6488

границы между областями "нормального" и "патологического" функционирования природных объектов. Такие границы предлагаются взамен нормативов ПДК и называются экологически допустимыми уровнями (ДУ) нарушающих воздействий.

Четвертый вопрос. В соответствии со сложившимся типовым алгоритмом экоаналитического контроля при мониторинге загрязнений и физических факторов (ФФ) воздействия на окружающую среду можно выделить основные технологические процедуры контроля, к которым относятся:

•выявление контролируемого объекта (уточнение источника загрязнения) по имеющимся жалобам, документам или в соответствии с полученной заявкой (например, выходной коллектор сточных вод предприятия, сбрасывающего их в поверхностный водоем);

•первичное обследование объекта (рекогносцировка) в форме выборочного краткосрочного наблюдения за ним с уточнением показателей загрязнения (идентификация), а также местоположения, границ, внешних проявлений неблагополучия и определением точек или зон дальнейшего исследования/проверки;

•формирование информационной модели контролируемого объекта, а также планирование эксперимента по изучению состояния и динамики контролируемого объекта;

•длительные (систематические) наблюдения за объектом контроля (например, непрерывное или дискретное измерение концентраций 3В в сточных водах по спланированным показателям с отбором проб или без него) и оценка состояния контролируемого объекта в целом (сопоставление с нормами или ранее проводимыми измерениями и возможное категорирование сточных вод по получаемым данным) за период наблюдений;

•прогнозирование изменения состояния объекта контроля на основе информационной модели (ГИС) и экспериментально полученных эмпирических данных в зависимости от предполагаемых изменений внешних условий

11

(например, увеличение или уменьшение загрязнения вод с изменением мощности производства, введения дополнительной очистки, замены технологий производственных процессов, замкнутого водооборота и т.д.);

•обработка и представление полученной информации в удобной и понятной форме и доведение ее до потребителя.

Результаты данных процедур позволяют выполнить основные задачи экологического контроля – оценить показатели состояния и целостности экосистемы, выявить причины изменения показателей контролируемого объекта и спрогнозировать последствия выявленных изменений, а главное, наметить и определить корректирующие меры, т.е. создать предпосылки для исправления возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен еще больший ущерб.

В рамках указанных процедур обычно осуществляются несколько технологических операций, повторение которых и составляет типовой технологический цикл экоаналитического контроля. В общем виде он заключается в следующем:

•поиск источника (выбор места контроля) загрязнения или вредного воздействия;

•его первичная оценка «на месте» и/или отбор проб;

•подготовка проб к их транспортировке и хранению и доставка к месту анализа;

•подготовка проб к анализу непосредственно в лаборатории;

•количественный анализ проб в лабораторных условиях;

•обработка и представление результатов анализа с оценкой показателей правильности и достоверности полученных результатов;

•планирование следующего цикла контроля.

Пятый вопрос. В нашей стране интенсивно проводятся работы по гигиеническому нормированию допустимого уровня содержания примесей в атмосферном воздухе. Концепция установления безопасных для здоровья населения уровней содержания вредных веществ в объектах окружающей

12

среды, впервые сформулированная российскими учеными-гигиенистами, в настоящее время принята всеми странами мира.

Внастоящее время определены предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе более чем 500 веществ. Предельно допустимая концентрация – это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает и не окажет на него и на окружающую среду в целом вредного влияния. Гигиенические нормативы должны обеспечивать физиологический оптимум для жизни человека, поэтому к качеству атмосферного воздуха в нашей стране предъявляются гораздо более высокие требования, чем за рубежом. Так, для диоксида серы значения ПДК в РФ в 7,3 раза, а для пыли в 1,7 раза меньше, чем в США. В связи с тем, что кратковременные воздействия вредных веществ, не обнаруживаемых по запаху, могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и зрительном анализаторе, были введены значения максимальных разовых ПДК. С учетом вероятности длительного воздействия вредных веществ на организм человека были введены также значения средних суточных ПДК.

