Тема. Экологический мониторинг. Система экологической информации

 

Контроль качества компонентов биосферы, сменами в них, которые вызваны антропогенными причинами, осуществляются с помощью экологического мониторинга.

Государственный мониторинг окружающей природной среды – это система наблюдений, сбора, обработки, передачи, сохранения и анализа информации о состоянии окружающей природной среды, прогнозирования его изменений и разработка научного обоснования рекомендаций для вынесения управленческих решений. В зависимости от предназначения осуществляется общий (стандартный), оперативный (кризисный) и фоновый (научный) мониторинг окружающей природной среды.

Общий (стандартный) мониторинг окружающей природной среды – это оптимальные по количеству параметров наблюдения на пунктах, в объединениях в единую информационно-технологическую сеть, которые дают возможность на основе оценки и прогнозирования состояния окружающей среды, регулярно разрабатывать управленческие решения на всех уровнях.

Оперативный (кризисный) мониторинг окружающей природной среды – это наблюдение специальных показателей на целевой сети пунктов в реальном масштабе времени по отдельным объектам – источниками повышенного экологического кризиса в отдельных регионах, которые определены как зоны чрезвычайной экологической ситуации, а также в районах аварии с вредными экологическими последствиями с целью обеспечения оперативного реагирования на кризисные ситуации и создание безопасных условий для населения.

Фоновый (научный) мониторинг окружающей природной среды – это специальные высокоточные наблюдения за всеми составляющими окружающей среды, а также за характером, составом, кругооборотом и миграцией загрязняющих веществ, за реакцией организмов на загрязнение на уровне отдельных популяций, экосистем и биосферы в целом. Фоновый мониторинг осуществляется в природных и биосферных заповедниках, на других территориях, которые охраняются, на базовых станциях.

Экологический мониторинг осуществляется на четырех уровнях:

1) локальном – на территории отдельных объектов (предприятий), городов, на участках ландшафтов. Для эффективного контроля загрязнения атмосферы в городах с населением до 100 тыс. жителей, контрольных станций целесообразно иметь, по крайней мере, три; от 100 тыс. до 300 тыс. жителей – не меньше пяти, от 300 тыс. до 500 тыс. – семь, тогда как в населенном пункте с населением свыше 1 млн. человек – 11- 24 пунктов. Промышленные системы экологического мониторинга контролируют выбросы промышленных предприятий, уровень загрязнения промышленных площадок и прилегающих к ним районов;

2) региональном – в пределах административно-территориальных единиц, на территориях экономических и природных регионов. Большей частью он (мониторинг) получает данные о загрязнении атмосферы и водоемов от местных и промышленных контрольных станций;

3) национальном – на территории страны в целом мониторинг означает статистическую обработку и анализ данных о загрязнении окружающей среды от региональных систем с искусственных спутников Земли и космических орбитальных станций. Они функционируют вместе со Службой погоды Госкомгидромета Украины и осуществляют прогноз качества окружающей среды на больших территориях страны;

4) глобальные системы мониторинга окружающей среды используются для исследований и охраны природы и осуществляются на основе международных соглашений в этой сфере. Ряд стран имеет сеть надземных станций, на которых осуществляется непрерывный выбор и анализ проб на наличие в атмосфере загрязняющих веществ, СО₂, СО, пыли, свинца, радионуклидов.

Для сохранения фонового уровня качества среды, по сравнению с которыми определялся б и уровень влияния человека на атмосферу, создана сеть биосферных заповедников. Она охватывает все основные типы природных зон.

Государственный мониторинг окружающей природной среды Украины в пределах своих полномочий осуществляют несколько организаций.

Министерство охраны окружающей природной среды и ядерной безопасности ведет наблюдения:

1) за источниками промышленных выбросов в атмосферу и соблюдением норм предельно допустимых выбросов. Контролируется 65 ингредиентов. Основные – пыль, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, сероводород, аммиак, формальдегид, фтористый водород, хлористый водород, тяжелые металлы, кислоты, бензопирен;

2) за источниками выбросов сточных вод и соблюдением норм временно согласованных и предельно допустимых выбросов, сеть поверхностных вод насчитывает 1123 пункта (2216 створов). Контролируется 55 ингредиентов. Основные – аммиачный азот, нитратный азот, тяжелые металлы, нефтепродукты, фенолы, хлориды, сульфаты;

3) за состоянием грунтов сельскохозяйственных угодий с определением остаточного количества в них пестицидов и тяжелых металлов;

4) за сбросами и выбросами объектов, использующих радиоактивные опасные технологии;

5) за состоянием и складом свалок промышленных и бытовых отходов;

6) за состоянием сточных вод в Черное и Азовское моря.

Государственный комитет с гидрометеорологии (Госкомгидромет) ведет наблюдения:

1) за состоянием атмосферного воздуха, в том числе за трансграничным перенесением загрязняющих веществ. Постоянный ежесуточный контроль осуществляется в 49 городах Украины. Контролируется 37 вредных примесей. Основные: пыль, диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, тяжелые металлы, бензопирен. Стационарные посты наблюдений предназначены для обеспечения непрерывного отбора проб воздуха. Маршрутные посты наблюдения предназначены для отбора проб воздуха в фиксированной точке, которые проводятся с помощью передвижного оборудования. Подфакельные посты осуществляют отбор проб воздуха под выбросом с целью выявления зоны влияния источника;

2) за состоянием поверхностных вод суши. Сеть Госкомгидромета насчитывает 244 пункта (384 створа) на 162 водных объектах;

3) за подземными водами. Сеть насчитывает 103 скважины на специализированных (водно-балансовых, болотных, агрометеорологических) метеостанциях. Основные параметры – температура, уровень и химический состав;

4) за состоянием и режимом морских вод. Всего- 175 станций, 988 горизонтов;

5) за состоянием грунтов. На 9 пунктах постоянно ведется наблюдение за содержимым пестицидов. Каждый год организуются наблюдения на отдельных звеньях

Министерство охраны здоровья проводит выборочные наблюдения:

1) за уровнем загрязнения атмосферного воздуха в местах проживания населения. Сеть составляет 54 стационарных, 2010 подфакельных, 602 маршрутных пунктов. Контролируется до 100 вредных примесей. Основные – сернистый ангидрид, диоксид азота, оксид углерода, сероводород, сажа, свинец, формальдегид, взвешенные частицы;

2) за состоянием поверхностных вод суходола в местах использования их населением. Сеть насчитывает 1332 постоянных створов наблюдений. Основные показатели – запас, цвет, кислотность (рН), жесткость, минеральный состав, кислород, нефтепродукты, взвешенные частицы, хлориды, сульфаты, медь, аммиак, нитраты, хром, жир, масла, свинец, цинк, никель, патогенная микрофлора;

3) за состоянием морских вод в рекреационных зонах. Сеть – 155 постоянных створов;

4) за химическими и биологическими загрязнениями грунтов на территории населенных пунктов и за хозяйственно-бытовыми отходами. Сеть – 2543 пункта. Основные показатели – рН, хлориды, нитраты, азот, сульфаты, свинец, ртуть, бактериальные данные;

5) за интенсивностью физических факторов (шум, электромагнитные поля, радиация, вибрация и т.п.).

Министерство сельского хозяйства и продовольствия ведет радиологические, агрохимические, токсикологические наблюдения за грунтами и растениями. Радиологические наблюдения проводятся в 725 пунктах – на цезий, стронций; токсикологические осуществляются в 345 пунктах – на хлор, пестициды, фосфор, органические вещества и т.п.

Государственный комитет водного хозяйства проводит радиологические и гидрохимические наблюдения за водами. Сеть имеет 223 пункта, основные показатели – радионуклиды, (стронций, цезий), нефтепродукты, тяжелые металлы, фенолы, пестициды.

Государственный комитет геологии и использования недр ведет наблюдения за подземными водами – 7248 скважин и источников. Основные показатели – пестициды, нитраты, тяжелые металлы, радионуклиды.

Министерство лесного хозяйства контролирует концентрацию радионуклидов, токсичных веществ в грунте и в разных ярусах лесных насаждений.

Государственный комитет жилищно-коммунального хозяйства ведет наблюдения за качеством питьевой воды в централизованных системах водоснабжения городов и селений городского типа и за состоянием сточных вод городской канализационной сети.

Национальный комитет авиации Украины осуществляет авиационно-космические наблюдения за состоянием озонового шара в атмосфере, загрязняемостью атмосферы, грунтов и поверхностных вод, снеговым покровом, радиационным состоянием.

Итак, в Украине существует несколько независимых сетей наблюдения. Они работают по разным методам, что усложняет возможность сравнивать данные отдельных служб, сеть мониторинга не охватывает все населенные пункты и поверхностные воды Украины, недостаточно контролируются грунты и сельскохозяйственная продукция.

На практике контроль за загрязнением отдельных компонентов биосферы использует ряд нормативных показателей. Распространенным среди них является предельно допустимая концентрация (ПДК) – такая масса вредных веществ на единицу объема (в мг на 1 м³ воздуха, 1 л жидкости или 1 кг твердого вещества) отдельных компонентов биосферы, периодический или постоянный, круглосуточное влияние которого на организм человека, животных и растений не вызывает отклонений в нормальном их функционировании в течение всей жизни нынешнего и будущего поколений.

Тысячи новых химических веществ, которые поступают в среду проживания людей, превышают 4 млн. наименований. Из них более 40 тыс. имеют вредные для человека свойства. Нормативы ПДК, которые утверждаются Министерством охраны здоровья, установлены для 600 веществ в воздушной среде, 200 – в водной и 100 – в грунте.

Все вредные вещества по степени действия на человека делятся на четыре класса:

І – чрезвычайно опасные (никель, ртуть);

ІІ – высоко опасные (сероводород, диоксид азота);

ІІІ – умеренно опасные (сажа, цемент);

ІV – малоопасные (бензин, фенол).

Чем вещество вреднее, тем сложнее осуществить защиту атмосферного воздуха и тем ниже его ПДК. Для каждого вещества устанавливаются два норматива: максимальный разовый и среднесуточный.

Максимальная разовая ПДК устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека через раздражение органов дыхания под кратковременным влиянием (до 20 мин.) атмосферного загрязнения. Поскольку концентрация загрязнения в атмосферном воздухе не является постоянной во времени и меняется в зависимости от метеорологических условий, рельефа местности, характера выбросов, разовые пробы воздуха следует отбирать несколько раз в сутки в течение 20 – 30 мин. Наибольшее значение загрязняющих веществ в воздухе, полученных благодаря анализу многократно отобранных проб, называют максимальной разовой концентрацией.

Среднесуточная ПДК устанавливается для предупреждения негативного влияния на человеческий организм в течение круглосуточного использования воздуха. Среднесуточная концентрация определяется как среднеарифметическое значение разовых концентраций в пробах атмосферного воздуха в течение 24 часов непрерывно или с равными интервалами между отборами.

Используется два типа ПДК: в воздухе рабочей зоны (ПДК р.з.) и населенного пункта (ПДК н.п.). ПДК р.з. – это концентрация, которая за ежедневным 8-часовым пребыванием (кроме выходных дней) на работе (не больше как 41 час на неделю) в течение всего рабочего времени не может привести к заболеванию или отклонению в состоянии здоровья людей для нынешнего и будущего поколений. ПДК с.п. учитывает пребывание людей круглосуточно. Все концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны сравниваются с максимальными разовыми (на протяжении 30 минут), а в воздухе населенного пункта – со среднесуточными за 24 часа.

Разные токсические вещества могут совершать подобное не благоприятное влияние на организм. В таких случаях происходит эффект суммирования, или синергизма. Его имеют фенол и ацетон; валериановая и капроновая кислоты; озон, диоксид азота и формальдегид и др.

Например, фоновая концентрация ацетона и фенола, соответственно, 0,345 и 0,009 мг/м³, тогда как ПДК ацетона 0,35, а ПДК фенола – 0,01 мг/м³, т. е. два вещества имеющие концентрации меньшие, чем установленные для них ПДК, однако этим веществам присущ эффект суммирования, поэтому их суммарная концентрация (0,345 + 0,009 = 0,354) выше, чем любая из ПДК, установленная для каждого вещества отдельно. А это означает, что загрязнение воздуха превышает допустимые нормы.

Регламентирование выбросов вредных веществ в атмосферу через те или иные источники осуществляется на основе таких экологических нормативов, как предельно допустимые выбросы (ПДВ) – норматив, который предусматривает, что концентрация загрязняющих веществ, в приземном слое атмосферы, от источника не превышает нормативную концентрацию этих веществ. Единица измерения ПДВ – грамм на секунду (1 г/с) – устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от этого источника и от совокупности других источников с учетом рассеивания их в атмосфере не создают приземной концентрации вредных веществ, которая превысит ПДК.

