ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.08.2020
Просмотров: 4179
Скачиваний: 5
СОДЕРЖАНИЕ
Лекции по дисциплине: «Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг».
Лекция 1. Введение. Что означают понятия «экологический мониторинг», «экологический контроль»?
Рис.1. Блок-схема системы мониторинга
Рис.2. Классификация экологического мониторинга
Глобальная система мониторинга окружающей среды
Таблица 1. Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности, принятая в системе ГСМОС
Государственный экологический мониторинг
"Белые пятна" на карте государственного экологического мониторинга
Таблица 9
Соотношение различных видов ПДК в воде для некоторых веществ
|
Вещество |
ПДКвр, мг/дм3 |
ПДКВ, мг/дм3 |
|
Ртути неорганические соединения (по Hg) |
0,0001 |
0,0005 |
|
Аммония фторид (по фтору) |
0,05 |
0,7 |
|
Триэтаноламин |
0,01 |
1,0 |
По результатам мониторинга состояния водной среды важно определить, к какому типу водных объектов отнесены река, озеро, водохранилище, и использовать для оценки ситуации соответствующие нормативы.
В гидрохимической практике используют и метод интегральной оценки качества воды по совокупности находящихся в ней загрязняющих веществ и частоты их обнаружения. В соответствии с этим методом для каждого ингредиента на основе фактических концентраций рассчитывают баллы кратности превышения ПДКвр — К(, повторяемости случаев превышения Ht и общий оценочный балл Bj. Первые два показателя являются единичными индексами загрязнения воды, их рассчитывают аналогично соответствующим индексам загрязнения воздуха. Общий оценочный балл представляет собой произведение этих показателей:
вг = кг и,
Ингредиенты, для которых величина общего оценочного балла больше или равна 11, выделяют как лимитирующие показатели загрязнения (ЛПЗ). Комбинаторный индекс загрязнения воды (КИЗВ) рассчитывают как сумму общих оценочных баллов всех учитываемых загрязняющих веществ. По величине комбинаторного индекса заг-рязнения устанавливают класс загрязнения воды.
Также оценку качества воды и сравнение современного состояния водного объекта с установленными в прошлые годы характеристиками проводят на основании индекса загрязнения воды по гидрохимическим показателям ИЗВ. Этот индекс, представляющий собой формальную характеристику, рассчитывают усреднением как минимум пяти индивидуальных показателей качества воды. Обязательны для учета следующие показатели: концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН и биологическое потребление кислорода БПК5:
Чтобы охарактеризовать качество воды единой оценкой, показатели выбирают независимо от лимитирующего признака вредности. При равенстве концентраций предпочтение отдается веществам, имеющим токсикологический признак вредности.
В табл. 10 представлена классификация водных объектов по степени их загрязнения в зависимости от значений гигиенических показателей качества воды.
Для совокупной оценки опасных уровней загрязнения водных объектов при выделении зон чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия используют формализованный суммарный показатель химического загрязнения (ПХЗ-10). Этот показатель особенно важен для территорий, где загрязнение наблюдается сразу по нескольким химическим веществам, каждое из которых многократно превышает ПДК.
Расчет ПХЗ-10 производят по десяти соединениям, максимально превышающим повторяемость (g) концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня на посту либо по постам города за год. Это процент случаев превышения заданного уровня разовыми значениями концентрации примеси:
При определении ПХЗ-10 для химических веществ, по которым «относительно удовлетворительный» уровень загрязнения воды определяют как их «отсутствие», отношение с/ПДК условно принимают равным единице. Для установления ПХЗ-10 рекомендуется проводить анализ воды по максимально возможному числу показателей.
Таблица Гигаеническая классификация водных объектов по степени загрязнения
|
Степень загрязнения |
Органолептиче-ские свойства |
Токсикологические свойства |
Санитарный режим |
Бактериологические показатели |
Индекс загрязнения |
|||
|
|
Запах, привкус (в баллах) |
пдкорг> степ, превыш. |
степ, превыш. |
ВПК, мг/дм3 |
Раств. о2, мг/дм3 |
Число бактерий группы кишечной палочки |
|
|
|
|
I, II KB* |
I, II KB |
I, II KB |
I, II KB |
1,11 KB |
I KB |
II KB |
|
|
Допустимая |
2 |
1 |
1 |
3-6 |
4 |
<104 |
<1-104 |
0 |
|
Умеренная |
3 |
4 |
3 |
6-8 |
3 |
>104-105 |
>104- ю5 |
1 |
|
Высокая |
4 |
8 |
10 |
8-10 |
2 |
>105-106 |
>105-106 |
2 |
|
Чрезвычайно высокая |
>4 |
> 8 |
100 |
> 8-10 |
1 |
>106 |
>106 |
3 |
* KB — категория водопользования. К категории I водопользования относятся водные объекты, используемые для хозяйственно-питьевых целей; к категории II — водные объекты, используемые для культурно-бытовых целей, а также расположенные в черте населенных мест.
Нормирование выбросов (сбросов).
Научно-технические нормативы воздействия на окружающую среду разрабатывают для хозяйственных объектов с указанием предельно допустимых выбросов и предельно допустимых сбросов.
Предельно допустимый выброс (ПДВ) — масса вещества в отходящих газах, максимально допустимая к выбросу в атмосферу в единицу времени; ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмосферы (и для каждой примеси, выбрасываемой этим источником) таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДКмр; основные значения ПДВ — максимальные разовые — устанавливают при условии полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы.
