/>Содержание
Содержание
Введение
1. Методы геофизического мониторинга
2. Наблюдения и контроль за состояниематмосферного воздуха
3. Наблюдения и контроль за состояниемвод
Заключение
Список литературы
Введение
Стремительное развитие всех отраслейпромышленности, энергетики, транспорта, увеличение численности населения,урбанизация и химизация всех сред деятельности человека приводят к нарушению изагрязнению биосферы, её отдельных компонентов. Экологическая ситуация,сложившаяся в ряде промышленных центров, в районах добычи и переработкиминерального сырья, строительства и эксплуатации промышленных объектов частоблизка к критической.
Осознание глобальной экологическойкатастрофы заставляет мировое сообщество искать пути выхода из кризиснойситуации. Вывод о необходимости перехода цивилизации к экологически сбалансированномуразвитию имеет непосредственное отношение к опасности, угрожающей человеческойцивилизации, заставляет мировое сообщество искать пути выхода из кризиснойситуации. Идея глобального мониторинга окружающей человека природной среды былавыдвинута в 1972 году на Стокгольмской конференции и нашла отклик в документахКонференции ООН в Рио-де-Жанейро (1992).
Основной задачей экологическогомониторинга является изучение изменений природной среды, возникающих врезультате воздействия на неё человека, получение как качественных, так иколичественных характеристик происшедших изменений в природной среде.
Цель данной работы – рассмотретьтеоретические основы управления загрязнением окружающей среды.
Задачи:
- выявить методы геофизического мониторинга;
- рассмотреть вопросы наблюдения и контроля состояния атмосферноговоздуха;
- изучить вопросы наблюдения и контроля состояния вод.
1.Методы геофизического мониторинга
Для получения объективной информации осостоянии и об уровне загрязнения различных объектов природной среды необходиморасполагать надежными средствами и методами экологического контроля. Повышениеэффективности контроля за состоянием природной среды может быть достигнуто:
- повышением производительности и оперативности измерений;
- повышением регулярности измерений;
- увеличением масштабности охвата одновременным контролем;
- автоматизацией и оптимизацией технических средств и процесса контроля.
С помощью набора инструментальныхметодов химического, физико-химического, микробиологического анализа и другихвидов наблюдений постоянно отслеживаются состав и техногенные загрязненияатмосферного воздуха, поверхностных вод суши, почв, морской воды, геологическойсреды, а также состояние и поведение источников антропогенных воздействий.Здесь мониторинг смыкается с функциями технологического контроля.
В развитых индустриальных странахбыстро совершенствуется техника приборного контроля качества водной и воздушнойсреды. Разработаны и применяются коммутационные системы непрерывногоавтоматического слежения за концентрациями загрязнителей воздуха, техникаавтоматического экспресс-анализа стоков, телеметрические спектральныеанализаторы эмиссий в устьях источников, а также разнообразные портативныеиндикаторные приборы. В последнее время в системе Интернет появились серверы,содержащие разнообразную и постоянно обновляющуюся информацию о данныхэкологического мониторинга в странах Западной Европы, США, Канады и Японии.
Средства экологического мониторингаподразделяются на контактные и неконтактные; а контролируемые показатели нафункциональные (продуктивность, оценка круговорота веществ и др.) и структурные(абсолютные или относительные значения физических, химических или биологическихпараметров: концентрация загрязняющего вещества, коэффициент суммарногозагрязнения и др.). Контактные методы контроля подразделяются на методы, использующиепрямое измерение параметра и косвенное (рис.1).
/>
Рис. 1. Структура контактных методовнаблюдения и контроля за состоянием природной среды
В результате прямого измерениянепосредственно определяется сам искомый параметр, например, показатель рН(метод рН-метрии). В случае косвенного измерения искомый параметр определяетсяв несколько стадий с использованием различных калибровочных графиков, таблиц ипр.
Эффективность любого метода наблюденийи контроля за состоянием природной среды оценивается совокупностью показателей:
- селективность и точность определения,
- воспроизводимость получаемых результатов, чувствительность определения,
- пределы обнаружения элемента (вещества),
- экспрессность выполнения анализа.
Основным требованием к выбираемомуметоду является его применимость в широком интервале концентраций элементов(веществ), включающих как следовые количества в незагрязненных объектах фоновыхрайонов, так и высокие значения концентраций в районах техногенного воздействия[1].
