Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на территории Беларуси является автотранспорт, объекты энергетики и промышленность. Так, если в начале 70-х ученые-гигиенисты определили долю загрязнений, вносимых в атмосферу транспортом, в среднем 14 процентов, то в настоящее время этот вид загрязнения достиг 70-75 процентов от общего загрязнения.

В Беларуси от всех источников выбрасывается около 1 300 тысяч тонн загрязняющих веществ в год, что создает сложную экологическую проблему. От передвижных источников выбрасывается более 900 тысяч тонн, что составляет около 70%, а на долю стационарных источников загрязнения приходится 30%.

В структуре выбросов преобладает оксид углерода– 50%, углеводороды – около 20%, диоксид серы– 10%, оксиды азота– 10%.

С передвижными источниками загрязнения связаны также выбросы высокотоксичного, канцерогенного бенз(а)пирена – около 700 кг в год. Выбросы свинца автотранспортом в последние годы стали минимальными, так как этилированный бензин в Беларуси не производится и не импортируется.

Среди городов, по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников по состоянию на 2005 –2006 годы, необходимо выделить Новополоцк (50 тысячи тонн), Минск (30 –40), Новолукомль (15), Гомель (14). Суммарный объем выбросов от стационарных и передвижных источников в городе Минске составляет около 180 тысяч тонн, из них 80% объема выбросов образовалось за счет работы передвижных источников.

От чего зависит уровень загрязнения в городах, в районах, где мы проживаем?

Степень загрязнения атмосферы зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, токсичности, от высоты, на которой осуществляются выбросы, и от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание (направление, скорость ветра, осадков, тумана, всех факторов которые не способствуют рассеиванию загрязняющих веществ).

Также уровень загрязнения зависит от расположения стационарных источников выбросов с учетом климатических характеристик, рельефа местности (пример Светлогорска и Могилева), а передвижных источников –от состояния дорог, развязок на разных уровнях, скоростного режима автотранспортного потока, от технического состояния транспортных средств, метеорологической ситуации.

Характеристика источников выбросов

По мощности выброса источники загрязнения атмосферы делятся на крупные и мелкие. К крупным источникам загрязнения относятся производства типа металлургических и химических заводов, заводов строительных материалов, тепловые электростанции. К мелким источникам загрязнения – небольшие котельные и предприятия местной и пищевой промышленности, печное отопление. Большое количество мелких источников может значительно загрязнять воздух.

По высоте выброса источники загрязнения делятся на низкие и высокие. Под низкими – понимают такие источники, в которых выброс осуществляется ниже 50 м, под высокими – выброс выше 50 м.

По температуре выходящих газов источники загрязнения делятся на горячие и холодные. Горячими условно называют источники, у которых температура выбрасываемой газовоздушной смеси выше 50 °С; при более низкой температуре выбросы считаются холодными.

Большое число различных вредных примесей содержится в выбросах предприятий отраслей промышленности и транспорта. Почти от всех источников в атмосферу поступают диоксид серы (SO₂), пыль, оксид углерода (СО), оксиды азота (NO, NO₂).

При работе двигателей, использующих бензин, выбрасываются также бенз(а)пирен, хлор, бром, иногда фосфор и др. вещества. При работе дизельных двигателей – выбрасывается значительное количество сажи. Авиационные двигатели выбрасывают в атмосферу оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, углеводороды, оксиды серы и сажу.

Тепловые электростанции являются источником почти половины (45%) общего количества сернистых соединений, поступающих в воздушный бассейн. При сжигании топлива в атмосферу выбрасываются также в большом количестве оксид углерода, оксиды азота и несгоревшие твердые вещества в виде золы и сажи. В меньших количествах при сжигании как твердого, так и жидкого топлива могут выбрасываться хлористый натрий и магний, оксиды железа, ванадий, оксиды никеля и кальция, ртуть и ряд других веществ. При сжигании газообразного топлива в основном выбрасываются оксиды азота.

От предприятий химической промышленности в атмосферу поступают разнообразные вредные вещества, главным образом в виде газов.

Большое количество вредных веществ выбрасывается в атмосферу предприятиями нефтяной промышленности, в том числе оксиды серы и азота, оксид углерода, углеводороды и несгоревшие твердые частицы, выбросы содержащие бенз(а)пирен.

Производство цемента связано с выбросами из печей обжига пыли и диоксида серы.

Предприятия по производству белковых концентратов выбрасывают в атмосферу пыль белково-витаминных концентратов, фурфурол. Это далеко не полный перечень поступающих в атмосферу вредных веществ, который установлен на основании ежегодной статистической отчетности предприятий, который включает около 300 различных наименований вредных веществ.

Метеорологические условия

При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий: направления, условий переноса и распространения примесей в атмосфере, интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха, количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы. Поэтому снижение загрязнения атмосферы должно осуществляться технологическими средствами с учетом характерных особенностей климатических условий в рассматриваемом районе.

Влияние метеорологических условий проявляется по-разному при холодных и горячих выбросах из высоких и низких труб. Концентрации примеси в приземном слое атмосферы под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника выбросов распределяются следующим образом. Вблизи источника при отсутствии низких и особенно неорганизованных выбросов концентрация примеси мала. Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Максимум и характер изменения концентрации с расстоянием зависит от мощности выброса, высоты трубы, температуры и скорости выбрасываемых газов, а также, от метеорологических условий. Чем выше источник выбросов, тем больше рассеивается примесь в атмосфере, прежде чем достигнет подстилающей поверхности. Наибольшего значения концентрация обычно достигает на расстоянии от 10 до 40 высот труб. На промышленной площадке загрязнение приземного слоя воздуха может быть повышенным за счет неорганизованных выбросов.

Рассеивающая способность атмосферы зависит от температуры и скорости ветра.

Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значителен при нагретых выбросах.

Солнечная радиация обуславливают фотохимические реакции в атмосфере и формирование различных вторичных продуктов, обладающих часто более токсичными свойствами, чем вещества, поступающие от источников выбросов. Так, в процессе фотохимических реакций в атмосфере происходит окисление сернистого газа с образованием сульфатных аэрозолей. В результате фотохимического эффекта в ясные солнечные дни в загрязненном воздухе формируется фотохимический смог.

При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться. С туманами связаны смоги, при которых в течение продолжительного времени удерживаются высокие концентрации вредных примесей.

На распространение примеси влияют также упорядоченные вертикальные движения, обусловленные неоднородностью подстилающей поверхности.

В некоторых формах рельефа, например в котловинах, воздух застаивается, что приводит к накоплению вредных веществ в подстилающей поверхности, особенно от низких источников выбросов. На рассеивание примесей в условиях города существенно влияют планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, зеленых массивов и водные объекты, образующие как бы разные формы наземных препятствий воздушному потоку и приводящие к возникновению особых метеорологических условий в городе.

Даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз.

Организация наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах.

При разработке схемы размещения станций мониторинга атмосферного воздуха, проводят комплекс мероприятий, включая расчет полей рассеивания от источников загрязнения, использовании метеорологических данных, результатов экспедиционных исследований и других материалов. Места установки постов согласовываются с центрами санитарии, эпидемиологии и общественного здоровья, архитекторами района, электрическими, телефонными сетями и другими службами города.

Один из постов наблюдений устанавливается в наиболее чистом районе, как правило, с наветренной стороны города и принимается в качестве фонового. Результаты наблюдений на других постах расположенных в административных, жилых районах и зонах сосредоточения промышленных предприятий, сравниваются с условно фоновыми значениями концентраций загрязняющих веществ.

Принцип размещения постов основывался на необходимости получения характеристики качества воздушной среды для наиболее важных с точки зрения здоровья населения жилых и административно–производственных зон индустриальных центров республики.

Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами. Устанавливаются посты наблюдений трех категорий: стационарные, передвижные маршрутные и подфакельные.

Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных специфических загрязняющих веществ.

Каждый пост независимо от категории размещается на открытой, проветриваемой со всех сторон площадке с покрытием: асфальте, чистом грунте, газоне – таким образом, чтобы были исключены искажения результатов измерений наличием зеленых насаждений, зданий и т.д.

Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных загрязняющих веществ.

Опорные посты не подлежат переносу, но в крайней необходимости, допускается перемещение поста в пределах квадрата 1 на 1 километр. Наблюдения за уровнями загрязнения на опорных постах осуществляются или непрерывно с помощью автоматических приборов или путем проведения дискретных наблюдений по полной программе 4 раза в сутки.

