Мониторинг среды обитания

    При анализе состава сточных вод все чаще применяют "многокомпонентные" методы анализа, которые позволяют определить широкий спектр химических веществ. К ним относятся атомно-эмиссионный, рентгеновский и хроматографический методы. Для этого выпускают С-, Н-, N-анализаторы и другие приборы-автоматы.

    Методы  контроля за состоянием загрязнения  атмосферы. Для анализа примесей, содержащихся в атмосфере, применяют приборы, называемые газоанализаторами. Газоанализаторы позволяют получить непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявлять максимальные концентрации примесей, которые могут быть не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по нескольку раз в сутки.

    Региональные  инструментальные методы анализа основаны на автоматизированной системе контроля за загрязнением воздуха в промышленном регионе или на нескольких предприятиях. Такая автоматизированная система контроля позволяет получить по каналам связи (телефонным линиям) непрерывную информацию о концентрации примесей. Информация поступает от автоматических газоанализаторов, установленных в различных местах региона или вокруг крупных промышленных объектов. Полученная информация в центре сбора выводится на индикационное табло, а затем обрабатывается по специальной программе. Если в отдельных пунктах отмечается повышение концентраций примесей, то по данным о метеорологических параметрах можно судить, чем это вызвано, и от какого источника поступают примеси, затем передать указания о необходимости сокращения выбросов данному источнику.

    В настоящее время во всем мире повышенное внимание уделяется использованию и разработке лазеров для дистанционного анализа загрязнений атмосферы. Приборы, представляющие собой сочетание лазера и локатора, называются лидарами. С их помощью изучают пространственное распределение примесей в воздухе.

    Данные, полученные всеми перечисленными системами и методами мониторинга, используются для моделирования процессов в окружающей среде, составления научных прогнозов. На основе прогнозов вырабатываются практические рекомендации по совершенствованию охраны природы.

    Методы  химического и физико-химического  анализа позволяют определить качественный и количественный состав загрязняющих веществ в окружающей среде (в  воздухе, почве, воде). Оценка устойчивости природных экосистем к различным видам загрязнений проводится методом биоиндикации. Биоиндикация – это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Позволяет выявить экологические нарушения еще при таких уровнях загрязнения, которые не представляют опасности для населения, проживающего на окружающей территории.

    Все экологическое нормирование и стандартизация опирается на нормы:

     ПДК – предельно-допустимые концентрации;

     ПДД – предельно-допустимые дозы;

     ПДУ – предельно-допустимые уровни вредных  агентов.

    ПДК – наибольшая концентрация вещества в среде и источниках биологического потребления (воздухе, воде, почве, пище), которая при более или менее длительном действии на организм – контакте, вдыхании, приеме внутрь – не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отсроченных эффектов (не сказывается на потомстве и т.д.) Поскольку эффект вредного воздействия зависит от многих факторов – длительности действия, особенностей обстановки, чувствительности реципиентов, и др., различают ПДК:

                ПДКсс – среднесуточные ПДК;

                ПДКмр – максимально-разовые  ПДК,

                ПДКрз – рабочей  зоны

    Концентрации  веществ (С_i) регламентируют исходя из предельно допустимых значений концентрации этих веществ в жизненном пространстве (ПДК_i) соотношением: С_i £ ПДК_i

    Если в среде присутствуют загрязнители однонаправленного действия, при расчете суммарного ПДК должно соблюдаться условие: С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ + С₃/ПДК₃ …≤1, где С₁, С₂, С₃…– концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации, ПДК₁ и т.д. – соответствующие им ПДК.

    Экологические нормативы, присутствующие в законодательстве:

    ПДВ – предельно-допустимые выбросы (в  атмосферу);

    ПДС – предельно-допустимые сбросы (в  водоем).

    Предельно допустимый выброс (ПДВ) – количество загрязняющего вещества в единицу времени, превышение которого ведет к неблагоприятным последствиям в окружающей природной среде или опасно для здоровья человека.

    ПДВ и ПДС рассчитывают на основании  величин ПДК для каждого конкретного предприятия данной территории. ПДВ и ПДС – это нормативы, которые непосредственно регулируют, регламентируют интенсивность и качество технологических процессов – источников загрязнений. Если предприятия превышают ПДВ (ПДС) – следуют экономические и административные санкции (соблюдение ПДВ и ПДС подкреплено законодательно).

   Методы  контроля в почвенном  мониторинге. Почвенный покров накапливает информацию о происходящих процессах и изменениях, т. е. почва является своеобразным индикатором не только сиюминутного состояния среды, но и отражает прошлые процессы. Поэтому почвенный (агроэкологuческuй) мониторинг имеет более общий характер и открывает большие возможности для решения прогностических задач. Основными показателями, которые оцениваются в процессе агроэкологического мониторинга, являются кислотность, потеря гумуса, засоление, загрязнение нефтепродуктами.

    Методы  контроля за состоянием загрязнения  вод. Основными методами контроля за состоянием загрязнения вод являются определение химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК).

  Методы  контроля за состоянием загрязнения атмосферы. Для анализа примесей, содержащихся в атмосфере, применяют приборы, называемые газоанализаторами. Газоанализаторы позволяют получить непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявлять максимальные концентрации примесей, которые могут быть не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по нескольку раз в сутки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. МЕТОДЫ  КОНТРОЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

    К энергетическим загрязнениям относят: вибрационное и акустическое воздействие; электромагнитные поля и излучения; воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

    Опасными  источниками вибрации являются технологическое  оборудование ударного действия, рельсовый  транспорт, строительные машины, тяжелый  автотранспорт.

