В организации
локального мониторинга участвуют
местные органы Росгидромета, СЭН,
муниципальные комитеты по охране
окружающей среды, а также лаборатории
предприятий и организаций, работающих
или строящихся в данном населенном
пункте.
При организации
локального мониторинга должны
определяться приоритетные загрязнители,
за которыми уже ведутся наблюдения
по программам других уровней
мониторинга, а также загрязнители,
выявляемые при организации мониторинга
имеющихся источников загрязнения
или на основе изучения технологических
регламентов проектируемых и
строящихся производств.
К локальному
мониторингу можно отнести мониторинг
среднего города (до 500 тыс. чел.),
района расположения промышленного
предприятия ТЭС, АЭС, нефте -,
газопромысла, разработки полезных ископаемых,
полигона твердых бытовых отходов, а также
некоторых территорий специфических географических
объектов: искусственное водохранилище,
озеро, дельта крупной реки, лиман, морской
залив и др.
Сетка точек
отбора проб для локального
мониторинга, его периодичность,
сроки выдачи информации органам
местного самоуправления определяются
на основе общих требований
и специфики местных условий.
При возникновении экстремальной
ситуации частота отбора проб
и выдачи информации должна
быть резко увеличена вплоть
до ликвидации последствий такой
ситуации.
По результатам
локального мониторинга уполномоченные
компетентные органы могут приостановить
деятельность предприятий, приводящих
к сверхнормативному загрязнению
окружающей среды, до ликвидации
экстремальной ситуации и ее последствий
или усовершенствования технологического
процесса, устраняющего возможность таких
загрязнений. В особых случаях правомерна
постановка вопроса о полном закрытии
предприятия, его переносе в другую местность
или перепрофилировании.
Результаты
фонового мониторинга на локальном
уровне на стадии проектирования
и строительства могут привести
к необходимости улучшения проекта,
изменению места строительства
и даже к его запрету по
экологическим соображениям.
Следующий
за локальным является мониторинг источников
загрязнения (МИЗ), представляющий собой
постоянное или эпизодическое наблюдение
за конкретным объектом – источником
реального или потенциального загрязнения
и фиксирование количественных параметров
в зоне первичного контакта среды с источником.
Фактически МИЗ вплотную смыкается с производственным
контролем технологических или других
антропогенных процессов. МИЗ может являться
составной частью подсистемы локального
мониторинга окружающей среды, а может
включать в себя только элементы производственного
контроля, практически полностью замкнутого
на технологию, ее процессы и аппараты.
Организация
экологического мониторинга на
таких объектах осуществляется
с целью получения систематической
и оперативной информации о
состоянии окружающей среды, прежде
всего для обеспечения технологической
и экологической безопасности
самих контролируемых объектов,
главным образом, для обеспечения
безопасности и комфортности
условий труда работающего на
них персонала. По данным МИЗ
можно оценивать не только
параметры окружающей среды, но
и косвенно судить по их
характеристикам о работоспособности
и характере режима функционирования
технологического оборудования
на объекте, являющемся главным
источником опасности, как для
работающего персонала, так и
для проживающего вокруг объекта
населения.
В качестве
примера организации МИЗ рассматривается
проведение экомониторинга полигона
твердых бытовых отходов (ТБО). При организации
экологического мониторинга на полигоне
ТБО используются Рекомендации по обоснованию
типовых схем организации и ведения экологического
мониторинга полигонов твердых бытовых
и промышленных отходов. М.: 1994.
При проведении
контроля за полигонами ТБО необходимы
наблюдения за элементами водного баланса,
атмосферы, почвой, грунтами, растительностью
и проведение радиометрического контроля.
Элементами водного баланса являются:
- стоки поверхностных
вод;
- осадки;
- приток поверхностных
вод;
- приток грунтовых
вод;
- влагоемкость
отходов;
- образование
фильтрата;
- взаимодействие
фильтрата со сточными водами;
Экологический
мониторинг целесообразно проводить
в два этапа:
1 этап –
период эксплуатации полигона;
2 этап –
послерекультивационный, продолжительностью
5 лет.
Характер
и количество наблюдаемых пунктов
на полигоне в зависимости
от этапа различны. По полной
программе за всеми компонентами
окружающей среды ведутся наблюдения
в течение 1 этапа, по результатам
которого оценивается влияние
полигона на окружающую среду.
