Классификация видов мониторинга
По объектам наблюдения различают: атмосферный, воздушный, водный, почвенный, климатический мониторинг, мониторинг растительности, животного мира, здоровья нас.
По факторам, источникам и масштабам воздействия.1. Мониторинг факторов воздействия (физ, биол, хим) – мониторинг различных химических загрязнителей (ингредиентный мониторинг) и разнообразных природных и физических факторов воздействия (электромагнитное излучение, радиоактивное излучение, солнечная радиация, акустические шумы и шумовые вибрации).
2. Мониторинг источников воздействия – мониторинг точечных стационарных источников (заводские трубы), точечных подвижных (транспорт), пространственных (города, поля с внесенными химическими веществами) источников.
3. По масштабам воздействия мониторинг бывает пространственным и временным.
По характеру обобщения информации различают следующие системы мониторинга:
Глобальный – слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях;
Фоновый (базовый) – слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность);
Национальный – мониторинг в масштабах страны;
Региональный – слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут раличаться и по природному характеру, и по антропогенному воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы;
Локальный – мониторинг воздействия конкретного антропогенного источника;
Импактный – мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах.
Классификация систем мониторинга может основываться и на методах наблюдения. Методы мнг:
Химический мониторинг – это система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения) атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, растит-ти, жив-х и контроль за динамикой распространения химических ЗВ.
Физический мониторинг – система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на окружающую среду
Биологический мониторинг – мониторинг, осуществляемый с помощью биоиндикаторов
Дистанционный мониторинг – в основном авиационный, космический мониторинг с применением летательных аппаратов, оснащенных радиометрической аппаратурой, способной осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных.
Комплексный экологический мониторинг окружающей среды – это организация системы наблюдений за состоянием объектов окружающей природной среды для оценки их фактического уровня загрязнения и предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей и других живых организмов.
| 3. Государственная система мониторинга окружающей среды. ЕГСЭМ.
На территории СССР в 70-е годы на базе станций гидрометeослужбы была организована Общегосударственная служба наблюдений и контроля состояния окружающей среды (ОГСНК), построенная по иерархическому принципу: Первичные пункты наблюдений – рег.пункты - Главный центр сбора и анализа информации.
В обработанном и систематизированном виде полученная информация, имевшая гриф «Для СП», представлялась в кадастровых изданиях, таких как "Ежегодные данные о составе и качестве поверхностных вод суши", "Ежегодник состояния атмосферы в городах и промышленных центрах" и др.
Помимо ОГСНК, входящей в систему Росгидромета (Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды), экологический мониторинг осуществляется целым рядом служб, министерств и ведомств: Росгидромет, Госсанэпиднадзор, Министерство ПР РФ, Роскомзем, Рослесхоз, Минсельхозпрод, Госстрой, Госкомстат.
Поэтому в 1993 году было принято решение о создании ЕГСЭМ, которая должна объединить возможности и усилия многочисленных служб.
ЕГСЭМ включает в себя следующие компоненты:
1) мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду,
2) мониторинг загрязнения абиотического компонента природной среды,
3) мониторинг биотического компонента окружающей природной среды,
4) социально – гигиенический мониторинг,
5) обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.
В наст время в России экологическим мониторингом фактически руководят два специальных государственных органа:
Росгидромет – организация мониторинга состояния окружающей среды, ее загрязнения, радиационной обстановки, комплексного фонового мониторинга и космического мониторинга состояния природных объектов, ведение Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей среды, ее загрязнение.
Министерство природных ресурсов и экологии РФ – общая координация деятельности министерств и ведомств, предприятий и организаций в области мониторинга объектов природной среды, организация мониторинга источников антропогенного воздействия на окружающую среду, мониторинга животного и растительного мира, наблюдение за состоянием недр и мониторинг водных объектов. А также мониторинг лесов.
