агроэкологический моиторинг, курс лекций

Организация системы экологического мониторинга

В систему экологического мониторинга входят следующие основные процедуры:

определение конкретных целей и задач мониторинга,
определение объектов мониторинга,
сбор информации и предварительное обследование объектов мониторинга,
составление информационной модели объекта наблюдения,
разработка аналитической программы мониторинга,
разработка технологических регламентов по отдельным параметрам измерений для объектов мониторинга,
отбор проб и выполнение измерений,
оценка достоверности результатов и их документирование,
оценка состояния объекта наблюдения и идентификация информационной модели,
корректировка информационной модели и программ мониторинга,
прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения, разработка необходимых корректирующих мероприятий.

Объекты мониторинга: поверхностные, подземные и сточные воды, атмосферный воздух, промышленные выбросы в атмосферу, почвы, отходы, биота и др. Например, сточная вода – вода, сбрасываемая в установленном порядке в водные объекты после ее использования или поступившая с загрязненной территории.

При разработке программ экологического мониторинга и выборе объектов мониторинга проводится анализ следующей информации:

сведений о фоновом загрязнении объектов окружающей среды;
сведений о потенциальных источниках поступления загрязняющих веществ в окружающую среду – о выбросах в атмосферу, сбросах сточных вод в поверхностные и подземные водные объекты и на рельеф местности, о внесении в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ, о местах захоронения и складирования отходов производства и потребления, о возможных техногенных авариях и т.д.;
данных о переносе загрязняющих веществ и их возможной трансформации и аккумуляции в объектах окружающей среды, в том числе данных о процессах ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ.

При разработке программ мониторинга в качестве объектов экологического мониторинга могут быть выбраны:

поверхностные и подземные воды (в том числе используемые для питьевого водоснабжения),
атмосферные осадки, снег,
сточные воды,
атмосферный воздух (в том числе на территории промплощадки, в пределах населенных мест),
промышленные выбросы в атмосферу (вентиляционные выбросы),
выбросы в атмосферу передвижных источников,
почвы и грунты,
донные отложения,
остатки растительности,
объекты животного мира (ткани рыб, млекопитающих и т.д.).

Выбор объектов экологического мониторинга предшествует определению конкретных показателей, подлежащих выявлению в каждом из объектов мониторинга.

Программы мониторинга (фоновый мониторинг, мониторинг загрязнения объектов окружающей природной среды, мониторинг источников загрязнения, мониторинг в условиях аварийных ситуаций)

Для решения конкретных задач по управлению охраной окружающей среды разрабатываются комплексные краткосрочные (на 1-2 года) и долгосрочные (на 5-10 лет), а также отдельные целевые программы мониторинга.

Для каждого вида мониторинга, исходя из поставленных целей и задач, в целевой программе определяются:

- виды и количество наблюдений для каждого вида природных объектов,

- перечень вредных веществ, по которым проводятся наблюдения,

- периодичность наблюдений, сроки начала и окончания наблюдений,

- количество стационарных и временных пунктов (точек, створов, постов) и их пространственная привязка к природным и промышленным объектам,

- сроки и форма представления результатов, алгоритмы их обработки и направления использования.

В зависимости от видов мониторинга в программе могут ставиться различные дополнительные задачи:

- при фоновом мониторинге – определение фоновой концентрации загрязняющего вещества в объектах окружающей среды, тенденций изменения фоновых концентраций во времени;

- при мониторинге объектов окружающей природной среды – определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, оценка возможностей природных экосистем принимать дополнительную нагрузку, оценка потенциально возможных максимальных воздействий, которые не вызовут необратимых изменений в экосистемах, оценка приемлемости объектов окружающей среды для различных видов природопользований (проживание людей, забор воды, сброс сточных вод, выбросы в атмосферу, размещение отходов и т.д.);

- при мониторинге источников загрязнения – определение вклада каждого источника в загрязнение окружающей среды, проверка соблюдения установленных нормативов предельно допустимых воздействий на природные объекты (выбросы, сбросы, размещение отходов и т.д.);

- при мониторинге в условиях аварий и чрезвычайных ситуаций – определение реального вреда, причиненного окружающей природной среде, прогнозирование направлений развития аварийной ситуации и разработка мероприятий по ее локализации и ликвидации, определение объемов ликвидационных работ (площадь земельного участка, подлежащего рекультивации и т.д.).

