Югорский государственный университет

СУ - система управления (администрация губернатора, территориальное отделение Росприроднадзора и т.п.). СЭМ - система экологического мониторинга.

4. Мониторинг недр

Государственный мониторинг состояния недр является составной частью государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга). В соответствие с Положением о порядке осуществления государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации, утвержденным приказом Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 21 мая 2001 г. № 433 государственный мониторинг состояния недр или геологической среды представляет собой систему регулярных наблюдений, сбора, накопления, обработки и анализа информации, оценки состояния геологической среды и прогноза ее изменений под влиянием естественных природных факторов, недропользования и других видов хозяйственной деятельности. Государственный мониторинг состояния недр является составной частью (подсистемой) комплексной системы мониторинга окружающей природной среды.

Организацию работ по государственному мониторингу состояния недр осуществляет Министерство природных ресурсов Российской Федерации (МПР России) во взаимодействии с другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды и природопользования.
По вопросам ведения государственного мониторинга состояния недр Министерство природных ресурсов Российской Федерации взаимодействует в пределах компетенции:

- с Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий - координация действий при возникновении чрезвычайных ситуаций (в случаях катастроф природного характера, проявления опасных геологических процессов);

- с Министерством здравоохранения Российской Федерации - при ведении социально - гигиенического мониторинга в части оценки качества воды подземных источников хозяйственно - питьевого водоснабжения, а также состояния подземных вод, относящихся к природным лечебным ресурсам;

- с Федеральной службой земельного кадастра России - по вопросам ведения государственного мониторинга земель, государственного земельного кадастра, землеустройства в части сведений о границах и площадях земельных участков, их правовом положении, состоянии и использовании;

- с Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды - при ведении мониторинга поверхностных вод суши, морской среды, атмосферы и почв в части оценки влияния изменения состояния указанных компонентов окружающей природной среды на состояние недр;

- с Федеральным горным и промышленным надзором России - при ведении мониторинга месторождений углеводородов, минеральных, теплоэнергетических и промышленных подземных вод, твердых полезных ископаемых, а также участков недр, используемых для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых;

- с Федеральным надзором России по ядерной и радиационной безопасности при ведении мониторинга участков недр, предоставленных в пользование для захоронения радиоактивных отходов.

5. Мониторинг химического загрязнения

Изучение и контроль состояния окружающей среды включают исследование таких природных ресурсов, как разнообразные воды, атмосферный воздух, почвы, совокупность этих систем с точки зрения определения в них загрязняющих химических веществ, нарушающих сложившееся экологическое равновесие в природе. Здесь четко просматривается химическая сущность обсуждаемой проблемы: с этой точки зрения можно говорить и о химическом мониторинге. Без химического анализа здесь не обойтись. Поэтому в экологическом мониторинге активно используют различные химические, физико-химические, физические и биологические методы анализа. Речь идет о неком глобальном химико-аналитическом исследовании с помощью различных методов аналитической химии

- науки о методах анализа.

Результаты аналитических определений и измерений рассматривают уже в рамках экологического мониторинга. Это дает информацию о загрязнении биосферы различными несвойственными природе загрязняющими веществами, которые собирательно называют ксенобиотиками. Данные экологического мониторинга используют для всестороннего анализа состояния окружающей среды и определения стратегии управления им, для регулирования ее качества, для определения так называемых допустимых экологических нагрузок на природные системы. Степень ответственности здесь очень велика, поскольку указанные факторы, и в первую очередь химические, способны вызвать геофизические и геохимические изменения:

возможное изменение климата, закисление природных вод кислотными дождями, загрязнение Мирового океана и нарушение баланса углекислоты в нем, нарушение озонового слоя. Можно определить различие между науками, вплотную занимающимися экологическими проблемами. Так, экология - наука о закономерностях взаимосвязей и взаимодействия организмов и их систем друг с другом и со средой обитания. Экологическая химия изучает процессы, определяющие химический состав и свойства объектов окружающей среды.

Химическую экологию интересует химическое взаимодействие между живой и неживой природой.

Таким образом, основой экологического мониторинга является совокупность различных химических наук, каждая из которых нуждается в результатах химического анализа, поскольку химическое загрязнение - основной фактор неблагоприятного антропогенного воздействия на природу. Целью аналитической

химии становится определение концентрации загрязняющих веществ в различных

природных объектах. Ими являются природные и сточные воды различного состава, донные отложения, атмосферные осадки, воздух, почвы, биологические объекты.

