ПРОМЫШЛЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ Доцент кафедры АТПП Прахова М

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ Доцент кафедры АТПП Прахова М. Ю.

МОНИТОРИНГ накопление, систематизация и анализ какой-либо информации Система экологического мониторинга Наблюдения за состоянием элементов биосферы Наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия

1972 год - Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде – профессор Р. Манн Россия – 1974 год – Израэль Юрий Антониевич Мониторинг окружающей среды – система наблюдений, оценки и прогноза антропогенных изменений окружающей природной среды БЛОК-СХЕМА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОРТРЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ - совокупность графически представленных пространственно распределённых данных, характеризующих экологическую обстановку на определённой территории, совместно с картоосновой местности

Информация, необходимая для разработки проекта ЭМ Источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду Переносы загрязняющих веществ Процессы ландшафтногеохимического перераспределен ия загрязняющих веществ Данные о состоянии антропогенных источников загрязнения

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА Пространственный охват Объект наблюдения Используемые методы Тип воздействия Цели мониторинга

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ПО МАСШТАБАМ ОБОБЩЕНИЯ Глобальный (биосферный) Национальный Региональный Локальный

ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА Структурноорганизационный Функциональный Обучающий Пространственный Временной Целевой

Цели экологического мониторинга Обеспечение системы управления природоохранной деятельности своевременной и достоверной информацией Задачи экологического мониторинга Наблюдение за источниками и факторами антропогенного воздействия, состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием этих факторов Оценка фактического состояния природной среды, прогноз изменения ее состояния под влияние антропогенных факторов и оценка прогнозируемого состояния

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МОНИТОРИНГ Блок контроля (система пунктов получения информации) Каналы связи Экспедиционное дение наблю- Стационарные (наземные и морские) наблюдения Комплексные наблюдения Блок управления (прогнознодиагностический и управляющий центры) фоновые Дистанционное наблюдение (космоаэросъемка) Автоматизированная информационная система Система защиты инженерной

Объекты мониторинга Производственные работы Структура Мониторинга Техническое обеспечение Научнометодические разработки

Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ) 1993 год Государственный экологический мониторинг – комплексная система наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза ее изменений под воздействием природных и антропогенных факторов 2004 год

ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (ГСМОС) АИС МОНИТОРИНГА АИПС – информационнопоисковая система АСОД – система обработки данных АПДС – прогнознодиагностическая система АСУ – система управления

ОБЕСПЕЧЕНИЕ АИС ИНФОРМАЦИОННОЕ • Наблюдательные сети мониторинга • Сторонние источники • Обработка, интерпретация информации • Накопление в банке данных ТЕХНИЧЕСКОЕ • Аппаратурные средства для хранения и обработки информации • Периферийные устройства МАТЕМАТИЧЕСКОЕ • Поисковые со статистической обработкой данных • Прогнознодиагностические • Оптимизационные

СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Локальная сеть мониторинга с общим сервером Соединение АИС мониторинга каналами связи Соединение АИС мониторинга через коммутатор

СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ РЕГИОНАЛЬНЫХ И НАЦИОНАЛЬНЫХ СЕТЕЙ МОНИТОРИНГА Коммутация каналов Аренда каналов Сеть с коммутацией каналов

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ Средства контроля Контролируемые показатели Контактные Функциональные Неконтактные (дистанционные) Структурные Биологические

КОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

ЭТАПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ Отбор пробы Обработка пробы с целью консервации измеряемого параметра и ее транспортировка Хранение и подготовка пробы к анализу Измерение контролируемого параметра Обработка и хранение результатов

ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА Селективность и точность определения Воспроизводимость получаемых результатов Чувствительность Пределы обнаружения элемента (вещества) Экспрессность анализа

ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Зондирующее поле Осуществление взаимодействия с контролируемым объектом Перенос полученной информации к датчику Пассивные Активные • Прием зондирующего поля, исходящего от самого объекта контроля • Прием отраженных, прошедших сквозь или переизлученных зондирующих полей, созданных источником