Фотометрический метод основан насравнении оптических плотностей исследуемой и контрольной жидкостей.Фотометрический метод базируется на законе Бугера-Ламберта-Бера:
/>
где D –оптическая плотность раствора, а – коэффициент поглощения при определеннойдлине волны, b – толщина кюветы, с – концентрация исследуемогоэлемента (вещества). При постоянных значения а и bзависимость между оптической плотностью раствора и концентрацией загрязнителядолжна быть линейной.
Атомно-абсорбционный спектральныйанализ основан на использовании способности свободных атомов элементовселективно поглощать резонансное излучение определенной для каждого элементадлины волны. Метод универсален, прост, высокопроизводителен. Используется дляопределения более 7 элементов с точностью 0,1 — 0,01 мг/л.
Использование люминесцентного(флуориметрического) метода для аналитических целей связано с появлениемсильной флуоресценции у некоторых веществ (нефтепродуктов, фенолов и др.) привоздействии на них ультрафиолетовым излучением. Приборы, использующие принциплюминесцентного анализа называются спектрофлюориметрами.
Газохроматографический метод основан даселективном разделении соединений между двумя несмешивающимися фазами, одна изкоторых неподвижна (жидкость или твердое тело), а другая – подвижна (инертныйгаз – носитель). Рассматриваемый метод позволяет определять ничтожно малыеколичества веществ, не обладающих специфическими реакциями, анализироватьсмеси, состоящие из десятков и сотен компонентов с близкими свойствами.
Электрохимические методы анализаиспользуют зависимость различных электрических свойств среды от количественногои качественного состава исследуемого вещества. К рассматриваемым методаманализа относятся потенциометрический, полярографический, кондуктометрический,ионометрический.
Потенциометрический метод основан наизменении потенциала электрода в зависимости от физико-химических процессов,протекающих в веществе. Полярографический метод использует принципвосстановления анализируемого соединения на ртутном капающем электроде ииспользуется, как правило, при анализе следовых количеств веществ, находящихсяв разных агрегатных состояниях.
используютсяполярографы с чувствительностью определений концентраций элементов и соединений0,005-1 мкг/мл пробы.
Кондуктометрическийметод основан на зависимости электропроводности и диэлектрической проницаемостивещества от концентрации и природы её компонентов. Приборы, основанные накондуктометрическом методе анализа, называются кондуктометрами или солемерами.Ионометрический метод основан на реакции ионоселективных электродов, обратимыхк большому числу катионов и анионов. Macс-спектрометрический метод заключаетсяв ионизации газообразной пробы электронной бомбардировкой, после чегообразующиеся ионы подвергаются воздействию магнитного поля. В зависимости отмассы и заряда ионы отклоняются с различной скоростью и соответствующим образомразделяются. Рентгеноспектральный анализоснован на получении спектров различных элементов и веществ под воздействиемрентгеновского излучения.
Контактныеметоды наблюдений и контроля за состоянием природной среды дополняютсянеконтактными, основанными на использовании двух свойств зондирующих полей(электромагнитных, акустических, гравитационных) осуществлять взаимодействия сконтролируемым объектом и переносить полученную информацию к датчику.Зондирующие поля обладают широким набором информативных признаков иразнообразием эффектов взаимодействия с веществом объекта контроля[2]. 2. Наблюдения иконтроль за состоянием атмосферного воздуха
Мониторинг состояния атмосферноговоздуха подразделяется на две системы: наблюдения и контроля. Первая системаобеспечивает наблюдение за качеством атмосферного воздуха в городах, населённыхпунктах и территориях, расположенных вне зоны влияния конкретных источниковзагрязнения. Вторая система обеспечивает контроль источников загрязнения ирегулирования выбросов вредных веществ в атмосферу. Реализация первой задачивозложена на Госкомгидромет, а второй – на Министерство природных ресурсов.Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха поводят в районах интенсивноготехногенного воздействия (городах, промагломерациях) и в районах, удалённых отисточников загрязнения (фоновых районах)[3].
Сеть фоновых станций, расположенная натерритории РФ, включена в ГСМХ. Информация, получаемая с фоновых станций,позволяет оценивать состояние и тенденции глобальных изменений загрязненияатмосферного воздуха.
