Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) • • • 1. 2. 3. 4. 5. создана совместными усилиями мирового сообщества основные положения и цели программы были сформулированы в 1974 году на Первом межправительственном совещании по мониторингу. первоочередная задача - организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия. пять действующих программ: мониторинга состояния атмосферы; переноса загрязняющих веществ на большие расстояния; программы здоровья человека, Мирового океана, возобновляемых ресурсов суши
• 1968 год - Генеральная Ассамблея ООН - резолюция - отмечается важнейшая роль благоприятной окружающей среды для соблюдения основных прав человека и надлежащего экономического и социального развития. • 1972 год - Конференция ООН по окружающей среде в г. Стокгольме. Создана Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП/UNEP). • 1974 год – Первое межправительственное совещание по мониторингу (Найроби, Кения) • 1980 год - Генеральная Ассамблея ООН принимает резолюцию «Об исторической ответственности государств за сохранение природы Земли для нынешнего и будущих поколений» - предпринять конкретные меры по сокращению вооружений и разработке мероприятий по охране окружающей среды. • 1982 год - Генеральная Ассамблея ООН утверждает Всемирную хартию охраны природы.
Международные природоохранные организации • природоохранительного направления (UNEP) • комплексного природоохранительного профиля (FAO, WHO, WMO), • специального природоохранительного профиля (охрана перелетных птиц, рыбных запасов, международных рек и т. п. )
блок-схема системы мониторинга
классификация экологического мониторинга
Федеральный закон от 19 июля 1998 г. N 113 -ФЗ "О гидрометеорологической службе" мониторинг окружающей природной среды, ее загрязнения - долгосрочные наблюдения за состоянием окружающей природной среды, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния окружающей природной среды, ее загрязнения; 19. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды осуществляет следующие полномочия: • обеспечивает органы государственной власти, органы государственного санитарно-эпидемиологического надзора, Вооруженные Силы Российской Федерации и население необходимой информацией о фактическом и прогнозируемом состоянии окружающей среды и ее загрязнении для решения задач социально-гигиенического мониторинга; • осуществляет мониторинг окружающей среды, атмосферного воздуха, водных объектов в части поверхностных водных объектов и обеспечивает выпуск экстренной информации об антропогенном (техногенном) загрязнении окружающей среды, в том числе химическом, которое может угрожать жизни и здоровью населения и наносить ущерб окружающей среде; • формирует Единый государственный фонд данных о состоянии окружающей среды, ее загрязнении.
Федеральный закон от 10 января 2002 г. N 7 -ФЗ "Об охране окружающей среды" Статья 63. Организация государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга) 1. Государственный мониторинг окружающей среды (государственный экологический мониторинг) осуществляется в соответствии с законодательством РФ и законодательством субъектов РФ в целях наблюдения за состоянием окружающей среды, в том числе за состоянием окружающей среды в районах расположения источников антропогенного воздействия и воздействием этих источников на окружающую среду, а также в целях обеспечения потребностей государства, юридических и физических лиц в достоверной информации, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения неблагоприятных последствий изменения состояния окружающей среды. 2. Порядок организации и осуществления государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга) устанавливается Правительством Российской Федерации. 3. Информация о состоянии окружающей среды, ее изменении, полученная при осуществлении государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга), используется органами государственной власти Российской Федерации, органами государственной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления для разработки прогнозов социально-экономического развития и принятия соответствующих решений, разработки федеральных программ в области экологического развития Российской Федерации, целевых программ в области охраны окружающей среды субъектов Российской Федерации и мероприятий по охране окружающей среды.
Постановление Правительства РФ от 31 марта 2003 г. N 177 "Об организации и осуществлении государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга)" 1. Под государственным мониторингом окружающей среды (государственным экологическим мониторингом) понимается комплексная система наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов (далее именуется - экологический мониторинг). Экологический мониторинг включает в себя мониторинг атмосферного воздуха, земель, лесов, водных объектов, объектов животного мира, уникальной экологической системы озера Байкал, континентального шельфа РФ, состояния недр, исключительной экономической зоны РФ, внутренних морских вод и территориального моря РФ. 2. Организацию и осуществление экологического мониторинга обеспечивают в пределах своей компетенции в соответствии с законодательством РФ и законодательством субъектов РФ специально уполномоченные федеральные органы исполнительной власти - Министерство природных ресурсов РФ, Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Федеральная служба земельного кадастра России, Министерство сельского хозяйства РФ, Государственный комитет РФ по рыболовству и другие органы исполнительной власти. 3. Министерство природных ресурсов РФ и другие федеральные органы исполнительной власти при осуществлении в пределах своей компетенции экологического мониторинга: • формируют государственную систему наблюдения за состоянием окружающей среды и обеспечивают функционирование этой системы; • взаимодействуют с органами государственной власти субъектов Российской Федерации по вопросам организации и осуществления экологического мониторинга, формирования и обеспечения функционирования территориальных систем наблюдения за состоянием окружающей среды на территориях субъектов Российской Федерации; • осуществляют с участием органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации сбор, хранение, аналитическую обработку и формирование государственных информационных ресурсов о состоянии окружающей среды и использовании природных ресурсов.