Кроме того, в работе ЕГСЭМ принимают участие:Санитарно–эпидемиологическая служба, Роснедра России (мониторинг геологической среды), Минатом России (мониторинг радиационно–опасных объектов и территорий), Минобороны России, Минсельхоз, Роскартография (осуществление топографо–геодезического и картографического обеспечения ЕГСЭМ).
задачи ЕГСЭМ:
1)разработка программ наблюдения за состоянием ОПС
2)организация наблюдений и проведение измерений показателей объектов экологического мониторинга,
3)обеспечение достоверности и сопоставление результатов наблюдений,
4)сбор и обработка результатов наблюдений,
5)организация хранения результатов наблюдений, ведение специальных банков данных,
6)оценка и прогноз состояния объектов окружающей природной среды и антропогенных воздействий на них, состояния природных ресурсов, откликов экосистем и показателей здоровья населения на изменения в ОПС,
7)организация и проведение оперативного контроля, измерений радиоактивного и химического загрязнения ОС, образовавшегося в результате аварий и катастроф, и оценка нанесенного природе ущерба
8)обеспечение доступности экологической информации широкому кругу потребителей,
9)разработка и реализация единой научно – технической политики в области экологического мониторинга.
В нашей стране разрабатывается автоматизированная информационно управляющая система, которая осуществляет подготовку управленческих решений и называется "АUУС" - "экобезопасность России".
Цели системы:
1)Обеспечение координации деятельности по управлению в области ООС.
2)Интеграция ведомственных информационных систем экологического мониторинга.
3)Сопряжение информационно-аналитических центров с ЕГСЭМ.
4)Создание информационной структуры для природоохранных органов.
5)Информационная поддержка деятельности государственного комитета по экологии и природопользованию и министерства природных ресурсов.
Вывод: система мониторинга является составной частью системы экологической безопасности государства.
| 4. Глобальный мониторинг ОС
Всемирной метеорологической организацией (ВМО) в шестидесятые годы была создана мировая сеть станций мониторинга фонового загрязнения атмосферы (БАПМоН). Ее цель состояла в получении информации о фоновых уровнях концентрации атмосферных составляющих, их вариациях и долгопериодных изменениях, по которым можно судить о влиянии человеческой деятельности на состояние атмосф.
Нарастающая острота проблемы загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе привела к созданию в семидесятые годы комитета ООН по окружающей среде (UNEP), которым было принято решение о создании Глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС), предназначенной для наблюдения за фонов состоянием биосферы в целом и в первую очередь за процессами ее загрязнения.
Станции фонового мониторинга атмосферы (станции БАПМоН) ответственны за проведение наблюдений и своевременную отправку полученных первичных данных в курирующие их управления по гидрометеорологии (УГМ) и Главную геофизическую обсерваторию (ГГО) им. А.И.Воейкова.
На УГМ возлагаются задачи по обеспечению и контролю работы фоновых станций, а также по внедрению на них предлагаемых для сети новых методов контроля фонового состояния атмосферы. ГГО является национальным научно-методическим центром работ по фоновому мониторингу атмосферы в рамках программы БАПМоН.
Размещение станций
Станции комплексного фонового мониторинга (СКФМ) -их местоположение по своим ландшафтным и климатическим характеристикам должно быть репрезентативным для данного региона. Оценка репрезентативности начинается с анализа климатических, топографических, почвенных, ботанических, геологических и других материалов.
После выбора района необходимо учесть имеющиеся на данной территории источники загрязнения. При наличии крупных локальных источников (административно-промышленных центров с населением более 500 тыс. человек) расстояние до наблюдательного полигона СКФМ должно составлять не менее 100 км. Если это выполнить невозможно, то следует расположить СКФМ таким образом, чтобы повторяемость воздушного потока, обусловливающего перенос загрязняющих веществ от источника в направлении станции, не превышала 20-30%.
