606_HHerbakov_JU._S._Praktikum_Monitoring_sredy_obitanija_

государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникации и информатики»

«СибГУТИ»

Мониторинг среды обитания

Практикум

Новосибирск 2015

1

УДК

Ю.С. Щербаков. Мониторинг среды обитания: Практикум/СибГУТИ.- Новосибирск, 2015 г.-с.74

Целью данного практикума является освоение вопросов мониторинга среды обитания. Данный практикум предназначен для студентов для направления 20.03.01 «Техносферная безопасность» квалификация (степень) бакалавра, профиль «Безопасность технологических процессов и производств

Кафедра безопасности жизнедеятельности и экологии

Рецензент:

Для студентов по направлению подготовки «Техносферная безопасность», профиль «Безопасность технологических процессов и производств».

Утверждено редакционно–издательским советом СибГУТИ в качестве методических указаний

©Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2015г.

2

Практическая работа № 5 Определение загрязнения атмосферного воздуха по

3

Введение

Основной целью Практикума является ознакомление студентов с наиболее распространенными аналитическими работами, которые проводятся как отдельные элементы экологического мониторинга. В Практикуме рассмотрены методы оценки загрязнения воды, атмосферного воздуха, воздушной среды помещений и почв.

Подробно описаны методы отбора репрезентативных проб для проведения анализа и способы их консервации.

Принята единая схема изложения материала: сначала рассматривается актуальность выбранной темы лабораторной работы, затем описание методики еѐ выполнения с подробным перечнем всех реактивов, оборудования и приборов, необходимых при выполнении эксперимента. В конце каждой темы Практикума даны контрольные вопросы и задачи для проверки усвоения материала.

В Практикум не вошли сложные инструментальные методы экологических исследований: хроматографический, атомно-адсорбционный, эмиссионный, инфракрасной спектроскопии, нейтронно-активационный и другие, которые являются предметом изучения в специальных курсах и требуют определенного времени на их освоение.

4

Практическая работа № 1 Изучение организации и системы мониторинга среды обитания

Цель работы: Изучить системы мониторинга и критерии оценки качества среды

Порядок выполнения.

1.Ознакомиться и законспектировать общие сведения о системы мониторинга

2.Изучить организацию системы мониторинга загрязнений окружающей среды.

3.Изучить цели и задачи общегосударственной службы.

4.Графически отобразить структуру национальной системы наблюдения за состоянием окружающей среды.

5.Определить критерии оценки качества среды.

6.Пользуясь электронной картой города (Дубль-ГИС) и справочными данными графически отобразить на ней систему мониторинга города и дать их краткую характеристику.

7.Сделать выводы и ответить на контрольные вопросы.

1. Общие сведения о системе мониторинга

Сеть системы мониторинга, т. е. службы наблюдения и контроля окружающей природной среды на территории страны выполняет исследования в соответствии с программой национального мониторинга. Они включают лаборатории, способные производить анализы показателей состояния объектов (например, гидрохимические и гидробиологические лаборатории), независимо от того, выполняются они вручную или методами, предусматривающими автоматизацию от автоматического отбора проб до автоматического определения показателей. Кроме того, они должны обеспечить работу ряда пунктов наблюдений в автономном режиме и за счет применения подвижных средств. В их обязанности входит сбор, анализ, первичная обработка и обобщение исходных данных самой станции и относящихся к ней пунктов наблюдения, представляющих собой часть сети наблюдений. Станции иногда называют региональными узлами или обсерваториями. Наконец, станция должна обеспечить передачу информации в центры экологического мониторинга.

Сеть фоновых станций национальной системы мониторинга является частью глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Определить глобальное состояние биосферы можно на основе международного сотрудничества; и эта часть ГСМОС относится к сфере международных проектов, координируемых комитетом ЮНЕП

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

5

Сеть мониторинга воздушного бассейна включает в себя 5 стационарных станций ГСН РФ, расположенных в различных частях города. Как показывают измерения, уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе весьма высокий - в 2015 г. индекс загрязнения атмосферы ИЗА5 составил 11,2, причем прослеживается тенденция к его дальнейшему увеличению. Высокий уровень загрязненности обуславливается повышенными концентрациями в воздухе токсичных веществ 1 и 2 классов опасности: бенз(а)пирена, формальдегида, оксидов азота

В РФ мониторинг загрязнения окружающей среды ведет Государственная сеть наблюдения за состоянием и загрязнением окружающей природной среды.

Наблюдательная сеть экологического мониторинга включает иерархию взаимосвязанных стационарных наблюдательных пикетов, региональных и базовых станций, маршрутов, трансект, полигонов.