Постановление Правительства РФ от 23 июля 2004 г. N 372 "О Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды" Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды образована согласно Указу Президента РФ от 20 мая 2004 г. N 649 • является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по управлению государственным имуществом и оказанию государственных услуг в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, мониторинга окружающей среды, ее загрязнения, государственному надзору за проведением работ по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы. • обеспечивает в установленной сфере деятельности выполнение обязательств РФ по международным договорам. • находится в ведении Министерства природных ресурсов и экологии РФ.
Росгидромет осуществляет: • ведение Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей среды, ее загрязнении; • формирование и обеспечение функционирования государственной наблюдательной сети (ГСН), в том числе организацию и прекращение деятельности стационарных и подвижных пунктов наблюдений, определение их местоположения; • государственный мониторинг атмосферного воздуха • государственный мониторинг водных объектов в части поверхностных водных объектов, мониторинг уникальной экологической системы озера Байкал • информирование пользователей о составе предоставляемых сведений о состоянии окружающей среды, ее загрязнении, о формах доведения данной информации и об организациях, осуществляющих информационное обеспечение пользователей.
структура системы экологического мониторинга в РФ министерство природных ресурсов и экологии РФ (www. mnr. gov. ru/) федеральная служба по надзору в сфере по гидрометеорологии природопользования и мониторингу (Росприроднадзор) окружающей среды //rpn. gov. ru/ (Росгидромет) www. meteorf. ru
иерархия систем мониторинга • Глобальный уровень — слежение за основными ( «фоновыми» ) параметрами, прежде всего за состоянием атмосферы. В рамках ГСМОС существуют 22 сети действующих станций системы глобального мониторинга. • Региональный уровень — выявление главных путей миграции загрязнителей, определение основных источников выбросов, наносящих максимальный ущерб природе в рамках крупных природных (бассейн, физико-географическая провинция, область) или административно-управленческих регионов. • Локальный уровень — слежение за конкретными объектами (крупными заводами, городами, реками, озерами и т. д. ).
Уровни экологического мониторинга и распределение ответственности между государственными органами в РФ
классификация ЗВ по уровням мониторинга • Глобальные ЗВ – время жизни > 1 года (CO 2, фреоны и суперэкотоксиканты - диоксины, дибензофураны, ПХБ) • Региональные ЗВ обладают или меньшим временем жизни, или выбрасываются в количестве, которое значимо только в пределах региона • Локальные ЗВ обладают или еще меньшим временем жизни, или их количество так мало, что следует учитывать воздействие таких ЗВ только в данном месте
принципы выбора приоритетных ЗВ • размер фактического или потенциально 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.
Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности, принятая в системе GEMS/ГСМОС Класс Среда Тип программы (уровень мониторинга) Воздух И, Р, Ф Радионуклиды Пища И, Р Озон воздух И (тропосфера), Р (стратосфера) Биота, человек И, Р Пища, вода, человек И Вода, пища И Воздух И Пища, вода И, Р Пища, воздух И CO 2 Воздух Ф СО Воздух И Углеводороды нефти Морская вода Р, Ф 6 Фториды Пресная вода И 7 Асбест Воздух И Мышьяк Питьевая вода И пища И, Р 1 2 Загрязняющее вещество SO 2, взвешенные частицы Хлорорганические соединения и диоксины Кадмий 3 Нитраты, нитриты Оксиды азота 4 Ртуть Свинец 5 8 Микробиологическое загрязнение
грязная дюжина Стокгольмская Конвенция о стойких органических загрязнителях (Стокгольм, 22 мая 2001 г. ) • восемь пестицидов – альдрин, хлордан, дихлордифенилтрихлорметан (ДДТ), диелдрин, эндрин, гептакол, мирекс и токсафен; • два промышленных химических соединения – полихлорированные бифенилы (ПХБ) и гексахлорбензол (пестицид); • два нежелательных побочных продукта сгорания и других промышленных процессов (полихлорированные дибензодиоксины и полихлорированные дибензофураны). ЕС предлагает включить в список полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ) (антипирены) ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА: • Стойкость в окружающей среде • Устойчивость к деградации • Острая и хроническая токсичность • Биоаккумуляция • Трансграничный перенос на большие расстояния по воздуху, воде либо с мигрирующими видами
Карта воздействия мусоросжигательных заводов Зоны вероятного воздействия МСЗ: 1 км. Воздействию подвергаются все группы населения, живущие вблизи МСЗ. Риск онкозаболеваний среди живущих в этой зоне увеличен в 2 раза. 5 км. В группе риска дети. Вероятность заболеть раком у малышей, рожденных в этой зоне, возрастает в 2 раза. 24 км. Риск загрязнения диоксинами даже на таком расстоянии. Маленькими дозами, год за годом, диоксины накапливаются в организме, постепенно подрывая иммунную систему человека.
ПРОЕКТ ДОЛГОСРОЧНОЙ СТРАТЕГИИ (Женева, сентябрь 2009) Основное внимание воздействию следующих веществ: • подкисляющих загрязнителей воздуха • биогенного азота, • тропосферного озона, • летучих органических соединений, • твердых частиц • тяжелых металлов • стойких органических загрязнителей (СОЗ) на окружающую среду и здоровье человека
система мониторинга предназначена для: • • • наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы, почв, вод и донных отложений рек, озер, водохранилищ и морей по физическим, химическим и гидробиологическим (для водных объектов) показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки и прогноза состояния окружающей среды, определения эффективности мероприятий по ее защите; обеспечения органов государственного управления, хозяйственных организаций и населения систематической и экстренной информацией об изменениях уровней загрязнения (в том числе и радиоактивного) атмосферного воздуха, почв, водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий, прогнозами и предупреждениями о возможных изменениях уровней загрязненности; обеспечения заинтересованных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, составления планов развития хозяйства с учетом состояния окружающей среды и других вопросов развития экономики.