На станциях фонового мониторинганаблюдения за качеством атмосферного воздуха осуществляются по физическим,химическим и биологическим показателям. Необходимость организации контролязагрязнения атмосферного воздуха в зоне интенсивного антропогенного воздействияопределяется предварительными экспериментальными и теоретическимиисследованиями с использованием методов математического и физическогомоделирования.
Для получения репрезентативнойинформации о пространственно-временной изменчивости загрязнения воздухапроводится рекогносцировка – предварительное обследование состоянияатмосферного воздуха на определённой территории с помощью передвижных средств(передвижной лаборатории, производящей отбор и анализ проб воздуха). Такойметод позволяет выявить границы промышленных комплексов, зоны их влияния. Врезультате обработки полученной информации устанавливаются границы, спектр иконтрастность загрязнения атмосферного воздуха, разрабатывается схемаразмещения стационарных постов наблюдения. Пост наблюдений может даватьинформацию об общем состоянии воздушного бассейна и осуществлять контроль заисточниками выбросов.
На постах наблюдений в обязательномпорядке измеряются основные, наиболее часто встречающиеся загрязняющие воздухвещества: пыль, SO2, CO, NOX. Выбор других веществ, требующих контроля,определяется спецификой производства и выбросов в данной местности и частотойпревышений ПДК.
Стационарный пост наблюдений — этоспециально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимаядля регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологическихпараметров по установленной программе. Из числа стационарных постов выделяютсяопорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременныхизменений содержания основных или наиболее распространенных загрязняющихвеществ. Место для установки стационарного поста выбирается, как правило, сучетом метеорологических условий формирования уровней загрязнения атмосферноговоздуха. При этом заранее определяется круг задач: оценка средней месячной,сезонной, годовой и максимальной разовой концентраций, вероятностивозникновения концентраций, превышающих ПДК, и др.
Перед установкой поста анализируются:расчетные поля концентраций по всем ингредиентам от совокупности выбросов всехстационарных и передвижных источников; особенности застройки и рельефаместности; перспективы развития жилой застройки и расширения предприятийпромышленности, энергетики, коммунального хозяйства, транспорта и другихотраслей городского хозяйства; функциональные особенности выбранной зоны;плотность населения; метеорологические условия данной местности и др. Постдолжен находиться вне аэродинамической тени зданий и зоны зеленых насаждений,его территория должна хорошо проветриваться, не подвергаться влияниюблизкорасположенных низких источников (стоянок автомашин, мелких предприятий снизкими выбросами и т. п.). Количество стационарных постов в каком-либо городе(населенном пункте) определяется численностью населения, рельефом местности,особенностями промышленности, функциональной структурой (жилая, промышленная,зеленая зона и т.д.), пространственной и временной изменчивостью полейконцентраций вредных веществ[4].3.Наблюдения и контроль за состоянием вод
Наблюдения по гидрологическим игидрохимическим показателям по обязательной программе определяются воднымрежимом реки. Для большинства водотоков отбор проб воды производится 7 раз вгод: во время половодья — на подъеме, пике и спаде, во время летней межени —при наименьшем расходе и при прохождении дождевого паводка, осенью передледоставом, во время зимней межени.
Количество отбираемых для анализа пробводы по обязательной программе может изменяться в зависимости от особенностейводного режима отдельных водотоков:
- на водотоках с длительным половодьем (больше месяца) пробы водыотбираются на подъеме, пике, в начале и конце спада половодья (всего 8 раз вгод);
- на водотоках, характеризующихся паводочным режимом,— в течениегода (не менее 8 раз в год);
- на водотоках с устойчивой летней меженью и слабо выраженнымосенним подъемом воды число наблюдений составляет 5 — 6 в год;
- на временных водотоках число наблюдений не превышает 3 — 4 в год;
- на водотоках в горных районах в зависимости от типа водотокачисло наблюдений колеблется от 4 до 11.
На водоемах наблюдения погидрологическим и гидрохимическим показателям осуществляются:
- зимой при наиболее низком уровне и наибольшей толщине льда;
- в начале весеннего наполнения водоема;
- в период максимального наполнения;
- при наиболее низком уровне в летне-осенний период.
