содержание мелких взвешенных частиц (РМ₁₀).

Региональная система мониторинга г.Москвы решает следующие задачи, связанные с управлением качеством воздуха, в том числе: (СЛАЙД 5)

• контроль за соблюдением государственных и международных стандартов качества атмосферного воздуха;

• получение объективных исходных данных для разработки природоохранных мероприятий, градостроительного планирования и планирования транспортных систем;

• информирование общественности о качестве атмосферного воздуха и развертывание систем предупреждения о резком повышении уровня загрязнения;

• проведение оценки воздействия на здоровье загрязнения воздуха;

• оценка эффективности природоохранных мероприятий.

Лекция №5

Локальный мониторинг. Мониторинг промышленного предприятия. Мониторинг источника загрязнения (импактный мониторинг).