основные принципы режимных наблюдений 1. комплексность и систематичность наблюдений; 2. согласованность сроков их проведения с характерными гидрологическими ситуациями и изменением метеорологических условий; 3. определение показателей едиными методиками на всей территории страны.
Система мониторинга окружающей среды базируется на сети пунктов режимных наблюдений, которые устанавливаются в городах, на водоемах и водотоках как в районах с повышенным антропогенным воздействием, так и на незагрязненных участках. Основные виды наблюдений: • за загрязнением атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах; • за загрязнением почв пестицидами и тяжелыми металлами; • за загрязнением поверхностных вод суши и морей; • за трансграничным переносом веществ, загрязняющих атмосферу; • комплексные наблюдения за загрязнением природной среды в биосферных заповедниках; • за химическим составом и кислотностью атмосферных осадков и снежного покрова; • за фоновым загрязнением атмосферы; • за радиоактивным загрязнением окружающей среды.
Структура Территориального Центра по мониторингу загрязнения окружающей среды как оперативно- производственного подразделения ГУ «N-ский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями» X-ого УГМС.
Состав общегосударственной сети наблюдений Центрального УГМС Центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями (ЦГМС-Р) г. Москва Областные Центры по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЦГМС) города: Владимир, Иваново, Калуга, Кострома, Рязань, Смоленск, Тверь, Тула, Ярославль • • • • • • • Автоматизированная система передачи данных (АСПД) - 1 Служба средств измерений - 1 Гидрометеорологическая обсерватория 2 разряда (ГМО-2) г. Рыбинск - 1 Объединенные гидрометеорологические станции (ОГМС) -2 Метеорологические станции 2 разряда (М-2) – 70 Аэрологические станции (АЭ) – 4 Гидрологические станции 1 разряда (Г-1) – 2 Гидрологические станции 2 разряда (Г-2) – 1 Агрометеорологическая станция (А) – 1 Водобалансовая станция (В) – 1 Станции фонового мониторинга (СФМ) – 2 Авиаметеорологические станции 2 разряда (АМСГ-2) – 3 Авиаметеорологические станции 3 разряда (АМСГ-3) – 2 Авиаметеорологические станции 4 разряда (АМСГ-4) – 4 Оперативные синоптические группы обеспечения авиации – 5 Метеорологические посты 1 разряда (МП-1) – 4 Метеорологические посты 3 разряда (МП-3) – 12 Гидрологические посты 1 разряда (ГП-1) – 140 Гидрологические посты 2 разряда (ГП-2) – 22 Гидрологические посты 3 разряда (ГП-3) – 13 Озерные гидрологические посты 1 разряда (ОГП-1) – 16 Озерные гидрологические посты 2 разряда (ОГП-2) – 18 Агрометеорологические посты – 14 Пункты наблюдения за загрязнением атмосферы (ПНЗ) – 72 Пункты наблюдения за загрязнением поверхностных вод - 152
МОНИТОРИНГ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
механизмы рассеяния ЗВ три пути уменьшения концентрации ЗВ в атмосфере: • рассеяние путем конвективного и турбулентного перемешивания выбросов в атмосфере; • деградация (трансформация) в результате химических и биохимических процессов; • иммобилизация, т. е. потеря подвижности ЗВ в результате физико-химических процессов адсорбции или биохимических процессов поглощения. три механизма рассеяния ЗВ в атмосфере: • молекулярная диффузия; • конвективная диффузия; • турбулентная диффузия – уже при весьма слабом ветре число Re велико и доминируют турбулентное движение и турбулентная диффузия ЗВ.
По характеру движения воздушных масс атмосферу делят на слои: • пограничный высотой 1000 -1500 м, включающий приземный слой высотой 50 - 100 м • свободную атмосферу. Самопроизвольное развитие турбулентности в атмосфере связано с гравитационной устойчивостью атмосферы - более легкие слои воздуха располагаются над более тяжелыми возмущения, зарождающиеся по каким-то причинам в потоке газа, не развиваются, а гаснут и рассеяние выбросов веществ происходит медленнее, дольше сохраняется более концентрированный шлейф газа
Температурная инверсия - повышение температуры воздуха с высотой в некотором слое тропосферы. Инверсии встречаются в приземном слое воздуха, а также в свободной атмосфере, особенно в нижних 2 км. Наибольшей мощностью обладают приземные инверсии температуры в Восточной Сибири и в Антарктиде в зимний период. Мощность приземных инверсий иногда достигает несколько сотен метров. Под инверсией резко ослаблена интенсивность турбулентного переноса, что может приводить к скоплению сконденсированного водяного пара (тумана), загрязнений и т. д.
Критерий Ричардсона критерий Ri есть отношение факторов, стабилизирующих горизонтальное движение, к факторам, дестабилизирующим его Ri = g ( / z ) / ( u / z)2 где g – ускорение силы тяжести 9, 81 м/с2; – плотность среды, кг/м 3; / z – градиент плотности по вертикали, кг/м 4; u/ z – градиент скорости u в направлении z, с-1. Ri - показатель возможности образования в атмосфере инверсий - таких • • состояний атмосферной стратификации, когда над слоем холодного воздуха находится слой теплого, что соответствует гравитационной устойчивости атмосферы. Ri < 0 ( / z < 0) - такой ход плотности и соответственно температуры называют нададиабатическим – рассеяние ухудшается, перенос в горизонтальном направлении. Ri > 0 - неустойчивая температурная (плотностная) стратификация, когда над слоем теплого воздуха находится слой холодного, т. е. температура уменьшается при движении снизу вверх. Наблюдаются так называемые сверхадиабатические условия – гравитационнонеустойчивые – более быстрое рассеяние ЗВ. Ri = 0 наступает нейтральная стратификация, когда плотность воздуха при его подъеме уменьшается не больше и не меньше, чем на / z - в полном соответствии с адиабатическим градиентом плотности.
Развитие термической активности в течение суток
Особенности течения воздуха в приземном слое
Классы устойчивости атмосферы функция скорости ветра, облачности и инсоляции 1 класс – сильная неустойчивость 2 класс – умеренная неустойчивость 3 класс - слабая неустойчивость 4 класс - равновесное (или безразличное) состояние 5 класс – умеренная устойчивость 6 класс – сильная устойчивость
неблагоприятные метеорологические условия (НМУ) - метеорологические условия, способствующие накоплению ЗВ в приземном слое атмосферного воздуха. Источники Термическая стратификация нижнего слоя атмосферы Скорость ветра, м/с На уровне флюгера Вид инверсии, высота над источником выброса, м Не уровне выброса Высокие с горячими выбросами Неустойчивая 3 -7 7 -12 Приподнятая, 100 -200 Высокие с холодными выбросами Неустойчивая Штиль 3 -5 Приподнятая, 10 -200 Низкие устойчивая штиль Приземная, 2 -50
Челябинск, декабрь 2008 Москва, июль 2010
комплекс НМУ 1) наличие инверсии или изотермии. 2) слабый переменный ветер со скоростью <2 м/с. 3) нисходящие вертикальные упорядоченные движения. 4) пониженная (<60%) влажность. 5) отсутствие осадков.
потенциал загрязнения атмосферы сочетание метеорологических факторов, обусловливающих уровень возможного загрязнения атмосферы от источников в данном географическом районе (ГОСТ 17. 2. 1. 04 -77).
Карта потенциала загрязнения атмосферы. Зоны потенциала загрязнения атмосферы: I – низкий, II – умеренный, III – повышенный, IV – высокий, V – очень высокий (различаются две области с наибольшим ПЗА)
Методы прогнозирования загрязнения воздушной среды решение уравнения турбулентной диффузии (модель М. Е. Берлянда) - степень загрязнения атмосферного воздуха выбросами ЗВ из непрерывно действующих источников определяется по наибольшему рассчитанному значению разовой приземной концентрации ЗВ (см), которая устанавливается на некотором расстоянии (хм) от места выброса при неблагоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения (Vм), и в приземном слое происходит интенсивный турбулентный обмен. «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (ОНД-86) позволяет предсказать распределение концентрации выбросов в условиях умеренно неустойчивого состояния атмосферы, но не учитывает такие факторы, как класс устойчивости атмосферы и шероховатость подстилающей поверхности.
Распространение ЗВ в текучей среде Уравнение Навье-Стокса Уравнение переноса вещества, учитывающее физико-химическое взаимодействие примеси со средой и наличие источников примеси неизвестные функции u(x, y, z); v(x, y, z); w(x, y, z) – составляющие поля скорости; p(x, y, z) – поле давления в стационарном потоке; c(t, x, y, z) – концентрация примеси. Известные параметры: ρ – плотность жидкости; νi – коэффициенты вязкости; fi – компоненты вектора внешней силы; λ – параметр распада вещества; W – источник загрязнений. Коэффициенты диффузии – параметры Dx , Dy и Dz - для упрощения задачи полагают постоянными.
Задача о переносе примеси в пограничном слое атмосферы от источника Решение на основе полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии примеси. Считая коэффициент турбулентной диффузии постоянным, получим dc ----- + V * Δc = k Δc dt где c – плотность примеси, V – вектор скорости, k – коэффициент турбулентной диффузии, Δ – оператор Лапласа. Для определения необходимых динамических и термических характеристик пограничного слоя используется система уравнений, включающая уравнение динамики атмосферы, являющееся следствием закона сохранения импульса (Навье. Стокса),
Результаты расчетов по прогнозированию 1) для долгосрочного прогнозирования – получение профилей концентрации ЗВ, определение расстояний и опасных скоростей ветра, соответствующих образованию максимальных концентраций ЗВ, расчет величин предельно допустимых выбросов (ПДВ) ЗВ в атмосферу и минимальных высот источников выбросов, при которых содержание ЗВ не будет превышать допустимого значения; 2) для оперативного прогнозирования – получение регрессионных или других видов зависимостей для прогнозирования концентраций ЗВ на другие периоды времени и заданные расстояния от источников загрязнения; 3) для идентификации источников загрязнения – выявление возможных источников загрязнения атмосферного воздуха.
Карта рассеивания Азота диоксид
Прогнозирование загрязнения атмосферы 1. гидродинамический прогноз, основанный на математических моделях (от отдельных источников) 2. физико-статистический прогноз, в котором используются материалы наблюдений за загрязнением воздуха (от многих источников или в целом по городу) В качестве показателя загрязнения воздуха обычно используют: 1. средние разовые концентрации 2. максимальные разовые концентрации 3. повторяемость концентраций, превышающих ПДК (характеризующая продолжительность повышенного загрязнения воздуха) P = m / n n – общее число наблюдений за концентрацией примесей в городе в течение одного дня на всех станциях; m – количество наблюдений в течение этого дня с концентрациями q, которые превышают среднесуточную концентрацию qс более чем в 1, 5 раза РД 52. 04. 306 -92 «Охрана природы. Атмосфера. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха» .
наблюдения за загрязнением атмосферы 2010 год - Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха проводились в 249 городах России, на 685 станциях проводятся регулярно в 222 городах и населенных пунктах на 626 станциях. В большинстве городов измеряются концентрации от 4 до 38 веществ. • Сеть станций наблюдения атмосферного трансграничного переноса веществ включает 4 станции на европейской территории России (программа ЕМЕП) и 4 станции на АТР (программа ЕАНЕТ). По программе ЕМЕП производится отбор и анализ проб атмосферных аэрозолей, газов (диоксидов азота и серы) и атмосферных осадков. По программе ЕАНЕТ производится отбор проб атмосферного воздуха и осадков и анализ основных кислотообразующих веществ. • Сеть станций, осуществляющих наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков, состоит из 134 станций федерального уровня. Пробы осадков на содержание от 12 компонентов анализируются в 12 кустовых лабораториях. • Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется на 565 пунктах. В пробах определяются концентрации основных ионов и значения р. Н. • Система фонового мониторинга ориентирована на получение информации о состоянии окружающей среды на территории РФ, на основании которой проводятся оценки и прогноз изменения этого состояния под влиянием антропогенных факторов. 5 станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) в биосферных заповедниках: Воронежском, Приокско-Террасном, Астраханском, Кавказском, Алтайском. станции Глобальной службы атмосферы ВМО (www. wmo. int) ЕТР – Усть-Вым, Приокско-Террасный БЗ, Воронежский БЗ, метеостанция Воейково АТР – Туруханск, Хужир, Терней (Сихотэ-алинский БЗ), Горные станции – Кавказский БЗ, Шаджатмаз, Хамар-Дабан
Список компонентов, подлежащих контролю на СКФМ Компонент Окружающая среда Атмосфера Атм. выпадения Поверхн. и подзем. воды Почва Биота Пыль + - - SO 2 + - - Озон + - - - - CO 2 + - - 3, 4 -бенз(а)пирен + + + ХОС + + + Хлорфторуглеводороды + - - N и P-содержащие в-ва - + + Анионы и катионы - + - - - Тяжелые металлы + + - - - Радионуклиды - + - - -
«Совместная программы наблюдения и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе - ЕМЕП» (Co-operative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air Pollutants in Europe - EMEP) Станция/ широта ОN Суммарные выпадения и критические нагрузки для серы 3/год г/м Суммарные выпадения и критические нагрузки для азота 3/год г/м Выпадения Нагрузки Янискоски, 69 0, 18 0, 32 -0, 64 0, 10 < 0, 28 Пинега, 65 0, 39 0, 32 -0, 64 0, 32 < 0, 28 Лесной заповедник, 56 0, 35 1, 6 -2, 4 0, 48 0, 56 -0, 98 Данки, 55 0, 43 1, 6 -2, 4 0, 38 0, 56 -0, 98
сеть мониторинга выпадения кислотных осадков (Acid Deposition Monitoring Network in East Asia - EANET) для осуществления программы мониторинга кислотных выпадений и их воздействия на состояние природных экосистем в восточной части азиатского континента и архипелагов в западной части Тихого океана с 2001 наблюдения на 4 станциях – 3 в Байкальском регионе, 1 в Приморском крае
система мониторинга снежного покрова • Контроль содержания ионов: Na, K, Mg, Ca, NH 4+ , Cl-, NO 3 -, SO 42 -, HCO 3 - и p. H. • Около 30 % пунктов - контроль содержания тяжелых металлов и ПАУ
11 мая 2001 г. - Максимальное снегонакопление. 23 августа 2001 г. - Минимум снежного покрова. Снимки IRS-1 D LISS, синтез в «натуральных» цветах. Пространственное разрешение 23 м
Нижний Тагил, Свердловская область 15 марта 2001 г. Магнитогорский металлургический комбинат 6 марта 2003 г.
Федеральный закон от 4 мая 1999 г. N 96 -ФЗ "Об охране атмосферного воздуха" Статья 23. Мониторинг атмосферного воздуха 1. В целях наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, комплексной оценки и прогноза его состояния, а также обеспечения органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций и населения текущей и экстренной информацией о загрязнении атмосферного воздуха Правительство Российской Федерации, органы государственной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления организуют государственный мониторинг атмосферного воздуха и в пределах своей компетенции обеспечивают его осуществление на соответствующих территориях Российской Федерации, субъектов Российской Федерации и муниципальных образований. 2. Государственный мониторинг атмосферного воздуха является составной частью государственного мониторинга окружающей среды и осуществляется федеральными органами исполнительной власти в области охраны окружающей среды, другими органами исполнительной власти в пределах своей компетенции в порядке, установленном Правительством Российской Федерации. 3. Территориальные органы федерального органа исполнительной власти в области охраны окружающей среды совместно с территориальными органами федерального органа исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областях устанавливают и пересматривают перечень объектов, владельцы которых должны осуществлять мониторинг атмосферного воздуха.