СКФМ включает стационарный наблюдательный полигон и химическую лабораторию. Наблюдательный полигон составляют пробоотборные площадки, гидропосты и в ряде случаев наблюдательные скважины. На полигоне выполняется отбор проб атмосферного воздуха и атмосферных осадков, вод, почв, растительности, а также проводятся гидрометеорологические и геофизические измерения.
Площадка размером 50х50 м, на которой размещаются пробоотборные установки и измерительные приборы, называется опорной (базовой) площадкой фоновой станции. Она должна находиться на ровном участке ландшафта с малой степенью закрытости горизонта, вдали от строений, лесных полос, холмов и других препятствий,способствующих возникновению локальных орографических возмущений. Площадку оборудуют установками для отбора проб воздуха, осадкосборниками, газоанализаторами, типовым комплектом метеорологических приборов.
Химическая лаборатория станции располагается на расстоянии не ближе 500 м от опорной площадки, в лаборатории проводятся обработка и анализ той части проб, которая не подлежит пересылке в региональную лабораторию: содержание в атмосферном воздухе взвешенных частиц (пыли), сульфатов и диоксида серы; измерение рН, электропроводности, концентрации анионов и катионов в атмосферных выпадениях.
Станции БАПМоН - фоновые станции подразделяются на три категории: базовые, региональные и континентальные.
Базовые станции следует располагать в наиболее чистых местах, в горах, на изолированных островах. Основной задачей базовых станций является контроль за глобальным фоновым уровнем загрязнения атмосферы, не испытывающем влияния никаких локальных источников.
Региональные станции должны находиться в сельской местности, не менее чем в 40 км от крупных источников загрязнения. Их целью является обнаружение в районе станции долгопериодных колебаний атмосферных составляющих, обусловленных изменениями в использовании земли и другими антропогенными воздействиями.
Континентальные станции охватывают более широкий спектр исследований по сравнению с региональными станциями. Они должны размещаться в отдаленных районах, чтобы в радиусе 100 км не было источников, которые могли бы повлиять на локальные уровни загрязнения.
Программы наблюдения на станциях
Настанциях КФМ реализуется один из принципов фонового мониторинга - комплексное изучение содержания загрязняющих веществ в компонентах экосистем. В связи с этим программа наблюдений на СКФМ включает систематические измерения содержания загрязняющих веществ одновременно во всех средах, дополненные гидрометеорологическими данными.
В атмосферном воздухе подлежат измерению среднесуточные концентрации:
взвешенных веществ; озона; оксидов углерода и азота; диоксида серы; сульфатов; 3,4- бенз(а)пирена; ДДТ и других хлорорганических соединений; свинца, кадмия, ртути, мышьяка показателя аэрозольной мутности атмосферы.
В атмосферных осадках подлежат измерению в суммарных месячных пробах концентрации: свинца, ртути, кадмия, мышьяка; 3,4-бенз(а)пирена; ДДТ и других хлорорганических соединений; рН; анионов и катионов.
Метеорологические наблюдения включают наблюдения за: температурой и влажностью воздуха; скоростью и направлением ветра; атмосферным давлением; облачностью (количеством, формой, высотой); солнечным сиянием; атмосферными явлениями (туман, метели, грозы, пыльные бури, и т.п.); атмосферными осадками (количеством и интенсивностью); снежным покровом (высотой, содержанием влаги); температурой почвы (на поверхности и в глубине); состоянием поверхности почвы; радиацией (прямой, рассеяннной, суммарной и отраженной) и радиационным балансом; градиентами температуры, влажности и скорости ветра на высоте 0,5-10 м; градиентами температуры, влажности почвы на глубине 0-20см; тепловым балансом.
В обязательную программу наблюдений на базовыхстанциях БАПМоН включены наблюдения за содержанием диоксида серы, аэрозольной мутностью атмосферы, радиацией, взвешенными аэрозольными частицами, химическим составом осадков.
На региональных станциях программа наблюдений включает измерение атмосферной мутности, концентрации взвешенных аэрозольных частиц, определение химического состава атмосферных осадков.
