Файл: Лекции по мониторингу.doc

В целях снижения вредного воздействия ОГ на окру­жающую среду необходим контроль их токсичности, ко­торый производят при техническом обслуживании авто­мобилей, после регулировки карбюраторных двигателей, при выборочных проверках ГИБДД, СЭС.

Регулировку систем зажигания предписывается прово­дить только на станциях технического обслуживания и автозаправочных станциях. Проверку токсичности ОГ двигателей автомобилей на предприятиях, имеющих менее 50 машин, проводят специализированные организации. Не разрешается выпуск на линию машин с концентраци­ей в ОГ вредных веществ, превышающей нормы, установ­ленные соответствующим ГОСТом.

Возможности использования стационарных и пере­движных постов для контроля выбросов автотранспорта ограничены. Это связано с тем, что примеси от низких источников выбросов распространяются иначе, чем от высоких. Максимальная концентрация загрязняющих ве­ществ в выбросах автотранспорта наблюдается на самой транспортной магистрали, а при удалении от обочины резко падает, достигая на расстоянии 15—30 м от дороги фонового уровня.

Измерение уровня загрязнения воздуха, обусловленно­го выбросами автотранспорта, обычно проводят в комп­лексе с измерением выбросов промышленных источни­ков. На автомагистралях и прилегающей к ним территории жилой застройки определяют содержание основных ком­понентов ОГ: СО, углеводородов, оксидов азота, акроле­ина, формальдегида, соединений свинца и продуктов их фотохимического превращения.

При проведении специальных (не в комплексе) на­блюдений определяют:

— максимальные значения концентраций основных примесей и периоды их наступления при различных метео­условиях и интенсивности движения транспорта;

• границы зон и характер распространения примесей по мере даления от магистралей;

особенности распространения примесей в жилых кварталах различного типа застройки и в зеленых зонах, примыкающих к автомагистралям;

• особенности распространения транспортных пото­ков по магистралям города.

Наблюдения проводят во все дни рабочей недели еже­часно с 6 до 13 ч или с 14 до 21 ч, чередуя дни с утренни­ми и вечерними часами наблюдения. В ночное время на­блюдения проводят 1—2 раза в неделю.

Точки наблюдения выбирают на городских улицах с интенсивным движением транспорта, в местах, где часто производится торможение автомобилей, в местах скопле­ния вредных примесей за счет слабого рассеивания (под мостами, путепроводами, в туннелях, на узких участках улиц и дорог с многоэтажными зданиями), а также в зо­нах пересечения двух и более улиц с интенсивным движе­нием транспорта.

Места для размещения приборов выбирают на середи­не разделительной полосы, на тротуаре и за пределами тротуара — на расстоянии половины ширины проезжей части одностороннего движения. Пункт, наиболее уда­ленный от автомагистрали, должен располагаться не ме­нее чем в 0,5 м от стены здания. На улицах, пересекаю­щих основную магистраль, пункты наблюдений размеща­ют по краям тротуара и на расстояниях, превышающих ширину магистрали в 0,5; 2; 3 раза.

В кварталах старой застройки (сплошные ряды зданий с отдельными арочными проемами в них) места для раз­мещения пунктов наблюдений выбирают в центре внутриквартального пространства.

Интенсивность движения транспорта определяют пу­тем учета числа проходящих транспортных средств, кото­рые делятся на пять основных категорий: легковые авто­мобили; грузовые автомобили; автобусы; дизельные авто­мобили и автобусы; мотоциклы — ежедневно в течение двух-трех недель в период с 5—6 ч до 21—23 ч, а на транзитных трассах — в течение суток. Подсчет количества проходящих транспортных единиц проводят в течение 20 мин каждого часа, а в двух-, трехчасовые периоды наи­большей интенсивности движения автотранспорта — каждые 20 мин. Среднюю скорость движения транспорта определяют по показанию спидометра автомашины, дви­жущейся в потоке транспортных средств на участке про­тяженностью от 0,5 до 1 км данной магистрали. На осно­вании результатов наблюдений вычисляют средние значе­ния интенсивности движения автотранспорта в течение суток (или за отдельные часы) в каждой из точек наблю­дения.

Метеорологические наблюдения при оценке загрязне­ния атмосферы выбросами автотранспорта включают из­мерения температуры воздуха и скорости ветра на уров­нях 0,5 и 1,5 м от поверхности земли. Аналогичные на­блюдения выполняют на метеостанции, расположенной за городом. При определении содержания в воздухе озона на метеостанции одновременно проводят наблюдения за интенсивностью прямой и суммарной солнечной ради­ации, которая оказывает существенное влияние на ско­рость протекания фотохимических реакций в воздухе, об­разования озона и фотохимического смога.

Мониторинг загрязнения снежного покрова.