Но на втором этапе ряд наблюдений
отпадает в связи с проведением
рекультивационных работ.
Наблюдения
за подземными водами ведутся
по сети режимных скважин на
различные водонасосные горизонты.
Скважины располагаются по контуру полигона
в направлении оттока грунтовых вод. Количество
скважин должно быть не менее двух. Режимные
гидрогеологические и гидрохимические
наблюдения включают в себя ежеквартальные
замеры. Наблюдения за поверхностными
водами ведутся по сети режимных пунктов,
расположенных на ближайших водотоках.
Для наблюдения
за содержанием тяжелых металлов
в почво-грунтах и растительности в
зоне влияния полигона закладываются
геохимические профили и режимные геохимические
площадки. Рекомендуется закладка одной
площадки (50´50 м) на площади 2-4 га. На каждом
профиле и на каждой площадке один раз
в год отбирают на содержание тяжелых
металлов по 5 проб почво-грунтов и одну
пробу растительности.
Радиометрическую
съемку поверхности тела полигона
рекомендуется производить 1 раз
в год в период эксплуатации.
Работы ведутся в масштабе 1:2000
(75%) и 1:1000 (25%) по профилям на
расстоянии 25 м друг от друга
перемещением гильзы радиомера СРП-68-01
в полосе шириной 1 м у поверхности земли.
Аномальные участки прослушиваются по
сетке 10´10 м. Изучение зоны загрязнения
радионуклидами почво-грунтов и наземной
растительности в зоне влияния полигона
проводится по 1-3 профилям до 1 км в масштабе
1:5000. На каждом профиле 1 раз в год на содержание
радионуклидов отбирается по 5 проб почво-грунтов
и по 4 пробы наземной растительности.
Пробы донных
отложений и водных растений
из поверхностных водотоков и
водоемов отбираются 1 раз в год
в тех же пунктах, что и
пробы поверхностной воды.
Для оценки
степени загрязнения атмосферы
необходимо проводить площадное
газо-химическое обследование. В
процессе обследования пробы
отбираются на уровне дыхательных
путей человека (1,3 – 1,5 м) и
из шпуров в теле полигона (с
глубины 15 – 20 см) отбор проб производится
по сетке с шагом 200 м со сгущением до 50
м на аномальных участках. Необходимо
производить отбор проб воздуха на границе
полигона и в санитарно-защитной зоне
(в соответствии с розой ветров с удалением
на 100, 200, 300 и 400 м от границы полигона).
Отборы проб проводятся в теплый период
года, один раз в квартал в сухую погоду.
Аналитический
контроль при проведении мониторинга
Аналитический
контроль качества окружающей природной
среды состоит из следующих основных
стадий:
Выбор места
отбора пробы;
Отбор пробы;
Обработка
и подготовка пробы;
Определение
концентрации загрязнителя в
отобранной пробе;
Математическая
обработка данных;
Интеграция
и сравнение полученных данных.
Только
правильная организация и проведение
всех стадий обеспечивают достоверность
полученной информации.
При выборе
места отбора пробы следует
учитывать геологические и географические
особенности изучаемого района,
возможный характер распределения
загрязнителя, метеорологические и
гидрологические условия и другие
объективные параметры, влияющие
на содержание загрязнителя в
той или иной точке пространства.
Иногда целесообразно «накрывать»
изучаемый район сеткой с определенным
масштабом шага и отбирать
пробы во всех узловых точках.
В других случаях пробы берут
в характерных местах с разной
предполагаемой степенью загрязненности.
Наиболее трудной проблемой является
выбор оптимальных точек отбора
проб почвы и биоты, так как состав
последних может значительно меняться
даже на малых расстояниях между точками
отбора.
При отборе
проб необходимо получение статически
усредненного образца, что всегда
легко достигается при отборе
жидкой пробы, поскольку она
практически всегда хорошо гомогенизирована
и концентрация загрязнителя
в ней достаточно однородна.
Статистически усредненный образец
твердой пробы (почвы, биоты) получается
при отборе одной большой пробы или ряда
проб из разных мест с последующим механическим
усреднением их в шаровой мельнице или
растворением в кислотах.