Программа наблюдений на фоновых станциях разных категорий может быть расширена за счет увеличения числа определяемых в атмосфере газов, в частности, малых газовых компонентов, объемная концентрация которых менее 1%, и которые, преобразуясь в атмосфере, могут превратиться в аэрозольные частицы.
|
| 5. Фоновый мониторинг. Программа наблюдения на фоновых станциях
Целью фонового мониторинга является проведение долговременных систематических наблюдений за уровнем содержания ЗВ во всех объектах окружающей среды в районах, которые находятся на значительном расстоянии от источников вредных выбросов.
В результате проведения фонового мониторинга должны быть выявлены глобальные тенденции в изменениях, происходящих в биосфере на фоновом уровне загрязнений при антропогенном воздействии.
С заметным недопустимым уровнем загрязнения (антропогенного воздействия) связаны изменения климата, нарушение озонового слоя, загрязнение Мирового океана, опустынивание, повреждение лесов, закисление природных сред, загрязнение природной среды радиоактивными изотопами, тяжелыми металлами, пестицидами, канцерогенными веществами.
Для осуществления фоновых наблюдений создана сеть станций, которые подразделяются на базовые и региональные. Базовые обеспечивают получение информации об исходном состоянии биосферы и располагаются в районах, где отсутствует антропогенное воздействие, в большинстве случаев в биосферных заповедниках.
На региональных станциях получается информация о состоянии биосферы в зонах, подверженных антропогенному влиянию. Они могут располагаться вблизи урбанизированных районов.
Считается, что для всего Земного шара достаточно 30-40 базовых станций на суше и до 10 на акватории Мирового океана. Каждая станция должна иметь наблюдательный стационарный полигон и химическую лабораторию.
Отбор проб проводится на наблюдательном полигоне.
Состав показателей гидрометеорологических наблюдений: температура и влажность, скорость и направление ветра, давление, облачность, атмосферные явления (туман, метель, гроза и т. п.), количество и интенсивность осадков, снежный покров, температура почвы (на глубине до 20 м), состояние поверхности почвы.
На водных объектах: уровень, расход, температура воды, волнение, течения, ледовый покров, распространение водной растительности, уровень грунтовых вод.
Программа наблюдений за загрязнителями на сухопутных фоновых станциях:
1.В атмосферном воздухе: взвешенные вещества, аэрозольная мутность, озон, СО, СО2, SОx, NОx, SO42-, углеводороды, 3,4-бенз(а)пирен, ДДТ и другие хлорорганические пестициды, Pb, Cd, Hg, As. Опр-я проводятся ежедневно.
2.В атмосферных выпадениях и снеге определяют Pb, Cd, Hg, As, 3,4-бенз(а)пирен, ДДТ и другие хлорорганические пестициды, рН, главные катионы и анионы. Частота наблюдений: влажные осадки - интегральные пробы за 10 дней и 1 месяц, сухие выпадения - интегральная проба за 1 месяц, снег - интегральная проба на всю глубину перед сходом снежного покрова.
3.В поверхностных и подземных водах, взвесях, донных отложения и почве определяют то же, что и по п. 2, кроме главных катионов и анионов, а также биогенные элементы. Частота наблюдений: вода и взвеси - в характерные гидрологические периоды (половодье, летняя и зимняя межень, дождевые паводки), донные отложения и почва - 1 раз в год.
4.В биологических объектах - Pb, Cd, Hg, As, 3,4-бенз(а)пирен, ДДТ и другие хлорорганические пестициды
Программа наблюдений за загрязнителями на морских фоновых станциях (1 раз в сезон):
•определение ЗВ (нефтяные УВ, пестициды, тяжелые металлы, фенолы, СПАВ),
•определение показателей среды (рК, H2S, pH, NO3-, NO2-, NH4+, P(V), и Робщ., Si),
•показатели гидрометеорологического режима (соленость, температура воды и воздуха, скорость и направление ветра и течений, прозрачность, цветность).
Формирование фонового загрязнения окружающей среды обусловлено природными и антропогенными источниками ЗВ.
Природные источники: выветривание, выщелачивание и вынос морской соли с поверхности Мирового океана, извержения вулканов. Антропогенные источники: промышленность, энергетика, транспорт, сельское хозяйство и т. д.
Факторы, влияющие на формирование загрязнения окружающей среды
1. Географическое положение. В среднем фоновое загрязнение Южного полушария ниже, чем Северного. Низкий уровень фонового загрязнения атмосферы наблюдается над центральными частями Тихого и Индийского океанов.
2. Временные факторы (годовые, сезонные, месячные, суточные и внутрисуточные колебания).
3. Экстремальные факторы: - Природные (например, извержения вулканов). - Антропогенные (крупные аварии, военные конфликты, лесные пожары).
Методы фонового мониторинга
О3: - спектрофотометрический метод, основанный на поглощении УФ - излучения при λ 250 - 280 нм.
- хемилюминесцентный.
SO2: кулонометрия, флуориметрия, спектроскопия, пламенная фотометрия.
NОx: хемилюминесцентный.
Тяжелые металлы: ААС, ЭФС, РФА.
3,4-бенз(а)пирен, другие ПАУ: газовая хроматография, жидкостная хроматография, люминесцентная спектроскопия.
Диоксины: примерно 0,1 пг/м3 концентрируют экстракцией ДМСО, дополнительно очищают сорбцией на SiO2 и Al2O3. Метод определения - хромато- масс-спектрометрический.
Метод парных станций - проведение параллельных измерений конкретных загрязнителей в крупном городе и на региональной фоновой станции, расположенной в 100-200 км. "Разность" определенных величин загрязненности - локальная составляющая фонового загрязнения воздуха, обусловленная влиянием крупного близлежащего города.
| 6. Региональный и импактный мониторинг.
Система мониторинга имеет три уровня: Глобальный уровень; Региональный; Местный (импактный).
Региональный мониторинг. Задачи:
1)контроль за фоновыми загрязнениями;
2)наблюдение, оценка, прогноз трансграничных переносов вредный веществ;
3)формирование распределённой базы данных об экологической обстановке в регионе.
Вся концепция экологического мониторинга предполагает принцип системного подхода, в котором уделяется главное внимание экосистемным процессам и статистическому описанию этих экосистемных процессов.
Значительное удаление от предприятий приводит к тому, что уровни концентраций 3В оказываются ближе к фоновым, обычно в пределах ПДКсс или даже ниже. Аналитическая задача усложняется не только вследствие необходимости предварительного концентрирования примесей, но и сильной вариабельности их величин и качественного состава. Мониторинг в этом случае относится к аэроаналитическим задачам, в которых роль воздушных течений исключительно велика. Необходим учет всей региональной деятельности, включая и сельскохозяйственную, при этом прямую связь между загрязнением атмосферы и конкретными технологиями установить нелегко. Обычно приходится иметь дело с целым рядом вторичных веществ, возникших в результате фотохимических и биологических процессов.
Региональный мониторинг дает возможность стыковать данные импактного и данные глобального фонового мониторинга, а также позволяет выявить основные пути распространения 3В на большие расстояния.
Косвенным показателем состояния загрязнения атмосферы могут служить данные о химическом составе проб атмосферных осадков и снежного покрова. Эти данные характеризуют загрязнения слоя атмосферы, в котором образуются облака, происходит газовый обмен и из которого выпадают осадки и сухие вещества в отсутствие осадков.
Данные о содержании веществ в снежном покрове являются важнейшим материалом для оценки регионального загрязнения атмосферы в зимний период и выявления ареала распространения загрязняющих веществ от промышленных центров и городов.
Импактный мониторинг.