Наряду с максимальными разовыми (контрольными) значениями ПДВ (в г/с) устанавливают производные от них годовые значения ПДВГ (в т/г) для отдельных источников и предприятия в целом с учетом временной неравномерности выбросов, в том числе во время планового ремонта технологического и газоочистного оборудования.
Если значения ПДВ по причинам объективного характера не могут быть достигнуты, для таких предприятий устанавливают значения временно согласованных выбросов вредных веществ (ВСВ) и вводят поэтапное снижение показателей выбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДВ.
Экологический мониторинг может решать задачи оценки соответствия деятельности предприятия установленным значениям ПДВ или ВСВ путем определения концентраций загрязняющих веществ в приземном слое воздуха (например, на границе санитарно-защитной зоны).
Основным нормативом сброса загрязняющих веществ, установленным в Российской Федерации, является предельно допустимый сброс (ПДС) — масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте; ПДС — предел по расходу сточных вод и концентрации содержащихся в них примесей — устанавливают с учетом ПДК веществ в местах водопользования (в зависимости от вида водопользования), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды.
ПДС устанавливают для каждого источника загрязнения и каждого вида примеси с учетом их комбинированного воздействия. В основе определения ПДС (по аналогии с ПДВ) лежит методика расчета концентраций загрязняющих веществ, создаваемых источником в контрольных пунктах — расчетных створах, с учетом разбавления, «вклада» других источников, перспектив развития (проектируемые источники) и т. д.
Общий принцип установления ПДС — величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества воды (санитарных и рыбохозяйственных) при наихудших условиях для разбавления в водном объекте.
При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности, влияющих на состояние водных объектов, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых целей, нормы качества поверхностных вод (или их природный состав и свойства — в случае природного превышения этих норм) должны выдерживаться на водотоках начиная со створа, расположенного на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населённого пункта и т. п.), вплоть до самого места водользования, а на водоемах — на акватории в радиусе от пункта водопользования. Ближайшие пункты водопользования определяют органы санитарно-эпидемиологической службы.
При сбросе сточных вод или других видах хозяйственной деятельности, влияющих на состояние рыбохозяйственных водотоков и водоемов, нормы качества поверхностных вод (или их природный состав и свойства в случае природного превышения этих норм) следует соблюдать на протяжении всего участка водопользования начиная с контрольного створа, т. е. не далее чем в 500 м от места сброса сточных вод или расположения других источников загрязнения поверхностных вод (мест добычи полезных ископаемых, производства работ на водном объекте и т. п.).
Для сброса сточных вод в черте населенного пункта в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» ДС устанавливают исходя из отнесения нормативных требований к самим сточным водам. При этом следует руководствоваться тем, что использование водных объектов в черте населенных мест относится к категории комунально-бытового водопользования.
В случае если значения ПДС по объективным причинам не могут быть достигнуты, для таких предприятий устанавливают временно согласованные сбросы вредных веществ (ВСС) и вводят поэтапное снижение показателей сбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДС.
Оценка загрязнения почв.
В нашей стране был установлен лишь один норматив, определяющий допустимый уровень загрязнения почвы вредными химическими веществами, — ПДК для пахотного слоя почвы. Принцип нормирования содержания химических соединений в почве основан на том, что они поступают в организм преимущественно через контактирующие с почвой среды. Основные понятия, касающиеся химического загрязнения почв, определены ГОСТ 17.4.1.03—84 «Охрана природы. Почвы. Термины и определения химического загрязнения».
Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) — это концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном, слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. Нормативы ПДКП разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции.
Оценку уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводят по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и гигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического элемента Кс и суммарный показатель загрязнения Zc.
Суммарный показатель загрязнения может быть определен для всех элементов в одной пробе и для участка территории по геохимической выборке. Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Zc проводится по оценочной шкале (табл. 11), градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.
Таблица 11
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю
|
Категория загрязнения почв |
Величина |
Изменение показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
|
Допустимая |
Меньше 16 |
Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
|
Умеренно опасная |
16-32 |
Увеличение общего уровня заболеваемости |
|
Опасная |
32-128 |
Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы |
|
Чрезвычайно опасная |
Больше 128 |
Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза при беременности, преждевременных родов) |
Информацию о загрязнении почв рекомендуется сопоставлять с интегральными биологическими показателями, характеризующими качество почв, такими как ферментативная активность, активность и распространение почвенных организмов.
Оценка пространственных масштабов загрязнения.
Результаты комплексного обследования загрязнения природной среды для установленных приоритетных загрязняющих веществ анализируют в табличной или графической форме или в виде карт-схем, на основании которых могут быть оценены пространственное распределение, масштабы и интенсивность загрязнения в обследуемом районе.
Если при проведении рекогносцировочных или детальных исследований в изучаемых объектах окружающей среды было определено содержание загрязняющих веществ на различном расстоянии от источника загрязнения, то на основании полученных данных могут быть установлены закономерности убывания концентраций по мере удаления от источника, в частности с помощью графиков в логарифмическом или полулогарифмическом масштабе. Установленные закономерности позволяют оценить изменение концентраций вредных примесей на участках территории обследуемого района, не охваченных непосредственными измерениями.
При нанесении на карту-схему района результатов мониторинга почвенного и снежного покровов и других объектов природной среды, когда отбор проб производят по единой пространственной сетке, близкие значения концентраций загрязняющих веществ соединяют изолиниями. На карту-схему также наносят основные пути миграции загрязняющих веществ.
На основании полученного пространственного распределения концентраций загрязняющих веществ устанавливают зоны влияния различных источников загрязнения, включая свалки промышленных отходов, выделяют природные среды и объекты, являющиеся накопителями вредных веществ и возможными источниками вторичного загрязнения.