Организация мониторинга атмосферы

 

 

                                                СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение……………………………………………………………………………….………..2

1. Общие сведения о мониторинге……………………………………………….…………3

2. Методы мониторинга водных объектов……………………………………….………..5

2.1. Наземные наблюдения……………………………………………………………….....5

2.2. Биоиндикационные методы…………………………………………………….………6

2.3. Физико-химические методы…………………………………………….………………7

3. Организация мониторинга атмосферы………………………………………….……...8

3.1. Источники загрязнения атмосферного воздуха……………………………….…….8

3.2. Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха……………….…9

3.3. Методы и средства наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды…………………………………………………………………………………………...11

3.4. Современные методы контроля загрязнения воздушной среды…………….…14

Заключение

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  Введение

мониторинг окружающая среда атмосфера

Интенсивное воздействие человека на природу, негативные, часто необратимые последствия этого воздействия обусловливают необходимость глубокого и всестороннего анализа проблемы взаимодействия общества и природы. Такой анализ в настоящее время осуществляется в рамках природопользования. Главная задача природопользования как научного направления - поиск и разработка путей оптимизации взаимодействия общества с окружающей природной средой.

Рациональное природопользование предполагает управление природными процессами, т.е. запрограммированное воздействие на природные объекты с целью получения определенного хозяйственного эффекта.

Чтобы управление было достаточно эффективным, необходимо иметь данные о динамических свойствах этих объектов, их изменении в результате антропогенного воздействия, предвидеть последствия вмешательства человека в ход естественных процессов.

Управление природными процессами должно опираться на надежную и достоверную информацию о прошлых, настоящих и будущих состояниях природных и природно-антропогенных систем.

За последнее десятилетие накоплен большой материал по изменению природы. Однако он не содержит данных о динамике развития процессов. В связи с этим встал вопрос об организации специальных наблюдений за состоянием окружающей природной среды и ее антропогенными изменениями с целью их оценки, прогнозирования и своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях, т.е. о введении постоянной действующей службы наблюдения мониторинга.

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения о мониторинге

 

Для выявления изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима система наблюдений. Такую систему в настоящее время общепринято называть мониторингом. Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:

1) наблюдения за факторами, воздействующими на окружающую природную среду и за ее состоянием;

2)   оценку фактического состояния природной среды;

3)   прогноз развития состояния природной среды и оценку этого развития.

Таким образом, мониторинг - это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов защиты окружающей среды.

Чтобы обеспечить эффективную оценку и прогноз, мониторинг должен включать наблюдения за источниками загрязнения, загрязнением природной среды и следствиями от этого загрязнения.

Наиболее универсальным подходом к определению структуры системы мониторинга антропогенных изменений является его разделение на блоки:

1) "Наблюдения";

2) "Оценка фактического состояния";

3) "Прогноз состояния";

4)  "Оценка прогнозируемого состояния".

Блоки "Наблюдения" и "Прогноз состояния" тесно связаны между собой, так как прогноз состояния окружающей среды возможен лишь при наличии репрезентативной информации о фактическом состоянии (прямая связь). Построение прогноза, с одной стороны, подразумевает знание закономерностей изменений состояния природной среды, наличие схемы и возможностей численного расчета этого состояния, с другой - направленность прогноза в значительной степени должна определять структуру и состав наблюдательной сети (обратная связь).

На рисунке 1 показано место мониторинга в системе управления состоянием окружающей природной среды. На схеме условно совмещены энергетические и информационные потоки.

 

Рис. 1. Место мониторинга в системе управления состоянием природной среды

         Элемент биосферы с уровнем состояния Б, подвергаясь воздействию (А), меняет свое состояние (Б → Б').

С помощью системы мониторинга (М) получается "фотография" этого измененного, а по возможности и первоначального состояния, производится обобщение данных, анализ и оценка фактического и прогнозируемого состояния. Эта информация передается в блок управления (У) принятия решения. На основании этой информации в зависимости от уровня научно- технических разработок (Н) и экономических возможностей (Э), с учетом эколого-экономических оценок.

Наблюдения за состоянием окружающей природной среды должны включать наблюдения за источниками и факторами воздействия ,источниками загрязнений, излучений , за состоянием элементов биосферы , за изменением их структурных и функциональных показателей.

На рисунке также показана классификация мониторинга.

 

Рис. 2. Схема и классификация мониторинга

 

                     2. МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

 

                                     2.1. Наземные наблюдения

Мониторинг должен включать наблюдения за источниками и характером воздействия; состоянием окружающей природной среды экосистем и биосферы в целом. Подразумевается также получение данных о фоновом состоянии наблюдаемых объектов.

Для определения динамики изменений состояния среды измерения должны проводиться через определенные интервалы времени, а по важнейшим показателям - непрерывно. Для выделения антропогенных воздействий необходимо знать первоначальное состояние экосистем. Для этого необходима информация о фоновом состоянии водной среды (наблюдения на местах, удаленных от источников воздействия), как в целом, так и каждого региона и района. Наземные наблюдения по глобальному мониторингу за водными объектами проводятся в биосферных заповедниках. Сеть станций должна охватывать каждый из биномов на Земле. Общее количество станций оценено в 20 – 40 единиц. Наблюдения на станциях глобального фонового мониторинга носят комплексный характер. Диагностируется атмосфера (на высоте 2 м от подстилающей поверхности); атмосферные выпадения и снежный покров; водные объекты; почва и биологические объекты. Все работы проводятся по единой программе.

Мониторинг водных объектов включает наблюдения за поверхностными и подземными водами, донными отложениями и взвесями. Отслеживаются свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, бензапирен, хлорорганические соединения и биогенные элементы. Вода и взвеси наблюдаются в характерные гидрологические периоды (половодье, межень, паводки), а донные отложения – один раз в год.

При проведении работ широко используются методы химического и физико-химического анализа, позволяющие определить количественный и качественный состав загрязняющих веществ в природной среде.

Стандартными методами контроля за состоянием загрязнения вод на более низких уровнях являются также определение химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК).

Химическое потребление кислорода – величина, характеризующая общее содержание в загрязненной воде органических и неорганических восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. ХПК обычно выражают в единицах количества кислорода, расходуемого на окисление.

Биохимическое потребление кислорода – количество кислорода на единицу объема воды (1 л), необходимое на окисление всех органических веществ в аэробных условиях за определенное время (несколько суток). При анализе состава сточных вод чаще всего применяют «многокомпонентные» методы, позволяющие определять широкий спектр химических веществ. К ним относятся атомно - эмиссионный, рентгеновский и хроматографический методы.

Отдельным видом наземных наблюдений можно считать «наземную или полевую проверку», т. е. наблюдения поверхности Земли на специально выбранных тестовых участках в связи с дистанционными исследованиями.

Подобные наблюдения проводятся для проверки точности и калибровки приборов, используемых в дистанционных методах зондирования, и для проверки правильности интерпретации информации, полученной на основе показаний этих приборов. 
 
                                         2.2. Биоиндикационные методы

Видовой состав и численность обитателей водоема зависят от свойств воды. Главная идея биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями.

Биоиндикация – метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и биотических факторов на живые организмы при помощи биологических систем, обнаружения и определения антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Это исследование группы особей одного вида или биотических сообществ, по наличию, состоянию, и поведению которых судят об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей.

Простейшим диагностическим признаком служит общий физиономический облик, обусловленный преобладанием тех или иных жизненныхформ организмов. Характерным индикатором является видовой состав.

Возможны следующие уровни биоиндикации:

- биохимические и физиологические  реакции (изменение различных процессов и накопление определенных токсикантов в органах);

- аналитические, морфологические, биоритмические  и поведенческие реакции;

- флористические и фаунистические  изменения;

- популяционные, биогеоценотические  и экосистемные изменения.

Биоиндикаторами могут служить как отдельные процессы в клетке или организме (уменьшение содержания хлорофилла, накопление серы в листьях), так и морфологические изменения (изменения формы и размера листовой пластинки, снижение линейного и радиального прироста).

Существуют два основных метода биоиндикации: пассивный и активный. В первом случае исследуют видимые или незаметные повреждения и отклонения от нормы, являющиеся признаками неблагоприятного воздействия, во втором используют ответную реакцию наиболее чувствительных к данному фактору организмов ( биотестирование ) . Это может быть как один фактор (СО2) , так и многокомпонентная смесь (выхлопные газы).

В порядке возрастания толерантности к загрязнениям растительные организмы можно расположить так: грибы, лишайники, хвойные, травянистые растения, листопадные деревья.

 

                                        2.3.Физико-химические методы.

Для проведения физико-химического анализа воды необходимо правильно провести отбор проб. В зависимости от цели исследования проба воды для анализа может быть получена несколькими способами:

- путем однократного отбора  всего количества воды, нужного  для анализа;

- смещение проб, отработанных через  определенные промежутки времени  в одном месте исследуемого  водоема;

- смещение проб, отработанных одновременно  в разных местах исследуемого  водоема.

Отбор проб воды на проточных водоемах производится на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта), а на непроточных водоемах и водохранилищах – на 1км в обе стороны от пункта водопользования. Обычно пробы в створе отбираются в трех точках (у обоих берегов и в фарватере); при ограниченных технических возможностях или на небольших водоемах допускается отбор проб в одной – двух точках (в местах наиболее сильного течения). Чаще всего пробы отбираются в 5 – 10 м от берега на глубине 50 см. Объектом особого внимания должны стать загрязненные струи.

Если на реке имеется сброс сточных вод от промышленных предприятий, стоки животноводческих ферм и т. д., то отбор проб воды проводят ниже сброса на 500 м, что позволяет контролировать степень загрязнения воды в реке сточными водами (для сравнения следует взять пробу на 500 м выше сброса сточных вод). Если предполагается, что в результате сброса сточных вод в придонных слоях накапливаются оседающие вредные вещества, которые могут стать источником вторичного загрязнения воды, отбирают природные пробы на расстоянии 30 – 50 см от дна.

В водохранилищах, озерах, прудах, где течение воды резко замедленно, качество воды может быть неоднородным на различных участках (здесь возможно возникновение вторичных источников загрязнения), поэтому в этих водоемах обычно берут серию проб по глубине.