На стационарных постах, не вошедших в опорную сеть, проводится определение специфических веществ, характерных для выбросов предприятий, которые находятся вблизи расположения поста.

Места установки постов (измерений) выбираются таким образом, чтобы лучше характеризовать районы наибольшего загрязнения. К сожалению, выделить районы «чисто» промышленные или чисто « жилые» оказалось невозможным. Одна и та же станция может быть отнесена и к промышленной и к жилой. Большинство станций расположено вблизи автомагистралей с интенсивным движением транспорта.

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха проводят на станциях типа «Пост-2» и «Воздух-1».

Посты оснащены приборами и аппаратурой для регистрации содержания оксида углерода, отбора проб воздуха на другие ингредиенты и определения метеорологических параметров. Технология мониторинга включает: отбор проб воздуха наблюдателем, доставку их в лабораторию и последующий химический анализ. Пробы воздуха отбираются в поглотительные приборы или на аэрозольные фильтры в течение 20 минут.

Наблюдения за концентрациями примесей проводят ежедневно 3‑4 раза в сутки (кроме воскресных и праздничных дней). В воздушном бассейне города определяют концентрации основных (взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, оксид и диоксид азота) и специфических примесей (фенол, аммиак, формальдегид).

Маршрутные наблюдения предназначены для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно или нецелесообразно устанавливать стационарный пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах, например в новых жилых районах.

Подфакельные посты представляют собой точки, расположенные на фиксированных расстояниях от источника. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника выбросов в зависимости от метеоусловий, в основном от скорости и направления ветра.

Наблюдения на маршрутных и подфакельных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории, которая оснащена необходимым оборудованием и приборами.

Размещение и определение оптимального количества постов

Репрезентативность наблюдений за состоянием загрязнения атмосферы в городе зависит от правильности расположения поста на обследуемой территории.

Если пост разместить на закрытом участке, (вблизи высоких зданий, на узкой улице, под кронами деревьев или вблизи низкого источника выбросов), то он будет характеризовать уровень загрязнения, создаваемый в конкретном месте. Данные наблюдений будут или занижать реальный уровень загрязнения из-за поглощения газов густой зеленью, или завышать из-за застоя воздуха и скопления вредных веществ возле строений.

Программа и сроки наблюдений

Регулярные наблюдения на стационарных постах проводятся по одной из четырех программ наблюдений: полной (П), неполной (НП), сокращенной (СС), суточной (С).

Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняются ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз при обязательном отборе в 1, 7, 13, 19 часов по местному декретному времени.

По неполной программе наблюдения проводятся с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 часов местного декретного времени.

По сокращенной программе наблюдения проводятся с целью получения информации только о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 часов местного декретного времени. Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить при температуре воздуха ниже минус 45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1/20 максимальной разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений концентрации примеси используемым методом.

Допускается проводить наблюдения по скользящему графику в 7, 10, 13 часов во вторник, четверг, субботу и в 16, 19, 22 часов в понедельник, среду, пятницу. Наблюдения по скользящему графику предназначены для получения разовых концентраций.

Программа суточного отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. В отличие от наблюдений по полной программе, наблюдения по этой программе проводятся путем непрерывного суточного отбора проб и не позволяют получать разовых значений концентрации. Все программы наблюдений позволяют получать концентрации среднемесячные, среднегодовые и средние за более длительный период.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. Для стационарных постов допускаются смещение всех сроков наблюдений на 1 час в одну сторону. Допускается не проводить наблюдения в воскресные и праздничные дни.

В период неблагоприятных метеорологических условий, сопровождающихся значительным возрастанием содержания примесей до высокого уровня загрязнения (ВЗ), проводят наблюдения через каждые 3 ч. При этом отбирают пробы на территории наибольшей плотности населения на стационарных или маршрутных постах или под факелом основных источников загрязнения.

Определение перечня веществ, подлежащих контролю

Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей.

Определяются вещества, которые выбрасываются предприятиями города, и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ.

. На опорных стационарных постах организуются наблюдения за содержанием основных загрязняющих веществ: пыли, диоксида серы, оксида углерода, оксида и диоксида азота, – и за специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов многих предприятий данного города (населенного пункта).

На не опорных стационарных и маршрутных постах проводятся наблюдения за содержанием специфических примесей приоритетного списка, характерных для близлежащих источников выбросов.

Наблюдения за основными примесями на этих постах проводятся по сокращенной программе или не проводятся, если среднемесячная концентрация этих веществ в течение года не превышала 0,5 среднесуточной ПДК. Одна специфическая примесь контролируется на 2-3 стационарных постах одновременно.

Кроме веществ, приоритет которых установлен в обязательный перечень контролируемых веществ в городе включаются:

– растворимые сульфаты – в городах с населением более 100 тыс. жителей;

– формальдегид и соединения свинца – в городах с населением более 500 тыс. жителей, поскольку эти примеси в большом количестве выбрасываются автомобилями;

– металлы – в городах с предприятиями черной и цветной металлургии;

– бенз(а)пирен – в городах с населением более 100 тыс. жителей и в населенных пунктах с крупными источниками выбросов;

– пестициды – в городах, расположенных вблизи крупных сельскохозяйственных территорий, на которых используются пестициды.

Перечень вредных веществ, подлежащих контролю, пересматривается при изменении данных инвентаризации промышленных выбросов, появлении новых источников выбросов, реконструкции предприятий, но не ранее 1 раза в 3 года.

Под факелом программа наблюдений составляется таким образом, чтобы число измерений концентрации данной примеси за год на каждом заданном расстоянии от источника было не менее 50..

Эпизодические обследования небольших населенных пунктов по специальным программам должны проводиться таким образом, чтобы обеспечить за период обследования населенного пункта не менее 200 наблюдений за концентрацией каждой примеси.

Высота и продолжительность отбора проб воздуха

При определении приземной концентрации в атмосфере отбор проб и измерение концентрации примеси проводятся на высоте 1,5-3,5 м от поверхности земли.

Продолжительность отбора проб воздуха для определения среднесуточных концентраций загрязняющих веществ при дискретных наблюдениях по полной программе составляет 20-30 мин. через равные промежутки времени в сроки 1, 7, 13 и 19 ч., при непрерывном отборе проб – 24 ч.

Комплексное обследование населенных пунктов

При разработке мероприятий по оздоровлению воздушного бассейна отдельного города или крупного промышленного района иногда необходимо детальное изучение состояния атмосферы с целью выделения районов, подверженных влиянию определенных источников загрязнения, уточнение распределения по территории города содержания основных и некоторых специфических вредных веществ, наблюдения которыми ранее не проводились, уточнения правильности расчета полей максимальных концентраций при разработках нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ), взаимного влияния отдельных промышленных центров на крупный промрайон. Для этого организуется комплексное обследование города или промрайона комплексного обследования.

Проведение подфакельных наблюдений за загрязнением воздуха

Подфакельные наблюдения проводятся в районе отдельно стоящего источника выбросов или группы источников как и на территории города, так и за его пределами.

Для проведения наблюдений, перевозки аппаратуры, с помощью которой осуществляется отбор проб воздуха, источников питания и радиостанций с радиусом действия не менее 10-15 км.. Отбор проб при подфакельных наблюдениях проводится на расстояниях 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и 30 км.

Данные наблюдений на близких расстояниях от источника (0,5 км) характеризуют загрязнение атмосферы низкими источниками и неорганизованными выбросами, а на дальних – сумму от низких , неорганизованных и высоких выбросов.

Расстояние между точками зависит от ширины факела: по мере удаления от источника выброса оно увеличивается и может колебаться от 50 до 300-400 м.

Более часто следует проводить наблюдения на расстояниях 10-40 средних высот труб от источника, где особенно велика вероятность появления максимума концентраций. Наблюдения проводятся за специфическими веществами, характерными для данного предприятия, и с таким расчетом, чтобы на каждом расстоянии от источника было не менее 50 измерений каждого вещества.

Отбор проб воздуха под факелом осуществляется на высоте 1,5-3,5 м от поверхности земли в соответствии с методикой, применяемой при наблюдениях на стационарном посту.