Таким образом, в РФ для каждого вещества установлены два норматива: максимальная разовая ПДК и среднесуточная с целью предупреждения общетоксического, мутагенного, канцерогенного и другого действия при неограниченном длительном их вдыхании.

Втом случае, когда ПДК не установлена, для оценки гигиенической опасности вещества можно пользоваться показателем ориентировочно-

безопасного максимального разового уровня загрязнения воздуха (ОБУВ).

В РФ внедрены также предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны ПДКР3. Значение ПДКРЗ должно быть таким, чтобы не происходило ухудшения состояния здоровья в настоящее время, а также в отдаленные сроки.

Предельно допустимые выбросы вредных веществ конкретными

13

предприятиями определяются показателями ПДВ (для воздуха) и ПДС (для воды). Предельно допустимая экологическая нагрузка на природный объект характеризуется показателем ПДЭН.

Для упрощенной сравнительной оценки качества вод различных водных объектов, а также для выявления тенденций качества вод по годам используют индекс загрязненности водных объектов (ИЗВ) и комбинированный индекс загрязненности воды (КИЗВ), который представляет собой однозначную числовую оценку степени загрязненности поверхностных вод по комплексу загрязняющих веществ. На базе КИЗВ проводится классификация воды по степени загрязненности.

КИЗВ одновременно учитывает два фактора — уровень превышения ПДК

иустойчивость загрязненности по повторяемости случаев превышения ПДК.

Вкачестве исходной используется информация, представляющая результаты химического анализа проб воды в точке их отбора. При этом могут быть использованы материалы различных ведомств, а также специальных исследований, выполненные на единой методической основе. Расчеты КИЗВ выполняются согласно методике Гидромета. Применительно к атмосферному воздуху этот индекс обозначается КИЗА. Суммарный показатель химического загрязнения водного объекта обозначается ПХЗ-10.

Все необходимые для оценки коэффициенты могут быть применены также для комплексной оценки загрязненности воды водных объектов, как в различных сочетаниях, так и каждый в отдельности.

Показателем загрязнения почв металлами является уровень подвижных и растворимых форм металлов. Комплексным показателем биологического загрязнения почвы является также ее суммарный показатель загрязнения Zc, который определяется по формуле

Zc = к(n - 1),

где к — коэффициент концентрирования вредного вещества (отношение фактической концентрации к фоновой); n — число элементов, загрязняющих почву.

14

Тема № 2 «Основные операции технологического цикла

экоаналитического контроля»

(2 часа)

1.Основные технологические процедуры экоаналитического контроля.

2.Выбор места контроля загрязнения и поиск его источника.

3.Отбор проб объектов загрязненной среды.

Основная литература

1.Л. Н. Губанов, В. И. Зверева. Планирование экспериментальных исследований : учеб. пособие. - Н.Новгород : ННГАСУ, 2007.

2.А. П. Левич, Н. Г. Булгаков, В. Н. Максимов. Теоретические и методические основы технологии регионального контроля природной среды по данным экологического мониторинга. - М. : НИА-Природа, 2004.

Дополнительная литература

1.Вязилов, Е. Д. Информационные ресурсы о состоянии природной среды. - М. : Эдиториал УРСС, 2001.

2.Голицын, А. Н. Основы промышленной экологии : учеб. для образов. учреждений нач. проф. образования. - М. : Изд. центр "Акад.", 2007.

3.Департамент Федер. службы по надзору в сфере природопользования по Приволж. федер. округу (коллектив авторов). Информационно-методическое пособие о состоянии водных объектов и атмосферного воздуха в г. Нижний Новгород и Нижегородской области за период 2007-2011 годы. - Н. Новгород,

2011.

Контрольные вопросы к теме:

1)Основные технологические процедуры экоаналитического контроля

2)Операции типового технологического цикла экоаналитического контроля.

3)Выбор места контроля загрязнения и поиск его источника с целью первичной оценки и/или отбора проб.