Состав и уровни концентраций в значительной мере (но не полностью) определяются технологиями производств, создающих загрязнение. В данном случае физико-химические процессы в окружающей среде и метеорологические условия начинают играть существенную роль в создании наблюдаемых уровней концентраций 3В. Последние иногда превышают ПДКсс в десятки раз. Наблюдается тесная связь между расположением источников, их характеристиками, направлением и скоростью ветра и полями концентраций 3В. Наблюдения осуществляются на стационарных, передвижных и подфакельных постах. Стационарные посты оборудованы метеорологической аппаратурой и приборами для контроля за 3-4 приоритетными веществами. Передвижные посты - лаборатории на колесах, служащие для уточнения мест расположения стационарных постов. Такое уточнение требуется в связи с динамичностью хозяйственной деятельности и изменениями характера застройки. Подфакельные посты следят за распространением выбросов из заводских труб, сообщая о случаях критических ситуаций особенно в условиях НМУ. Такие службы также снабжены передвижными лабораториями.
Мониторинг источников.Состав газовых выбросов в источнике полностью определяется в качественном и количественном отношениях технологией и ее совершенством. Уровни концентраций 3В в источнике превышают ПДК ее в десятки тысяч раз. Аналитическая задача не сложна, поскольку состав известен и достаточно стабилен, а уровни концентраций высоки и не требуют предварительного концентрированна пробы. Все трудности связаны с взятием представительной пробы из источника, поскольку газовые потоки часто гетерогенны, нагреты до высокой температуры и неоднородны по времени и диаметру газохода. Здесь перспективны неконтактные методы анализа, не требующие взятия проб.
Импактный и региональный мониторинг реализуются в системе ОГСНКа.
В России существует сеть станций, которая ведет наблюдения за содержанием загрязняющих веществ в атмосфере. Эти станции расположены в 253 городах, в среднем по 2 станции на город. Число стационарных постов определяется в зависимости от численности населения в городе, площади населенного пункта, рельефа местности и степени индустриализации. В зависимости от численности населения устанавливается:
1 пост - до 50 тыс. жителей; 2 поста - 50-100 тыс. жителей; 2-3 поста - 100-200 тыс. жителей; 3-5 постов - 200-500 тыс. жителей; 5-10 постов - более 500 тыс. жителей; 10-20 постов (стационарных и маршрутных) - более 1 млн жителей.
Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.
Устанавливаются посты наблюдений 3 категорий: стационарные, маршрутные, передвижные (подфакельные).
Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа.
Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно или нецелесообразно установить стационарный пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах.
Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов.
| 7. Приоритетность загрязняющих веществ
Далеко не все 3В следует рассматривать в качестве объектов наблюдений в различных программах мониторинга, а лишь приоритетные. Это вызвано прежде всего сильно различающимися эффектами 3В на здоровье человека. Поскольку программы мониторинга направлены именно на сохранение здоровья человека (гомоцентрическая концепция мониторинга), то главным при определении приоритетности являются санитарно-гигиенические аспекты. Вообще же методология выбора приоритетных веществ продемонстрирована группой экспертов, готовивших решения уже названной Стокгольмской конференции (группа экспертов, работавшая до 1972 г. в Найроби).
Согласно этой методологии, определяющими факторами при выборе приоритетности вещества являются следующие:
- размер фактического или потенциального возможного воздействия на здоровье человека, на климат и на экосистемы;
- склонность ЗВ к деградации или накоплению в тканях человека и элементах его трофических цепей;
-возможность трансформации ЗВ в различных средах и системах, а также возможность образования вторичных ЗВ более токсичных или более склонных к накоплению в тканях человека;
- мобильность ЗВ;
- фактические или возможные тренды концентраций ЗВ в окружающей среде;
- частота воздействия;
- возможность наблюдения за ЗВ.
Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы:
импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе - И);
региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона - Р);
фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность - Ф).
Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности, принятая в системе ГСМОС
1класс: Диоксид серы, взвешенные частицы (уровень мониторинга И,Р,Ф), Радионуклиды (И, Р)
2класс: Озон (И(тропосфера), Ф (стратосфера)), Хлорорганические соединения и диоксины (И, Р), Кадмий (И)
3класс: Нитраты, нитриты (И), Оксиды азота(И)
4класс: Ртуть(И, Р), Свинец (И), Диоксид углерода(Ф)
5класс: Оксид углерода(И), Углеводороды нефти(Р,Ф)
6класс: Фториды(И)
7класс: Асбест(И), Мышьяк(И)
8класс: Микробиологические загрязнения(И, Р), Реакционноспособные загрязнения (И)
По мнению экспертов ООН, первые пять загрязняющих атмосферу веществ, подлежащих контролю, располагаются в следующем порядке: S02, О3, NOХ, Pb, C02. Необходимо отметить, что поступление этих веществ в приземный слой атмосферы в результате антропогенной деятельности сравнимо с естественным поступлением.
Если рассеиваемые в пространстве загрязняющие вещества (ЗВ) не реагируют, не поглощаются каплями дождя, не подвергаются фотохимическим превращениям, не адсорбируются почвой, то они имеют очень большое время жизни в атмосфере и переносятся на большие расстояния воздушными потоками без изменения. Это консервативные ЗВ. Считается, что если время жизни ЗВ превышает 1 год, то его можно отнести к глобальным. Глобальные ЗВ (ГЗВ), будучи выброшенными в одном месте, через год так хорошо перемешиваются в атмосфере, что их концентрация становится практически одинаковой. Примером ГЗВ могут служить СО2, фреоны и суперэкотоксиканты типа диоксинов, дибензофуранов и ПХБ. ГЗВ создают проблемы планетарного масштаба.
Региональные ЗВ обладают или меньшим временем жизни, или выбрасываются в количестве, которое значимо только в пределах региона, а не всей планеты.
Локальные ЗВ обладают или еще меньшим временем жизни, или их количество так мало, что не следует учитывать воздействие таких ЗВ на региональном уровне.
Неконсервативные 3В, претерпевая физико-химические превращения, трансформируются в иные вещества и продукты, которые могут оказаться как менее, так и более токсичными, чем исходные (первичные 3В). Вторичные вещества и продукты, обладая иными свойствами, нежели первичные, находят свои геофизические и биологические барьеры, которые задерживают их от перемещения в пространстве. Для организации мониторинга (особенно комплексного), когда наблюдения ведутся по всем средам, включая и биотическую) очень важно обнаружить эти барьеры, ибо 3В накапливаются именно на барьерах и в их ближайших окрестностях.
Далеко не все 3В следует рассматривать в качестве объектов наблюдений в различных программах мониторинга, а лишь приоритетные. Это вызвано прежде всего сильно различающимися эффектами 3В на здоровье человека. Поскольку программы мониторинга направлены именно на сохранение здоровья человека (гомоцентрическая концепция мониторинга), то главным при определении приоритетности являются санитарно-гигиенические аспекты.
| 8. Контактные и дистанционные методы наблюдений
Существуют два способа контактных измерений. Первый основан на взятии пробы в каком-то месте атмосферы, подачи этой пробы на специальную подготовку или непосредственно в измерительный прибор. Возможно и другое исполнение контактного измерения. Измерительный прибор переносится в пространстве, контактируя все время с измеряемой средой и производя последовательные измерения. Примером может служить зондирование верхних слоев атмосферы с помощью приборов, поднимаемых на аэростатах, самолетах и спутниках.
ПРИМЕРЫКОНТАКНЫХ МЕТОДОВ:
1. Методы мониторинга за состоянием атмосферы.
1)Контактные физико-химические методы контроля. Методы аналитической химии.
2)Биологические методы контроля. Например, биоиндикация воздушной среды.
3)Биотестирование загрязнений воздушной среды. Для этой цели чаще всего используются грибы. Они способны за короткий срок накапливать значительное количество тяжёлых металлов. Бактерии.
