Учебно-методическое пособие по дисциплине «Экологический мониторинг» для студентов экономических специальностей



страница2/4
Дата25.04.2016
Размер0.61 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
1   2   3   4

Тема 2. Проектирование систем мониторинга как основа их функционирования


В публикациях последних лет отмечается большое значение стадии проектирования (или планирования) для эффективной работы системы мониторинга. Подчеркивается, что предложенные в них схемы или структуры проектирования сравнительно легко применимы для простых локальных систем мониторинга, вместе с тем, проектирование национальных систем мониторинга сталкивается с большими трудностями, связанными с их сложностью и противоречивостью.

Суть проектирования системы мониторинга должна заключаться в создании функциональной модели их работы или в планировании всей технологической цепочки получения информации, где о качестве воды от постановки задач до выдачи информации потребителю для принятия решений. Поскольку все этапы получения информации тесно связаны между собой, недостаточное внимание к разработке какого-либо этапа неизбежно приведет к резкому снижению ценности всей получаемой информации. На основании анализа построения национальных систем нами сформулированы основные требования к проектированию таких систем. По нашему мнению, эти требования должны предусматривать следующие пять основных этапов:



  1. определение задач систем мониторинга качества воды и требований к информации, необходимой для их выполнения;

  2. создание организационной структуры сети наблюдений и разработка принципов их проведения;

  3. построение сети мониторинга;

  4. разработка системы получения данных/информации и представления информации потребителям;

  5. создание системы проверки полученной информации на соответствие исходным требованиям и пересмотра, при необходимости, системы мониторинга.

При проектировании систем мониторинга необходимо помнить, что его результаты, в значительной степени, зависят от объема и качества исходной информации. Она должна включать как можно более подробные данные о пространственно-временной изменчивости показателей качества воды, биоты, донных отложений, должна содержать подробные сведения о видах и объемах хозяйственной деятельности на водосборах, включая данные об источниках загрязнения. Кроме того, необходимо опираться на все законодательные акты, связанные с контролем и управлением качеством воды, учитывать финансовые возможности, общую физико-географическую обстановку, основные способы управления качеством воды и другие сведения.

1. Определение задач систем мониторинга качества воды и требований к информации, необходимой для их выполнения. Роль первого этапа в настоящее время недооценивается, что является причиной многих отмеченных выше недостатков.

Для определения требований к информации по качеству воды необходима большая детализация и взаимоувязка поставленных задач. В качестве примера можно привести разработанную в Канаде программу мониторинга качества воды. Важную роль, при этом, играет формулирование как можно более четкого представления о качестве воды и способах его оценки.

На основании четко сформулированных задач, а также с учетом ранее накопленных данных о качестве воды, должны определяться требования к информации, включая тип, форму и сроки ее представления потребителям, а также пригодность для управления качеством воды. На первом этапе проектирования должны быть выбраны основные статистические методы обработки данных, так как от них, в значительной степени, зависит частота и сроки наблюдений, а также требования к точности получаемых значений.

2. Создание организационной структуры сети наблюдений и разработки принципов их проведения. Это основной и наиболее сложный этап, на котором с учетом поставленных задач и имеющегося опыта функционирования системы мониторинга определяются структурные основные подразделения сети наблюдений, в том числе центральное и региональное (и/или проблемные), с указанием их основных задач. Предусматриваются меры по соблюдению оптимального соотношения между видами наблюдательных сетей, включая наблюдения на стационарных пунктах, действующих длительное время по относительно неизменной программе, региональные краткосрочные обследования для выявления пространственных аспектов загрязнения, а также интенсивные локальные наблюдения в областях, представляющих наибольший интерес. На этом этапе решается вопрос о целесообразности и масштабах использования автоматизированных, дистанционных и других подсистем мониторинга качества воды. На втором этапе разрабатываются также общие принципы проведения наблюдений. Они могут представляться в виде методических рекомендаций или руководств по проведению ряда мероприятий:


  • организации пространственных аспектов наблюдений (выбор мест расположения пунктов контроля, их категория в зависимости от важности объекта и его состояния; определения расположения наблюдательных створов, вертикалей, горизонтов и т.д.);

  • составлению программы наблюдений (намечается какие показатели, в какие сроки и с какой частотой наблюдать. При этом даются рекомендации по соотношению физических, химических и биологических показателей для типичных ситуаций);

  • организации системы контроля правильности выполнения работ и точности полученных результатов на всех этапах. Предполагается, при этом, что имеются унифицированные руководства по отбору и консервации проб воды, донных отложений, биоты, руководства по химическому анализу вод, донных отложений и т.д.