Измерение уровня загрязнения воздуха выбросами автотранспорта

Измерение уровня загрязнения воздуха, обусловленного выбросами автотранспорта, проводится в комплексе с измерением уровня загрязнения выбросами промышленных источников, но может проводиться и самостоятельно. Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха на автомагистралях и в прилегающей жилой застройке может быть проведена на основе определения в воздухе содержания как основных компонентов выхлопных газов (оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, акролеина, формальдегида, соединений свинца) – так и продуктов их фотохимических превращений (озона и др.).

Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами автотранспорта организуют специальные наблюдения, в результате которых определяют:

– максимальные значения концентраций основных примесей, выбрасываемых автотранспортом в районах автомагистралей, и периоды их наступления при различных метеоусловиях и интенсивности движения транспорта;

– границы зон и характер распределения примесей по мере удаления от автомагистралей;

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

– особенности распределения транспортных потоков по магистралям города.

Наблюдения проводятся во все дни рабочей недели ежечасно с 6 до 13 часов или с 14 до 21 часов, чередуя дни с утренними и вечерними сроками.

Места для размещения приборов выбираются на тротуаре, на середине разделительной полосы при ее наличии и за пределами тротуара – на расстоянии половины ширины проезжей части одностороннего движения.

Интенсивность движения определяется путем учета числа проходящих транспортных средств, которые делятся на 5 основных категорий: легковые автомобили, грузовые автомобили, автобусы, дизельные автомобили и автобусы, мотоциклы – ежедневно в течение 2-3 недель в период с 5-6 часов до 21-23 часов, а на транзитных автомагистралях в течение суток.

Метеорологические наблюдения включают измерения температуры воздуха и скорости ветра на уровнях 0,5 и 1,5 м от поверхности земли.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия

– температура воздуха (20+10) °С;

– атмосферное давление 84,0-106,7 кПа; (630-800 мм рт. ст.);

– влажность воздуха не более 80% при температуре 25°С.

Анализ и обобщение результатов мониторинга загрязнения атмосферы.

Для оценки качества воздуха и тенденция его изменения используются материалы регулярных наблюдений.

Оценка качества воздуха проводится обычно с учетом принятых Минздравом предельно допустимых концентраций (ПДК).

Органами Минздрава для воздуха населенных мест разработаны и утверждены ПДК более 400 веществ, оказывающих отрицательное воздействие на здоровье человека.

При оценке состояния атмосферного воздуха городов использовались среднесуточные и максимально разовые ПДК. Средние за квартал значения сравнивались с ПДК среднесуточными (ПДК с.с.), а максимальные - с ПДК максимально разовыми (ПДК м.р.).

При оценке степени загрязнения воздуха учитывалось также количество дней с превышениями среднесуточных концентраций и количество зарегистрированных случаев повышенного и высокого содержания вредных веществ.

Концентрация примеси существенно зависит от периода времени, за который она определяется. Поэтому установлены раздельные ПДК для разовых и суточных концентраций примеси. Для каждого предприятия и каждого источника выбросов устанавливаются нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ).

Суммарное загрязнение

Для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ использовался комплексный показатель – индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), показывающий, какому уровню загрязнения воздуха соответствуют фактически наблюдаемые концентрации пяти приоритетных веществ в городском воздухе или во сколько раз суммарный уровень загрязнения превышает допустимое значение по рассматриваемой совокупностей примесей в целом. ИЗА позволяет представлять уровень загрязнения атмосферы одним числом.

Расчет ИЗА для одного вещества проводится по формуле:

,

где q ср i – среднегодовая концентрация i – го вещества; ПДК с.с.i. – его среднесуточная предельно допустимая концентрация; Кi – безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень загрязнения воздуха i-м веществом к степени загрязнения воздуха диоксидом серы. Значения Кi равны 0,85; 1,0; 1,3; 1,5 соответственно для 4,3,2 и 1 классов опасности вещества.

Комплексный ИЗА, учитывающий m веществ, присутствующих в атмосфере, рассчитывался по формуле:

,

ИЗА, рассчитанный по формуле показывает, какому уровню загрязнения атмосферы (в единицах ПДК диоксида серы) соответствуют фактически наблюдаемые концентрации m веществ в городской атмосфере, т.е. показывает, во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха превышает допустимое значение по рассматриваемой совокупности примесей в целом.

Чтобы значения комплексного ИЗА были сравнимы для разных городов, их рассчитывали для одинакового количества (m) веществ. Таким образом, характеристика суммарного загрязнения (ИЗА) позволяет учитывать концентрации примесей многих веществ, измеренных в городе, и представлять уровень загрязнения воздуха одним числом.

Для оценки степени загрязнения рассчитывается суммарный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) для каждой пункта наблюдений отдельно и в целом для города.

В соответствии с существующими методами оценки среднегодового уровня, загрязнение считается низким, если ИЗА ниже 5, повышенным при ИЗА от 5 до 6, высоким при ИЗА от 7 до 13 и очень высоким при ИЗА равном или более 14.

СОСТОЯНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ

Сточные воды.

Вода, отработанная в отраслях экономики, отводится в поверхностные водные объекты, подземные горизонты, а также на поля фильтрации и различного рода накопители.

Ежегодно поступление в водные объекты загрязненных вод сокращается.

–увеличивается количество нормативно – очищенных и нормативно – чистых вод.

Основной объем сточных вод образуется в сфере жилищного коммунального хозяйства (70 процентов), затем идут промышленность и сельское хозяйство.

Мониторинг поверхностных вод

Характеристика сети мониторинга поверхностных вод Республики Беларусь

Система мониторинга поверхностных вод - это предметно-ориентированный элемент Национальной системы мониторинга окружающей среды (НСМОС) Республики Беларусь, представляющий собой систему сбора и накопления результатов длительных, регулярных наблюдений за состоянием поверхностных вод, проводимых по определенной программе для оценки современного состояния и прогноза изменений в будущем.

Созданная система мониторинга поверхностных вод предназначена для обеспечения всех уровней управления достоверной информацией, с целью определения стратегии природопользования и принятия оперативных управленческих решений по предупреждению негативных ситуаций, угрожающих здоровью людей и окружающей среде.

Общие принципы организации сети мониторинга поверхностных вод.

Действующая сеть мониторинга поверхностных вод была организованна на базе наблюдательной системы Гидромета, созданной в 1947 году и реорганизованной, в соответствии с принципами Общегосударственной системы наблюдений и контроля (ОГСНК), в начале 80 годов.

В настоящее время, например, из 106 пунктов наблюдения Департамента по гидрометеорологии только 4 являются фоновыми.

В пунктах наблюдения устанавливался один или несколько створов, местоположение которых было обусловлено гидрологическими особенностями объекта, расположением источников загрязнения, количеством, составом и свойствами сбрасываемых сточных вод, интересами водопользователей и т.д. Один створ устанавливался на водотоках при отсутствии организованного сброса сточных вод в устьях загрязненных притоков; на замыкающих участках рек; на фоновых участках водных объектов.

При наличии организованного сброса сточных вод на водотоках устанавливалось два створа и более: один выше источника загрязнения, другой - ниже источника или группы источников загрязнения. Сравнение значений показателей пробы с верхнего створа с показателями пробы, отобранной ниже источника загрязнения, позволяло судить о характере и степени загрязненности поверхностных вод под влиянием данного источника загрязнения.

Нижние створы устанавливались на таком удалении от источников загрязнения, чтобы они характеризовали состав воды в целом по сечению реки, т.е. были расположены в местах, гарантированного в течении года, практически полного (не ниже 80%) смешения сточных вод с водой потока.

При наличии группы источников загрязнения верхний створ располагался выше первого источника, нижний - ниже последнего. Исходя из интересов водопользователей, между верхним и нижним створами могли быть установлены дополнительные створы, которые должны были характеризовать влияние отдельных источников загрязнения.

Наблюдения и контроль качества поверхностных вод проводился по водоему в целом или на отдельных загрязненных участках. При контроле на загрязненных участках водоемов створы устанавливались с учетом условий обмена воды водоемов.

Оценка качества поверхностных вод.

Для оценки состояния качества поверхностных вод по гидрохимическим показателям использовались предельно допустимые концентрации (ПДК), принятые для водоемов рыбохозяйственного назначения, которые предъявляют более жесткие требования к качеству поверхностных вод, чем для хозяйственно – питьевого и культурно – бытового водопользования.

ПДК для гидрохимического загрязнения (мг/л).