2. Методы мониторинга за состоянием водоёмов.
1) Физико-химические методы контроля. Определение цветности сульфидов железа, кремния аммония, нитратов, нитратов, форм фосфора производится спектрофотометрическим методом. Определение калия и натрия - методом плазменной фотометрии.
Магния, кальция, гидрокарбонатов, сульфатов и хлоридов - титрометрическим методом. СПАВ и фенолов экстракционно - фотометричесим методом или жидкостной хромотографией. Кислорода - оксиметричесим методом. РН опредляется колориметрически методом. Пестициды методом газовой хромотографии.
2)Биологические методы контроля. Биоиндикация и биотестирование.
Биоиндикация водных объектов.
Для анализа качества вод методами биоиндикации используются все группы организмов, обитающие в водоёмах: планктонные и бентосные беспозвоночные, простейшие водоросли, бактерии, макрофиты и рыба. В тех случаях, когда индикация должна проводиться быстро используются простейшие.
Биотестирование водных объектов. Одноклеточные водоросли в качестве тест-объекта; Инфузории; Низшие ракообразные - дафнии. Моллюски и рыбы.
Однако существует и другой способ измерений. Он не требует ни взятия пробы, ни переноса измерительного прибора в место, где производится измерение. Измерительный прибор находится в покое или перемещается в пространстве удаленном от пространства измерений иногда большими расстояниями. Такие измерения называются дистанционными. Например, все астрономические наблюдения за далекими светилами всегда являются дистанционными. Хорошо известно применение ЛИДАРов (LI-DAR - light detection and ranging), т.е. лазерных флуоресцентных приборов, с помощью которых удается определить размер и форму области атмосферного загрязнения, тип, концентрацию и скорость распространения 3В. Дистанционные измерения могут производиться в пассивном или активном вариантах. В том случае, если источник света имеет искусственное происхождение (как в случае ЛИДАРов), то говорят об активном дистанционном измерении. При использовании естественного источника света (солнце, луна, звезды) производится пассивное измерение. В случае активных дистанционных измерений имеются довольно широкие возможности, реализуемые при изменении параметров источника света (интенсивность излучения, частота), что помогает решать большее число задач, чем в пассивном варианте. Однако длина трассы измерения в активном варианте намного меньше, поскольку интенсивность света от искусственного источника ослабляется с расстоянием экспоненциально. Именно поэтому активные дистанционные методы перспективны для измерения достаточно высоких концентраций на не очень длинных трассах (до нескольких километров), что представляет несомненный интерес в решении некоторых задач импактного мониторинга (например, наблюдение за 3В в атмосферном воздухе городов, над предприятиями).
В свою очередь, пассивные дистанционные измерения могут играть важную роль в глобальном и региональном мониторинге. Такие дистанционные измерения совершенно незаменимы на зенитных трассах (определение О3 с помощью озонометров, определение N2O). Возможны и измерения в надир (вертикально вниз с летящих спутников, самолетов и аэростатов). Ценную информацию о составе атмосферы можно получить при лимбовых измерениях, когда атмосфера просматривается в лучах заходящего солнца на трассе, направленной к линии горизонта.
Во всех названных дистанционных активных и пассивных методах могут быть использованы явления поглощения света, его рассеяния а также явление флуоресценции, как обычной, так и резонансной.
озонометр М-83. Этот полевой прибор измеряет концентрацию озона по величине прошедшего через озоновый слой солнечного излучения в двух полосах в УФ-диапазоне, причем выделение измеряемых спектральных участков производится двумя фильтрами с центрами полос 299.0 и 324.7 нм.
Дистанционный (или аэрокосмический мониторинг) представляет систему регистрации поля отражения солнечного света, собственного излучения Земли и отраженного сигнала активной локации на самолетах и спутниках для наблюдения за состоянием окружающей среды. Преимуществом аэрокосмических методов является недеструктивный характер дистанционной регистрации.
|