ВИДЫ НЕКОНТАКТНЫХ МЕТОДОВ Аэрокосмические • Оптическая фотосъемка • Телевизионная • Инфракрасная • Радиотепловая • Радиолокационная • Радарная • Многозональная Геофизические • Магниторазведка • Электроразведка • Терморазведка • Визуальная съемка • Ядерная геофизика • Сейсмические методы • Геоакустические методы

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Биоиндикация • Организмы или сообщества организмовбиоиндикаторов, наблюдаемых в естественных условиях обитания Биотестироварие (токсикологические методы) • Тест-объекты – организмы, помещаемые в исследуемую среду для оценки токсических свойств загрязняющих веществ

МЕТОДЫ БИОИНДИКАЦИИ Визуальные Патологоанатомические и гистологические Эмбриональные Иммунологические Генетические

МЕТОДЫ БИОТЕСТИРОВАНИЯ Основа – воздействие загрязняющих веществ, других факторов среды или их совокупности на систему биологического происхождения Виды биотестов Острые (acute tests) Краткосрочные хронические (short-term chronic tests) Хронические (chronic tests)

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И ЕГО ВИДЫ Муниципальный Производственный Ведомственный Государственный Общественный

В зависимости от стадии контрольной деятельности В зависимости от формы экологического контроля В зависимости от метода и порядка проведения контрольный мероприятий Предупредительный Информационный Инспекционный Текущий Карательный Аналитический Последующий Инструментальный

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Загрязнители Первичны Вторичные е Водяной пар (до 4%) Примеси природного происхождения (аммиак, сероводород, метан, оксиды азота) Пылевые частицы Микроорганизмы

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ Основные (критериальные) Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) Следы элементов Постоянные газы Пестициды Абразивные твердые частицы Загрязнители, оказывающие многостороннее воздействие на организм

СТАНДАРТЫ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПДКРЗ ПДК в воздухе рабочей зоны ПДКПП Предельно допустимая ПДК на территории промышленного предприятия (обычно ПДКПП = 0, 3 ПДКРЗ ) ПДКНП ПДК вредного вещества в атмосферном воздухе насаленного пункта ПДКМР. РЗ Максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны ПДКСС. РЗ Среднесменная ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны ПДКМР Максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест ПДКСС Среднесуточная ПДК вредного вещества в воздухе населенных мест

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ И ТОКСИЧНОСТИ 1 класс Чрезвычайно опасные 2 класс Высокоопасные 3 класс Умеренно опасные 4 класс Малоопасные Одновременное присутствие нескольких загрязняющих веществ, обладающих аддитивным эффектом

Индекс загрязнения атмосферы I Для одного вещества k = 1, 7; 1, 3; 1, 0; 0, 9 Для нескольких веществ Шкала экологического загрязнения атмосферы

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ Вещества, присутствующие в водах Растворенные Органические вещества Главные ионы (макрокомпоненты) Микроэлементы Биогенные вещества Растворенные газы Взвешенные

ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА Расход взвешенных наносов – количество взвешенных веществ RM, которые река переносит в единицу времени Мутность – содержание взвешенных веществ CM в воде Закон Эри Энергия водотока

Органические вещества (< 0, 1 мг/дм 3) Количественные характеристики Источники поступления Общее содержание органических углерода, азота и фосфора Извне, с площади водосбора с ливневыми и талыми водами Окисляемость воды Образование в самом водоеме в результате метаболизма и биохимического распада остатков организмов Биохимическое потребление кислорода

Главные ионы Значение минерализации (солесодержание) в природных водах Пресные (до Солоноватые (1 – 25 г/дм 3 ) 1 г/дм 3) Соленые (> 25 г/дм 3) Значение минерализации (солесодержание) в поверхностных водах Малая (до 200 мг/дм 3) Средняя (200 – 500 мг/дм 3 ) Повышенная (> 500 - 1000 мг/дм 3)

Главные ионы Na+ K+ Ca 2+ Mg 2+ Cl- SO 42 - HCO 3 - Гидрокарбонатные и карбонатные Кальциевые Сульфатные Магниевые Хлоридные Натриевые