3. Построение сети мониторинга. Данный этап предусматривает реализацию на основе предложенной организационной структуры сети разработанных ранее принципов проведения наблюдений с учетом специфики местных (региональных) условий. Уточняется соотношение видов наблюдательных сетей, устанавливаются места расположения пунктов в стационарной сети, выделяются области интенсивных наблюдений, намечается периодичность обследования водных объектов для возможного пересмотра наблюдательной сети. Составляются конкретные программы для каждого пункта и вида наблюдений, регламентирующие перечень изучаемых показателей, частоту и сроки их наблюдения. При наличии автоматизированных и/или дистанционных наблюдений за качеством воды уточняются программы их работ.

4. Разработка системы получения данных информации и представления информации потребителям. На этом этапе определяются особенности иерархической структуры получения и сбора информации: пункты наблюдений – региональные информационные центры – общенациональный информационный центр. Планируется разработка банков данных по качеству воды и определяются виды и условия представления информационных услуг, выполняемых с их помощью. Дается детальная характеристика основных информационных форм, публикуемых в виде докладов, отчетов, обзоров и описывающих состояние качества воды на территории страны за определенный период времени. Предусматриваются также процедуры контроля точности и правильности получения данных на всех этапах работ.

5. Создание системы проверки полученной информации на соответствие исходным требованиям и пересмотра, при необходимости, системы мониторинга. После создания системы мониторинга и начала ее функционирования появляется необходимость проверить, отвечает ли полученная информация исходным требованиям к ней, можно ли на основе этой информации эффективно управлять качеством водных объектов? Для этого необходимо наладить взаимодействие с организациями, осуществляющими управлением качества воды. Если получаемая информация соответствует предъявляемым к ней требованиям, систему мониторинга можно оставить без изменений. В случае если эти требования не выполняются, а также при появлении новых задач система мониторинга нуждается в пересмотре.

В отдельных регионах страны вырабатывают мониторинг экологического состояния геологической среды, мониторинг экологического состояния поверхностных вод и связанных с ним экосистем.

На территории Российской Федерации функционирует ряд систем мониторинга загрязнения природной среды и состояния природных ресурсов.
Тема 3. Единая государственная система экологического мониторинга

В государственной системе управления природоохранной деятельностью в Российской Федерации важную роль играет формирование единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ).

ЕГСЭМ включает в себя следующие основные компоненты:

· мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду;

· мониторинг загрязнения абиотического компонента окружающей природной среды;

· мониторинг биотической компоненты окружающей природной среды;

· социально-гигиенический мониторинг;

· обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.

При этом распределение функций между центральными органами федеральной исполнительной власти осуществляется следующим образом.

Госкомэкологии (бывший Минприроды России): координация деятельности министерств и ведомств, предприятий и организаций в области мониторинга окружающей природной среды; организация мониторинга источников антропогенного воздействия на окружающую среду и зон их прямого воздействия; организация мониторинга животного и растительного мира, мониторинг наземной фауны и флоры (кроме лесов); обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем; ведение с заинтересованными министерствами и ведомствами банков данных об окружающей природной среде, природных ресурсов и их использовании.

Росгидромет: организация мониторинга состояния атмосферы, поверхностных вод суши, морской среды, почв, околоземного космического пространства, в том числе, комплексного фонового и космического мониторинга состояния окружающей природной среды; координация развития и функционирования ведомственных подсистем фонового мониторинга загрязнения окружающей природной среды; ведение государственного фонда данных о загрязнении окружающей среды.

Роскомзем: мониторинг земель.

Министерство природных ресурсов (включая бывшие Роскомнедра и Роскомвоз): мониторинг недр (геологической среды), включая мониторинг подземных вод и опасных экзогенных и эндогенных геологических процессов: мониторинг водной среды водохозяйственных систем и сооружений в местах водосбора и сброса сточных вод.

Роскомрыболовство: мониторинг рыб, других животных и растений.

Рослесхоз: мониторинг лесов.

Роскартография: осуществление топографо-геодезического и картографического обеспечения ЕГСЭМ, включая создание цифровых, электронных карт и геоинформационных систем.

Госгортехнадзор России: координация развития и функционирования подсистем мониторинга геологической среды, связанных с использованием ресурсов недр на предприятиях добывающих отраслей промышленности; мониторинг обеспечения промышленной безопасности (за исключением объектов Минобороны России и Минатома России).

Госкомэпиднадзор России: мониторинг воздействия факторов среды обитания на состояние здоровья населения.

Минобороны России: мониторинг окружающей природной среды и источников воздействия на нее на военных объектах; обеспечение ЕГСЭМ средствами и системами военной техники двойного применения.

Госкомсевер России: участие в развитии и функционировании ЕГСЭМ в районах Арктики и Крайнего Севера.

Технологии единого экологического мониторинга (ЕЭМ) охватывают разработку и использование средств, систем и методов наблюдений, оценки и выработки рекомендаций и управляющего воздействия в природно-техногенной сфере, прогнозы ее эволюции, энерго-экологические и технологические характеристики производственной сферы, медико-биологические и санитарно-гигиенические условия существования человека и биоты. Комплексность экологических проблем, их многоаспектность, теснейшая связь с ключевыми отраслями экономики, обороны и обеспечением защиты здоровья и благополучия населения требует единого системного подхода к решению проблемы.