При осуществлении наблюдений зазагрязнением воды водотоков и водоемов характерные для них загрязняющиевещества выявляются на основании сведений об источниках загрязнения ирезультатах анализа проб воды, отобранной во время предварительныхисследований, и включаются в программу наблюдений.
В целях получения данных о качествеводы вне пунктов наблюдений проводятся экспедиционные обследования. Какправило, такие обследования осуществляются для получения информации о качествеводы при чрезвычайных обстоятельствах и ситуациях в состоянии водоемов иводотоков при обследовании водных объектов для уточнения расположения пунктов истворов контроля и программы работ. Помимо этого экспедиционные работыпроводятся в случае, когда пункт наблюдений не обеспечен наблюдателем.
Важным моментом наблюдений загрязненияповерхностных вод является отбор проб воды для химического анализа, который осуществляетсяв гидрохимических (гидрологических) створах на стрежне потока с горизонта 0,2 — 0,5 м от поверхности воды эмалированным ведром емкостью 10 л. Из батометра или ведра водой наполняют сосуды для определения значения рН, содержания в водекислорода, диоксида углерода, фиксируют растворенный в воде кислород длядальнейшего химического анализа в лаборатории, а также наполняют водой склянкис притертыми пробками (через сифон, пропустив перед закрытием склянки не менеетрех объемов воды) для определения БПК5. Пробы для определения концентрациинефтепродуктов, фенолов, СПАВ, тяжелых металлов, пестицидов отбирают вотдельные бутылки.
Отбор проб воды для определениясодержания пестицидов производят из придонного слоя бутылочным батометром (наглубине до 3 м) или батометром Молчанова (на глубине более 3 м) в объеме 1 л.
В зимнее время при температуре воздуханиже 0 °С отобранную пробу воды сразу же после измерения температуры переносятв теплое помещение, где производят анализ «первого дня»[5].
Заключение
Цель экологического мониторинга –информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью иэкологической безопасностью. Для достижения поставленной цели необходимо датьответы на следующие вопросы:
- каково состояние природной среды в рассматриваемый отрезок временив сравнении с предшествующим техногенезу состоянием (в относительной илиабсолютной форме) и какие изменения (положительные, отрицательные) ожидаются вприродной среде в прогнозируемый отрезок времени;
- в чем причины происшедших изменений и возможных изменений вбудущем (в том числе нежелательных, губительных, критических) и что явилось,является или будет являться источником этих изменений (как правило, вредныхтехногенных воздействий);
- какие воздействия на данную локальную природную среду, определяемыеисходя из выработанной для данного случая критериальной основы оценок функции«полезности – вредности», являются вредными (нежелательными или недопустимыми);
- какой уровень техногенных воздействий, в том числе в совокупностис естественными или стихийными процессами и воздействиями, происходящими врассматриваемой природной среде, является допустимым для природной среды иотдельных ее компонентов или комплексов (ценозов) и какие резервы имеются уприродной среды для саморегенерации состояния, адекватного исходному, принятомуза состояние экологического баланса;
- какой уровень техногенных воздействий на природную среду,отдельные ее компоненты и комплексы является недопустимым или критическим,после которого восстановление природной среды до уровня экологического балансаявляется неосуществимым.
По уровню накопления и обработкиполученной информации выделяют глобальный, национальный, региональный илокальный мониторинги.
Глобальный (биосферный) мониторингосуществляется на основе международного сотрудничества, позволяет оценитьсовременное состояние всей природной системы Земли. Наблюдение ведут базовыестанции в различных регионах планеты (30 – 40 сухопутных и более 10океанических). Нередко они располагаются в биосферных заповедниках.
Национальный мониторинг осуществляетсяв пределах государства специально созданными органами.
Региональный мониторинг осуществляетсяза счет станций системы, куда поступает информация в пределах крупных районов,интенсивно осваиваемых народным хозяйством и, следовательно, подверженныхантропогенному воздействию.
Списоклитературы
1. Голубева Л.Г. Основы экологии. – Донецк: ДГУ, 2003.
2. Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении.– М.: Просвещение, 1998.
3. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. – М.: Агентство«ФАИР», 2003.
4. Путилов А.В., Копреев А.А., Петрухин Н.В. Охрана окружающей среды. – М.:Химия. – 2001.
5. Экологический мониторинг / М.А. Пашкевич, В.Ф. Шуйский. – СПб: СПбГГУ,2002