Ингредиенты рыбохозяйственное хозяйственно – питьевое и водопользование культурно – бытовое

водопользование

Растворенный кислород 6 –

БПК 5 (биохимическое

потребление кислорода

за 5 суток) 2 3

Азот аммонийный 0,4 2

Нефтепродукты 0,05 0,3

Фенолы 0,001 1

Железо общее 0,1 0,3

Медь, Цинк , 0,01 1

Молибден 0,0012 0,25

Интегральная оценка качества поверхностных вод производится по индексу загрязнения вод, вычисляемому как 1/6 сумм отношений средних концентраций растворенного кислорода, БПК 5, азота аммонийного, азота нитритного, нефтепродуктов и цинка к ПДК для водоемов рыбохозяйственного водопользования.

В зависимости от значений ПДК устанавливается 7 категорий степени загрязнения рек и водохранилищ.

Величина ИЗВ Степень загрязнения Класс качества воды

Менее 0,3 очень чистая 1

0,3 до 1 чистая 2

1 до 2,5 умеренно загрязненная 3

2,5 до 4 загрязненная 4

4 до 6 грязная 5

6 до 10 очень грязная 6

более 10 чрезвычайно грязная 7

Согласно ИЗВ большинство обследованных водных объектов по качеству относятся к категории умеренно загрязненных.

Оценка качества поверхностных вод и донных отложений проводится также по гидробиологическим показателям основанных на использовании гидробионтов и их сообществ в качестве биоиндикаторов в соответствии ГОСТ 17. 1. 3. 07–82 “Правила контроля качества воды водоемов и водотоков”. Установлены классы качества воды по гидробиологическим показателям, такие же что и для гидрохимического загрязнения. Оценку проводят по состоянию фитопланктона, зоопланктона, перифитона, и зообентоса (индекс сопробности по Пантле и Буку, по зоопланктону – индекс Гуднайта – Уитлея).

При наличии организованного сброса сточных вод (в городах) два створа и более: один выше источника загрязнения, другой ниже источника загрязнения.

Нижние створы устанавливаются на таком удалении от источника загрязнения, чтобы они характеризовали состав воды в целом по сечению реки, т.е. были расположены в месте не менее 80% смешения сточных вод с водою водоема.

Состав воды в створе выше источника загрязнения, характеризует для конкретного участка реки фоновое значение показателей качества воды. Сравнение значений показателей верхнего створа с показателями нижнего позволяет судить о характере и степени загрязнения поверхностных вод под влиянием данного источника загрязнения.

Определяемые показатели

Состав контролируемых показателей мониторинга поверхностных вод определяет приоритетный список, включающий обязательный перечень ингредиентов, характеризующих естественный режим гидросферы и наличие загрязнителей имеющих глобальный характер распространения, а также комплексные показатели общего уровня загрязнения. Помимо этого, в каждом конкретном случаи перечень дополняется определением специфических загрязняющих веществ, для данного водоема.

В системе мониторинга поверхностных вод определяется около 60 показателей и ингредиентов: элементы основного химического состава, взвешенные и органические вещества, биогенные компоненты, нефтепродукты, фенолы, цианиды и другие вещества.

Для получения комплексной оценки состояния поверхностных вод гидрохимические наблюдения проводятся совместно с гидробиологическими. Периодичность проведения наблюдений на стационарной сети мониторинга поверхностных вод зависит от категории пунктов, установленных в соответствии с ГОСТ.

На пунктах 3 категории проводятся ежемесячно (12 раз в год), 4 категории–7 раз в год, в основные фазы гидрологического режима на водотоках и 4 раза в год на водоемах.

На трансграничных участках необходимо осуществлять наблюдения в непрерывном режиме, используя автоматические станции.

В зависимости от гидрологического режима по специальной методике регулярно проводится прогнозирования высоких уровней загрязнения.

На примере р. Свислочь можно увидеть, какой вклад вносит город в загрязнение реки.

Значения ПДК приведены по пунктам наблюдений выше г. Минска (н.п. Хмелевка) и ниже города (н.п. Каролищевичи).

Хмелевка Каролищевичи

Азот аммонийный 1 8,6

Азот нитратный 0,4 8,2

Фосфаты 0.1 3,9

Медь 3,7 10,7

Нефтепродукты 0,5 1,5

Большинство рек республики относятся к категории “умеренно загрязненных”. К категории “грязных“ относится участок реки Свислочь ниже г. Минска.

МОНИТОРИНГ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Сеть наблюдений включает посты фонового и регионального ранга.

Посты наблюдений фонового ранга располагаются на расстоянии 25– 30 км

от крупных городов и 10 – 15 км от агропромышленных предприятий и мелиоративных систем. Посты расположены в районах с нисходящим движение подземных вод для того чтобы поток не искажал геохимическую обстановку. Посты фонового ранга размещаются главным образом на территориях биосферного заповедника и заказников с целью изучения естественного режима.

Посты наблюдений регионального ранга размещаются на всех типах природно – территориальных комплексов и характеризуют состояние подземных вод в условиях техногенной нагрузки.

Программа предусматривает изучение режима и качества подземных вод, а также сопоставимости результатов наблюдений регионального ранга с фоновым загрязнением подземных вод.

Наблюдения за качеством подземных вод осуществляется на водозаборах 21 города республики в нарушенных эксплутационных режимах и около ста гидрогеологическими постами в естественных и слабо нарушенных условиях. По республике в опорную наблюдательную сеть включено более тысячи скважин.

В отдельных скважинах отмечались случаи повышенных значений загрязнения нитратами, сульфатами, аммиаком, хлором, железа.

РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ

Инструментом для получения информации для оценки радиационной обстановки в окружающей среде вследствие практической деятельности является радиационный мониторинг.

Радиационный мониторинг является составной частью Национальной системы мониторинга окружающей среды, которая создана и функционирует в Республике Беларусь.

Радиоактивные материалы вошли в состав планеты с самого ее рождения. Таким образом, сформировался т.н. природный радиоактивный фон (ПРФ). ПРФ – это совокупность радионуклидов, рассеянных в атмосфере, поверхностных и подземных водах, литосфере и др. объектах.

За последние десятилетия человек искусственным образом создал несколько сотен радионуклидов, которые в природе не встречаются, научился использовать энергию атома в в медицине и для создание ядерного оружия, для производства энергии и поиска полезных ископаемых. Испытания ядерного оружия в атмосфере внесли свой вклад в радиоактивное загрязнения окружающей среды. Всего в мире в общей сложности было проведено около 1800 ядерных взрывов во всех средах: в космосе, в атмосфере, под водой и под землей. Все это приводит к увеличению дозы облучения, как отдельных людей, так и населения Земли в целом.

Изотопный состав радиоактивных выпадений из атмосферы глобального происхождения первоначально включал в себя несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них или имело ничтожную концентрацию или быстро распадалось. Существенное значение для формирования доз облучения в длительной перспективе имеют цезий-137 и стронций-90, а так же углерод-14 и тритий.

Годовые дозы облучения от испытаний ядерного оружия в атмосфере снижаются со временем, так в 1963 году коллективная среднегодовая доза, связанная с испытанием ядерного оружия составляла около 7 % от облучения от естественных источников, в 1966 году она уменьшилась до 2%, а в начале 90-х – до 1 %.

Кроме испытаний ядерного оружия в окружающей среде существенный вклад в ее радиоактивное загрязнение вносят так же крупномасштабные аварийные загрязнения, например, загрязнение в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС, радиоактивное загрязнение р. Теча, аварии на ПО «Маяк», утерянные источники ионизирующего облучения, предприятия энергетики, причем не только ядерной.

Тепловые электростанции (ТЭС) так же дают заметный вклад в радиационную обстановку и, соответственно, облучение населения. Дело в том, что в продуктах сгорания топлива, используемого на ТЭС, присутствуют радиоактивные изотопы, в т.ч. углерода, стронция, йода, радионуклиды уран-ториевого ряда.

По расчетам, доза облучения за счет проживания в зоне влияния ТЭС может превысить аналогичную годовую дозу в 0,01 мЗв, получаемую населением, проживающим в зоне влияния АЭС в десятки раз. Для сравнения, усредненная годовая доза облучения от кирпичных и бетонных стен может составить 0,45 мЗв, флюорография – 0,2 мЗв, перелет через Атлантику – до 0,6 мЗв.

Особое внимание необходимо обратить на потенциальные источники радиоактивного загрязнения и, соответственно, аварийное планирование в случае возникновения чрезвычайных ситуаций радиационного характера. В связи с этим вопросы оценки трансграничного переноса радиоактивности в окружающей среде становятся весьма актуальными. Утерянные источники ионизирующего излучения так же представляют собой потенциальную угрозу радиационной безопасности, но, как правило, создают локальные очаги загрязнения.

Система радиационного мониторинга на территории Республики Беларусь, основана на теории и практике этого вида мониторинга и имеющего полувековую историю.

В Республике Беларусь создана Национальная система мониторинга, в рамках которой функционирует и радиационный мониторинг. В систему радиационного мониторинга Республики Беларусь входит мониторинг атмосферного воздуха, почвы в населенных пунктах, реперные площадки и ландшафтно-геохимические полигоны, сельскохозяйственные и лесные угодья, а также поверхностные и подземные воды.

Мониторинг включает в себя три основных подсистемы:

Мониторинг радиоактивного загрязнения территорий. Обследованы все населенные пункты, сельхозугодия и леса. Для отслеживания вертикальной и горизонтальной миграции систематические наблюдения проводятся на 181 реперной площадке и 21 ландшафтно – геохимическом полигоне.

Стационарные наблюдения на сети гидрометеорологических станций (с 1963 г.), являются составной частью Общегосударственной службы наблюдения и контроля за уровнями загрязнения природной среды. Мощность экспозиционной дозы гамма – излучения в настоящее время осуществляется ежедневно в 67 пунктах. Определяются естественные радиоактивные выпадения в 27 пунктах и в 7 пунктах определяются аэрозоли в воздухе.

Радиоактивное загрязнение поверхностных вод контролировалось на пяти реках: Днепр, Сож, Припять, Ипуть, Бесядь.

Система радиационного мониторинга обеспечивают решение следующих задач:

По регулярным наблюдениям на станциях и реперной сети устанавливаются пространственно-временные закономерности радиоактивного загрязнения природной среды, оценивается трансграничный перенос.

Радиационный мониторинг территорий, в т.ч. с использованием мобильных аэро- и наземных средств измерений, обеспечивает оперативное картографирование радиоактивных выпадений, позволяет осуществлять съемки радиоактивного загрязнения больших территорий во всем диапазоне уровней загрязнения,.

На основании результатов радиационного мониторинга проводится оценка радиационной обстановки с картированием и прогнозированием.

Результаты радиационного мониторинга природной среды обеспечивают оценку дозовых нагрузок, которые получает население в результате радиоактивного загрязнения природной среды.

Подготовка информации для принятия решений по обеспечению радиационной безопасности населения и его информированию.

МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ (ПОЧВ)

Земельный фонд Республики Беларусь составляет 20 760 000 га (207,6) из них:

– сельскохозяйственных земель – 9, 2 тыс. кв. км в числе пахотных – 5,8,

Наиболее высокая доля сельхоз земель в Гродненской области – 51%, Могилевской, Минской около 50 процента, наиболее низкая – для Гомельской – 35,7 и для Витебской – 40,8. Самый высокий процент лесных земель в Гомельской – 48 и Витебской – 45, а самый низкий – в Гродненской – 36% и Брестской –37% областях.

Различные виды хозяйственной деятельности сопровождаются деградацией и загрязнением почв. Происходит это преимущественно в результате сельскохозяйственной деятельности, влияния городов и промышленных предприятий, складирования различного рода промышленных отходов, работы автотранспорта, техногенных аварий и других видов загрязнения.

Основной целью мониторинга земель является получение, сбор и обобщение информации о состоянии земельного фонда, наблюдение за изменением свойств почв под воздействием хозяйственной деятельности, оценка и прогноз состояния почв. Эта информация необходима для разработки экологически обоснованных предложений по охране и сельскохозяйственному использованию почв.

Мониторинг земель осуществляется по трем направлениям.

Мониторинг земельного фонда не имеет собственной сети наблюдений и базируется на статистической отчетности о наличии, качественном состоянии и использовании земель.

Агропочвенный мониторинг включает в себя:

– агрохимический мониторинг почв всех сельскохозяйственных угодий Беларуси и проводится один раз в пять лет. Определяют в пробах – кислотность, фосфор, калий и общее содержание гумуса. После катастрофы на ЧАЭС на территориях с уровнем загрязнения более 37 килобеккерелей на квадратный метр по цезию 137 определяют гамма излучающие радионуклиды и выборочно стронций 90.

–на полигонным мониторинге проводятся полевые опыты с минеральными, органическими удобрениями и регуляторами роста,

наблюдения за изменением почв под влиянием осушительной мелиорации и за развитием эрозийных процессов.

Мониторинг агротехногенного загрязнения почв включает наблюдения за состоянием почвы в зоне влияния крупных промышленных комплексов (36 пунктов), за загрязнением придорожных полос автомагистралей (21 пункт) и за загрязнением почв 7 наименованиями пестицидов в 29 административных района на 103 полях.

Содержание пестицидов определяется два раза в год, а тяжелые металлы один раз в пять лет.

Показатель сульфаты нитраты нефтепродукты цинк свинец

Фоновое знач. 34 33 –– 21 14

ПДК (мг/кг) 160 130 50 100 30

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА

Мониторинг ЧС осуществляется при угрозе и возникновении аварий, катастроф, стихийных бедствий, а также эпидемий и предназначен для получения объективных данных о состоянии и развитии ситуации для принятия решений по защите людей и природной среды, локализации и ликвидации последствий возникших чрезвычайных ситуаций.

Объекты наблюдений

–экологически опасные объекты (предприятия, которые имеют большое количество СДЯВ или взрывоопасных веществ)

–территории, подверженные действию стихийных бедствий (наводнения, лесные пожары, пожары на торфяниках)

–пункты и территории вспышек эпидемий

Для целей МЧС широко используются данные многих видов мониторинга входящих в НСМОС.

– атмосферного воздуха

– поверхностных вод

– агротехногенного загрязнения почв

– санитарно гигиенического

– локального

Минприроды, МЧС и Минздрав разработали памятку для населения и специалистов по действиям при возникновении аварийных и чрезвычайных ситуаций (природного и техногенного характера), приведших к загрязнению природной среды.

Очень важное значение имеют сообщения очевидцев из числа местных жителей о всех обнаруженных ими отклонениях от нормального состояния природной среды по визуальным наблюдениям.

Оперативное обнаружение и сообщение о фактах аварийных ситуаций природного и техногенного характера (разрывы трубопроводов, транспортные аварии, нарушения технологических процессов, стихийные явлений и т.п.), способных привести к экстремально высоким (ЭВЗ) или высоким уровням загрязнении природной среды, позволит республиканским органам государственного управления, местным исполнительным органам срочно принимать необходимые природоохранные меры и тем самым снизить ущерб, наносимый окружающей среде и народному хозяйству.

Если будут обнаружены признаки и проявления высоких уровней загрязнения природной среды, то необходимо срочно сообщить дежурному экологу отдела ЭВЗ по тел. 267-55-70, факс 263-95-62 или по телефону 101. Дополнительная (уточняющая) информация о развитии аварийной обстановки, масштабах и причинах (если известно) специалистами передается не позднее 3 часов с момента обнаружения аварийной ситуации, кроме того, руководитель подразделения представляет информацию в территориальные организации согласно Схеме передачи информации.

В сообщении должна освещаться информация о дате, времени, месте, характере явления и возможная причина и виновник

Визуальные и органолептические критерии загрязнения природной среды

Для атмосферного воздуха:

– обнаружение влияния воздуха на органы чувств человека - резь в глазах, слезотечение, затрудненное дыхание, покраснение или другие изменения кожи одновременно у нескольких человек.

Для поверхностных вод;

– появление запаха воды не свойственного данной местности ;

– покрытие пленкой (нефтяной, масляной или другого происхождения) более 1/3 поверхности водотока или озера, водохранилища, на площади 1-2 кв. км и более;

– массовая гибель рыб, моллюсков, других водных организмов и водной растительности.

Для почв:

–наличие резких изменений состояния природной среды - гибель леса или иных древесных и кустарниковых растений на площади более двух гектаров, или гибель посевов на площади более 50 % отдельного поля.

Критерии высоких уровней загрязнения природной среды

Для атмосферного воздуха:

–концентрация одного или нескольких веществ, превышающая ПДК в 10-19 раз.

Для поверхностных вод.