    Шум создается транспортными средствами, промышленным оборудованием и механизмами.

    Источниками электромагнитных полей радиочастот  являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цеха.

    Источниками теплового загрязнения среды обитания являются тепловые и атомные электростанции.

    Источниками ионизирующего облучения человека в окружающей среде являются космические облучения, облучение от природных источников, медицинское обследование, ТЭС и АЭС, радиоактивные осадки и т.п.

    В соответствии с Законом РФ "Об охране окружающей природной среды" к группе нормативов контролирующих энергетические загрязнения можно отнести нормативы предельно допустимых уровней (ПДУ) воздействия радиации, шума, вибрации, магнитных полей. Критериями безопасности техносферы при загрязнении являются предельно допустимые интенсивности потоков энергии (ПДУ) и предельно допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ).

    Для потоков энергии их текущие значения устанавливаются соотношениями:

          n

    I_i £ ПДУ или åI_i £ ПДУ,

    где  I_i – интенсивность i-го потока энергии;

                ПДУ - предельно допустимый уровень интенсивности потоков  энергии;

                n - количество источников излучения энергии.

    Контроль  учета требований безопасности производиться  на всех этапах с помощью экспертизы. Применительно к оборудованию и технологическим процессам производятся расчетная оценка ожидаемого уровня негативных факторов и сопоставление полученных величин с предельно допустимыми значениями. Государственная экспертиза осуществляется экспертными подразделениями органов государственного управления в области природопользования и охраны окружающей среды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И  ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ  СИТУАЦИИ.

    Экологическая ситуация имеет признаки разрушения природной среды:

• глобальное потепление климата, парниковый эффект;
• общее ослабление озонового слоя Земли; появление озоновых дыр;
• загрязнение атмосферы, образование кислотных дождей, фотохимические реакции с образованием озона, перекисных соединений из C_nH_m;
• загрязнение мирового океана, захоронение в нем высокотоксичных и радиоактивных отходов (дампинг), загрязнение нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, ПАВ, тяжелыми металлами, тепловое загрязнение;
• загрязнение и истощение поверхностных вод, нарушение баланса между поверхностными и грунтовыми водами;
• загрязнение поверхности земли всем комплексом загрязнителей: ТБО, тяжелыми и радиоактивными элементами, изменение геохимии земли и грунтовых вод;
• сокращение лесных площадей в результате пожаров, промышленных рубок, кислотных дождей, незаконных порубок, вредных насекомых и болезней, поражений промышленными выбросами;
• деградация почв, опустынивание в результате сведения лесов, нерационального землепользования, засухи, перевыпаса скота, нерационального орошения (заболачивание, засоление);
• освобождение существующих и возникновение новых экологических ниш, заполнение их нежелательными живыми организмами;
• нарушение экологического баланса в глобальных и региональном масштабах, общее перенаселение планеты и высокая плотность населения в различных регионах, ухудшение качества среды жизни в городах.

     Кислотные дожди — это атмосферные осадки, рН которых ниже чем 5,5. Закисление осадков  происходит вследствие попадания в  атмосферу оксидов серы и азота. Кислотные осадки (их рН иногда достигает 2,5) губительно действуют на биоту, технические сооружения, произведения искусств. Кислотные осадки вызывают деградацию лесов. При понижении рН резко усиливается эрозия почвы и увеличивается подвижность токсических металлов.

     Парниковый  эффект обусловлен нагревом внутренних слоев атмосферы за счет поглощения «парниковыми газами» (прежде всего СО₂) основной инфракрасной части излучения поверхности Земли, нагреваемой Солнцем. Этот эффект может привести к существенному изменению климата, которое чревато непредсказуемыми последствиями, например, к повышению уровня Мирового океана и затоплению низменных участков суши из-за таяния арктических и антарктических льдов. Основными источниками увеличения углекислого газа являются топки тепловых электростанций, автомобильные двигатели, лесные пожары и др.

     3агрязнение  суперэкотоксикатами поверхности  Земли, к которым относятся хлордиоксины, полихлорированные бифенилы, полициклические ароматические углеводороды, некоторые тяжелые металлы (в первую очередь свинец, ртуть и кадмий); долгоживущие радионуклиды попадают в окружающую среду в результате аварий на химических производствах, неполного сгорания топлива в автомобильных двигателях, неэффективной очистки сточных вод, катастроф на ядерных реакторах и даже сгорания полимерных изделий в кострах на садовых участках. Суперэкотоксикаты ответственны за многочисленные болезни, аллергии, повышенную смертность, нарушения генетического аппарата человека и животных.

     Озоновый  слой, как известно, поглощает опасное для всех живых существ биологически активное ультрафиолетовое излучение Солнца (длина волны 240—260 нм). Наблюдения за концентрацией озона в этом слое, ведущиеся только в последние два десятилетия фиксируют ее существенное локальное понижение (до 50% от исходной).

      Фотохимический туман представляет собой  многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. Когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположение слоя более холодного воздуха под теплым, вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования фотохимического тумана. В состав основных компонентов смога входят  озон, оксиды азота  и серы,  многочисленные органические соединения перекисной природы,  называемые в совокупности фотооксидантами. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы  и Америки.