Государственная система наблюдения атмосферного воздуха (ГСН(А)) Основные задачи: 1. Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы, почв, вод и донных отложений рек, озер, водохранилищ и морей по физическим, химическим и гидробиологическим (для водных объектов) показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки и прогноза состояния окружающей среды, определения эффективности мероприятий по ее защите. 2. Обеспечение органов государственного управления, хозяйственных организаций и населения систематической и экстренной информацией об изменениях уровней загрязнения (в том числе и радиоактивного) атмосферного воздуха, почв, водных объектов под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий, прогнозами и предупреждениями о возможных изменениях уровней загрязненности. 3. Обеспечения заинтересованных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, составления планов развития хозяйства с учетом состояния окружающей среды и других вопросов развития экономики. Основные принципы организации ГСН: 1. Комплексность и систематичность наблюдений, предусматривающая согласованную программу всех работ с различными объектами и природными средами. 2. Согласованность сроков проведения наблюдений с характерными гидрологическими ситуациями и изменением метеорологических условий.
наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в сети Росгидромета ПДК - Предельно допустимая концентрация примеси для населенных мест, установленная Минздравсоцразвития России (Гигиенические нормативы ГН 2. 16. 1338 -03 «Предельно допустимые концентрации(ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» ) ИЗА - Комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций. Показатель характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха. СИ - Наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Она определяется из данных наблюдений на станции за одной примесью, или на всех станциях рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год. Для определения уровня загрязнения атмосферы используются характеристики загрязнения воздуха: • средняя концентрация примеси в воздухе, мг/м 3 или мкг/м 3 (qср); • среднее квадратическое отклонение qср, мг/м 3 или мкг/м 3 ( ср); • максимальная разовая концентрация примеси, мг/м 3 или мкг/м 3 (qм). • Загрязнение воздуха определяется по значениям средних и максимальных разовых концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с ПДК. • Средние концентрации сравниваются с ПДК среднесуточными (ПДКс. с. ), максимальные из разовых концентраций - с ПДК максимально разовыми (ПДКм. р. ). • • • Уровень загрязнения считается: повышенным при ИЗА от 5 до 6, СИ < 5, высоким при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10 и очень высоким при ИЗА равном или больше 14, СИ > 10.
Показатели качества атмосферного воздуха Качество атмосферного воздуха – это совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим и экологических нормативам качества атмосферного воздуха (Закон № 96 -ФЗ РФ «Об охране атмосферного воздуха» ). • Критические нагрузки – потоки массу в единицу времени в объект окружающей среды. • Критические уровни концентраций ЗВ – максимальные значения выпадений концентраций ЗВ в атмосферном воздухе, которые не приводят к вредным воздействиям на структуры и функции экосистем в долговременном плане. санитарно-гигиенический норматив – предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных примесей ∑Сi / ПДКi < 1
Индексы загрязнения атмосферы (ИЗА) 1) Единичные индексы загрязнения атмосферы одной примесью • коэффициент для выражения концентрации примеси в единицах ПДК а = Сi / ПДКi • повторяемость (g) концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня по посту либо по К постам города за год g = (m / n) 100 % ИЗА I отдельной примесью – количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной примесью, учитывающая класс опасности вещества через нормирование на опасность SO 2: I = (Qг / ПДКсс) Кi, 2) Комплексные показатели загрязнения атмосферы несколькими веществами • комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) – это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создаваемого n веществами в атмосфере города: In = ∑ Ii • где Ii – единичный индекс загрязнения атмосферы i-м веществом. • комплексный индекс загрязнения атмосферы приоритетными веществами
Нормирование выбросов Цель нормирования выбросов ЗВ от объекта, от которого они поступают в атмосферу – 1) обеспечение соблюдения критериев качества атмосферного воздуха, регламентирующих предельно допустимое содержание в нем ЗВ для здоровья населения и основных составляющих экологической системы, 2) Определение условий непревышения показателей предельно допустимых (критических) нагрузок на экологическую систему и других экологических нормативов. При нормировании выбросов учитываются технические нормативы выбросов и фоновое загрязнение атмосферного воздуха.
Концепция нормирования выбросов – 2 подхода 1 – ориентация на источник выбросов – нормируем основные параметры этого источника – нет взаимосвязи с экологическими последствиями. Промышленность во всех странах ориентируется на единые технические стандарты, независимо от экологической ситуации. 2 – ориентация на результаты воздействия – определяем степень снижения негативного воздействия выбросов – см. состояние воздуха, метеорологические и климатологические характеристики рассеивания в районе конкретного источника.
предельно допустимые выбросы (ПДВ) и временно согласованные выбросы (ВСВ) (Закон № 96 -ФЗ). Предельно допустимый выброс - это норматив выброса вредного ЗВ в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы и др. экологических нормативов. мощность выброса М = ПДВ или М = ВСВ, когда максимальная концентрация от источника смax + сфон < ПДК Технический норматив выброса (ТНВ) – норматив выброса вредного ЗВ в атмосферный воздух, который устанавливается для передвижных и стационарных источников выбросов, технологических процессов, оборудования, и отражает максимально допустимую массу выброса ЗВ в расчете на единицу продукции, мощности пробега транспортных средств и др. показатели. Для действующих объектов ТНВ должны обеспечить соблюдение ПДВ, а для объектов с превышением ПДВ должно быть запланировано внедрение технологий, обеспечивающих достижение ПДВ.
Требуемое количество постов наблюдений Число стационарных постов определяется в зависимости от 1) численности населения в городе, 2) площади населенного пункта, 3) рельефа местности 4) 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.
ГОСТ 17. 2. 3. 01 -86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов» . РД 52. 04. 186 -89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы» Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на постах. Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами. 3 категории постов наблюдений: • 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.
Регулярные программы наблюдения на стационарных постах – • полной (П) – предназначенной для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях, наблюдения выполняются непрерывно (автоматическими устройствами) или дискретно не менее 4 раз при обязательном отборе в 1, 7, 13, 19 ч; • неполной (НП) – с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 ч; • сокращенной (СС) – с целью получения информации только о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 ч; • суточной (С) – для получения информации о среднесуточной концентрации, проводится путем непрерывного суточного отбора проб и не позволяет получать разовые значения концентраций.
Зоны загрязнения атмосферного воздуха вокруг промышленного узла в санитарно-защитной зоне: I – промышленная площадка; II – санитарно-защитная зона; III – жилой район; IV – зона переброса факела загрязненного воздуха из высоких источников; V – зона наибольшего загрязнения от выбросов через высокие трубы; VI – зона загрязнения от низких, затененных источников; VII – наиболее благоприятный участок для застройки; 1 – высокие выбросы (трубы); 2 – открыто расположенное технологическое оборудование; 3 – низкие затененные выбросы; 4 – максимальные концентрации ЗВ от низких выбросов; 5 – максимальные концентрации ЗВ от высоких выбросов; 6 – ПДК населенных мест; 7 – ПДК для промплощадки, которую рекомендуется принимать 0, 3 ПДК р. з.
Перечень ЗВ, подлежащих контролю: Принцип выбора вредных веществ и составления списка приоритетных веществ основан на использовании параметра потребления воздуха (ПВ): реального ПВi = Mi / qi требуемого ПВтi = Mi / ПДКi , Mi – суммарное количество выбросов i-той примеси от всех источников; qi – концентрация, установленная по данным расчетов или наблюдений. ПВтi > ПВi то ожидаемая концентрация примеси в воздухе может быть равна ПДК или превысить ее - данная примесь должна контролироваться. Перечень веществ для организации наблюдений устанавливается сравнением ПВ с ПВт для средних (ПВсс) и максимальных (ПВмр) концентраций примесей.
Наблюдения на опорных стационарных постах за содержанием основных ЗВ: • пыли, • диоксида серы, • оксида углерода, • оксида и диоксида азота, • а также за специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов предприятий данного города. обязательный перечень контролируемых веществ в городе включает: • растворимые сульфаты – в городах с населением более 100 тыс. чел. ; • формальдегид и соединения свинца – в городах с населением более 500 тыс. чел. ; • металлы – в городах с предприятиями черной и цветной металлургии; • 3, 4 -бенз(а)пирен – в городах с населением более 100 тыс. чел. и в населенных пунктах с крупными источниками выбросов; • пестициды – в городах, расположенных вблизи крупных сельскохозяйственных территорий, на которых используются пестициды.
ОНД-90 «Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы» перечень веществ, подлежащих контролю выбросах предприятий • • • Основные (СО, SO 2, NOx, пыль). Вещества 1 категории опасности (при отсутствии таких веществ перечень формируется на основе веществ 2 -й категории). Вещества, выбросы которых создают загрязнение атмосферного воздуха за пределами санитарно-защитной зоны более 5 ПДК.
Типичные загрязняющие вещества в выбросах предприятий Промышленная установка/производство ЗВ в выбросах Сталеплавильные комбинаты Пыль, дым, СО, фтористые соединения Стеклоплавильные заводы Оксиды серы, пыль, различные металлы Нефтеперерабатывающие заводы Соединения серы, углеводороды, дым, пыль Производство серной кислоты SO 2, SO 3, туман серной кислоты Литейное производство серого чугуна и стали Пыль, дым Машиностроительные заводы Пыль, NH 3 Целлюлозно-бумажные комбинаты Соединения серы, пыль Производство соляной кислоты Туман HCl и газ Производство азотной кислоты Оксиды азота Производство каустической соды и хлора Cl 2 Производство минеральных удобрений Фтористые соединения, пыль, NH 3
Стационарный пост наблюдений • • • Стационарный пост наблюдений – это специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологических параметров по установленной программе. Стационарный пост наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха «ПОСТ-1» автоматические газоанализаторы ГМК-3 (на оксид углерода) и ГКП-1 (на диоксид серы), системы для проведения отбора проб и метеорологических наблюдений, мачту для установки датчика ветра, систему электроснабжения и освещения. Стационарный пост наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха "ПОСТ-2" - оборудование «ПОСТ-1» + автоматический воздухоотборник "Компонент" и электроаспиратор ЭА-2 С
Станция автоматического контроля воздуха МР-16 предназначена для измерения разовых концентраций ЗВ в атмосфере, контроля основных метеорологических параметров, передачи полученных данных в центр сбора и обработки информации. Станция позволяет проводить непрерывное автоматическое измерение концентраций ЗВ: CO, SO 2, NОx, NH 3, H 2 S, Cl 2, ∑CH. В случаях превышения ПДК передача информации в центр происходит в инициативном порядке. Пробоотборный зонд с газовой магистралью осуществляет отбор проб по 5 независимым каналам, контроль и автоматическое управление подогревом пробы
Маршрутный пост наблюдений предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижной аппаратуры. Комплекс «СКАТ» представляет собой автоматические измерительные приборы и регистратор данных, который обеспечивает сбор информации от приборов, ее обработку и хранение в энергонезависимом запоминающем устройстве, а также передачу данных через модем и телефонную линию на центральный пульт. В составе комплекса используются газоанализаторы диоксида серы «С-310» , оксидов азота «Р-310» (с термокаталитическим конвертером), оксида углерода «К-100» , сероводорода «СВ-320» , аммиака «Н-320» , пылемер «ОМПН-10. 0» Цикл измерения составляет около двух минут. В конце каждого измерения на экран прибора выводится значение максимальной разовой концентрации загрязняющего вещества.
подфакельный пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника. Подфакельные наблюдения осуществляются по специально разрабатываемым программам и маршрутам за специфическими ЗВ, характерными для выбросов данного предприятия. Места отбора проб при подфакельных наблюдениях выбирают на разных расстояниях от источника загрязнения с учетом закономерностей распространения ЗВ веществ в атмосфере. Отбор проб воздуха производится последовательно по направлению ветра на расстояниях 0, 2 - 0, 5, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 15 и 20 км от стационарного источника выброса, а также с наветренной стороны источника.
Количество городов с наблюдениями за загрязнением воздуха (1), в том числе на сети Росгидромета (2) Количество станций в городах с наблюдениями за загрязнением воздуха (1), в том числе на сети Росгидромета (2)
Тенденция изменений средних концентраций примесей в городах РФ за период 2006 -2010 гг. http: //voeikovmgo. ru/ Вещество 224 -5, 7 Диоксид серы 233 0 Диоксид азота 234 0 Оксид углерода 209 0 3, 4 -бенз(а)пирен 171 -12, 0 Формальдегид городов в Приоритетном списке (2) Тенденция, % Взвеш. вещества Количество городов, в которых уровень загрязнения высокий (ИЗА > 7) (1), Кол-во городов 149 0
1. Количество городов (%), где ИЗА : • • 14 (1), 7– 13 (2), 5– 6 (3), <5 (4) 2. Средние концентрации примесей в городах России • 4 - диоксид азота (241) • 5 - сероуглерод (8) • 6 - фенол (96) • 10 - формальдегид (147) • 11 - бенз(а)пирен (171) Цифры в скобках указывают количество городов, в которых проводились наблюдения за данной примесью • В 135 городах России уровень загрязнения воздуха характеризуется как высокий и очень высокий (ИЗА > 7). В Приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в России включено 36 городов
загрязнение атмосферного воздуха в Московском регионе На территории Московской области долгосрочные наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха осуществляются на 19 постах в 9 городах Московской области: (в Подольске и Клину – по 3, Воскресенске, Коломне, Мытищах, Щелково, Серпухове и Электростали – по 2, в Дзержинском - 1) и 1 – в Приокско -Террасном заповеднике. В 2008 году уровень загрязнения атмосферного воздуха в целом по Москве оценивался как высокий: ИЗА=12, 1, СИ=4 и НП=47% для фенола. В 2010 году уровень загрязнения атмосферного воздуха в целом по Москве оценивался как высокий: ИЗА=14, 9, СИ=4, 4 и НП=33, 7% для фенола. Воздух города наиболее загрязнен формальдегидом, фенолом и бенз(а)пиреном. В годовом ходе – • максимум диоксида азота - в теплый период. • максимум бенз(а)пирена - в холодный период. В 2008 году не были зарегистрированы случаи высокого (ВЗ) и экстремально высокого (ЭВЗ) загрязнения атмосферного воздуха. основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят: • автотранспорт (96% от общих антропогенных выбросов) • предприятия теплоэнергетики.
Сеть мониторинга атмосферного воздуха, поверхностных вод и радиационного загрязнения ГУ «Московский ЦГМС-Р»
1) Карта расположения автоматических станций контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) ГУП «Мосэкомониторинг» (www. mosecom. ru) 2) Схема расположения постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха на территории г. Москва
Автоматические станции контроля загрязнения атмосферы «Чаянова» ЦАО ул. Чаянова. , 8 Год ввода в эксплуатацию: 2003 г. Тип зоны наблюдения: городской. Характеристика зоны наблюдения: жилая. Тип пункта наблюдения: городской фоновый. Контролируемые параметры: СО, Nx. Oy, скорость и направление ветра, температура, влажность, давление, мелкие взвешенные вещества с размерами < 10 мкм «Туристская» СЗАО Туристская ул. , 18 Год ввода в эксплуатацию: 2004 г. Тип зоны наблюдения: городской. Характеристика зоны наблюдения: жилая. Тип пункта наблюдения: фоновый городской. Контролируемые параметры: СО, Nx. Oy, O 3, скорость и направление ветра, температура, влажность, давление.
Скачать презентацию Глобальная система мониторинга окружающей среды ГСМОС
МОНИТОРИНГ_Атмосфера.ppt