Контроль качества водных ресурсов осуществляется на основе сопоставления фоновой концентрации с предельно допустимой концентрацией. Предельно допустимая концентрация примесей в воде водного объекта – это такой нормативный показатель, который вызывает нарушения нормативных условий хозяйственно-питьевого, бытового и других видов водопользования.

Как и для атмосферного воздуха, установлено отдельное нормирование качества воды, хотя принцип другой и связан с категорией водопользования:

1 - хозяйственного питьевого водоснабжения населения и предприятий пищевой промышленности;

2 - культурно-бытового назначения (для купания, спорта, отдыха населения);

3 - рыбохозяйственного назначения – для сохранения и воспроизведения ценных видов рыб, которые имеют высокую чувствительность к кислороду;

4 - рыбохозяйственного назначения для других видов рыб.

Для каждой из этих категорий установлен норматив качества воды в местах водопользования.

Для контроля за качеством грунтов используют допустимое остаточное количество пестицидов, нитратов, фосфатов, а также наличие тяжелых металлов вблизи больших городов – в грунте, пищевых и кормовых продуктах, выражая эти величины в граммах или миллиграммах на 1 кг массы грунта или продукции.

Статистическая отчетность об охране компонентов биосферы фиксирует данные имеющегося мониторинга.

Отчет об охране атмосферного воздуха от загрязнения – Ф2тп-пов – возлагают на все производственные объединения, предприятия, организации и учреждения, которые имеют стационарные источники выбросов вредных токсичных веществ. Он состоит из пяти разделов. Первый – «Выбросы вредных веществ в атмосферу, их очищение и утилизация», второй – «Меры, направленные на уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу”, третий раздел содержит характеристику источников выброса вредных веществ: наименование источника выброса, высоту источника выброса, диаметр, длину и ширину трубы, суммарный объем источника выброса, среднюю температуру смеси, которая выбрасывается, максимальное и суммарное за год количество выбросов. Четвертый раздел состоит из показателей работы газоочистных устройств: фактический коэффициент обеспечения газоочистки, фактическое количество веществ, которое поступает на очищение; количество вредных веществ по проекту, которое будет выбрасываться после очищения. Пятый раздел показывает изменения количества выброшенных веществ по сравнению с предыдущим годом.

Отчет об использовании воды – Ф2тп-водхоз состоит из трех разделов. Первый раздел содержит учет объемов воды, которую взято из природных источников, получено от других предприятий и использовано водопользователем; наименование источника водоснабжения, общее количество сточных вод, которые поступили в систему канализации или водообеспечения для очистки либо использования вод предприятий; расстояние от устья водотока к месту водозабора; объем взятой воды за целый год и по месяцам, объем использованной воды, в том числе на производственные нужды. Во втором разделе отмечаются объемы сточных вод и количество загрязняющих веществ, которые выбрасываются непосредственно в поверхностные водные объекты и подземные горизонты или тех, которые поступают к ним с полей фильтрации и орошения, с накопителей или яров, балок, болот, куда сточные воды были сброшены водопользователем. В третьем разделе фиксируются годовые затраты воды, количество фильтров-накопителей, которые подлежат ликвидации, мощность очистных сооружений, общее количество сточных вод на полях фильтрации, в накопителе, испарителе и т.д.

Отчет о затратах на охрану природы – Ф4ос содержит два раздела. Первый раздел фиксирует текущие затраты на охрану природы, в том числе на охрану и рациональное использование водных ресурсов, на охрану воздушного бассейна, охрану земли от загрязнения отходами производства и потребления, на рекультивацию земель. Второй раздел содержит затраты на капитальный ремонт основных производственных фондов по охране окружающей среды, в том числе на сооружение устройства для улавливания и уничтожения вредных веществ; сооружение оборудования для очищения сточных вод; капиталовложение на охрану и рациональное использование природных ресурсов. Этот отчет дополняет «Отчет о ходе строительства водоохранных объектов и остановки сброса загрязненных сточных вод» - Ф3ос.

В сельскохозяйственном производстве готовится отчет о распределении земель по угодьям и землепользователям – Ф22, где содержатся данные о мелиорированных и рекультивированных землях.

В лесном хозяйстве составляется отчет о лесозащите – Ф12 л.-г., где фиксируется гибель лесных массивов от промышленных выбросов.