Проведение мониторинга природной среды предполагается ориентировать на сеть постоянных мониторинговых станций, аналитический и вычислительный комплексы института

Экологический мониторинг проводится специальной наблюдательной сетью. Это система стационарных и подвижных пунктов наблюдений, в том числе постов, станций, лабораторий, центров, бюро, обсерваторий.

Значительная часть наблюдательной сети функционирует в рамках:

-Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды,

-Государственной службы по санитарно-эпидемиологическому надзору Министерства здравоохранения РФ,

-Министерства сельского хозяйства РФ,

-Государственной инспекции по торговле,

-Государственной службы наблюдения за состоянием окружающей природной среды Министерства природных ресурсов РФ,

-другие федеральные органы исполнительной власти и их территориальные органы.

Кроме того, субъектами РФ, органами местного самоуправления создаются соответствующие посты, станции и иные элементы наблюдательной сети для ведения регионального или локального мониторинга

Главная стратегия мониторинга загрязнения окружающей среды заключается в последовательности: наблюдать — изучать — описывать. Для реализации такого мониторинга необходима сеть станций, которая давала бы четырехмерный массив данных об интересующем веществе в атмосфере, почве и воде.

Городская система мониторинга атмосферного воздуха включает в себя сеть автоматических станций контроля загрязнения атмосферы и единый информационно-аналитический центр. Сеть автоматических станций контроля загрязнения атмосферы — это автоматизированная система, позволяющая в непрерывном режиме с частотой 1 раз в 4 секунды и автоматически усредняя за 20-минутный период, измерять содержание в воздухе основных загрязняющих

6

веществ: оксида углерода (СО), диоксида и оксида азота (N02 и N0), суммарных углеводородов (СхНу), диоксида серы (ЭОг), озона (Оз), аммиака (1МНз), ароматических и алифатических углеводородов. Кроме того, на автоматических станциях контроля загрязнения атмосферы проводятся измерения некоторых метеорологических параметров: скорости и направления ветра, давления, влажности и температуры.

В соответствии с законом РФ «Об охране окружающей природной среды» организационной структурой, обеспечивающей осуществление мониторинга является Государственная служба наблюдения за состоянием ОПС. Основной

служб, соответствующие организации в области управления водным, лесным и рыбным хозяйством.

Структурой, обеспечивающей получение качественной, достоверной и своевременной информации о состоянии природной среды является Государственная служба наблюдения за состоянием охраны природной среды - Федеральная Служба России по гидрометеорологии и мониторингу загрязнения

гидробиологическим (для водных объектов) показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки и прогноз состояния окружающей среды, определения эффективности мероприятий по еѐ защите;

-обеспечения органов государственного управления, хозяйственных организаций и населения систематической и экстренной информацией об изменениях уровней загрязнения (в том числе и радиоактивного) атмосферного воздуха, почв, водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий, прогнозами и предупреждениями о возможных изменениях уровней загрязненности;

-обеспечение заинтересованных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов, составления планов развития хозяйства с учетом состояния природной среды и других вопросов развития экономики.

Базовую основу деятельности Государственной службы наблюдения

обеспечение деятельности наблюдательной сети, аналитических лабораторий, а также сбор, обработка и ведение банков данных о загрязнении природной среды на территории России ведется пятью информационно - аналитическими центрами.

Подразделениями гидрометеослужбы ведутся наблюдения по следующим направлениям:

7

-За состоянием озонного слоя и околоземного пространства;

-За состоянием загрязнения воздуха в городах и промышленных центрах;

-За состоянием загрязнения почв;

-За состоянием загрязнения поверхностных вод и морей;

-За трансграничным переносом веществ, загрязняющих атмосферу; Комплексные наблюдения за состоянием загрязнения природной среды и

растительности;

-За химическим и радионуклидным составом и кислотностью атмосферных осадков и снежного покрова;

-За фоновым загрязнением природных сред;

-За радиационной обстановкой приземного слоя атмосферы и местности, включая водные объекты.

Наблюдения за загрязнением природных сред проводятся параллельно с

метеорологическими и гидрометеорологическими режимными наблюдениями. Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха проводятся более,

чем в 250 городах. По данным этих наблюдений, можно определить какие предприятия вносят наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферы города, а также составлен список 45 городов с очень высоким уровнем

Число пунктов контроля качества поверхностных вод составляет 1888 и расположены они на 1323 водных объектах. Подсистема мониторинга загрязнения почв состоит из 10 региональных лабораторий и системы экспедиционных обследований.