– максимальное разовое содержание одного или нескольких

веществ в концентрациях, превышающих ПДК от 10 до 100 раз;

– максимальное разовое содержание нефтепродуктов, фенолов,

соединений меди превышающих ПДК от 30 до 100 раз;

– снижение концентрации растворенного кислорода;

Для почв.

– содержание пестицидов в концентрациях от 20 до 49 ПДК по санитарным токсикологическим критериям;

– содержание загрязняющих веществ технологического происхождения в концентрациях от 20 до 49 ПДК.

Для радиоактивного загрязнения природной среды:

–превышение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения более чем на 25 мкР/час над фоном, характерным для данной местности.

при выпадении на горизонтальные планшеты

–плотность радиоактивных выпадений более 110 Бк/м в сутки.

Критерии экстремально высоких уровней загрязнения природной среды

Для атмосферного воздуха:

содержание одного или нескольких веществ, превышающих

предельно допустимую концентрацию ПДК

– в 20-29 раз при сохранении этого уровня более двух суток;

– в 30-49раз при сохранении этого уровня до 8 часов;

Для поверхностных вод:

– максимальное разовое содержание одного или нескольких нормируемых веществ в концентрациях, превышающих ПДК в 100 и более раз

– для веществ, по которым предусмотрено полное их отсутствие в воде водных объектов, в качестве ПДК принимается значение 0,01 мкг/л,

– снижение содержания растворенного кислорода до значения 2мг/л;

Для почв:

–содержание пестицидов в концентрациях 50 и более ПДК по санитарно - токсикологическим критериям;

–содержание загрязняющих веществ техногенного происхождения в концентрациях 50 и более ПДК;

Кроме того, случаями ЭВЗ природной среды считаются:

–сброс нефтепродуктов в количестве 5 т и более от нестационарных источников загрязнения (автотранспорт, железнодорожный транспорт, суда;

–выброс нефти и других химических продуктов из трубопроводов в количестве 5 тонн и более.

В соответствии с "Регламентом йодной профилактики в случае аварии на АЭС" критерием начала йодной профилактики населения является превышение МЭД на 25 мкр/час по сравнению с предыдущими средними значениями

В качестве ПДК в воздухе принимаются значения предельно допустимой среднесуточной концентрации химических веществ в воздухе населенных мест

В качестве ПДК воды используется предельно допустимая концентрация химического вещества в воде водоемов рыбохозяйственного назначения.

ЛОКАЛЬНЫЙ МОНИТОРИНГ

Основной целью мониторинга является:

–установление объектов, оказывающих наибольшее влияние на состояние окружающей среды и придание им статуса пунктов наблюдений локального мониторинга

–проведение регулярных наблюдений за выбросами, сбросами и отходами производства

–получение полной и достоверной информации о влиянии источников загрязнения на окружающую среду

–оперативное выявление опасных уровней загрязнения окружающей среды

Объектами наблюдений являются:

–источники загрязнения

–компоненты окружающей среды (атмосферный воздух, поверхностные и сточные воды)

–почвенный покров

–физические факторы

МОНИТОРИНГ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Основной целью мониторинга является проведение регулярных наблюдений за общим содержанием озона, его вертикальным распределением и за приземным УФ – излучением, оценка и прогнозирование состояния озоносферы.

Для выполнения международных обязательств СМ РБ принял ряд постановлений. Создана национальная программа по защите озонового слоя, в которую включено ведение мониторинга озонового слоя.

Аппаратурное обеспечение осуществляется отечественными разработками.

С помощью озонометра Пион с 1996 года проводятся регулярные измерения общего озона в Беларуси.

УФ–излучение измеряется с помощью ультрафиолетового двухканального фотометра, а для определения вертикального распределения озона разработана и внедрена в эксплуатацию стратосферная лидарная станция которая позволяет проводить наблюдения до высот порядка 40 километра.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Основными задачами являются:

–непрерывные наблюдения за сейсмическим режимом территории Беларуси

–быстрое распознавания движение земной кары

–оценка сейсмического риска и определение его параметров

–подготовка бюллетеней, в том числе обзоров состояния

электромагнитного поля и данных о магнитных бурях

Наблюдения проводят на стационарах ”Нарочь” и “Плещеницы”, которые имеют статус обсерватории первого класса, и на сейсмических станциях “Брест”, “Солигорск” и “Гомель” которые имеют статус региональных станций.

САНИТАРНО – ГИГИЕНИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Медицинский мониторинг на основе наблюдений за состоянием здоровья населения и среды обитания обеспечивает выявление риска для здоровья населения и осуществлении разработки мероприятий, направленных на уменьшение вредного воздействия факторов окружающей среды на здоровье человека.

Мониторинг физических факторов представляет собой систему регулярных наблюдений за состоянием акустической, вибрационной, инфразвуковой и электромагнитной ситуации и определение степени воздействия этих факторов на здоровье человека.

Наблюдения проводят за основными источниками шума:

–авиационным, автомобильным и железнодорожным транспортом

Источники повышенной вибрации являются:

–метрополитен мелкого заложения, трамвай, предприятия и железная дорога.

Источники инфразвука – мощные компрессорные станции, ТЭЦ и другие промышленные объекты.

Источниками электромагнитного загрязнения являются – телецентры, радиолокационные станции, высоковольтные ЛЭП.

МОНИТОРИНГ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА

К объектам мониторинга относятся:

– лесная, водная и луговая растительность.

В Беларуси в настоящее время известно около 12 000 видов растений и грибов. Наиболее многочисленными группами являются грибы (более 7000 видов) и водоросли – 2232 вида.

Основной задачей мониторинга лесной растительности является широкомасштабное обследование лесов с целью получения информации и оценки влияния длительных трансграничных воздушных загрязнений на состояние лесов республики.

Наблюдения проводятся по сетке 16 на 16 километров, а вокруг крупных промышленных центров – 8 на 8 или 4 на 4 километра.

Основной задачей мониторинга водной растительности является оценка загрязнения водных экосистем по состоянию водной растительности как биоиндикатора водоемов.

Объектами мониторинга являются самые крупные и самые глубокие водоемы, имеющие большое природное и хозяйственное значение.

Общее количество пунктов наблюдений:

– на 50 озерах и водохранилищах (150 профилей)

– на 22 реках (66 поперечных профилей)

Основной целью луговой растительности является определение характера и степени природных и антропогенных воздействий на луговые экосистемы.

При проведении мониторинга растительного мира определяется большое количество показателей растительности, химического и радиоактивного загрязнения почвы и растительности.

МОНИТОРИНГ ЖИВОТНОГО МИРА

Основной целью мониторинга является оценка состояния популяции и сообществ наиболее репрезентативных видов животных, позволяющих проследить изменения в экологических системах.

Сеть наблюдений делится на 3 уровня.

Первый уровень наблюдений осуществляется на базе заповедников и Национальных природных парков, где имеются штаты научных сотрудников.

Второй уровень наблюдений проводится периодически на более широкой сети. В каждой административной области имеется 5 –10 пунктов наблюдений.

Мониторинг 3 уровня осуществляется на ведомственной основе и охватывает охотничьи – промысловые виды животных.

МОНИТОРИНГ ЛЕСОВ

Оценка состояния лесов осуществляется по результатам мониторинга, который проводят специалисты и ученые Министерства по лесному хозяйству, институт экспериментальной ботаники, институт леса и центральный ботанический сад. Леса занимают 37,8% территории Беларуси. Площадь земель лесного фонда составляет 92 475 000 гектаров.

Наблюдения проводятся в лесных массивах, в том числе в промышленных городах.

Средства для проведения мониторинга окружающей среды

Используемые на стационарных постах средства измерения размещаются в комплектных лабораториях «Пост-1», «Пост-2» и станция «Воздух», на маршрутных и подфакельных постах – в автомобильных лабораториях. Для отбора проб воздуха используются воздухоотборники. Электроаспираторы модели М 822 и ЭА-1 предназначены для отбора разовых (20-30 мин.) проб воздуха в поглотительные приборы с целью дальнейшего определения концентрации газообразных примесей и сажи. Используются в стационарных лабораториях. Электроаспиратор ЭА-1А также предназначен для отбора разовых проб, имеет автономное питание и используется в автомобильных лабораториях.

Выпускается электроаспиратор ЭА-2СМ, взамен снятых с производства электроаспираторов ЭА-2 и ЭА-2С. Он предназначен для отбора разовых или суточных проб на один фильтр в циклическом или непрерывном режиме. Электроаспиратор ЭА-3 предназначен для отбора разовых или суточных проб большого объема на один фильтр и адсорбер с твердым сорбентом для определения малых концентраций примесей, находящихся в газообразном и аэрозольном состоянии. Используется на станциях фонового мониторинга и в населенных пунктах, где устанавливается автономно на охраняемой территории.

Воздухоотборник «Компонент» предназначен для циклического отбора разовых проб воздуха в поглотительные приборы с целью дальнейшего определения концентрации газообразных примесей. Предусмотрен автоматический отбор 32 проб, распределенных по 4-ем каналам. Используется в стационарных лабораториях «Пост-2» [6].

Электроаспиратор ЭА-1 состоит из побудителя расхода (ротационного насоса), 4-х ротаметров, регулирующих вентилей и реле времени, штатива, на котором укреплены коллектор, поглотительные прибор и патроны – переходники, предотвращающие попадание поглотительных растворов в ротаметры.

Электроаспиратор ЭА-2 состоит из фильтродержателя, блока аспирации с пультом управления и расходомером и побудителя расхода (пылесоса). Расходомер состоит из счетчика газа РП-40-1, измерительной диаграммы, дросселя и нагревателя с терморегулятором, который включается при отрицательной температуре отбираемого воздуха и автоматически поддерживает его постоянную температуру (20±1)С°. Электронагреватель снабжен блокировкой, исключающей возможность его включения при неработающем побудителе расхода. ЭА-2 имеет реле времени, обеспечивающее автоматическое выключение электроаспиратора по истечении заданного интервала времени.

Электроаспиратор ЭА-2С состоит из фильтродержателя, блока аспирации с расходомером и побудителя расхода (вихревого вентилятора). Блок аспирации включает в себя: счетчик газа РГ-407, измерительную диаграмму и дроссель для регулирования и определения расхода воздуха, воздуховод с электронагревателем и терморегулятором для поддержания постоянной температуры отбираемого воздуха при отрицательных температурах наружного воздуха (электронагреватель снабжен блокировкой, исключающей возможность его включения при неработающем побудителе расхода);

два реле времени для установки длительности рабочего периода и паузы при циклическом режиме работы в пределах от 4 мин. до 3 ч.

ЭА-2С-М – универсальный электроаспиратор, сочетающий возможности ЭА-2 и ЭА-2С; по конструкции подобен ЭА-2.

Электроаспиратор ЭА-3 состоит из тех же основных частей, что и ЭА‑2С. Отличие заключается в том, что все они размещены в специальном термоизолированном металлическом шкафу, а фильтродержатель находится над шкафом и имеет защиту от попадания на фильтр осадков. Электроаспиратор снабжен двумя фильтродержателями. Первый предназначен для отбора проб пыли из атмосферного воздуха на фильтр из ткани ФП с площадью рабочей поверхности 160 см²; второй – для отбора проб воздуха на фильтр АФА-20 и твердые сорбенты.

Воздухоотборник «Компонент» состоит из вакуумного насоса и корпуса, в котором находятся реле времени, вакуумметр, системы электромеханических реле и клапанов. Постоянство расхода воздуха обеспечивается термостатированными критическими соплами, также расположенными внутри корпуса. На верхней части корпуса расположены воздуховоды, поглотительные приборы и защитные фильтры.

Воздухоотборники для определения взвешенных частиц (пылесос).

На стационарных постах применяется прибор для определения параметров ветра анемометр М – 63М. Для определения содержания оксида углерода в воздухе используется Палладий – 3, поглотители, фильтры.

Лабораторные приборы:

Атомно – абсорбционный спектрофотометр, пламенный спектрофотометр.

Атомно – абсорбционный спектрофотометр, пламенный спектрофотометр используется для определения натрия, калия и др. металлов

Газохроматографы используются для определения пестицидов (симазин, гексохлоран и другие)

Фотоколориметры используются для определения цианидов, сероводорода и др.

Для определения гидробиологических показателей используются микроскопы/

Приборы радиационного мониторинга

Измеритель – сигнализатор СРК–АТ 2327 может иметь от одного до 10 пунктов контроля. Диапазон измерения от 0,1мкЗв/час до 10 Зв/час.

Диапазон рабочих температур детектора от –30 до +50 градусов.

Индивидуальный дозиметр АТ 2503. Диапазон измерений от 1 мкЗв/ч до 10Зв/ч. Основная погрешность 15%

Индивидуальный дозиметр ДКГ – АТ 2503. Диапазон измерений от 0,1 мкЗв/ч до 0,5 Зв/ч.

Дозиметр – радиометры МКС – АТ1125 Диапазон измерения от 30 нЗв/ч до 100 мЗв/ч. Портативный высокочувствительный прибор предназначен для поиска и обнаружения гамма – источников, измерения МЭД и оперативной оценки удельной активности цезия–137 в пробах окружающей среды. Позволяет хранить в памяти прибора до 100 результатов измерений.

Гамма – бета – спектрометр МКС – АТ1315 предназначен для измерения гамма – излучающих радионуклидов и стронция – 90.

Предел измерения от 0,2 Бк/л.

Ручной рентгеновский сканер скрытых полостей ВАТСОН предназначен для поиска и обнаружения оружия, наркотиков, перевозимой контрабанды в тайниках. Максимальная толщина преграды –дерево 45 мм, металла 1,5мм, глубина досмотра 300 мм.

Условия выполнения измерений

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

– температура воздуха (20±10) °С;

– атмосферное давление 84,0-106,7 кПа; (630-800 мм рт. ст.);

– влажность воздуха не более 80% при температуре 25°С.

Приоритетные загрязнители, источники, характеристика

Существуют различные подходы к обоснованию перечня приоритетных микрокомпонентов. Важно учитывать не только механизмы воздействия микрокомпонентов на биохимические и биофизические процессы, но, прежде всего, масштабы их распространения и удельный вес в биосфере.

В основе формирования перечня приоритетных аналитических задач лежат принципиально противоположные тенденции. С одной стороны, постоянно возникает необходимость расширить перечень измеряемых микрокомпонентов, что связано не только с увеличением числа выбрасываемых веществ, но и с постоянным ростом знаний в области состава выбросов и их токсичности. С другой стороны, система мониторинга не может бесконечно расширять перечень наблюдаемых веществ, так как она будет слишком дорогой и неоперативной.

Исходя из основных задач национальной системы при формировании приоритетного перечня определяемых микрокомпонентов, целесообразно исходить: из распространенности веществ, их токсичности, значимости в местных выбросах.

На данном этапе перечень приоритетных молекулярных микрокомпонентов атмосферы состоит из следующих веществ:

включенных в международную программу Глобальной системы мониторинга окружающей среды. Это SO₂, NO, NO₂, NO_, O₃, CO, CH, CO₂, Hg

выброс которых носит массовый характер в городах – SO₂, NO, NO₂, CO

имеющих достаточно большое местное значение в целом ряде регионов – Н₂S, HF, NH₃, CI₂, CH₂O (формальдегид).

Источники выбросов в атмосферу

Выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух – поступление в атмосферный воздух загрязняющих веществ от источника загрязнения атмосферного воздуха. Выбросы в атмосферу разделяют на три основные группы: организованные, неорганизованные, распределенные.

Организованный выброс – выброс, поступающий в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды, трубы. Организованные выбросы характеризуются большой высотой и значительным количеством загрязняющих веществ.

Неорганизованный выброс – выброс, поступающий в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу в местах загрузки, выгрузки, переработки, использовании или хранения продукта (материала). Концентрация и объем загрязняющих веществ существенно меньше, высота небольшая.

Распределенные выбросы: наземный транспорт, ядохимикаты и другие загрязнители, попадающие в воздух при обработке сельскохозяйственных территорий с помощью авиации, двигатели самолетов, ракет.

Высота выбросов варьирует в широких пределах, концентрация и объем поллютантов (загрязнителей) могут достигать больших значений.

Наиболее важные характеристики выбросов

1- качественный состав, определяемый видом производства, его технологией;

2 - концентрация загрязняющих веществ;

3 - мощность выброса, т.е. количество вещества, поступающее в атмосферу в единицу времени.