4)Задача идентификации характера воздействия или загрязняющего вещества

15

экоаналитического контроля:

-выявление контролируемого объекта (уточнение источника загрязнения) по имеющимся жалобам, документам или в соответствии с полученной заявкой,

-первичное обследование объекта в форме выборочного краткосрочного наблюдения за ним с уточнением показателей загрязнения (идентификация), а также местонахождения, границ, внешних проявлений неблагополучия и определением точек или зон дальнейшего исследования (например, предварительные качественные исследования и полуколичественные измерения состава сточных вод на месте по наиболее вредным и опасным загрязняющим веществам (ЗВ) и интенсивно воздействующим физическим факторам (ФФ),

-формирование информационной модели контролируемого объекта (например, составление перечней контролируемых в сточных водах ЗВ и воздействующих на них ФФ, установление граничных значений уровней их фиксирования или измерения с заданной достоверностью и в привязке к месту,

атакже планирование эксперимента по изучению состояния и динамики контролируемого объекта (например, составление плана – графика измерений содержания ЗВ в сточных водах на месте или отбора их проб для последующего лабораторного анализа),

-длительные (систематические) наблюдения за объектом контроля (например, непрерывное или дискретное измерение концентраций ЗВ в сточных водах по спланированным показателям с отбором проб или без него) и оценка состояния контролируемого объекта в целом (сопоставление с нормами или ранее производимыми измерениями и возможное категорирование сточных вод по получаемым данным за период наблюдений,

-прогнозирование изменения состояния объекта контроля на основе информационной модели (ГИС) и экспериментально полученных эмпирических данных в зависимости от предполагаемых изменений внешних условий (например, увеличение или уменьшение загрязнения вод с изменением мощности производства, введения дополнительной очистки, замены

16

технологий производственных процессов, замкнутого водооборота и т.д.), - обработка и представление полученной информации в удобной и

понятной форме и доведение ее до потребителя (отчет по результатам обследования, предоставляемый руководству предприятия или заказчику, например, в контрольную государственную службу или в местную администрацию или для общественной публикации и т.д.).

Второй вопрос. Типовой технологический цикл экоаналитического контроля загрязнений окружающей среды сводится к определенному набору основных операций и последовательности их выполнения, которые в общем виде заключаются в следующем:

•поиск источника (выбор места контроля) загрязнения или вредного воздействия;

•его первичная оценка «на месте» и/или отбор проб;

•подготовка проб к их транспортировке и хранению и доставка к месту анализа;

•подготовка проб к анализу непосредственно в лаборатории;

•количественный анализ проб в лабораторных условиях;

•обработка и представление результатов анализа с оценкой показателей правильности и достоверности полученных результатов;

•планирование следующего цикла контроля.

Третий вопрос. Место для первичной оценки или отбора пробы выбирается в соответствии с целями анализа и на основании внимательного изучения всей имеющейся предварительной информации (документации), а также натурного исследования местности или контролируемого объекта, причем должны учитываться все обстоятельства, которые могли бы оказать влияние на состав взятой пробы или результат первичной оценки наличия и уровня загрязнения (воздействия). В зависимости от вида анализируемой среды данная процедура имеет некоторые особенности.

При поиске точек отбора проб воды из поверхностных природных источников особенно внимательно надо обследовать притоки реки и

17

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 и т.д. Так, при централизованном водоснабжении в населенном пункте пробы воды из водоема можно брать в точке водозабора по глубине и ширине реки.

Поиск и выбор места отбора, а также первичной оценки проб воздуха (как и в отношении других сред) проводят в предполагаемых зонах максимального загрязнения окружающей природной среды (например, в «факеле» выброса и в зонах его возможного прохождения) или непосредственно вблизи нахождения (скопления) людей и других биообъектов, для которых данный выброс может оказаться вредным или опасным.

В рабочей зоне пробы воздуха следует отбирать в местах постоянного или максимально длительного пребывания людей, при характерных производственных условиях с учетом особенностей технологического процесса (непрерывный, периодический), количества (уровня) и физико-химических свойств, а также класса опасности и биологического действия выделяющихся химических загрязняющих веществ (3В) или физических факторов воздействия, температуры и влажности окружающей среды.

Экоаналитический и санитарный контроль загрязнений воздушной среды в рабочей зоне осуществляют выборочно на отдельных рабочих местах, стадиях или операциях, если на обследуемом участке достаточно идентичное оборудование или одинаковые рабочие места, на которых выполняются одни и те же операции. При этом отбор проб следует проводить на рабочих местах, расположенных в центре и по периферии помещения. При выборе точек пробоотбора основное внимание следует уделять рабочим местам по основным (массовым) профессиям. Места для отбора пробы воздуха в рабочей зоне выбирают с учетом технологических операций, при которых возможно

18

наибольшее выделение в воздух рабочей зоны вредных веществ.

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 отражающей генезис (тип, подтип) свойств почв.

Данные параметры места пробоотбора выбирают индивидуально в зависимости от контурности почвенного покрова, рельефа местности, характера растительности и т.д.

Выбор места для отбора проб биоты является специфической задачей биомониторинга. Необходимо отметить принципиальную особенность данной процедуры – « индикационный» характер поиска места для такого пробоотбора. Он заключается в том, что наблюдение за показателями состояния растительности и животного мира и должно подсказать исследователю, где ему отбирать пробы биообъектов для последующего анализа на предмет их загрязненности.

Четвёртый вопрос. В операцию «поиска источника» или места пробоотбора часто также включается задача идентификации характера воздействия или загрязняющего вещества (установление его природы, расшифровка состава основных компонентов смеси). При отсутствии технической возможности или необходимости в идентификации она должна заменяться более простой задачей обнаружения, т.е. подтверждения факта наличия загрязняющего вещества в среде. В случае обнаружения вредного физического фактора целесообразно сразу проводить количественное измерение его уровня.

Эти задачи должны решаться максимально зкспрессно (т.е. за минимальный промежуток контрольного времени), сопоставимо по времени с пробоотбором. От быстроты первичной оценки при обнаружении источника загрязнения или воздействия вредного ФФ зависит не только длительность (а

19

значит, и экономичность) вышеуказанных процедур, но часто и безопасность персонала, их проводящего. Характер работы технического средства контроля в режиме обнаружения по возможности должен быть следящим (непрерывным или хотя бы периодический, но с минимальным временем паузы между повторяющимися циклами анализа).

Применяемые методы и технические средства должны быть способны обнаруживать максимально специфично. В случае идентификации требование о специфичности средства заменяется требованием, чтобы техническое средство было селективно, т.е. способно одновременно (или последовательно) различать в анализируемой среде несколько даже похожих по свойствам веществ (факторов).

Еще одной значимой характеристикой средства обнаружения является также его чувствительность, т.е. способность фиксировать минимально возможные концентрации 3В или уровни ФФ. Это свойство метода экоаналитического контроля наряду с экспрессностью и специфичностью входит в классическую «триаду» важнейших свойств средства контроля.

Если при проведении процедуры обнаружения сигнал о наличии 3В или ФФ отсутствует, необходимо как можно раньше (в целях безопасности и экономии времени) принять решение об осуществлении контроля в другом месте по тому же показателю (или перенастройке средства – замене индикаторного элемента на иное вещество или фактор).

В случае решения задачи идентификации, хотя ее время и имеет значение, но главной характеристикой технического средства в этом случае все же является его селективность (даже в ущерб чувствительности). Данная задача является сегодня одной из наиболее сложных и трудно решаемых «на месте». Обычно идентификацию проводят в стационарной лаборатории, оснащенной всем арсеналом современных технических средств.

При неавтоматизированном («ручном») режиме обнаружения обычно используются портативные («простейшие») средства экспрессного контроля (для воздуха – это индикаторные трубки, экспресс-тесты на основе

20