Структуру единого экологического мониторинга можно представить сферами получения, обработки и отображения информации, сферами оценки ситуации и принятия решений.

Структурными звеньями любой системы ЕЭМ являются:

· измерительная система;

· информационная система, включающая в себя базы и банки данных правовой, медико-биологической, санитарно-гигиенической, технико-экономической направленности;

· системы моделирования и оптимизации промышленных объектов;

· системы восстановления и прогноза полей экологических и метеорологических факторов;

· система принятия решений.

Построение измерительного комплекса систем ЕЭМ основывается на использовании точечного и интегрального методов измерений с помощью стационарных (стационарные посты наблюдения) и мобильных (автомобили – лаборатории и аэрокосмические средства) систем. Следует отметить, что аэрокосмические средства привлекаются лишь при необходимости получения крупномасштабных интегральных показателей о состоянии окружающей среды.

Получение информации обеспечивается тремя группами приборов, измеряющими: метеорологические характеристики (скорость и направление ветра, температуру, давление, влажность атмосферного воздуха и пр.), фоновые концентрации вредных веществ и концентрации загрязняющих веществ вблизи источников загрязнения окружающей среды.

Использование в измерительном комплексе современных контроллеров, решающих вопросы сбора информации с датчиков, первичной обработки и передачи информации потребителю с помощью модемной телефонной и радио связи или по компьютерным сетям, значительно повышает оперативность системы.

Региональная подсистема ЕЭМ предполагает работу с большими массивами разнообразной информации, включающими данные: по структуре энергопроизводства и энергопотребления региона, гидрометеорологических измерений, о концентрациях вредных веществ в окружающей среде; по итогам картографирования и аэрокосмического зондирования, по результатам медико-биологических и социальных исследований и др.

Одной из основных задач в этом направлении является создание единого информационного пространства, которое может быть сформировано на основе использования современных геоинформационных технологий. Интеграционный характер геоинформационных систем (ГИС) позволяет создать на их основе мощный инструмент для сбора, хранения, систематизации, анализа и представления информации.

ГИС имеют такие характеристики, которые с полным правом позволяют считать эту технологию основной для целей обработки и управления мониторинговой информацией. Средства ГИС намного превосходят возможности обычных картографических систем, хотя, естественно, включают и все основные функции получения высококачественных карт и планов. В самой концепции ГИС заложены всесторонние возможности сбора, интеграции и анализа любых, распределенных в пространстве или привязанных к конкретному месту данных. При необходимости визуализировать имеющуюся информацию в виде карты с графиками или диаграммами, создать, дополнить или видоизменить базу данных пространственных объектов, интегрировать ее с другими базами – единственно верным решением будет обращение к ГИС.

Только с появлением ГИС в полной мере реализуется возможность целостного, обобщенного взгляда на комплексные проблемы окружающей среды и экологии.

ГИС становится основным элементом систем мониторинга.

Система единого экологического мониторинга предусматривает не только контроль состояния окружающей среды и здоровья населения, но и возможность активного воздействия на ситуацию. Используя верхний иерархический уровень ЕЭМ (сфера принятия решения), а также подсистему экологической экспертизы и оценки воздействия на окружающую среду, появляется возможность управления источниками загрязнения на основании результатов математического моделирования промышленных объектов или регионов (под математическим моделированием промышленных объектов понимается моделирование технологического процесса, включая модель воздействия на окружающую среду).

Система единого экологического мониторинга предусматривает разработку двухуровневых математических моделей промышленных предприятий с различной глубиной проработки.

Первый уровень обеспечивает детальное моделирование технологических процессов с учетом влияния отдельных параметров на окружающую среду.

Второй уровень математического моделирования обеспечивает эквивалентное моделирование на основе общих показателей работы промышленных объектов и степени их воздействия на окружающую среду. Эквивалентные модели необходимо иметь, прежде всего, на уровне администрации региона с целью оперативного прогнозирования экологической обстановки, а также определения размера затрат на уменьшение количества вредных выбросов в окружающей среде.

Моделирование текущей ситуации позволяет с достаточной точностью выявить очаги загрязнения и выработать адекватное управляющее воздействие на технологическом т экономическом уровнях.

При практической реализации концепции единого экологического мониторинга не следует забывать: о показателях точности оценки ситуации; об информативности сетей (систем) измерений; о необходимости разделения (фильтрации) на отдельные составляющие (фоновые и от различных источников) загрязнения с количественной оценкой; о возможности учета объективных и субъективных показателей. Данные задачи решает система восстановления и прогноза полей экологических и метеорологических факторов.

Таким образом, единая государственная система экологического мониторинга, несмотря на известные трудности, обеспечивает формирование массива данных для составления экологических карт, разработки ГИС, моделирования и прогноза экологических ситуаций в различных регионах России.



Список использованной литературы

  1. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология Общий курс: В 2т. Т.1. Теоретические основы инженерной экологии: Учебное пособие для втузов/ Под ред. И.И. Мазура – М.: Высшая школа, 1996.

  2. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. Учебное пособие для системы повышения квалификации и переподготовки государственных служащих. Под общей редакцией проф. В.И. Данилова-Данильяна – М.: Изд-во МНЭПУ, 1997.

  3. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России/ Под редакцией В.Ф. Протасова – М.: Финансы и статистика, 1995.


Тема 4. Экологический мониторинг атмосферы

В современный период атмосфера Земли претерпевает множественные изменения коренного характера: модифицируются ее свойства и газовый состав, возрастает опасность разрушения ионосферы и стратосферного озона; повышается ее запыленность; нижние слои атмосферы насыщаются вредными для живых организмов газами и веществами промышленного и другого хозяйственного происхождения. В следствии огромных выбросов техногенных газов и веществ, достигающих многих миллиардов тонн в год, происходит нарушение газового состава атмосферы. Весьма важную роль в составе атмосферы играет двуокись углерода (углекислый газ), который играет важную роль не только в жизнедеятельности человека, но и в выполнении атмосферной функции предохранения подстилающей поверхности от перегрева и переохлаждения. Однако, хозяйственная деятельность человека нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции СО2 в природе, в результате чего, его концентрация в атмосфере увеличивается. Если до 1850 года содержание СО2 в атмосфере Земли составляло 260-290 объемных частей на миллион (ч/млн.), то в 1993 этот показатель возрос до 345 ч/млн.

Наука еще не в полной мере прояснила некоторые важные элементы кругооборота СО2. Остается неясным вопрос о количественных характеристиках связи между увеличением концентрации этого газа в атмосфере и мерой его способности задерживать обратное излучение в космос тепла, получаемого Землей от Солнца. Тем не менее неоспоримый рост концентрации СО2 в атмосфере свидетельствует о глубоком нарушении одного из компонентов глобального равновесия в биосфере, что в сочетании с другими нарушениями может иметь очень серьезные последствия.

Очень важен также вопрос увеличения масштабов нарушения баланса кислорода в атмосфере. Ранее масса свободного кислорода (порядка 1,18 * 1015 т) длительное время оставалась постоянной (производимый растениями ежегодный прирост тратился на естественные окислительные процессы), однако, в настоящее время этот баланс нарушен и ситуация продолжает ухудшаться. Современное человечество ежегодно за счет сжигания топлива потребляет, примерно, 20 млрд. т атмосферного кислорода. Современная наука считает, что кислород представляет собой продукт не подвергшихся окислению органических остатков прошлых биосфер. Человечество, используя эти «остатки» в техногенном кругообороте кислорода, по существу, возвращает нынешнюю биосферу в некое исходное (конечно, в известном отношении) состояние. Примерно в том же направлении действует и процесс увеличения концентрации углекислого газа, объемное содержание которого в атмосфере уже к 2000 году может возрасти на 20%.

Многие современные техногенные вещества при попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переноситься ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, в следствии чего данная проблема является международной.

Основными загрязнителями такого плана являются окислы серы (в особенности двуокись серы – сернистый ангидрид), а также окислы азота. Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере северного полушария (годовой прирост около 5%) породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Эти осадки пагубно влияют на биологическую продуктивность почв и водоемов, наносят большой экономический ущерб.

Наконец, еще одна крупная проблема – это увеличение запыленности атмосферы вследствие антропогенных факторов. По различным оценкам, поступление техногенных взвешенных в воздухе частиц (аэрозолей) в атмосферу Земли достигает ежегодно 1 – 2,6 млрд. т и равно количеству аэрозолей природного происхождения. В результате запыленность атмосферы, в целом, за последние 50 лет увеличилась на 70%.

В нашей стране 84 самых неблагополучных города по загрязнению атмосферы. Среди них Москва и Пермь. Больше всего вреда приносят автомобили. На долю автотранспорта приходится 80% вредных выбросов в атмосферу. Выхлопные газы вызывают 70% детских болезней: астмы, онкологические, легочные, заболевания кроветворных органов, органов выделения и пищеварения. Также большое влияние на загрязнение атмосферы оказывают промышленные предприятия, расположенные в черте городов. Над крупными городами атмосфера, в среднем, содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. Из-за более активной концентрации влаги происходит увеличение осадков на 5-10%. В следствии уменьшения солнечной радиации и скорости ветра, практически, невозможно самоочищение атмосферы.

Прилегающие к крупным населенным пунктам сельскохозяйственные районы на площадях в сотни кв. км испытывают на себе влияние промышленного загрязнения. При этом, наибольшую роль играет загрязнение серой, которая в виде сернистых соединений легко разносится воздушными потоками.
Мероприятия по охране атмосферного воздуха

1. Законодательные. Наиболее важным в обеспечении нормального процесса по охране атмосферного воздуха является принятие соответствующей законодательной базы, которая бы стимулировала и помогала в этом трудном процессе. Однако в России, как ни прискорбно это звучит, в последние годы не наблюдается существенного прогресса в этой области. Те последние загрязнения, с которыми мы сейчас столкнулись, мир уже пережил 30-40 лет назад и принял защитные меры, так что нам не нужно изобретать велосипед. Следует использовать опыт развитых стран и принять законы, ограничивающие загрязнение, дающие государственные дотации производителям экологически более чистых машин и льготы владельцам таких машин.

В США в 1998 году вступает в силу закон по предупреждению дальнейшего загрязнения воздуха, принятый конгрессом четыре года назад. Этот срок дает возможность автопромышленности адаптироваться к новым требованиям, но к 1998 году будьте любезны выпускать не меньше 2% электромобилей и 20-30% автомобилей на газовом топливе.

Еще раньше там были приняты законы, предписывающие выпуск более экономичных двигателей. И вот результат: в 1974 году средний автомобиль в США расходовал 16,6 литров бензина на 100 километров, а двадцать лет спустя – 7,7.

Мы пытаемся идти тем же путем. В Государственной думе находится проект Закона «О государственной политике в области использования природного газа в качестве моторного топлива». Этот закон предусматривает снижение токсичных выбросов у грузовиков и автобусов в результате перевода их на газ. Если будет обеспечена государственная поддержка, вполне реально это сделать. Так что уже к 2000-му году у нас было бы 700 тысяч машин, работающих на газе (сегодня их - 80 тысяч).

Однако, наши производители автомобилей не торопятся, они предпочитают создавать препоны принятию законов, ограничивающих их монополизм и вскрывающих бесхозяйственность и техническую отсталость нашего производства. В позапрошлом году анализ Москомприроды показал ужасное техническое состояние отечественных автомобилей. 44% «Москвичей», сходивших с конвейера АЗЛК, не соответствовали ГОСТу по токсичности! На ЗИЛе таких машин было 11%, на ГАЗе – до 6%. Этот позор для нашего автомобилестроения – даже один процент недопустим.

В целом в России, практически, отсутствует нормальная законодательная база, которая регулировала бы экологические отношения и стимулировала природоохранные мероприятия.



2. Архитектурно планировочные. Данные меры направлены на регламентацию строительства предприятий, планирование городской застройки с учетом экологических соображений, озеленение городов и др. При строительстве предприятий необходимо придерживаться правил установленных законом и не допускать строительство вредных производств в городской черте. Необходимо осуществлять массовое озеленение городов, так как зеленые насаждения впитывают из воздуха многие вредные вещества и способствуют очищению атмосферы. К сожалению, в современный период в России зеленые насаждения не столько увеличиваются, сколько сокращаются. Не говоря уже о том, что построенные в свое время «спальные районы» не выдерживают никакой критики. Так как в этих районах однотипные дома расположены слишком густо (ради экономии площади) и воздух, находящийся между ними, подвержен застойным явлениям.

Чрезвычайно остра также проблема рационального расположения дорожной сети в городах, а также качество самих дорог. Не секрет, что бездумно построенные в свое время дороги совершенно не рассчитаны на современное количество машин. В Перми эта проблема чрезвычайно остра и является одной из наиболее важных. Нужно срочное строительство объездной дороги, чтобы разгрузить центр города от транзитного большегрузного автотранспорта. Необходима также капитальная реконструкция (а не косметический ремонт) дорожного покрытия, строительство современных транспортных развязок, выпрямление дорог, устройство звукозащитных барьеров и озеленение придорожной полосы. К счастью, не смотря на финансовые затруднения, в последнее время, наметились подвижки в этой области.

Необходимо также обеспечить оперативный контроль за состоянием атмосферы через сеть постоянных и передвижных станций контроля. Также следует обеспечить хотя бы минимальный контроль за чистотой выхлопов автотранспорта через специальные проверки. Нельзя также допускать процессов горения на различных свалках, так как в этом случае с дымом выделяется большое количество вредных веществ.

3. Технологические и санитарно-технические. Можно выделить следующие мероприятия: рационализация процессов сжигания топлива; улучшение герметизации заводской аппаратуры; установка высоких труб; массовое использование очистных устройств и др. Следует отметить, что уровень очистных сооружений в России находится на примитивном уровне, на многих предприятиях они отсутствуют вовсе и это несмотря на вредность выбросов этих предприятий.

В Перми достаточно много промышленных объектов, в том числе, очень вредных. Некоторые из них расположены, практически, в городе. И хотя, в связи с плохой экономической ситуацией многие из них не работают или работают не в полную силу, вопрос с вредными выбросами в атмосферу достаточно серьезен. Многие производства требуют немедленной реконструкции и переоборудования. Важная задача состоит также в переводе различных котельных и тепловых электростанций на газовое топливо. При таком переходе многократно уменьшаются выбросы в атмосферу сажи и углеводородов, не говоря уже об экономической выгоде.



Не менее важной задачей является воспитание у россиян экологического сознания. Отсутствие очистных сооружений конечно можно объяснить нехваткой денег (и в этом есть большая доля правды), но даже если деньги и есть, их предпочитают потратить на что угодно, только не на экологию. Отсутствие элементарного экологического мышления особенно ощутимо сказывается в настоящее время. Если на западе существуют программы, через реализацию которых в детях с детства закладываются основы экологического мышления, то в России пока не наблюдается существенного прогресса в этой области. Пока в России не появится поколение с полноценно сформированным экологическим сознанием, не будет заметно существенного прогресса в осмыслении и предупреждении экологических последствий деятельности человека.

Основной задачей человечества в современный период является полное осознание важности экологических проблем и кардинальное их решение в короткие сроки. Необходимо развивать новые методы получения энергии, основанные не на деструктуризации веществ, а на других процессах. Человечество как единое целое должно взяться за решение этих проблем, ведь если ничего не делать Земля скоро прекратит свое существование как планета пригодная для обитания живых организмов.
Список литературы

1. В.А. Вронский Прикладная экология

2. В.В. Плотников На перекрестках экологии М. 1985

3. В.И. Артамонов Растения и чистота природной среды М. 1986

4. И.А. Шилов Экология 1997

5. Журнал За рулем н.2. 1997 с.60-67


Количественные методы оценки загрязнения атмосферного воздуха

Антропогенное загрязнение атмосферы является неизбежным следствием эксплуатации технологических установок и агрегатов в современном промышленном производстве. Под загрязнением атмосферы понимают изменение ее состава в результате наличия примесей. Вклад в загрязнение атмосферы вносят и природные процессы (т.е. естественное загрязнение атмосферы), например, в результате деятельности вулканов. Здесь мы рассмотрим вопросы, касающиеся количественных методов оценки загрязнения атмосферного воздуха в результате поступления загрязняющих веществ (ЗВ) антропогенного происхождения. ЗВ – это примеси рассеянных в атмосфере веществ, не содержащихся в ее постоянном составе, которые могут оказать неблагоприятное влияние на здоровье людей и/или окружающую среду.

Основой регулирования качества атмосферного воздуха населенных мест являются гигиенические нормативы – ПДК атмосферных загрязнений химических и биологических веществ. Соблюдение нормативов обеспечивает отсутствие прямого или косвенного влияния на здоровье населения и условия его проживания. ПДК примеси (ЗВ) в атмосфере – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдельные последствия, и на окружающую среду в целом.

Предотвращение появление запахов раздражающего действия и рефлекторных реакций у населения, а также острого влияния на здоровье в период кратковременных подъемов концентраций обеспечивается соблюдением максимальных разовых ПДК (ПДК м.р.).

Предотвращение неблагоприятного влияния на здоровье населения при длительном поступлении атмосферных загрязнений в организм обеспечивается соблюдением среднесуточных ПДК (ПДК с.с.).

Для обеспечения экологической безопасности населения и природной среды необходимо, чтобы количество выбрасываемого в атмосферу вещества в единицу времени (мощность выброса) источника загрязнения атмосферы не приводило к превышению ПДК этого соединения. С этой целью для каждого источника загрязнения устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ), при котором выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания ЗВ в атмосфере не создают приземную концентрацию (т.е. на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли), превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира. (Показать техногенный поток в Центральном районе г. Тольятти ул. Мира и т.д.). Поскольку в основе регламентирования ПДВ лежат санитарно-гигиенические нормативы ПДК, направленные, в первую очередь, на охрану здоровья человека. В большинстве случаев установленные значения ПДК не обеспечивают защиту компонентов природной среды, например, растительности.

В настоящее время переход от санитарно-гигиенических принципов нормирования качества окружающей среды на экологические находится в начальной стадии. Поэтому знание современных методических и нормативных подходов к количественной оценке загрязнения атмосферы являются необходимыми для специалистов – экологов.

При этом следует иметь ввиду, что разные ведомства, отвечающие за охрану окружающей среды и здоровья (Минздрав, Росгидромет, Госкомэкологии России и др.) разрабатывают собственную нормативно-техническую документацию (НТД), требования которой иногда дублируют друг друга, а в некоторых случаях «не стыкуются». Во многом эти трудности обусловлены переходным периодом, в котором мы живем.



1.2. Классификация источников загрязнения

Степень загрязнения атмосферы зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляется выброс, от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ. В выбросах предприятий различных отраслей промышленности и транспорта содержится большое число различных вредных примесей. Почти из всех источников в атмосферу поступают: диоксид серы (SO2), пыль СО, СО2, оксиды азота (NО3). При нарушении режима горения, то есть при сжигании, например, газа в условиях недостаточного количества воздуха или при охлаждении пламени горелки, в атмосферу выбрасываются углеводороды, в том числе ароматические и полициклические, относящиеся к канцерогенным веществам.



Источником загрязнения атмосферы называется объект, распространяющий загрязняющие атмосферу вещества. Источники загрязнения можно подразделить на источники выделения и источники выброса ЗВ. Источник выделения ЗВ – объект, в котором возникают и из которого выделяются ЗВ, но не поступают на этой стадии в атмосферу. Источник выброса ЗВ – объект, от которого ЗВ поступают в атмосферу. Как правило, организация выбросов осуществляется по следующей схеме:

источник выделения – установка очистки, обезвреживания, утилизации – источник выброса

В зависимости от высоты (Н, м) устья источника выброса ЗВ над уровнем земной поверхности выделяют следующие классы (ОНД – 86):

а) высокие источники, Н ³ 50м;

б) источники средней высоты, Н = 10-50м;

в) низкие источники, Н = 2-10м;

г) наземные источники, Н £ 2м.

В атмосферу ЗВ поступают из разных источников. При обтекании зон промышленных застроек ветром на объектах (зданиях) возникают плохо проветриваемые циркуляционные зоны (т.н. ветровые тени), которые ухудшают вынос и эффективность рассеивания ЗВ, обуславливая их повышенные концентрации в приземном слое. Геометрия здания (узкое, широкое, длинное, короткое, высокое, низкое) оказывает существенное влияние на формирование циркуляционных зон. При этом, следует учитывать, что за ширину здания принимается сторона, перпендикулярная направлению ветра.

Принципиальное аэродинамическое отличие коротких зданий от длинных заключается в том, что в процессе проветривания (сквозняка) заветренной циркуляционной зоны существенную роль играют воздушные потоки с торцов зданий. При большой длине зданий этими потоками можно пренебречь. Поэтому, чем меньше длина здания, тем эффективнее проявляется влияние этих потоков и тем меньше размеры заветренной циркуляционной зоны (ветровой тени). Для каждого здания при заданном направлении ветра различают 3 основных типа ветровой тени:



  • подветренную;

  • на крыше;

  • наветренную (зону подпора).

К числу наиболее загрязненных районов относятся зоны наибольших максимальных разовых и среднесуточных концентраций, создаваемых промышленными предприятиями (такие зоны находятся в 0,5-2км от низких источников выбросов и 2-3км от высоких), а также магистрали интенсивного движения транспорта. Поскольку влияние автотранспорта обнаруживается на расстоянии 50-100м от магистрали.

Число стационарных постов определяется в зависимости от численности населения в городе, площади населенного пункта, рельефа местности, степени индустриализации, рассредоточенности мест отдыха. В зависимости от численности населения устанавливается количество постов (< 50 чел. – 1 пост, 50-100 чел. – 2, 100-200 чел. – 2-3; > 500 чел. – 5-10; > 1000 чел. – 10-20).

При подфакельных наблюдениях, то есть измерениях концентрации под осью факела выбросов из труб, места отбора проб выбирают с учетом ожидаемых наибольших концентраций примесей на расстояниях 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и 30км от границы санитарно-защитной зоны и конкретного источника загрязнения с подветренной стороны от него.

Различают точечные, линейные и плоские (площадные) источники загрязнений. Точечным называется источник, выбрасывающий ЗВ в атмосферу из установленного отверстия. Точечные источники (трубы, шахты, факелы, вентиляторы и т.д.) выделяют ЗВ в точках, расположенных так, что наложение областей распространения примесей в циркуляционной зоне за отдельно стоящим зданием или в пределах межкорпусного пространства отсутствует.

Линейным является источник, выбрасывающий ЗВ в атмосферу по установленной линии. Линейные источники имеют значительную протяженность в направлении, перпендикулярном ветру (аэрационные фонари, открытые оконные проемы, технологические линии и т.д.) и расположены, как правило, в наветренной циркуляционной зоне. Точечные источники, области распространения примесей которых налагаются друг на друга в пределах примыкающей к зданию половины заветренной циркуляционной зоны, также относят к линейным источникам.

Плоским или площадным называется источник, выбрасывающий ЗВ в атмосферу с установленной поверхности.

По времени действия источники выбросов подразделяются на непрерывные и периодические. Непрерывным называется источник, выбрасывающий в атмосферу ЗВ непрерывно в течение длительного периода времени. Именно источники непрерывного выброса ЗВ поднимаются над их устьем на некоторую высоту, вследствие чего фактическое место изгиба факела распространения ЗВ вносят основной вклад в загрязнение промплощадок и прилегающих территорий. При нормальном функционировании объектов.

При подъемной силе источники ЗВ поднимаются над их устьем на определенную высоту, вследствие чего аэродинамический эффект превалирует. Следовательно, и зона распространения будет превалированной.

По степени подвижности различают стационарные и подвижные источники выбросов.

Стационарные – это источники, которые в процессе образования, выделения и выброса ЗВ не изменяют своих координат в пространстве. Подвижные источники меняют свое местонахождение с течением времени, например, автотранспорт.

По степени оснащенности средствами защиты атмосферы источники выбросов делятся на оснащенные и неоснащенные. Первые имеют средства защиты атмосферы от выбросов ЗВ в виде установок и аппаратов газоочистки и пылеулавливания. Вторые – выбрасывают ЗВ в атмосферу без очистки.

Целью санитарной очистки отходящих газов является очистка газа от остаточного содержания в газе ЗВ, при котором обеспечивается соблюдение установленных для этих веществ ПДК в воздухе населенных мест или производственных помещений. При промышленной очистке газа целью является утилизация или возврат в производство отделенного от газа или превращенного в безвредное состояние продукта.

По характеру действия различают организованные и неорганизованные промышленные выбросы. Организованный – это промышленный выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоотходы, воздухопроводы, трубы. Неорганизованные промышленные выбросы поступают в атмосферу в виде направленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта.
1.3. Организация наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы

Для наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы организуются ПОСТЫ. Это точка местности, на которой размещают павильон или автомобиль, оборудованный соответствующими приборами. Устанавливаются ТРИ категории постов наблюдений за состоянием атмосферы:



  • стационарный;

  • маршрутный;

  • передвижной (подфакельный).

Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания ЗВ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, предназначенные для выявления долговременных изменений основных (пыль, SO2, NO, NO2, CO2) и наиболее распространенных ЗВ. Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижного оборудования. Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.

Репрезентативность наблюдений за состоянием загрязнения атмосферы в городе зависит от правильности расположения поста на обследуемой территории. Стационарный и маршрутный посты размещаются в местах, выбранных на основе обязательного предварительного исследования загрязнения воздушной среды города промышленными выбросами, выбросами автотранспорта, бытовыми и другими источниками и изучения метеоусловий рассеивания примесей. При этом, следует учитывать повторяемость направлений ветра над территорией города. (Пример по г.Тольятти. Роза ветров и т.д.)

Данные наблюдений на близких расстояниях от источника (0,5км) характеризуют загрязнения атмосферы низкими источниками и неорганизованными выбросами, а на дальних – суммой от неорганизованных низких и высоких выбросов. Более часто следует проводить наблюдения на расстоянии 10-40 средних высот труб от источника, где особенно велика вероятность появления максимума концентраций. При выполнении подфакельных наблюдений существенной частью работы является установление направления факела и выбор точек отбора проб. Направление факела определяется визуальным наблюдением за очертаниями дыма. Если дымовое облако отсутствует, то направление факела определяется по направлению ветра на высоте выброса (поданным шаропилотных наблюдений), по запаху специфических веществ, по видимым факелам близлежащих источников.

Отбор проб на постах осуществляется на высоте 1,5-3,5м от поверхности земли по соответствующей программе наблюдений.



Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняются ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно при обязательном отборе в 1; 7; 13 и 19 часов по местному декретному времени.

При неполной программе наблюдения ведутся с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7; 13 и 19 часов по местному декретному времени.

По сокращенной программе наблюдения проводятся ежедневно в 7 и 13 часов местного декретного времени.

Программа суточного отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации путем непрерывного суточного отбора проб.

Все программы наблюдений позволяют получать концентрации среднемесячные, среднегодовые и средние за более длительный период.

С учетом вышеизложенного по данным наблюдений о загрязнении атмосферы определяют (РД 52.04.186-89).

Разовая концентрация примеси (qi), измеренная путем отбора проб за 20-30 минутный период.

Среднесуточная концентрация примеси (qc), за которую принимают среднее арифметическое значений разовых концентраций, полученных через равные промежутки времени, включая обязательные сроки 1; 7; 13; 19 часов, а также по данным непрерывной регистрации в течение суток.

n

qc = 1/n ∑ qi , где n – число разовых концентраций за 1 сутки



i=1
Среднемесячная концентрация примесей (qмес), за которую принимают среднее арифметическое разовых (qi) или среднесуточных (qc) концентраций, измеренных в течение месяца.

n

qмес = 1/n ∑ qi , где n – число разовых или среднесуточных концентраций



i = 1

Среднегодовая концентрация примесей (qг), за которую принимают среднее арифметическое разовых или среднесуточных концентраций, измеренных в течение года.



1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал