16. Определение, основные задачи, блок-схема и принципы экологического мониторинга. Классификация экологического мониторинга: глобальный, национальный, региональный, фоновый. Организации, осуществляющие экологический мониторинг и их задачи. Международные и национальные программы мониторинга окружающей среды.

экологический мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды.

Объектами экологического мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества.

Задачи ЭМ:

– наблюдение за источника антропогенных воздействий;

– организация систематических наблюдений за состоянием ОС;

– оценка наблюдаемых изменений;

– выявление антропогенных явлений;

– прогноз и определение тенденций в изменении состояния ОС;

– выявление загрязняющих веществ и их скоростей распространения.

Глобальный мониторинг предусматривает слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений.

Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).

Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в пределах которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся по природному характеру или по антропогенным воздействиям от естественных биологических процессов- (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона

Импактный мониторинг обеспечивает наблюдения в особо опасных зонах и местах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.

Биосферный мониторинг (фоновый) – это слежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются региональные антропогенные воздействия. Для осуществления базового мониторинга используют удаленные от промышленных регионов территории, в том числе биосферные заповедники.

17. Основные принципы организации Общегосударственной системы наблюдения и контроля атмосферного воздуха (ОГСНКа). Станции комплексного фонового мониторинга (СКФМ). Программа наблюдений на станции СКФМ. Список компонентов, подлежащих контролю на СКФМ.

ОГСНКа- составная часть общегосударственной системы наблюдений и контроля (ОГСНК)

В России существует сеть станций, которая ведет наблюдения за содержанием загрязняющих веществ в атмосфере. Эти станции расположены в 253 городах, в среднем по 2 станции на город. На­блюдениями охвачено до 2/3 городского населения. Число стацио­нарных постов определяется в зависимости от численности населе­ния в городе, площади населенного пункта, рельефа местности и степени индустриализации.

Задачи:

1. Наблюдение и контроль за уровнем загрязнения окружающей среды по физическим, химическим и гидробиологическим (для водной среды) характеристикам с целью выявления оценки уровня загрязненности и его изменений в пространстве и времени, выявления источников загрязнения, а также оценки эффективности мероприятий по защите от загрязнения.

2. Обеспечение заинтересованных организаций и учреждений оперативной и режимной информацией об изменениях уровня загрязнения объектов окружающей среды и о возможности его изменения под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеоусловий, а также обеспечение прогнозами о возможных изменениях уровня загрязненности любых сред.

Принципы: регулярность, единство программы наблюдений, репрезентативность положения стационарного поста..

1. Станции комплексного фонового мониторинга (СКФМ)

При наличии крупных локальных источников(административно-промышленных центров с населением более 500 тыс.человек) расстояние до наблюдательного полигона(СКФМ) должно составлять не менее 100 км.

СКФМ - включает стационарный наблюдательный полигон( где проводят отбор проб воздуха, осадков, вод почв, растительности) и химическую лабораторию (где проводят анализ и обработку проб).

- в лаборатории проводятся обработка и анализ той части пробы, которая не подлежит пересылке в региональную лабораторию: содержание в атмосферном воздухе взвешенных частиц(пыли) сульфатов,SO₂, измерения РИ, электропроводность, концентрации анионов и катионов.

Программа наблюдений

В атмосферном воздухе подлежат измерению среднесуточные концентрации: взвешанных веществ, озона, оксидов С, N, диоксида серы, сульфитов, 3,4-бенз(а)пирена, ДДТ и др. хлорорганических соединений, Sb,Hg,Mg,Cd, показателя аэрозольной мутности атмосферы.

Метеорологические наблюдения включают наблюдения за: температурой и влажностью воздуха, скоростью и направлению ветра, атмосф.давлением, облачностью(количеством, формой, высотой): солнечным сиянием, атмосферными явлениями (туман, метели, грозы), атмосферными осадками(количеством, интенсивностью), снежным покровом (высотой,содержанием влаги), температура почвы(на поверхности, в глубине),состоянием поверхности почвы, радиацией(прямой, рассеянной, суммарной и отраженной), радиационным балансом, градиентами температуры, влажности и скорости ветра на высоте 0,5 -10 м, градиентами температуры, влажности почвы на глубине 0-20 см, тепловым балансом.

18. Влияние климатических факторов на загрязнение воздушного бассейна. Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ): инверсии, штиль, туман. Влияние ветра на загрязнение атмосферы. Неблагоприятные ландшафты. Потенциал загрязнения атмосферы.

Вредные вещества, попадающие в атмосферу, подвергаются физико-химическим превращениям, рассеиваются и вымываются из атмосферы.

Повышение концентраций примесей в конкретном районе зависит от определенных сочетаний метеорологических параметров: ветер, туманы, инверсии и т.д

Скорость ветра, основной показатель горизонтального распространения примеси, по разному влияет на распространение веществ, поступающего в атмосферу от высоких и низких источников. В случаях выбросов из низких и неорганизованных источников увеличение концентрации примеси наблюдается при слабых ветрах за счет скопления примесей в приземном слое атмосферы. В городах с большим количеством низких источников рост уровня загрязнения происходит при снижении скорости ветра до 1-2 м/с.

При слабом ветре средний уровень загрязнения воздуха пылью, сернистым газом, двуокисью азота и окисью углерода повышается на 30-140% по сравнению с уровнем при других скоростях ветра.

Повышению концентрации примеси способствуют приземные инверсии.

Инверсия – изменение вертикального градиента температуры атмосферы, когда над слоем холодного воздуха находятся слои теплого воздуха. Увеличение концентрации примеси от высоких источников может достигать 50-70%, если инверсионный слой располагается непосредственно над источником выбросов и ограничивает их подъем. Слой инверсии температура ниже устья трубы будет препятствовать поступлению выбросов вредных веществ в приземный слой.

В городских условиях при наличии большого числа низких выбросов опасные условия скопления примесей создаются при приземных и низких приподнятых инверсиях температур, поскольку и те и др. указывают на ослабление вертикального обмена. При наличии инверсионного слоя над городом содержание примесей в атмосфере на 10-60% выше.

Также на содержание примесей в атмосфере влияет вертикальная протяженность и интенсивность инверсий. При увеличении вертикальной протяженности слоя инверсии от 100 до 600 м концентрация сернистого газа в среднем возрастает в 3 раза, а пыли в 1,7 раза.

Инверсии температуры в сочетании с различными скоростями ветра могут усиливать опасность накопления примесей или создать условия для их рассеивания. Большую опасность для городов представляют застойные ситуации, когда приземная инверсия сопровождается слабым ветром.

Накопление примесей в атмосфере усиливается в тумане.

При поглощении примесей влагой могут образовываться более токсичные вещества.

Например, в тумане происходит окисление сернистого газа до серной кислоты. При этом возрастает массовая концентрация примеси, по скольку вместо 1г сернистого газа образуется 1,5г H₂SO₄, доказано,что при образовании тумана происходит увеличение концентрации примеси на 40-110% по сравнению с концентрацией ее до тумана.

Сочетание метеорологических параметров, определяющих возможный при заданных выбросах уровень загрязнений атмосферы, называют потенциалом загрязнения атмосферы(ПЗА).

Метеорологический ПЗА включает сочетание наблюдаемых(или ожидаемых) метеорологических параметров в определенный период(час, сутки) и используется при прогнозировании возможных изменений уровня загрязнений на короткие временные интервалы.

Климатический ПЗА включает многолетние климатические характеристики.Он позволяет оценить ожидаемый в данном физико-геогр.районе средний уровень загрязнения.

Поскольку формирование уровня загрязнения атмосферы связано с условием вертикального и горизонтального переноса и рассеивания примесей, то ПЗА может представляться в виде различных сочетаний метеорологич. параметров.

19. Показатели качества атмосферного воздуха: ПДК, индекс загрязнения атмосферы, стандартный индекс СИ, наибольшая повторяемость, разовые концентрации, ОБУВ. Понятие об эффекте суммации вредного действия на организмы загрязнителей окружающей среды.

Оценка качества воздуха в России производится с учетом принятых стандартов – предельно допустимых концентраций (ПДК). Установлены ПДК для более чем 400 веществ. ПДК подразделяются на максимальные разовые (осредненные за 20 минут), среднесуточные и рабочей зоны.

Средние за месяц и за год концентрации обычно сравниваются со среднесуточными ПДК. Концентрации, измеренные за 20 минут, сравниваются с максимально разовыми ПДК.

С учетом значений ПДК рассчитываются другие характеристики: индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

n n

I(n) = Σ I_i­ = Σ (q_i / ПДК_i)^Ci

i=1 i=1

КИЗА- это комплексный показатель загрязнения атмосферы, определяется как сумма выраженных в ПДК среднегодовых концентраций пяти веществ, имеющих наибольший уровень для каждого конкретного года и приведенных к классу опасности сернистого газа. ИЗА показывает, во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха несколькими веществами превышает ПДК диоксида серы

- .наибольшая повторяемость, %, превышения ПДК любым веществом в городе (НП);

повторяемость, %, разовых концентраций примеси в воздухе выше 5 ПДК (q₁);

число дней с концентрацией примесей в воздухе, превышающей

10 ПДК;

наибольшая измеренная в городе максимальная разовая концентрация любого вещества, деленная на ПДК – стандартный индекс (СИ) или наибольший единичный индекс загрязнения;

При совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия, сумма их концентраций не должна превышать 1 при расчете по формуле:

С1 ПДК1

+

С2 ПДК2

+

...

+

Сn ПДКn

<

1

где С₁, С₂, ... С_n — фактические концентрации веществ в атмосферном воздухе; ПДК₁, ПДК₂, ... ПДК_n — предельно допустимые концентрации тех же веществ.

Например эффектом суммации обладают:

Аммиак, сероводород, формальдегид

20. Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы. Посты стационарные, маршрутные, подфакельные. Виды программ наблюдений за загрязнением воздуха. Принцип выбора вредных веществ и составление списка приоритетных веществ, подлежащих контролю.

• Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения ат­мосферы в городах и населенных пунктах изложены в ГОСТ 17.2.3.01-86 "Охрана природы. Атмосферы. Правила контроля каче­ства воздуха населенных пунктов". Наблюдения за уровнем загряз­нения атмосферы осуществляют на постах.

• Стационарный пост наблюдений - это специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологических параметров по установленной программе. Место для установки стационарного поста выбирается, как правило, с учетом метеорологических условий формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха. Количество постов зависит от численности населения. На 1млн. чел-20 постов. В Уфе- 9 постов.

В городах на опорных стационарных постах организуется наблюдения за содержанием основных загрязняющих веществ: пыль, SO₂, CO, оксид и диоксид серы, спец. вещества.

Маршрутный пост наблюдений - место на определенном маршруте в городе. Он предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижной аппаратуры. Маршрутные наблюдения осуществляются на маршрутных постах с помощью автолабораторий.

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника. Подфакельные наблюдения осуществляются по специально разрабатываемым программам и маршрутам за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия.

Принцип выбора вредных веществ и составления списка приоритетных веществ основаны на использовании параметра потребление воздуха (ПВ).

Реального: ПВ_i=М_i / q_i

Требуемого: ПВ_Тi=М_i / ПДК_i.

М_i - суммарное количество выбросов i-той примеси от всех источников;

q_i - концентрация, установленная по данным расчетов или наблюдений (концентрация примеси, измерения за 20-30 мин.-разовая концентрация).

Если Пв_i ПВ , то ожидаемая концентрация примеси в воздухе может быть равна ПДК, или превысить ее, примесь должна контролироваться.

Кроме этих веществ в обязательный перечень контролируемых веществ в городе включаются:

- растворимые сульфаты - в городе с населением более 100 тыс. чел.

- формальдегид и соединения свинца - в гор. с насел. более 500 тыс.чел.

- металлы - в гор. черной и цветной металлургии.

- бензапирен - в гор. с насел. более 100 тыс. чел.

- пестициды - в гор. расположенных вблизи с/х территорий.

21. Мониторинг содержания примесей в атмосферном воздухе промышленных городов. Основные проблемы, возникающие в результате загрязнения атмосферного воздуха. Требования к качеству атмосферного воздуха населенных мест. Прогноз загрязнения воздуха по городу.

Основными загрязняющими веществами атмосферного воздуха промышленных городов являются такие примеси как: диоксид азота, диоксид серы, диоксид углерода, взвешенные вещества.

Основными источниками загрязнения воздушного бассейна городов- автотранспорт- 53% валовых выбросов, энергетический комплекс, предприятия нефтегазопромышленного и нефтехимического комплекса, предприятия металлургического комплекса.

Дать краткую характеристику по диоксиду азота, серы углекислому газу.

Воздух считается чистым, если ни один из микрокомпонентов не присутствует в концентрациях, способных нанести ущерб здоровью человека, животным, растительности или вызвать ухудшение эстетического восприятия окружающей среды (например, при наличии пыли, грязи, неприятных запахов или при недостатке солнечного освещения в результате задымленности воздуха). Так как все живое очень медленно адаптируется к этим новым микрокомпонентам, химические вещества служат объективным фактором неблагоприятных воздействий на природную среду и здоровье человека.

В местах, где расположены курорты, на территориях санаториев, домов отдыха и в зонах отдыха городов с населением более 200 тыс. человек. концентрации примесей, загрязняющих атмосферный воздух, не должны превышать 0,8 ПДК.

Для характеристики загрязнений воздуха по городу в целом в качестве обобщенного показателя используется параметр Р

Р = m₁ / n₁

n₁ - общее количество наблюдений за концентрацией примесей в городе в течении одного дня на всех стационарных постах.

m₁ - количество наблюдений в течении того же дня с повышенной концентрацией q, которая превышает среднесезонное значение q, более чем в 1,5 раза (q1,5 q_ср)

q_ср рассчитывается для каждого стационарного поста отдельно для каждого года.

Если параметр Р будет больше 0,35, то уровень загрязнения атмосферного воздуха будет относительно высоким.

22. Показатели качества воды: индекс загрязнения воды (ИЗВ), гидробиологический индекс сапробности. Классификация качества воды по микробиологическим показателям и в зависимости от индексов ИЗВ и сапробности.

К категории наиболее часто используемых показателей для оценки качества водных объектов относят гидрохимический индекс загрязнения воды ИЗВ и гидробиологический индекс сапробности S.

Индекс загрязнения воды, как правило, рассчитывают по шести–семи показателям, которые можно считать гидрохимическими; часть из них (концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода БПК₅) является обязательной.

, где C_i –концентрация компонента (в ряде случаев – значение параметра); N – число показателей, используемых для расчета индекса; ПДК_i – установленная величина для соответствующего типа водного объекта.

В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяют на классы/ Индексы загрязнения воды сравнивают для водных объектов одной биогеохимической провинции и сходного типа, для одного и того же водотока (по течению, во времени, и так далее).Если значение ИЗВ до 0,2- воды харктеризуются как очень чистые. Если ИЗВ более 10, то чрезвычайно грязные

Из гидробиологических показателей качества в России наибольшее применение нашел так называемый индекс сапробности водных объектов, который рассчитывают исходя из индивидуальных характеристик сапробности видов, представленных в различных водных сообществах (фитопланктоне, перифитоне):

, где S_{i –} значение сапробности гидробионта, которое задается специальными таблицами; h_i – относительная встречаемость индикаторных организмов (в поле зрения микроскопа); N – число выбранных индикаторных организмов.

По индексу сапробности определены зоны- ксеносапробная зона(0,5) это зона очень чистых вод. Полисапробная зона (индекс сапрбности более 4,0)- очень грязные воды.

характеристикам состояния.

Уровень загрязненности и класс качества водных объектов иногда устанавливают в зависимости от микробиологических показателей.

Классы качества воды по микробиологическим показателям

Уровень загрязненности и класс качества вод	Микробиологические показатели
	Общее число бактерий, 106 клеток/мл	Число сапрофитных бактерий, 1000 клеток/мл	Отношение общего числа бактерий к числу сапрофитных бактерий
Очень чистые, I	<0,5	<0,5	<1000
Чистые, II	0,5–1,0	0,5–5,0	>1000
Умеренно загрязненные, III	1,1–1,3	5,1–10,0	1000–100
Загрязненные, IV	3,1–5,0	10,1–50,0	<100
Грязные, V	5,1–10,0	50,1–100,0	<100
Очень грязные, VI	>10,0	>1000	<100

23. Организация системы мониторинга за состоянием загрязнения природных поверхностных вод. Государственный водный кадастр. Виды водопользования. Пункты наблюдения. Программы наблюдений за качеством воды.

Контроль за качеством поверхностных вод начал осуществляться с созданием общегосударственной службы наблюдения и контроля (ОГСНК).

Основными задачами выполняемыми в рамках ОГСНК качество поверхностных вод является:

- систематическое получение как отдельных, так и обобщенных во времени и пространстве данных о качестве воды.

- обеспечение заинтересованных организаций систематической информации о качестве воды, о резких изменениях качества воды;