При разработке программ мониторинга источников загрязнения окружающей среды и мониторинга самих объектов окружающей среды перечень показателей и периодичность наблюдений зависят от перечня нормируемых показателей загрязнения и от разрешенных величин валовых выбросов в атмосферу, сбросов в водные объекты, размещения отходов. Как правило, мониторинг источников загрязнения выполняется в таких случаях для целей производственного экологического контроля и проводится по плану-графику, согласованному с органами государственного управления на стадии получения разрешения на сброс сточных вод в водные объекты, выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух, на временное размещение отходов.

При формировании программы фонового мониторинга основным условием является репрезентативность выборки значений (т.е. длина временного ряда наблюдений), поэтому начинать наблюдения по программе фонового мониторинга следует заблаговременно до начала хозяйственного освоения территории. За фоновую концентрацию вещества принимается статистически обоснованная верхняя доверительная граница возможных средних значений концентраций этого вещества, рассчитанная по результатам наблюдений для наиболее неблагоприятных метеорологических или гидрологических условий или наиболее неблагоприятного времени года. При расчете фоновых концентраций следует учитывать только те точки наблюдений, по которым имеются данные не менее чем за 1 год – при ежемесячной или ежедекадной системе отбора проб, не менее чем за двухлетний период – при 6-8-разовых наблюдениях за год, не менее чем за трехлетний период – при 4-5-разовом отборе проб за год. Основное условие – наблюдения проводились не менее года и минимальное число точек за расчетный период было не менее двенадцати. Периодичность наблюдений при фоновом мониторинге зависит от той погрешности определения фоновых показателей, которая допускается при оценке воздействий на окружающую среду. Перечень показателей фонового мониторинга определяется исходя из профиля предполагаемой хозяйственной деятельности на данной территории.

При формировании программы мониторинга в условиях аварийных и чрезвычайных ситуаций перечень показателей загрязнения определяется характером аварии и ее потенциальными последствиями с учетом физико-химических процессов, происходящих в объектах окружающей среды во время и после аварии. Частота мониторинга зависит от масштаба аварии, быстроты происходящих процессов, выбранной технологии ликвидации аварийной ситуации и ее последствий. Программа мониторинга должна быть рассчитана не только непосредственно на период устранения аварийной ситуации, но и на период ликвидации ее последствий.

Так, целевой программой мониторинга объекта размещения отходов должны быть предусмотрены наблюдения за состоянием грунтовых и поверхностных вод, атмосферного воздуха, почв в зоне влияния объекта. Проект такой программы мониторинга согласовывается с государственными контролирующими органами. Система мониторинга объекта размещения отходов должна включать не только приборы, но и специальные устройства и сооружения – шурфы, колодцы, наблюдательные скважины. Помимо создания наблюдательных сооружений, необходимо оборудование контрольного сооружения выше по потоку грунтовых и поверхностных вод с целью определения фоновых значений загрязняющих показателей. В отбираемых по графику (например, плановый отбор осуществляется один раз в неделю, внеплановые отборы – после сильного дождя, в период половодья, во время оттепели и т.д.) пробах грунтовых и поверхностных вод определяются показатели загрязнения, предусмотренные программой (исходя из состава отходов, размещенных на объекте), например: аммоний-ион, нитраты, нитриты, гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты, ионы железа, нефтепродукты, биохимическое потребление кислорода (БПК), водородный показатель (рН), кадмий, хром, свинец, сухой остаток и т.д. Если в пробах, отобранных ниже по потоку, устанавливается значительное (в несколько раз) увеличение концентраций определяемых показателей по сравнению с пробами на контрольных (фоновых) сооружениях, необходимо увеличить частоту отбора проб и расширить количество определяемых показателей, а также принять меры по ограничению поступления загрязняющих веществ в грунтовые воды до уровня предельно допустимых концентраций.

Система мониторинга объекта размещения отходов включает также постоянное наблюдение за качеством воздушной среды. Необходимо ежеквартально производить отбор и анализ проб воздуха на территории объекта и на границе санитарно-защитной зоны. Определению подлежат показатели загрязнения, характерные для тех видов отходов, которые размещены на объекте. Перечень показателей и частота отбора проб обосновываются при разработке проекта мониторинга. При анализе проб атмосферного воздуха в перечень загрязняющих веществ могут включаться оксид углерода, оксиды азота, суммарные углеводороды, метан, сероводород, меркаптаны, бензол и т.д. В случае установления по результатам мониторинга величин концентраций, хотя бы по одному компоненту превышающих предельно допустимые значения, должны быть приняты меры, адекватно учитывающие уровень и характер загрязнения.

В зоне возможного влияния объекта размещения отходов по отдельной программе выполняются наблюдения за состоянием почв и растительности. С этой целью качество почв контролируется по химическим элементам, включенным в программу мониторинга; как правило, к ним относятся общие примеси, нитриты, нитраты, сульфаты, нефтепродукты, тяжелые металлы.

Специфика хозяйственной деятельности часто предопределяет обязательное включение во все программы мониторинга оценку загрязнения почв нефтепродуктами. При попадании нефти и нефтепродуктов в почву происходят глубокие изменения химических, физических, микробиологических свойств почвы, существенная перестройка всего почвенного профиля. Из-за отсутствия законодательно установленных предельно допустимых концентраций нефтепродуктов в почвах оценка загрязнения производится путем сравнения с фоновыми значениями.

Загрязнением почв нефтью и нефтепродуктами принято считать увеличение концентраций нефтепродуктов до уровня, при котором

нарушается экологическое равновесие в почвенной системе,
происходит изменение морфологических и физико-химических характеристик почвенных горизонтов,
изменяются водно-физические свойства почв,
нарушается соотношение между отдельными фракциями органического вещества почвы,
снижается продуктивная способность земель.

Потенциальными источниками загрязнения почв являются буровые площадки, буровые и промысловые амбары, нефтепромыслы, факелы, нефте- и газопроводы, нефтехранилища, наземный транспорт.

Программа мониторинга загрязнения почв нефтепродуктами может включать в себя визуальные наблюдения, физико-химический анализ, биологический анализ.

Сущность визуального метода заключается в осмотре источников загрязнения и их регистрации, предварительной оценке степени загрязнения почв и состояния растительности. Инструментальный мониторинг ведется на эпизодических и режимных пунктах наблюдений. Эпизодические пункты определяются по необходимости уточнения конкретного источника загрязнения; режимные пункты устанавливают на местах аварийных разливов. В качестве таких пунктов могут выбираться участки после засыпки шламовых амбаров и захоронения отходов, территории действующих факелов, нефтяных резервуаров, а также участки вблизи населенных пунктов, лесных массивов, водных объектов.

Локальный экологический мониторинг наиболее развит в добывающих ресурсы отраслях, нефтехимической промышленности. Существующие гидрометеорологические наблюдения в крупных городах ведутся, как правило, в рамках федерального мониторинга.

Вопросы для самоконтроля

Сформулируйте определение локального экологического мониторинга.
Определите цель локального мониторинга.
Определите основные и частные задачи мониторинга окружающей среды предприятия.
Назовите основные направления организации наблюдений за окружающей природной средой.
Основные требования к наблюдениям при разработке программ мониторинга источников загрязнения окружающей среды.
Особенности программ наблюдений фонового мониторинга.
Перечислите основные положения программы мониторинга в условиях аварийных и чрезвычайных ситуаций.
Назовите показатели мониторинга объекта размещения отходов.
Приведите примеры предприятий, на которых необходимо вести мониторинг загрязнения почв нефтепродуктами.

Содержание