Микроэлементы и биогенные вещества Микроэлементы Все металлы, кроме главных ионов и железа (медь, цинк, марганец и др. ) Анионы брома, фтора, йода и др. (очень малые концентрации) Биогенные вещества Растворенные газы Соединения азота и фосфора (от следов до 10 мг/м 3) Кислород, углекислый газ, азот, сероводород, метан и др. Соединения кремния и железа Содержание зависит от природы, парционального давления и температуры

КЛАССИФИКАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД Содержащие неорганические примеси со специфическими токсическими свойствами Содержащие неорганические примеси без специфических токсическими свойствами Содержащие органические примеси без специфических токсических свойств Содержащие органические примеси со специфическими токсическими свойствами

КАТЕГОРИИ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

ОЦЕНКА СОСТАВА И СВОЙСТВ ВОДЫ ВОДОТОКОВ И ВОДОЕМОВ Физические Химические Санитарно-биологические

Система основных показателей оценки качества водных ресурсов ПДК Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоема ПДК Предельная допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей ВДК (ОБУВ) Временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) загрязняющих веществ в воде водоемов ПДС Предельно допустимый сброс БПК Биохимическая потребность в кислороде ХПК Химическая потребность в кислороде ППК (МНК) Подпороговая концентрация (максимальная недействующая концентрация) ППД (МНД) Подпороговая доза (максимальная недействующая доза)

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ Почва – гетерогенная многофазная система Твердая фаза Минеральные образования (50 – 60% от общего состава) Различные органические вещества (до 10%) Почвенные коллоиды Жидкая фаза Почвенный раствор (25 – 30%) Газообразная фаза (15 -25%) Газы, заполняющие свободные от воды поры Газы, адсорбирован ные коллоидными частицами и растворенные в почвенном растворе

ОСНОВНАЯ ФУНКЦИЯ ПОЧВЫ Аккумулирование органического вещества, различных химических элементов и энергии АНТРОПОГЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ Водная и ветровая эрозия Засоление, подщелачивание, подкисление Заболачивание Физическая деградация (уплотнение, коркообразование и т. п. ) Разрушение и отчуждение при строительстве и добыче полезных ископаемых Химическое загрязнение почв

ПРИЧИНЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ Атмосферный перенос загрязняющих веществ Сельскохозяйственное загрязнение Наземное загрязнение Загрязнение нефтью и нефтепродуктами

РАЗНОВИДНОСТИ ПДК В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПУТЕЙ МИГРАЦИИ В СОПРЕДЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ ТВ Транслокационный показатель МА Миграционный воздушный показатель МВ Миграционный водный показатель ОС Общесанитарный показатель Наименьший из обоснованных уровней содержания является ЛИМИТИРУЮЩИМ и принимается за ПДК.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ПО СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ Сильнозагрязненные Среднезагрязненные Слабозагрязненные Коэффициент концентрации загрязнения почвы НС

УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЧВЫ К ХИМИЧЕСКИМ ЗАГРЯЗНЕНИЯМ Степень устойчивости Очень устойчивые Среднеустойчивые Малоустойчивые Показатели устойчивости Гумусное состояние почв Кислотно-основные свойства Окислительно-восстановительные свойства Катионно-обменные свойства Биологическая активность Уровень грунтовых вод Доля веществ, находящихся в растворимой форме

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК И ЕГО ОЦЕНКА Причины возникновения аварийной ситуации Природного Техногенного Смешанного характера

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ Взрыв, пожар Поломка механизмов и оборудования Нанесение ущерба окружающей среде, персоналу, третьим лицам Снижение производства продукции и остановка производства

ВИДЫ ПРОМЫШЛЕННОГО РИСКА Риск первичных явлений (техногенный и природный риски) • Непосредственное воздействие поражающих факторов, возникающих при авариях и опасных процессах, а также опасных природных явлениях Риск, связанный с долгосрочными последствиями аварий (экологический риск) • Изменения в окружающей среде под воздействием поражающих факторов и опасных процессов, носящих экологический характер

РЕЦИПИЕНТЫ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ Компоненты природной среды, наиболее важные для человека Природные и природноантропогенные образования Биоценозы и экосистемы Отдельные группы людей из числа населения и производственных коллективов