Снежный покров является удобным индикатором за­грязнения атмосферных осадков, атмосферного воздуха, а также загрязнения воды и почв в результате таяния снега, так как:

• при образовании и выпадении снега в результате процессов его сухого и влажного вымывания концентра­ция загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на два-три порядка выше, чем в атмосферном воздухе;

• отбор проб очень прост и не требует специального сложного оборудования; послойный отбор дает возмож­ность отследить динамику загрязнения за зимний период; одна проба, взятая по всей толщине снежного покрова, дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы;

• снежный покров позволяет решить проблему количественного определения суммарных параметров загряз­нения (сухих и влажных выпадений снега);

• снежный покров является эффективным индикато­ром процессов закисления природных сред.

Мониторинг загрязнения снежного покрова позволяет отслеживать загрязнение окружающей среды сульфатами, нитратами, ионами аммония, основаниями, тяжелыми металлами, полициклическими ароматическими нефтя­ными углеводородами, хлорорганическими пестицидами и другими веществами.

Снежный покров также может быть использован для определения вещественного состава и мощности выбро­сов предприятий, доли вещества, увлекаемого в дальний и локальный перенос, дистанционных измерений пара­метров загрязнения местности, в том числе и из космоса (измерение альбедо).

Мониторинг загрязнения снежного покрова осуществ­ляют на базе снегомерной сети, используемой для опре­деления физических параметров снежного покрова (высо­ты, плотности, влагозапаса).

Отбирают пробы снега для определения параметров его загрязнения весовым снегомером во время проведе­ния плановых снегосъемок в период максимального вла-госодержания (влагозапаса) в снеге один раз за зиму. В месте отбора снегомер врезают на всю толщину снежно­го покрова до поверхности земли, после чего трубу с кер­ном снега вытаскивают, поддерживая внизу полиэтилено­вой лопаткой. Время пребывания снега в металлическом снегомере должно быть минимальным. Нижняя (режу­щая) часть снегомера и основание столбика снежного керна должны быть тщательно очищены от частиц грунта.

Определение параметров загрязнения проводят путем анализа одной сборной пробы, которая с заданной точно­стью должна характеризовать среднюю концентрацию за­грязняющего вещества на маршруте. Этого достигают от­бором нескольких частных проб в пунктах определения плотности снега. Наиболее часто сборная проба имеет объем 2—4 л и состоит из 4—6 частных проб, равномерно размещенных на снегомерном маршруте. Часто для отбо­ра проб снега используют метод конверта.

Первичная обработка проб снега включает их растап­ливание и фильтрование. Если цель исследования состоит в определении параметров выпадения загрязняющих ве­ществ, необходима максимально возможная сохранность в пробах первичного состава загрязняющих веществ; сле­довательно, нужно применять режим быстрого таяния (без существенного подогрева пробы). Если необходимо спрогнозировать загрязнение почв и стоковых вод при ве­сеннем снеготаянии, условия таяния пробы должны быть максимально приближены к естественным, т. е. применя­ют режим медленного таяния.

Наблюдения за фоновым состоянием атмосферы.

Рост выбросов вредных веществ в атмосферу в резуль­тате процессов индустриализации и урбанизации ведет к увеличению содержания примесей на значительном рас­стоянии от источников загрязнения и к глобальным из­менениям в составе атмосферы, что, в свою очередь, мо­жет привести ко многим нежелательным последствиям, в том числе к изменению климата. В связи с этим в 60-е годы XX в. Всемирной метеорологической организацией (ВМО) была создана сеть станций мониторинга фонового загрязнения атмосферы (БАПМоН). Ее цель состояла в получении информации о фоновых уровнях концентра­ции загрязняющих атмосферу веществ, их вариациях и долгопериодных изменениях, по которым можно судить о влиянии антропогенной деятельности на состояние атмосферы.

Для осуществления фонового мониторинга создана сеть станций, которые подразделяют на базовые и реги­ональные. Базовые станции обеспечивают получение информации об исходном состоянии биосферы и распо­лагаются в районах, где отсутствует непосредственное антропогенное воздействие, в большинстве случаев — в биосферных заповедниках. На региональных станциях получают информацию о состоянии биосферы в зонах, подверженных антропогенному влиянию. Они могут располагаться вблизи урбанизированных районов.

В обязательную программу наблюдений на базовых и региональных станциях БАПМоН включены наблюдения за содержанием в воздухе SO₂, взвешенными аэрозольны­ми частицами, мутностью атмосферы, радиацией, хими­ческим составом осадков. Программа наблюдений может быть расширена за счет увеличения числа определяемых компонентов, в частности озона.

На станциях комплексного фонового мониторинга (СКФМ) проводят комплексное изучение содержания за­грязняющих веществ в компонентах экосистем (атмос­ферном воздухе, осадках, воде, почвах, биоте). В связи с этим программа наблюдений на СКФМ включает сис­тематические измерения содержания загрязнений одно­временно во всех средах, причем любые наблюдения по программе фонового мониторинга должны сопровож­даться комплексом метеорологических наблюдений, по­этому наблюдения желательно проводить на базе метео­станций.

