- •Предисловие
- •Глава 1. Концепция инженерной экологии
- •Глава 2. Антропогенное воздействие на атмосферу
- •2.1. Структура и состав атмосферы
- •2.2. Классификация загрязнителей атмосферы
- •2.3. Источники загрязнения атмосферы
- •2.4. Последствия загрязнения атмосферы
- •2.5. Управление качеством атмосферного воздуха
- •2.11. Ограничение выбросов
- •Литература
- •Глава 3. Антропогенное воздействие на гидросферу
- •3.2. Самоочищение в гидросфере
- •3.3. Основные источники загрязнения гидросферы
- •3.4. Оценка качества водной среды
- •Литература
- •Глава 4. Антропогенное воздействие на литосферу
- •4.2. Нормирование загрязняющих веществ в почве
- •4.5. Рекультивация земель
- •Литература
- •Глава 5. Шум (звук) и вибрации в окружающей среде
- •5.1. Основные понятия
- •5.4. Методы оценки и измерения шумового загрязнения
- •5.5. Источники шума и их шумовые характеристики
- •5.8. Причины и источники вибрации
- •5.9. Нормирование шума
- •Литература
- •6.1. Электрический ток и человек
- •6.2. Природное и статическое электричество. Защита от его воздействия
- •7.3. Электромагнитные поля ВЧ- и СВЧ-диапазонов
- •7.4. Защитные средства
- •Литература
- •8.2. Краткая характеристика различных типов лазеров
- •8.3. Применение лазеров
- •8.4. Действие лазерного излучения на организм человека
- •8.7. Нормирование лазерного излучения
- •8.9. Средства контроля уровня лазерного излучения
- •8.11.Лазеры в химическом анализе
- •Литература
- •9.1. Общие сведения об ионизирующих излучениях
- •9.2. Строение и свойства атомов
- •9.3. Радиоактивность
- •9.4. Дозиметрические величины и их единицы
- •9.5. Фоновое облучение человека
- •9.6. Радиационные эффекты облучения людей
- •9.7. Нормирование радиационного облучения
- •9.8. Методы и средства контроля радиационной обстановки
- •9.10. Защита населения от ионизирующих излучений
- •Литература
- •Глава 10. Горение и взрыв в окружающей среде
- •10.2. Критерии крупных пожаров и их последствий
- •10.6. Классы взрывоопасных зон в соответствии с ПУЭ
- •10.7. Установление категорий пожароопасных помещений
- •10.8. Средства и способы огнетушения
- •Литература
- •11.2. Мониторинг гидросферы
- •11.3. Мониторинг урбанизированных территорий
- •Глава 12. Система экологического мониторинга
- •Глава 13. Информационное обеспечение систем экологического мониторинга
- •13.2. Особенности организации данных в ГИС
- •13.3. Основные функциональные возможности ГИС
- •Литература
- •Глава 14. Экологическая экспертиза, аудит
- •14.3. Оценка воздействия на окружающую среду
- •14.4. Экологический аудит
- •Литература
- •Глава 15. Место сертификации в инженерной экологии
- •15.1. Цели и задачи сертификации
- •15.3. Экологическая сертификация
- •Литература
- •Глава 16. Анализ риска
- •16.4. Классические критерии принятия решений
- •16.5. Производные критерии принятия решений
- •16.8. Пример построения дерева отказов
- •16.9. Количественные аспекты анализа систем
- •Литература
- •Глава 17. Технические средства и методы защиты атмосферы
- •Классификация пылеулавливающего оборудования
- •17.4. Особенности применения мокрых пылеуловителей
- •17.6. Термическая нейтрализация вредных примесей
- •17.7. Биохимические методы
- •Литература
- •Глава 18. Защита водных объектов от загрязнений
- •18.1. Способы очистки нефтесодержащих стоков
- •18.2. Обработка сточных вод озоном
- •18.3. Биохимическая очистка сточных вод
- •Литература
- •Приложение
- •19.1. Накопление отходов производства и потребления
- •19.2. Классификация отходов
- •Литература
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
408 |
Час т ь 11 Мониторинг и защита окружающей среды |
чено вписывающейся в систему экологического мониторинга, явля ется одной из причин захламления территории и возникновения не
санкционированных свалок.
Мониторинг экологического состояния урбанизированных тер
риторий развивается медленными темпами. Наиболее продвинуты
ми в этом направлении являются некоторые крупные города и про
мышленные зоны, в которых, по оценкам специалистов, сложилась
сложная экологическая ситуация.
ЛИТЕРАТУРА
1 Экология, охрана природы, экологическая безопасность / Под ред
В И Данилова-Данильяна М Изд-во МНЭПУ, 1997
Глава 12
СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
12 .1. Создание системы экологического мониторинга
Для наглядности и лучшего понимания процесса разработки и
реализации системы мониторинга рассмотрим пример построения
такой системы, созданный кафедрой инженерной экологии и охраны
труда Московского энергетического института (МЭИ) на базе учеб
ных заведений г. Москвы. Эта система имела ряд объективных пре
имуществ по сравнению с традиционными системами: меньшую се
бестоимость создания и обслуживания постов контроля и системы
в целом, ограничение несанкционированного доступа к оборудова нию, наличие разветвленной инфраструктуры учебных заведений,
достаточно равномерно распределенных на местности и др.
Структура системы эко.мониторинга включает четыре функциональных блока:
• информационно-измерительную подсистему на базе автомати
зированных постов экологического контроля,
• передвижные посты экологического контроля (передвижные
лаборатории на автомобилях и переносвые индивидуальные прибо
ры контроля);
•подсистему коммуникаций между постами контроля;
•геоинформационную систему, включающую в себя графичес кие и тематические базы данных экологической направленности,
системы моделирования, восстановления и прогноза полей экологи-
Г л а в а 12. Система экологического мониторинга |
409 |
ческих и метеорологических факторов и систему информационной
поддержки принятия управляющих решений.
Организационно система состоит из первичных постов эко
логического контроля, расположенных в ряде объектов, в данном
случае школ, и центрального поста системы, находяшегося в
МЭИ, в функции которого входят получение от распределенных пер
вичных постов информации, вед€'ние баз данных, поддержка техни ческого и программноге обеспечения геоинформационной системы,
о которой речь будет идти в следующей главе.
Пост экологического ктипроля включает в себя наиболее до ступные в настоящее время датчики контроля окружающей среды:
температуры, влажности, направления ветра, скорости ветра, за
грязнения среды (тип TGS812), гамма-излучения (радиационного),
а также газоанализаторы СО и диоксида азота (стационарные и ра
ботающие в автоматическом режиме) и др.
Основой автоматизированного поста экологического мони
торинга является контроллер (микропроцессорный блок), кото
рый реализует следующие базовые функции:
•опрос датчиков поста экологического контроля с заданным
временным интервалом между моментами измерения;
• занесение информации с датчиков контроля во внутреннюю
память с привязкой моментов измерения к реальному времени, сохранение информации при перебоях с питанием;
•выдача информации по каналу RS-232 на IВМ РС по запросу;
•обмен информацией по мnдемной связи с внешними пользо
вателями.
Все эти функции выполняются аппаратным и программным спо
собами. Аппаратная часть представляет собой контроллер на базе
микропроцессора (например, К1816) в отдельном корпусе с разъема
ми для подключения датчиков, телефонной пары проводов и разъема RS-232 для соединения с компьютером. Принятая периодичность ре
гистрации измеряемых параметров устанавливается контроллером
и реально может составлять от одной минуты до нескольких часов. Практика измерений показывает, что оптимальной частотой фикса
ции данных является один раз в 1О. 15 мин.
Структурная схема автоматизированного поста экологи
ческого контроля приведена на рис 12 1 Пост контроля позволяет
осуществлять наращивание системы с последующим расширением
еефункциональных возможностей.
Вцелом измерительная система ил-tеет открытую архитек туру, что обеспечивает ее комплектацию из независимо изготов-
410 |
Час т ь Il Мониторинг и защита окружающей среды |
|
|
20 |
n |
|
|
|
t |
|
|
|
е |
|
|
|
n |
13 |
|
|
е |
|
|
t |
|
~~~~-----~ |
19, |
|
|
JЦ'::;:::::J'--(;0 |
__ |
|
Рис 12 1 Струнурная схема автоматизированного поста Эl\оJюгического контроля 1, 2 - газовые датчики, 3 -- преобразователь сигналов вылода RS232 газовых датчиhов в сигналы, совме<.тимые со входами 1\онтроллера, 4 - датчиhи направ ления и скорости ветра, 5 6 - nреобразователи информации о направлении и
скорости ветра в соnротивпение, 7 - датчик температуры и влажности. 8, 9 -
преобразователи темnературы и влажности в сопротивпение, 10- кабели от дат чиков, 11 -контроллер, 12- Программное обеспечение контроллера, 13-
IВМ РС, 14 - Программное обеспечение IВМ РС, 1:5- Программное обеспече
1ше стандарта передdЧИ данных, /б- телефонныи ~юдем, 17- розетка телефон ного аппарата, 18- программное обеспечение Iпterпet, 19- карта подключения к сети lnternet, 20 - узел подключения к сети lпternet
ленныл частей Открытость сие rемы базируется на известных прин ципах работы аппаратного и программнаго обеспечения IВМ РС и на открытости архитектуры контроллера Это позволяет разрабаты вать дополнительные устройства для комплектации постов различ ными датчиками и программы первичной обработки информации
В ка<tестве подсистемы коммуникации в рассматриваемой системе используются сеть lпterпet и модемная связь Кроме того, возможна радиомодемная связь. Протокол обмена-передачи
данных постов автоматизированного контроля предусматривает
передачу данных всех постов на центральный (головной) пост сис темы по устанонленному (согласованному) графику по каналам
электронной почты Iпterпet
Структура информационной подсистемы может быть реали
зована. на базе программных продуктов, например ARC V1ew GIS
фирмы ESRI США Фундаментом инфор:v1ационного обеспечения
сисrемы являются ланные о состоянии ОI<руzКающей среды в районе
(регионе) Такая информация може1 поступать как со стационарных
автоматизированных постов непрерывного экологического контра-
Г л а в а 12 Система ?кологи~еского монитори4(3 |
411 |
ля, так и с передвижных лабораториИ Поэтому для се лранения раз
рабатываются базы данных различнqИ структуры Учитывая перио дичность работы передвижных лабораториИ и изv1енение районов исследовании, получаемую информацию целесообразно хранить в таблицах, соответствующих датам проводиыых исследований и со
держащих адреса точек контроля, спектр и концентрации исследу
емых загрязнителей, метеорологические условия при проведении из
мерений и др На основе таких таблиu затем в геоинформационной
системе (ГИС) создаются карты точек измерений и восстанавлива
ются непрерывные поля загрязнениИ Автоматизированные посты экологическосо контроля
имеют постоянную адресную привязку, и поэтому вся темати
ческая информаt{UЯ здесь связана с одной и той же карто.'fJG фической основой База данных. как правило, состоит из двух взаимосвязанных таблиц. Первая содержит так называемую посто
янную информацию справочного характера адрес: сведения органи
зационного характера (ответс1венные за функционирование первич ного поста экологического контроля) и др Вторая таблица содержит
ежедневно пополняемую информааию, включающую собс-твенно
данные наблюдений' В нее заноrятся дата измерениИ и значения
измеряеi\1ЫХ факторов в определенные ыоменты вреl\1ени В базе дан
ньiХ фиксируютс.я значения измерений. полученные в определенные
часы (например, в 9. 12, 15 и \8 ч) Данный подход характерен тем,
что этот же стандарт хранения данных принят в Гидрометеоаентре
России На основе организованной таким образом информации стро
ятся диаграммы и графики изменения 111етеорологических факторов
или конаентраtшй загрязнителеи Геоинформационная система по
зволяет также производить статистическую обработку результатов измерений за интересующие пользователя периоды времени Кро\1е
того, данные. получаемые со стационарных постов, позвопяют также
восстанавливать поля измеряемыл факторов Все поступающие с автоматизированных постов контроля дан
ные проходят предварительную обработку, включающую в себя
опенку достоверности измеряемых параметров с целью выяв.пения
грубых метрологических погрешностей и неисправностей И3Мери
тельного оборудования, кроме того, осуществ пяется и форыа1 ирова ние данных для передачи их в геоинформаuионную систему и записи
1 З~есh н Л,~'IСС н JГой 1 шве paCC\fзrpttBniOICЯ :жсп.:ри\tСIIГ·I 1ьные ,Iallныe, 1101У
чсllные Н рСЗ} IЬТ,\1 С раб01 Ь1 фp,ll \IC\1 Га LИС ГC\fh/ ЭKO'IOIIf'ICCio.OГO \\OIIIfТOpИIII а, СО3Да!I
НОЙ на базе У'IеGных завс,1ений
412 Часть I! Мониторинг и защита окружающей среды
всоответствующие базы данных. Для обработки данных использу ется Программное обеспечение, позволяющее визуализировать дан
ные изм:рений в табличном или графическом виде. Файлы данных
висходном виде хранятся в архиве системы
Во многие системы мониторинга входят картографические и те
матические базы данных по промытленным предприятиям региона
(города), содержащие данные о структуре и объемах их выбросов и
сбросов вредных веществ в окружающую среду Такая информация
используется при выявлении возможных виновников неблагаприят ных экологических ситуаций.
В состав информационного обеспечения системы экологического
мониторинга целесообразно включать специализированные про
граммвые средства для выполнения ситуационных и прогнозных рас
четов распространения загрязняющих веществ от источников вы
бросов Интеграция таких пакетов (например, сертифицированных
отечественных программ НПП <<Логус•>: <<Призма•>, <<Зеркало», <<Об
лако>> и др.) в ГИС открывает дополнительные возможности для ком
плексного анализа экологической обстановки
12.2. Повышение эффективности системы экологического
мониторинга
Повышение эффективности контроля и оперативное уточнение
экологической обстановки осуществляются передвижными лабора
ториями, с помощью которых проводятся целенаправленные обсле
дования, предназначенные для детального анализа состояния окру
жающей среды в отдельных районах города по заранее намеченной программе. Такие обследования позволяют выявить наиболее опас
ные по уровню загрязнения районы. определять возможные источни ки негативных воздействий на окружающую среду и человека и т.д.
С использованием стационарных и передвижных постов могут
проводиться также комплексные оценки состояния окружающей
среды с учетом воздействия нескольких негативных факторов раз
личнои природы.
Информационная подсистема позволяет представлять данные
как в электронном виде, так и в виде твердых копий (карты полей
загрязнений, таблицы результатов измерений, различные графики и
диаграммы)
Таким образом, система экологического мониторинга должна
иметь широкие возможности и открытую архитектуру, позволяю-