Оксид углерода (II) образуется в процессе горения топлива при недостаточном содержании кислорода: 2С  О₂  2СО

Кроме того, часть образующегося СО₂ при повышенных температурах может вступать в реакцию с углеродом: С  СО₂  2СО

Оксиды серы. Сера, входящая в состав топлива (уголь, нефть и др.), также сгорает с образованием оксида: S  О₂  SО₂

В меньшей степени протекает дальнейшее окисление SО₂:

2SО₂  О₂ 2SО₃

Оксид азота NO образуется частично за счет сгорания топлива, в состав которого входят азотсодержащие соединения. Остальная его часть образуется в результате реакции взаимодействия атмосферного азота с кислородом в пламени и прилегающих к нему областях горения:

N₂  О₂  2NO, далее: 2NO  О₂ NО₂

В результате антропогенной нагрузки в атмосферу Земли ежегодно поступает 350 – 600 10⁶ т СО. Источниками оксида углерода являются:

бытовые источники: печи, газовое оборудование, курение.

Промышленные источники: транспорт; теплоэнергетические установки, пожары, тление терриконов вблизи шахт, химические предприятия (производство аммиака, формалина, соды, синтез углеводородов, метилового спирта и др.), металлургические предприятия, кирпичные и цементные заводы.

Пребывание оксида углерода в атмосфере около двух месяцев.

В природе из поверхностных слоев океана в год выделяется 220  10⁶ т СО, образующегося при фоторазложении продуктов жизнедеятельности планктона, красных, сине-зеленых и др. водорослей. Оксид углерода также попадает в атмосферу в составе вулканических газов, болотного газа, при лесных и степных пожарах.

Мировой антропогенный выброс соединений серы в атмосферу в настоящее время оценивается около 14010⁶ т в год, из которых:

12010⁶ т составляет оксид серы (IV), 310⁶ т составляет оксид серы (VI), 910⁶ т – аэрозольные сульфаты, 910⁶ т – сероводород.

Основными промышленными источниками загрязнения SО_х являются: теплоэнергетические установки (55% от общего количества выбросов), металлургические и химические предприятия (44%), транспорт (1%).

Природными источниками SО₂ являются: вулканы, лесные пожары, морская пена, микробиологические превращения серосодержащих соединений.

Выделяющийся в атмосферу SО₂ может связываться известью, в результате в воздухе поддерживается его постоянная концентрация – около 1 млн^-1. Время пребывания SО₂ в атмосфере в среднем 2 недели. Во время переноса SО₂ и другие кислотные выбросы в очень малой степени теряют свою активность. Нейтрализация происходит в случае присутствия в атмосфере пыли, содержащей гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Атмосфера очищается главным образом при вымывании кислых газов водой или снегом, а также при их «сухом осаждении», т.е. в виде самого газа или адсорбированного на мельчайших частицах пыли.

Мировой производственный выброс оксидов азота оценивается в 40 - 9010⁶ т в год. Источники загрязнения NО_х: транспорт (50%), теплоэнергетические предприятия (37 %), индустриальные предприятия и пр. (13 %).

Время пребывания NО₂ в атмосфере составляет около 20-25 часов.

Углеводороды могут вступать в химические реакции с образованием канцерогенных веществ. Под действием ультрафиолетового излучения они участвуют в образовании фотохимического смога. Примерно 80 % содержания в атмосферном воздухе суммы углеводородов за вычетом метана приходится на долю следующих соединений (в порядке уменьшения их средних концентраций): этан, этилен, ацетилен, н-бутан, изопентан, пропан, толуол, н-пентан, ксилол, изобутан.

Источники поступления углеводородов: транспорт, утечки из хранилищ жидкого и газообразного топлива, скважины для добычи нефти и газа.

В атмосферном воздухе среднее содержание CH изменяется от единиц до десятков мг/м³.

Сероводород H₂S – высокотоксичный газ. Источниками антропогенного происхождения являются: скважины для добычи нефти и газа, минеральные источники, предприятия химической промышленности, целлюлозно-бумажные комбинаты, кожевенные заводы и др.

Мировой антропогенный выброс сероводорода составляет 3 10⁶ т в год.

В природе сероводород образуется в результате биологических процессов в почве и в поверхностных водах в результате восстановления сульфатов при воздействии на них десульфирующих микроорганизмов, которые используют кислород сульфатов в процессе окисления органических веществ. Это около 70 -100  10⁶ т в год. В результате вулканической деятельности в атмосферу поступает 1,5  10⁶ т в год сероводорода.

Озон. Его присутствие в небольших количествах в атмосфере исключительно важно для жизни. Благодаря поглощению солнечного ультрафиолетового излучения стратосферным озоном (нижняя граница 8-17 км, верхняя – около 50 км) биосфера защищена от вредного ультрафиолетового излучения. Озоновый слой поглощает жесткую ультрафиолетовую радиацию с длиной волны порядка 220-320 нм. При этом происходит диссоциация молекулы озона: О₃ = О₂ + О

Образующийся молекулярный и атомарный кислород могут снова рекомбинировать, в результате чего озон регенерируется.

Озоновый слой препятствует появлению на поверхности нашей планеты губительной ультрафиолетовой радиации, которая способствует возникновению раковых заболеваний кожи, повреждению сельскохозяйственных культур, разрушению фитопланктона – одного из основных источников поддержания жизни в Мировом океане. Поглощение тропосферным озоном (тропосфера – нижний слой атмосферы, выше которого находится стратосфера) инфракрасного излучения поддерживает глобальный температурный баланс. В то же время озон – сильное токсичное вещество, обладает свойством мутагенности.

Под действием антропогенных загрязнителей он может необратимо разрушаться. Например, способен окислять оксид азота до диоксида азота

NO + O₃ = NO₂ + O₂

Диоксид азота, взаимодействуя с атомарным кислородом, превращается снова в NO:

NO₂ + O = NO + O₂

Тем самым прекращается регенерация озона.

Разрушают озон и фреоны. Фреоны – это насыщенные фторуглероды или полифторуглероды, содержащие часть атомов хлора или брома. Попадая в стратосферу, фреоны подвергаются разрушению под действием ультрафиолетовой радиации Солнца.

Например: CClF₃ → CF₃ + Cl

Атомарный хлор далее взаимодействует с озоном

Cl + O₃ → ClО + О₂

ClО + О → Cl + О₂

Далее атомарный хлор может снова вступать в реакцию с озоном.

Содержание озона в приземном слое атмосферы резко возросло в связи с развитием промышленности и транспорта. Источники образования озона: искрящие и генерирующие жесткое излучение установки (электросварочные машины, системы зажигания двигателей внутреннего сгорания, рентгеновские аппараты, копировальные установки), искрение в трамвайных и троллейбусных линиях, линиях электропоездов и т.п.

К образованию озона может приводить фотоокисление органических веществ. Известно образование озона в больших количествах в промышленных зонах, подверженных фотохимическому смогу. Смог возникает в результате загрязнения воздуха выхлопными газами автотранспорта, отходящими газами промышленных производств и продуктами их взаимодействия.

Необходимое условие образования фотохимического смога – наличие в воздухе оксидов азота. В результате фотохимического разложения диоксида азота

NO₂ → NO + O образуется атомарный кислород, который, реагируя с молекулярным кислородом О₂ + О → О₃, образует озон.

Озонирование углеводородов, в частности олефинов, присутствующих в воздухе, приводит к образованию кетонов, альдегидов и пероксидных радикалов, которые в дальнейшем превращаются в разнообразные сложные вещества, в том числе в пероксиацилнитраты и другие токсичные соединения.

Хлор выделяется в атмосферу в результате работы химических предприятий, из-за утечек из замкнутых объемов в процессе транспортировки и хранения.

Хлороводород и фтороводород выделяются в атмосферу в результате работы химических предприятий, промышленной обработки фосфоритов и апатитов.

Аммиак – источниками его попадания в воздух являются предприятия по синтезу аммиака, животноводческие и птицеводческие комплексы, разгерметизация хранилищ и магистральных трубопроводов, гниение органических веществ.

Формальдегид (муравьиный альдегид) СН₂О . Газ с резким неприятным запахом, хорошо растворим в воде. Обладает антисептическими и дубящими свойствами. Водный 40% раствор формальдегида называется формалином и применяется для дезинфекции, консервирования анатомических препаратов, протравливания семян перед посевом и т.п. Используется для получения фенолоформальдегидных пластмасс.

Источниками выделения в атмосферу являются предприятия химической промышленности, предприятия лесоперерабатывающей промышленности, транспорт и др.