ЛЕКЦИЯ 1 ВВЕДЕНИЕ МОНИТОРИНГ Определение мониторинга

ЛЕКЦИЯ 1 ВВЕДЕНИЕ МОНИТОРИНГ

Определение мониторинга Мониторинг – выполняемые по научно-обоснованным программам систематические наблюдения, оценки и прогноз состояния природной среды, позволяющие выделить результате изменения в изучаемых антропогенной объектах деятельности, в не включающие управление качеством окружающей среды.

Сложившаяся обстановка и прогноз ее дальнейшего развития позволили считать, что в ближайшее время серьезными будут проблемы распространения следующих токсикантов: • двуокиси серы и продуктов ее превращений; • тяжелых металлов (ртуть, свинец, кадмий); • канцерогенных веществ, в частности бенз(а)пирена; • нефти и нефтепродуктов – в морях, Мировом океане; • хлорорганических пестицидов, а в городах еще и окислов азота и окиси углерода.

В результате загрязнения природной среды этими токсикантами могут возникнуть глобальные проблемы, в частности: • возможное изменение климата за счет антропогенного воздействия на атмосферу и другие изменения в природе; • возможное нарушение озонового слоя за счет влияния соединений антропогенного происхождения; • загрязнение Мирового океана нефтепродуктами.

По решению, принятому экспертами ООН, – загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровень радиации, физико-химические свойства природной среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или косвенно через воздух, воду, биологические вещества, сельскохозяйственные продукты. Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов, условия отдыха на природе или ее обезображивая.

Выделяются четыре основных типа загрязнения: химическое, физическое, биологическое, эстетическое. Отдельно следует выделить механические нарушения растительности, почв и грунтов, вырубки лесных участков, карьеры, траншеи, термоэрозию. По возможности определения вложенной энергии данные нарушения можно отнести к физическому типу загрязнения, в то же время измененный внешний вид территории, часто обезображенный, позволяет отнести и к эстетическому типу загрязнения.

Химическое загрязнение. Это основной тип загрязнения природной среды, широко распространенный и оказывающий на нее в настоящее время наиболее заметное негативное влияние. Химическое загрязнение вызывает серьезное беспокойство населения многих городов и населенных пунктов, вследствие высокой концентрации отдельных токсикантов и больших масштабов их распространения, а также негативного воздействия на здоровье человека, здания и сооружения, и в целом на окружающую среду.

Выделяется десять основных видов химического загрязнения. 1. Газообразные производные углерода (СО 2, СО) и жидкие углеводороды (СН 2 и СНО – альдегиды). • Основное внимание уделяется двуокиси углерода – СО 2. • Углекислый «угарный» газ – СО. • Углеводороды (СНп) и альдегиды (СНО). 2. Моющие вещества – характерные загрязнители для водных объектов, поступают с бытовыми стоками. Содержат целый «букет» разнообразных соединений, в т. ч. синтетических веществ – СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества).

3. Производные серы. • Диоксид серы – SO 2. • Сероводород – Н 2 S. • Сульфаты. 4. Производные азота. • Основные токсичные компоненты техногенного происхождения – NO – окись азота и NO 2 – двуокись (диоксид азота). • ПАН – пероксилацетилнитраты – опасны для растений, вызывают сильное раздражение глаз человека. Образуют основной компонент смога. • NH 3 – аммиак.

5. Галогены: Cl, Br, F, HF. • Уничтожение пластмасс в мусоросжигательных заводах становится все большим источником галогенов. При сжигании образуются полихлорные бифенилы (ПХБ). • Особые соединения – дибензопарадиоксины, диоксины. Это относящиеся к полихлорированные классу плоскостных трициклических ароматических соединений. Числом замещенных атомов хлора в бензольных кольцах определяется количество изомеров диоксинов. Известно 75 изомеров, различающихся химическими, физическими и токсическими свойствами. Индикатор присутствия диоксинов в природной среде – 2, 3, 7, 8 тетрахлордибензо-n-диоксин (ТХДД), C 12 H 8 Cl 2 O 2.

6. Взвешенные вещества (пыль). Основной показатель при загрязнении природной среды, воздушного бассейна городов. Переносится на большие расстояния в зависимости от размера частиц (аэрозолей). Средняя продолжительность пребывания самых мелких частиц равна 2 годам в стратосфере, 4 месяцам – вблизи тропопаузы, 30 суткам – в верхней тропосфере и только 6– 10 суткам – в нижней тропосфере (на высоте 3 км и ниже). Обязательный показатель в системе мониторинга воздушного бассейна. 7. Тяжелые металлы. Металлы с удельным весом более 4, 5 г/см 3. Наиболее токсичные Cd, Hg, Pb, Ni и др. Некоторые металлы могут крайне негативно воздействовать на человека, вызывая различные болезни. Тяжелые металлы являются одними из главных загрязнителей в РФ и европейских странах. 8. Пластмассы. Проблемы с утилизацией мусора в виде пленки, изделий из пластика. При его сжигании выделяются диоксины, ПХБ и другие токсиканты.

9. Пестициды и другие синтетические вещества. Пестициды и гербициды – это ядохимикаты, использующиеся в основном в сельском хозяйстве в целях борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений. Только для химической защиты растений используется более 200 препаратов. Пестициды делят на группы в зависимости от того, на какие объекты они оказывают губительное влияние: • аттрактанты – запахом «привлекают» насекомых в ловушки, • репелленты – «отпугивают» насекомых, • фунгициды – против грибковых заболеваний, • бактерициды – против бактериальных болезней, • гербициды – в основном «подавляют» сорняки, • дефолианты – уничтожают листву, например, на хлопчатнике, • десиканты – подсушивают растения на корню, • родентициды – используются для борьбы с грызунами, мышами, • нематоциды – токсичны для червей класса нематод, • инсектициды – для уничтожения вредных насекомых на всех стадиях. Можно выделить три поколения пестицидов: • растительные средства (лаванда, чеснок), неорганические соли; • синтетические соединения семейства ДДТ; • биохимические средства, гормоны и ферромоны (половые аттрактанты), изменяющие поведение вредителей и действующие лишь на определенный вид; пример – ловушки для тараканов. 10. Соединения фосфора. Особо опасны фосфорорганические соединения. По силе воздействия они близки к диоксинам.

Класс опасности химических элементов Класс опасности Вещества I. Чрезвычайно опасные Акролеин, Бенз(а)пирен, Бериллий, Диэтилртуть, Линдан (гаммаизомер ГХЦГ), Пентахлордифенил, Ртуть (суммарно), Тетраэтилолово, Тетраэтилсвинец, Трихлордифенил, Этилмеркурхлорид, Таллий, Протактиний, Оксид свинца, Растворимые соли свинца II. Высокоопасные Атразин, Бор, Бромдихлорметан, Бромоформ, Гексахлорбензол, Гептахлор, ДДТ (сумма изомеров), Дибромхлорметан, Кадмий (суммарно), Кобальт, Литий, Молибден (суммарно), Мышьяк, Натрий, Нитриты (по NO 2), Свинец (суммарно), Селен, Силикаты (по Si), Стронций (Sr 2+), Сурьма, Формальдегид, Хлороформ, Цианиды (по CN-), Четыреххлористый углерод III. Умеренно опасные Алюминий, Барий, Железо (суммарно), Марганец, Медь (суммарно), Никель (суммарно), Нитраты (по NO 3), Озон, Серебро, Фосфаты (РО 4), Хром (Сг 6+), Цинк (Zn 2+) IV. Малоопасные Сероводород, Симазин, Сульфаты, Хлориды

Выделяются следующие типы канцерогенных веществ: • полициклические углеводороды (3, 4 бенз(а)пирен, 20 метилхолатрен и др. ), • аминоазотсоединения (орто-аминоазотолуол), входит в группу ароматических аминов, • тяжелые металлы (Ni, As, Co), • радионуклиды (137 Cs, 90 St, 60 Co и др. ).

Физическое загрязнение. Выделяются следующие виды загрязнения: • электромагнитное, • шумовое, вибрационное, • тепловое, • радиационное, ионизирующее излучения.

Электромагнитное загрязнение. Усредненные ПДУ и СЗЗ, принятые для некоторых промышленных и бытовых источников ЭМИ И сточник ЭМИ Облучаемый объект Напряженность электрического поля, В/м Напряжен-ность магнит-ного поля, А/м Частота, Гц Безопасное расстояние от источника, м ЛЭП (330 КВ) Зона жилой застройки 1000 2, 5 0– 3000 200 Монитор компьютера Человек 25 0, 25 5– 2000 0, 5 Телевизор Человек 100 0, 25 5– 2000 1, 2 Стиральная машина Человек 100 0, 25 50 0, 2 Холодильник Человек 100 0, 05 50 0, 1 Пылесос Человек 16 0, 25 50 0, 05

Уровни излучений на предприятиях связи, регламентируемые ГОСТом 12. 1. 006 -76 для диапазона частот 0, 06– 300 Мгц Частота, МГц Электрическая составляющая, В/м Магнитная составляющая, А/м 0, 06– 1, 5 50 5 1, 5– 3 - - 3– 30 20 - 30– 50 10 0, 3 50– 300 5 -

В России предусмотрены следующие, обоснованные с точки зрения медицины, уровни непрерывного СВЧ-облучения: • а) в течение 8 часов – 10 мк. Вт/см 2; • б) до 2 -х часов в сутки – 100 мк. Вт/см 2; • в) до 20 -ти минут в сутки – 1000 мк. Вт/см 2. В случае непрерывного облучения от вращающихся и сканирующих антенн предельно допустимый уровень (ПДУ) составляет 100 мк. Вт/см 2 при действии в течение 8 часов и 1000 мк. Вт/см 2 при облучении до 2 -х часов в сутки.