В атмосферном воздухе на СКФМ определяют показа­тель аэрозольной мутности атмосферы, а также среднесу­точные концентрации:

• взвешенных веществ;

• озона;

• оксида и диоксида углерода;

• диоксида серы;

• сульфатов;

• 3,4-бенз-ос-пирена;

• ДДТ и других хлорорганических соединений;

• свинца, кадмия, ртути, мышьяка.

В атмосферных осадках определяют концентрацию в суммарных месячных пробах:

• свинца, кадмия, ртути, мышьяка;

• 3,4-бенз-а-пирена;

• ДДТ и других хлорорганических соединений;
  - рН;

• анионов и катионов.

Метеорологические наблюдения на СКФМ включают определение следующих параметров:

— температуры и влажности воздуха;

— скорости и направления ветра;

— атмосферного давления;

— облачности (количество, форма, высота);

— солнечного сияния;

— атмосферных явлений (туман, метели, грозы, пыль­ные бури и т. п.);

— атмосферных осадков (количество и интенсивность);

• снежного покрова (высота, содержание влаги);

• температуры почвы (на поверхности и в глубине);

• состояния поверхности почвы;

• радиации (прямая, рассеянная, суммарная, отраженная) и радиационного баланса;

• градиентов температуры, влажности и скорости вет­ра на высоте 0,5—10 м;

• градиентов температуры, влажности почвы на глу­бине 0—20 см;

• теплового баланса.

Обобщение результатов наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы.

Данные о результатах загрязнения атмосферного воз­духа и метеорологических параметрах поступают в отделы обеспечения информацией народно-хозяйственных орга­низаций управлений по гидрометеорологии, где они про­ходят контроль и сводятся в специальные таблицы на­блюдений за загрязнением атмосферы (ТЗА), которые подразделяются на четыре вида — ТЗА-1, ТЗА-2, ТЗА-3 и ТЗА-4:

ТЗА-1 — результаты разовых наблюдений за загрязне­нием атмосферного воздуха на сети постоянно действую­щих стационарных и маршрутных постов в одном городе или промышленном центре, а также данные метеорологи­ческих наблюдений;

ТЗА-2 — результаты подфакельных измерений;

ТЗА-3 — данные среднесуточных наблюдений за вы­падением и концентрацией пыли и газообразных приме­сей;

ТЗА-4 — данные суточных наблюдений с помощью га­зоанализаторов или других приборов и устройств непре­рывного действия.

Таблица ТЗА-1 состоит из основной и дополнительной (ТЗА-1д) таблиц. ТЗА-1 содержит восемь страниц (100— 120 наблюдений в месяц). В нее записывают данные на­блюдений за концентрациями примесей и метеопарамет­ров, соответствующих срокам отбора проб воздуха на ме­теостанциях. Таблица ТЗА-1д предназначена для записи концентраций примесей и метеорологических данных наблюдений на постах СЭН и других ведомств того же го­рода.

Формы таблиц ТЗА-1, ТЗА-3 и ТЗА-4 приведены в Приложении 2. Таблица ТЗА-2 составляется по методи­кам Росгидромета для каждого конкретного случая. После заполнения таблицы ТЗА-2 производят расчеты:

- средних концентраций (или выпадений) за все дни месяца;

- максимальных концентраций (или выпадений) за все дни месяца;

- то же за дни с осадками, в том числе с осадками до 5 мм и более;

-то же за дни без осадков

Для этих расчетов выбирают данные о скоростях ветра менее 2,2—5 и более 5 м/с, число случаев превышения ПДК.

За титульным листом ТЗА-4 следуют развернутые листы для записи фактических данных непрерывных 5 наблюдений за концентрациями одной примеси по од-). ному прибору. Количество листов ТЗА-4 должно соот­ветствовать числу приборов в городе. Данные помещают в порядке возрастания номеров постов. После заполнения таблиц и переноса данных на машинный носитель их сшивают вместе таким образом, чтобы данные наблюде­ний за все сроки следовали в порядке возрастания но­меров постов.

Лекция 5. Мониторинг загрязнения природных вод.

Составной частью ГСМОС является программа, по­священная водным проблемам — ГСМОС «Вода», с Центром в Канаде. В этой программе принимают актив­ное участие четыре специализированных учреждения ООН: Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Всемир­ная метеорологическая организация (ВМО) и Организация Объединенных Наций по вопросам образования, нау­ки и культуры (ЮНЕСКО).

Задачи программы ГСМОС «Вода»:

• мониторинг распространения и трансформации за­грязняющих веществ в водной среде;

• оповещение о серьезном нарушении состояния вод­ных объектов;

• напоминание правительствам о необходимости проведения мероприятий по охране, восстановлению и улуч­шению окружающей среды.

Программа ГСМОС «Вода» включает семь основных пунктов: