Экология и безопасность жизнедеятельности / Saksonov - Ekologicheskiy monitoring neftegazovoy otrasli 2007

Суммируясказанное, сформулируемосновныеметодологическиеположенияЭМ:

-стратегическое назначение мониторинга – информационное обеспечение устойчивого развития территории (страны, региона и т.п.);

-мониторингстроитсякакгеоинформационная(пространственная) система;

-эмерджентное свойства мониторинга заключаются в том, что он представляет собой автоматизированную систему, которая осуществляет на основе хранящегося в ней массива фактических данных алгоритмическое решение различного рода экологических задач по синтезу новых сведений, не содержащихся в этом массиве в явнойформе;

-экологический мониторинг должен рассматриваться как систематический процесс, следующийопределеннымправилам;

-организация мониторинга и экологическая оценка должны проводится до принятия основных решений по реализации намечаемой деятельности, а их результаты используются при выработке

ипринятиирешений;

-система мониторинга должна быть унифицированной, но в то же время отражать местныеусловияиконкретныеситуаций;

-мониторинг строится как иерархическая система; при переходе на более высокий уровень происходит генерализация объектов наблюдения и контролируемых параметров, их пространственныхисмысловыххарактеристик;

-мониторинговая генерализация заключается в отборе и обобщении информации соответственно назначению и масштабу наблюдения; в процессе генерализации проявляются свойства эмерджентностисистемисинергетическиеинформационныеэффекты;

-мониторинг, объект его изучения и их информационные моделидолжнысоответствоватьдругдругу;

-система экологического мониторинга должна быть направлена на совместное рассмотрение и учет воздействий намечаемой деятельности и связанных с ними изменений во всех природныхисоци- ально-хозяйственныхэлементахокружающейсреды;

-система наблюдений должна быть построена с учетом при- чинно-следственных связей, что заключается в первоочередном

21

контроле причин – источников воздействия, а затем следствий – состоянияокружающейсреды;

-выбор объектов и режимов наблюдения должен быть приоритетным, направленным, в первую очередь, на сбор информации

онаиболеезначимыхвоздействияхиихпоследствиях;

-наблюдения и оценка в системе экологического мониторинга не сводятся к научно-техническому исследованию, а являютсяинструментомпринятиявзаимоприемлемыхрешений;

-результаты наблюдений должны оцениваться не только по величине воздействия на окружающую среду и степени ее нарушенности, но и по экологической значимости последствий для природы исоциально-хозяйственногокомплекса;

-экологический мониторинг не ограничивается этапом планирования, он охватывает все этапы осуществляемой хозяйственной деятельности;

-наблюдения и оценки также должны опираться не только на стандартные нормативы, но и учитывать региональные уровни допустимогоэкологическогориска.

Основные принципы организации мониторинга: комплексность, систематичность, унифицированность.

ВцеломпроцессЭМвключаетследующиеосновныесоставляющие:

-обоснование объектов мониторинга и контролируемых параметров, формирование сети пунктовнаблюдений;

-сбор, обработкаинакоплениеинформации;

-обработка информации в направлении анализа и оценки экологической ситуации, прогноза потенциальных воздействий намечаемойдеятельности;

-использование полученной информации и результатов ее обработки в процессе принятия решений, относящихся к обоснованию намечаемойдеятельностииеевыполнению;

-взаимодействиесдругимисистемамимониторингаиисточникамиинформации.

Обязательные процедуры ЭМ: выделение объекта наблюдений;

обследование объекта; составление информационной модели для объекта наблюдений; планирование измерений; оценка состояния объекта и идентификации его информационной модели; прогнозирование состояния изменения объекта наблюдений; представление информациивудобнойдляиспользованияформе.

22

Функциональную структуру системы ЭМ можно представить в виде комплекса четырех основных блоков: базы данных, аналитический блок, информационный блок и блок управления экологической ситуацией (рисунок 1.2.1). Наиболее универсальным подходом к определению структуры системы ЭМ является его разделение на подсистемы: наблюдения, оценка фактического состояния, прогноз состояния, оценкапрогнозируемогосостояния.

Информационная система ЭМ является составной частью системы управления состоянием окружающей среды, поскольку информация о существующем состоянии ОС и тенденциях его изменения являются основой разработки природоохранной политики

ипланировании социально-экономического развития территорий. Результаты оценки существующего и прогнозируемого состояния ОС в свою очередь дают возможность уточнить требования к подсистеме наблюдений (это и составляет научное обоснование мониторинга, обоснование состава и структуры сети, режимов и методов наблюдений).

Наблюдения за состоянием ОС должны включать как наблюдения за источниками и факторами воздействия, так и за состоянием элементов ОС, в том числе за откликами живых организмов на воздействие, за изменением показателей их состояния. При этом необходимо и получение данных о первоначальном или фоновом состоянииОС.

Оценка состояния ОС подразумевает всесторонний анализ состояния,, вызванный воздействием различных факторов в различных природных средах (часто одновременных и усиливающих эффект воздействия). Для комплексной оценки состояния ОС и выявления динамики этого состояния одновременно должны вестись метеорологические, гидрологические, почвенно-геохимические, биологические и другие наблюдения, позволяющие правильно выделять

иинтерпретировать антропогенно спровоцированные изменения состояния ОС и ее элементов на фоне природных процессов (Изра-

эль, 1974, Комплексный..., 1980;1982).

Для анализа и прогноза экологических ситуаций как в глобальном и региональном масштабах, так и в локальном необходимо знание множества геофизических и геохимических процессов, различных антропогенных эффектов и ситуаций их вызывающих. Необходимо, прежде всего, отыскивать факторы, ведущие к наиболее серьезным, долговременным изменениям в окружающей природной среде, а также выявить элементы ОС

23

наиболее подверженные воздействию (или наиболее чувствительные), или критические, ключевые элементы, повреждение которых можетвестикнарушениюэкосистем(Израэль, 1984).

Приоритетным направлением в системе глобального экологического мониторинга на Первом межправительственном совещании по мониторингу признан мониторинг загрязнений окружающей среды и связанных с ними факторов воздействия, включая следующие виды загрязнения: химическое; радиоактивное; тепловое; электромагнитное; шумовое. В настоящие время наблюдения осуществляются на импактном (уровень сильного воздействия в локальном масштабе), региональном и фоновом уровнях. Программы экологического мониторинга антропогенного загрязнения, изложены и обоснованны в ряде работ российских и зарубежных ученых (Израэль, 1974; Герасимов, 1975; Израэль и др., 1978; Ковда и др., 1982).

Общая схема мониторинговых исследований, направленных на контроль загрязнений в зонах интенсивного воздействия включает контроль содержания химических веществ в атмосфере, поверхностных и подземных водах, почвах, биоте. При этом для атмосферы частота проводимых наблюдений может составлять от 1 до 5 дней, атмосферные осадки собираются один раз в декаду или месяц. Интегральная проба снежного покрова берется один раз в год перед весенним снеготаянием. Пробы поверхностных вод и взвеси берутся шесть раз в год в характерные гидрологические периоды, донные отложения – один раз в год в летнюю межень. Почва исследуется один-два раза вгод, биота – два раза в год (на содержание химических веществ).

Контроль загрязнения на территориальном, региональном и фоновом уровне обязательно должен включать геофизический, геохимическийибиологическиймониторинг(Израэль, 1984).

При этом геофизический и геохимический мониторинг, по сути, являются мониторингом источников загрязнения и факторов воздействия. Биологический мониторинг направлен на выявление и анализ реакции (отклика) биологических систем, биоты на антропогенное воздействие, наоценкуихсостояния.

Итак, главное внимание в биологическом мониторинге должно уделяться наблюдениям за биологическими последствиями, откликами, реакциями биологических систем на внешние воздейст-

25

вия, на изменения состояния природной среды. Биологический мониторинг можно подразделить на мониторинг растительности, мониторинг животного мира и социально-экологический мониторинг. Он осуществляется на индивидуальном и популяционнобиоценотическомуровнях.

Состояние биологических систем при осуществлении экологического мониторинга может быть определено путем оценки соответствия данного биогеоценоза критерию «хорошего» биогеоценоза (Шварц, 1976). Приэтомдолжнабытьпроизведенаоценка:

-продукциивсехосновныхзвеньевтрофическойцепи;

-соответствия высокой продуктивности высокой продукции (определяющего компенсаторную активность биологических систем);

-стабильностиструктурыиразнородностиотдельныхтрофическихуровней;

-скорости протекания обмена веществ и энергии в экосистеме, характеризующей возможность биологического самоочищения системы.

В системе экологического мониторинга в качестве индикаторов условий среды и их влияния на биологические системы могут использоваться определения численности отдельных видов и их состояния. С.С.Шварц (1976) считает подходящими в качестве конкретных показателей условий среды содержание химических веществ в различных тканях организмов на разных уровнях трофических цепей, скорость роста деревьев, энергию фотосинтеза, микробиологическую активность почв, рост лишайников, развитие различных гидробионтов. Эти данные могут быть дополнены данными по изменению структуры биогеоценозов, их пространственным и функциональным взаимоотношениям. Особое значение имеет анализ биоценотического гомеостаза при упрощении отдельных трофическихсвязей.

Вцелом биологические показатели можно разделить на две категории: 1) показатели функциональные, которые выражаются производными некоторых функций по времени (например, показатели продуктивности, дыхание, скорость обмена веществ, скорость фотосинтеза); 2)показатели структурные, которые могут быть выражены интегралом во времени как некий итог действий (например, показатель, характеризующий численность видов и особей, количе-

26

ство биомассы, изменение размера и массы особей, содержание веществвэкосистеме).

Для целей локального и территориального экологического мониторинга в качестве функциональных показателей используются, главным образом, показатели роста (т.е. продуктивности) и показатели затрат (дыхание, прижизненное отчуждение органического вещества), значительно реже показатели состояния (потребление и усвоение пищи, скорость круговорота различных элементов в экосистеме).

При выборе структурных показателей особое внимание следует уделять таким явлениям как колебание общей численности популяции, изменениям в возрастном и половом составе популяции, изменения репродуктивного цикла, изменения в эмбриональном и постнатальном развитии (Экологический ..., 1978; Семенов и др., 1982).

При оценке и прогнозе состояния биоты (экосистем, популяций) важно обращать внимание не только на очевидное изменение в структурных признаках, но и на изменение отдельных биологических реакций (например, продуктивности популяций). Необходимо установить зависимости (корреляционные) между показателями, указывающими, с одной стороны, на интенсивность факторов воздействия, а с другой – на изменение биологических реакций в экосистемах.

Для осуществлении эффективного мониторинга загрязнения окружающей среды необходимо хорошее знание гидрометеорологического режима территории, обеспечение представительности всех звеньев биотической составляющей; знание особенностей миграции и аккумуляции исследуемых химических веществзагрязнителей. Именно на основании этой информации определяется оптимальная система наблюдений и отбора проб с использованием уже существующих и развивающихся автоматизированных систем сбора, передачи и обработки данных, привлечением новейшей техники (ядерно-физические и биологические методы, дистанционные методы, включаяспутниковые).

В общем, в состав гидрометеорологических и геофизических характеристик, подлежащих измерению в пунктах мониторинга, должны входить величины, необходимые для интерпретации данных о концентрации загрязняющих веществ в отдельных средах и

27

для исследования биогеохимических циклов и кругооборота химических веществ. Для обоснования пунктов наблюдений и прогноза последствий загрязнения важное значение имеют фоновые параметры следующих характеристик(Израэль, 1984):

-скорость и направление ветра, атмосферное давление и температура воздуха, влажность иколичествоатмосферныхосадков;

-интенсивность солнечной радиации (прямой, рассеянной, суммарной), включаяультрафиолетовоеизлучение;

-уровеньирасходводы, температураводы, расходвзвешенныхнаносов;

-влажность и тепловой баланс почв.

Итак, ЭМ является многоцелевой проблемноориентированной информационной системой. Его основные задачи наблюдение за состоянием окружающей среды, оценка и прогноз ее соcтояния, определение степени антропогенного воздействия на окружающую среду, выявление и контроль факторов и источников такоговоздействия, атакжестепениихвоздействиянаОС.

1.3.Экологическиймониторинггазовойпромышленности

В1998 г., по данным Госкомстата России (Государственный доклад..., 1999) сохранилась тенденция снижения валовых выбросов загрязняющих веществ от предприятий газовой промышленности (рисунок 1.3.1, таблица 1.1). Выбросы вредных веществ в атмосферу в отрасли в 1998 г. составили 428,484 тыс. т, или на 5% меньше, чем в 1997 г. Возросли выбросы сернистого ангидрида (на 6,3%), оксидов азота (на 2,4%) и сократились выбросы оксида углерода(на5,5%), углеводородов(без ЛОС, 9%), ЛОС (на 59,2%). Некоторым предприятиям отрасли в 1998 г. удалось сократить валовые выбросы вредных веществ в атмосферу и не допустить превышениянормативовПДВ.

Уровень экономии воды за счет систем оборотного водоснаб-

жения в отрасли в последние годы остается практически неизменным и одним из самых высоких в промышленности (97%), а объем сброса загрязненных сточных вод в водоемы – наименьшим в промышленности России (рисунок 1.3.2.) (Государственный доклад

..., 1999).

28

Таблица1.1 – Основныепоказатели, характеризующиевоздействие газовойпромышленностинаокружающуюсредуиприродныересурсы

29

Рисунок 1.3.1 – Динамика сброса загрязненных сточных вод в

поверхностные водные объекты газовой промышленностью, млн.м3.

30