Статистически
усредненный образец воздуха
получается прокачиванием больших
объемов воздуха через специальные фильтры
или жидкие поглотители, а затем абсорбированный
загрязнитель вымывается специальными
растворами.
Обработка
пробы проводится сразу после
ее отбора, если предполагается
хранение или транспортировка.
В этом случае необходимо учитывать
потери загрязнителя за счет
адсорбции на стенках сосуда,
оседания коллоидных частиц, химических
реакций и т.д. Наиболее подходящими
сосудами для сбора проб являются
емкости из полиэтилена низкой
плотности и фторопласта. Жидкая
проба наливается «под пробку»,
т.е. в сосуде не должно оставаться
газовой фазы. Твердые пробы также
необходимо изолировать от контактов
с воздухом.
Другие
виды обработки проб связаны
с концентрированием и разделением
загрязнителей (например, экстракцией
или хроматографией), что обычно
делается в специально оборудованной
лаборатории.
Аналитическое
определение концентрации загрязнителя
включает в себя выбор метода
анализа, подготовку пробы согласно
соответствующей методики, калибровку
применяемых приборов, проведение холостых
опытов, само измерение и т.п. При проведении
мониторинга необходимо пользоваться
стандартными или общепринятыми межведомственными
или ведомственными методами анализа.
Стандартизация
методов анализа в России проводится
органами Госстандарта. Для обеспечения
достоверности принятых методов
и возможности сравнения результатов,
полученных в различных аналитических
лабораториях, проводится внутриведомственная,
межведомственная и международная
тарификация аналитических методик.
При выборе
метода анализа следует учитывать
точность, чувствительность, предел
обнаружения, селективность, производительность
и другие показатели существующих
методов.
Ниже будет
представлен краткий обзор физико-химических
методов анализа загрязнителей.
Математическая
обработка полученных данных
анализа проводится следующим
образом. Сначала находят среднее
арифметическое по формуле:
где Xi -
отдельные измерения искомой концентрации
загрязнителя (параллельные определения);
n – число
измерений.
Затем вычисляют
абсолютную случайную погрешность
i-го измерения
и среднюю
квадратичную погрешность отдельного
измерения
Если для
какого-либо i-го измерения ∆Xi ›3σ,
то это измерение отбрасывается, как содержащее
грубую ошибку, и все величины по вышеприведенным
уравнениям пересчитываются заново. Ошибки
измерений могут быть:
- систематическими,
зависящими от применяемого метода, неполноты
протекания химических реакций, погрешности
прибора, техники исполнения;
- случайными,
зависящими от случайных (залповых) загрязнений,
скачков напряжения в электрической сети,
изменений температуры в помещении лаборатории
и других случайных изменений режима определения;
- грубыми,
причиной которых являются ошибки оператора,
поломка аппаратуры и т.д.
Систематические
ошибки можно предвидеть и
свести к минимуму, случайные
учитываются при математической
обработке результатов анализа,
а грубые выявляются на основе
уравнения .
Наиболее
творческой является последняя
стадия аналитического контроля
– интерпретация и сравнение
полученных данных, которая проводится
путем анализа всех полученных
результатов и их сравнения
с теоретическими, литературными,
своими более ранними экспериментальными
и другими данными.
При обсуждении
пригодности применения различных
аналитических методов для определения
концентрации загрязнителей в
первую очередь обращается внимание
на чувствительность и предел
обнаружения этих методов.
Чувствительность
(Н) метода рассчитывают по
данным калибровки измерительного
прибора (рН – метра, фотоколориметра,
спектрофотомера и др.). При калибровке
используются растворы с известным содержанием
загрязнителя, экспериментально строят
зависимость какого-либо физического
параметра (оптической плотности, силы
тока и др.) от известной концентрации
загрязнителя в пробе. На графике концентрация
откладывается по оси абсцисс (х), а физический
параметр - по оси ординат (у).
Тогда
, где
D – оптическая
плотность;
С – концентрация.
Предел
обнаружения метода (наименьшая
концентрация Сm) можно рассчитать следующим
образом:
где - средняя
квадратичная погрешность отдельного
измерения фона.
Если предел
обнаружения загрязнителя выше, чем
его ожидаемая концентрация в
измеряемом объекте окружающей среды,
необходимо провести концентрирование
загрязнителя, что часто необходимо
осуществлять при проведении фонового
мониторинга.