Кроме того, в состав Государственной службы надзора входят шесть наблюдательных станций в биосферных заповедниках для исследования фонового (т.е. наименее подверженного антропогенному влиянию) загрязнения среды.

Система параметров, характеризующих границу предельно допустимого воздействия.

1)Нормативы предельно допустимых уровней изменения среды: а) ПДК; б) ПДУ (уровни).

2)Нормативы ПДВ(воздействия). Предельно допустимые выбросы в водоѐмы, атмосферу, почву.

3)Нормативы ПДЭН(экологических нагрузок).

4)Нормативы извлечения полезных компонентов из свойств природы: полезных ископаемых,комплексное использование отходов, урожайность сельскохозяйственных культур.

5)Нормативы надѐжности преобразовательных мероприятий (инженерных сооружений) с точки зрения их воздействия на окружающую среду.

8

6)Параметры допустимости природопреобразования предприятий (осушение, застройка).

7)Показатель устойчивости природных комплексов и их компонентов.

8)Распространение вещества в окружающей среде.

Распространение загрязнений обусловлено естественными процессами и зависит от физико-химических свойств веществ; от физических процессов, связанных с их переносом, биологических процессов, принимающих участие в глобальных процессах круговорота веществ. Циклические процессы в отдельных природных системах. Рис 1.

Рис 1 – Предельно допустимая концентрация

На первый план выступают непреднамеренные экологические изменения не только по той причине, что многие из них очень значительны и важны, а также и потому, что они хуже контролируются и чреваты непредвиденными эффектами.

Оценка маршрута воздействия включает характеристику:

источников загрязнения, выбросов и сбросов химических веществ, мест их нахождения;

вероятного(ой) поведения (судьбы) химических соединений в окружающей среде (персистентность, деградация, распределение, транспорт, межсредовые переходы);

мест проживания и видов деятельности экспонируемых популяций. Составными частями полного маршрута воздействия являются четыре

основных элемента:

-источник и механизм поступления химического вещества в окружающую среду;

-воспринимающая (первично загрязняемая), транспортирующая и воздействующая среды;

-место потенциального контакта человека с загрязненной окружающей средой (точка воздействия/рецепторная точка);

9

- пути поступления при контакте человека с химическим веществом - пероральный, ингаляционный, кожная абсорбция при потреблении воды, продуктов питания, дыхании и через кожные покровы.

Водные ресурсы. Мониторинг водных ресурсов проводится в рамках государственного водного кадастра. Учет водных ресурсов (кроме подземных) и наблюдение за режимом велись на сети гидрометеорологических обсерваторий, станций и постов Росгидромета по единой в стране системе. Роскомвод обеспечивает на предприятиях, в организациях и учреждениях контроль правильности учета количества вод, забранных из водоисточников, и сброса в них использованных вод, осуществляя учет использования вод

При организации мониторинга возникает необходимость решения нескольких задач разного уровня:

- на первой ступени главное внимание уделяется наблюдению за состоянием окружающей среды с точки зрения ее влияния на здоровье населения. Эта ступень мониторинга опирается на систему наблюдательных постов и работу санитарно-гигиенических служб.

- на второй ступени основным объектом наблюдений и контроля выступают природно-территориальные комплексы; -основная задача третьей ступени - наблюдения за глобальными

параметрами окружающей среды с целью оценки последствий этих изменений для здоровья и деятельности людей.

Основу мониторинга составляет сеть станций наблюдения, включающая посты контроля, лаборатории физико-химического анализа, передвижные лаборатории контроля. Эти органы ежедневно составляют прогноз неблагоприятных метеоусловий, способных вызвать резкое повышение уровня загрязнения вод, воздуха, и соответствующую информацию доводят до предприятий - источников загрязнения

Основные пункты наблюдательной сети экологического мониторинга — стационарный наблюдательный пикет, маршрут, трансект, региональная станция, базовая станция, национальный центр, континентальный центр, глобальный центр

На существующей в настоящее время сети станций глобального и регионального мониторинга программа измерений включает в себя определение таких параметров, как кислотность, электропроводность, содержание катионов (№, К, М§, Са) и анионов (804, С1, N03, НС03). Для оценки степени кислотности осадков используется водородный показатель pH

Прежде всего, сложность организации мониторинга зависит от его уровня. Мониторинг окружающей среды может охватывать локальные территории (район, область) — локальный уровень, отдельные регионы (округа) — региональный уровень, а земной шар в целом - глобальный уровень. При этом с учетом уровня мониторинга должна быть создана достаточная сеть

10