Шумовое, вибрационное загрязнение. Уровень шума в дневное время в жилых районах, вблизи школ, больниц не должен превышать 40 д. Б, а в ночное время – 30 д. Б. Норма уличного шума (у стен домов), соответственно, составляет 50 д. Б и 40 д. Б, санитарно-гигиенический норматив – 55 д. Б. Особое внимание уделяется вибрации – шуму, передаваемому не по воздуху, а по твердым телам, конструкциям. Основной источник – транспорт (метро неглубокого заложения, трамвай, железная дорога). Вибрация представляет опасность для инженерных сооружений, а ее предельный уровень – 73 д. Б. Она может оказывать влияние на комфортность проживания и здоровье человека.

Требования к авиационному шуму в крупнейших аэропортах мира (по максимальному уровню звука), д. БА Время суток Россия Аэропорт Кеннеди (Нью. Йорк, США) Аэропорт Хитроу (Лондон, Англия) Аэропорт Скипхол (Амстердам, Нидерланды) Аэропорт Клотен (Цюрих, Швейцария) День 85 99 97 98 100 Ночь 75 89 89 98 95

Максимально допустимые уровни авиационного шума на территории жилой застройки Время суток Максимальный уровень звука, д. БА Эквивалентный уровень звука, д. БА День (7. 00– 23. 00) 85 65 Ночь (23. 00– 7. 00) 75 55

Тепловое загрязнение. Ярко проявляется в крупных промышленных городах, вблизи тепловых и атомных электростанций, являющихся его основными поставщиками. Радиационное загрязнение. Все виды излучения независимо от того, являются ли они электромагнитными волнами или состоят из движущих элементарных частиц, имеют общие закономерности – они невидимы, распространяются с очень большой скоростью. Радиоизлучения являются ионизирующими.

Основные источники облучения населения России и обусловленные ими эффективные эквивалентные дозы Источники излучения Доза, мк 3 в/год Природные 1. Космические лучи: на поверхности Земли 320 2. Гамма-излучение: • фоновое 300 • дополнительное (стройматериалы) 110 3. Внутреннее облучение: • бета-излучатели 200 • альфа-излучатели 160 • дополнительное: - удобрения 0, 3 - сжигание угля 2, 0 4. Радон-222, радон-220: • фоновое 280 • дополнительное: - стройматериалы 480 - почва 1090

Основные источники облучения населения России и обусловленные ими эффективные эквивалентные дозы (продолжение) Источники излучения Доза, мк 3 в/год Искусственные 5. Медицинское обследование: • рентгенодиагностика • радионуклидная диагностика 1200 30 6. Остальные искусственные источники: • испытания ядерного оружия 20 • ядерная энергетика 0, 1 • профессиональное облучение 3 • последствия аварии на ЧАЭС 30 Всего 4200

Биологическое загрязнение. Распространено весьма широко и проявляется в трех видах. Микробиологическое загрязнение, передается через воздух, воду, продукты питания. Это вирусы, бактерии, вырабатывающие токсины. Они могут вызвать эпидемии, массовые заболевания, в т. ч. использоваться и как бактериологическое оружие. Изменение биоценозов, происходит из-за искусственного внедрения растительных и животных видов. Примерами могут служить: зарастание мелколиственными деревьями и кустарниками территорий вырубок ценных пород; адаптация завезенных из других регионов ротанов в прудах и изменение ими экосистем в результате поедания икры культивируемых рыб; появление комаров в жилых домах. Зарастание сорной растительностью, наблюдается при выращивании сельскохозяйственных культур на обрабатываемых землях. Эстетическое загрязнение. Это специфический вид загрязнения, на который стали обращать внимание лишь в последнее десятилетие. Оно проявляется: в нарушении пейзажности и гармонии природных ландшафтов; создании малопривлекательных построек, портящих архитектурный ансамбль, как городов, так и отдельных объектов. К этому виду загрязнения можно отнести мусор в парках, лесах, вдоль транспортных коммуникаций, захламление территорий и объектов, повреждение растительности и почвы.