Регулирование качества природной среды основано на определении экологически допустимого воздействия на нее, когда самоочищение природы еще способно работать. Определенными нормами такого щадящего воздействия являются установленные медиками-токсикологами предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК), не вызывающие нежелательных последствий в природной среде . ПДК достаточно малы. Они установлены для различных объектов:

- воды (питьевая вода, вода водоемов рыбохозяйственного значения, сточные

воды), воздуха (среднесуточная концентрация, воздух рабочей зоны, максимально допустимая разовая ПДК), почв.

Перечень и количество выбрасываемых в окружающую среду загрязняющих веществ чрезвычайно велики, по некоторым оценкам, до 400 тыс. наименований, включая радионуклиды. Прежде всего, наблюдению должны подлежать вещества, выброс которых носит массовый характер, и, следовательно, загрязнение ими

повсеместно. Это, например, диоксид серы, монооксид углерода, пыль, что характерно для городского воздуха; нефтепродукты, поверхностно-активные вещества для природных вод; пестициды для почв. Обязательно следует контролировать и самые токсичные вещества, отличающиеся наиболее низкими ПДК.

Это позволяет сформировать список приоритетных загрязняющих веществ, которые следует определять в первую очередь.

Например, большинство нормируемых загрязняющих веществ для воздуха имеют ПДК в пределах 0,005-0,1 мг/м3. В них попадают пентаоксид ванадия, неорганические соединения мышьяка (исключая мышьяковистый водород), шестивалентный хром, некоторые органические вещества: ацетофенон, стирол и др. Для небольшого перечня веществ ПДК еще меньше: металлическая ртуть 0,0003 мг/м3, свинец и его соединения 0,0007, карбонилникель 0,0005, бенз[а]пирен 0,000 001 мг/м3.

Основное количество нормируемых загрязняющих веществ для воды водоемов имеют ПДК 0,1-1 мг/л. Для многих токсичных веществ установлена ПДК 0,001-0,003мг/л. Это неорганические соединения селена, ртути, органические соединения - изомерные дихлорбензолы, тиофос. Небольшое число веществ – соединения бериллия, диэтилртуть, тетраэтилолово имеют ПДК в пределах 0,0001-0,0002мг/л. Для особенно опасных токсичных веществ, таких, как растворимые соли сероводородной кислоты, активный хлор, бенз[а]пирен, N-нитрозоамины, диоксины (например, чрезвычайно токсичный 2,3,7,8-тетрахлордибензо-4-диоксин), в качестве норматива установлено полное отсутствие их в воде. В водоемах рыбохозяйственного значения в воде не допускается наличие пестицидов.

Отсюда следуют два вывода. Первый состоит в том, что для оценки опасности

загрязнения следует иметь некий образец для сравнения. Эту функцию выполняют исследования, проводимые в биосферных заповедниках. Второй вывод относится к аналитической химии: необходимо применять мощные, информативные и чувствительные методы анализа, чтобы контролировать концентрации, меньшие ПДК. В самом деле, что означает нормативное "отсутствие компонента"? Может быть, его концентрация настолько мала, что его традиционным способом не удается определить, но сделать это все равно нужно. Действительно, охрана окружающей среды - вызов аналитической химии.

6. Основные источники загрязнение атмосферного воздуха

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автомобили и промышленные предприятия. На долю автотранспорта приходится от 30 - 70% общей массы выбросов.

Увеличение количества автомашин, особенно в крупных городах, приводит и к росту выбросов вредных продуктов в атмосферу. Автотранспорт относится к движущимся источникам загрязнения в жилых районах и местах отдыха.
Токсические выбросы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) это отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсических примесей поступает в атмосферу с выхлопными газами ДВС.
Наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса СО, NOх, CnHm. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде нетоксична. Однако частицы сажи, обладая высокой адсорбционной способностью, токсичны. Сажа может длительное время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, увеличивая тем самым время воздействия токсических и канцерогенных веществ на человека.
Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4-5 раз.

Применение этилированного бензина вызывает загрязнение атмосферного воздуха токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на землю сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5-3 кг свинца в год. Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина на неэтилированный.

Промышленные объекты отличаются многообразием технологий и, как следствие, многообразием состава выбросов в окружающую среду. Наибольшие выбросы в атмосферу характерны для предприятий черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности, машиностроения, предприятий по производству строительных материалов, химической промышленности.

Всего промышленными объектами России выбрасывается в атмосферу ежегодно около 25 млн. т загрязняющих веществ.
Предельно допустимые выбросы (ПДВ). В соответствии с требованиями государственных стандартов для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ. Если на территории предприятия действует несколько мелких одиночных источников выбросов (например, вентиляционные выбросы, выбросы от энергетических установок), то устанавливают суммарный ПДВ для предприятия или объекта.
Контроль ПДВ ведут измерением концентраций примесей в течение 20 мин, а также в среднем за сутки, месяц, год.

Выбросы средств транспорта, ТЭС и промышленных предприятий определяют состав загрязнителей атмосферного воздуха в городах. Во многих городах России уровень загрязнения атмосферного воздуха превышает ПДК в 2-3 раза, а в ряде городов и более. Число жителей, проживающих в условиях значительного превышения ПДК, по данным 1990 года составляет 59,7 млн. человек. Наиболее распространенными загрязнителями в этих городах являются: пыль, оксиды азота, сероводород, бензопирен.

В городах существует определенная связь между содержанием пыли в наружном воздухе и воздухе жилых помещений современных городских квартир. В летний период года при средней наружной температуре 20°С в жилые помещения проникает около 90% химических веществ наружного воздуха, а в переходный период (при температуре 2-5°С) 40%. На величину концентраций загрязняющих веществ в жилых помещениях оказывают влияние химические бытовые средства, очистители, растворители, аэрозоли, клеи, дезинфицирующие средства.
В производственных условиях загрязнение воздуха рабочей зоны происходит при реализации технологических процессов с выделением паров, газов, твердых и жидких частиц в помещение.

Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы вещества дисперсные системы, то есть аэрозоли, которые делятся на пыль, дым и туман. Пары выделяются в результате применения различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути, а газы при сварке, литье, термической обработке металлов.

В целом автотранспорт выбрасывает в воздух более 40 химических веществ. К основным ингредиентам относятся окись углерода (до 70%) и такие канцерогенные полициклические ароматические углеводороды, как бензопирен (около 19%) и окислы азота (около 9%). Сжигание 1 т топлива бензиновым двигателем автомобиля приводит к образованию в среднем 600 кг окиси углерода. В отличие от бензиновых двигателей, дизельные двигатели выбрасывают значительно больше дыма, состоящего в основном из несгоревшего углерода. Кроме того, работа двигателей внутреннего сгорания сопровождается выбросами в атмосферу соединений тяжелых металлов, в первую очередь это свинец, образующийся при использовании этилированного бензина. Каждое из этих веществ оказывает вредное воздействие на организм человека.

Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц, либо в виде газов.
Углекислый газ. В результате сжигания топлива, а также производства цемента в атмосферу поступает огромное количество этого газа. Сам этот газ не ядовит. Угарный газ. Сжигание топлива, которое создает большую часть газообразных, да и аэрозольных загрязнений атмосферы, служит источником другого углеродного соединения угарного газа. Он ядовит, причем его опасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравление им может произойти совершенно незаметно.

В настоящее время в результате деятельности человека в атмосферу поступает около 300 миллионов тонн угарного газа. Углеводороды, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, составляют небольшую долю от углеводородов естественного происхождения, но загрязнение ими имеет весьма важное значение. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производства, обработки, хранения, перевозки и использования веществ и материалов, содержащих углеводород. Более половины углеводородов, производимых человеком, поступает в воздух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилей и других средств транспорта.

Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет важные экологические последствия. Главные источники сернистого газа вулканическая деятельность, а также процессы окисления сероводорода и других соединений серы. Сернистые источники сернистого газа по интенсивности давно превзошли вулканы и сейчас сравнялись с суммарной интенсивностью всех естественных источников. Аэрозолевые частицы, поступают в атмосферу из естественных источников.

7. Радиационное загрязнение окружающей среды

Особое место в загрязнении окружающей среды занимает радиоактивное загрязнение. В наше время радиация стала вездесущей, всепроникающей и в каком-то смысле бесконечной. Поражающим действием обладают не только высокие дозы радиации, но, как показали независимые исследования профессора Гофмана (1994), малые дозы (до 20 Гр) также способны вызывать различные заболевания у человека, в том числе и рак. Источников радиоактивного загрязнения много, но главные из них добыча и обогащение урана.

Действие загрязнителей на живые организмы ощущается на разных уровнях. Повышенные фоны загрязнения могут действовать на отдельные организмы, их органы и ткани, на клетки и отдельные внутриклеточные структуры, а также на более высокие уровни организации живых систем – популяции и сообщества.

Общебиологическое действие радиации в зависимости от дозы облучения может выражаться в стимуляции, угнетении и летальном эффекте. Ионизирующие излучения могут вызывать различные уродства на ранних стадиях развития организма. В стадии гаметогенеза – нарушения этого процесса, ведущие к стерильности. Радиация также действует на метаболизм растений и животных, затрагивая самые различные функции организмов. Так, например, при изучении реакции растений житняка гребенчатого (Agropyron cristatum) на различные дозы облучения нами установлено более высокое, чем в контрольных растениях, содержание сахаров, аскорбиновой кислоты, хлорофиллов “а” и “в”. Действуя на физическую и химическую структуру хромосом, радиация вызывает наследственные изменения – мутации. Многочисленные исследования показали, что эффекты радиоактивного облучения в значительной степени зависят от радио чувствительности организмов, от вида радиации и от режима облучения, т.е. от распределения дозы во времени или от ее мощности. Е.И.Преображенская (1971) изучила радио чувствительность у 700 видов и сортов растений и разделила их по этому свойству на три больших группы: радиочувствительные, выдерживающие дозы облучения от 150 до 250 Гр, средне чувствительные – 250–1000 Гр и радиоустойчивые – более 1000 Гр. По современным представлениям радио устойчивость - радио чувствительность определяется следующими основными факторами: а) объем и структурная организация генома; б) активность природных защитных и сенсибилизирующих систем; в) уровень активности ферментов репарации; г) гетерогенность клеток и возможность репопуляции.

Наиболее важной особенностью всех загрязнителей окружающей среды является их способность вызывать наследственные изменения – мутации.

Краткий экскурс в проблему загрязнителей окружающей среды приводит нас к убеждению в том, что они являются не только факторами, ингибирующими жизнеспособность живых организмов, но и мощными факторами процесса формообразования. Они могут изменять направление и темпы формирования естественных популяций и культигенов, вплоть до биоценозов. К настоящему времени накопилось достаточно данных, свидетельствующих о том, что виды и популяции включают в свою структуру как устойчивые особи, так и восприимчивые к различным загрязняющим факторам. При этом наблюдается значительное варьирование по этому признаку.

На сегодняшний день становится актуальной задача изучения генетики признаков устойчивости к загрязняющим факторам среды, поиска и сохранения геноисточников устойчивости и создания сортов, резистентных к высоким концентрациям “загрязнителей”, а также сортов, способных абсорбировать в больших количествах токсические вещества.

8. Химические методы мониторинга

Гравиметрические. Измерения масс. (Gravitas с лат. – тяжесть) — метод количественного анализа в аналитической химии, который основан на изменении массы определяемого компонента, выделенном в виде веществ определённого состава.

При выполнении весовых определений определяемый компонент смеси, или составную часть (элемент, ион) вещества количественно связывают в такое химическое соединение, в виде которого она может быть выделена и взвешена (так называемая гравиметрическая форма, ранее она именовалась «весовая форма»). Состав этого соединения должен быть строго определённым, то есть точно выражаться химической формулой, и оно не должно содержать каких-либо посторонних примесей.

В гравиметрии используются различные неорганические и органические химические соединения. Так, например, 1,2,3-Бензотриазол применяется в для гравиметрического определения металлов: меди, серебра, цинка и др.

Вершины своего развития весовой анализ достиг в 1950-е годы, когда ещё не было широкого применения спектральных и хроматографических методов. В настоящее время он остаётся своеобразным эталоном, методической базой при разработке и аттестации других методов.

В гравиметрии есть три метода: отгонка, осаждение и выделение.

Гравиметрические методы применяют редко. Основное их достоинство - исключается построение калибровочных графиков (построение графика при анализе многокомпонентных смесей затруднительно, из-за невозможности приготовления стандартной смеси, точно моделирующей пробу, не зная заранее состава пробы). Гравиметрические методы применяют в качестве арбитражных при определении магния, натрия, кремнекислоты, сульфат-ионов, суммарного содержания нефтепродуктов, жиров.

9. Химическое загрязнение окружающей среды

Химическое загрязнение – загрязнение химическими веществами (соединениями), за исключением радиоактивных веществ.

Химиками синтезировано более 5 млн. соединений. Ежегодно список химических соединений увеличивается на 10%.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) человек в повседневной деятельности контактирует с 60-70 тыс. химических соединений.

Загрязнение на глобальном уровне непосредственно на человека оказывает небольшое воздействие, но может привести к экологическим катастрофам в будущем.

Какие глобальные катастрофы угрожают Земле? Вот некоторые примеры:

1. загрязнение фреонами и окислами азота приводит к разрушению озонового слоя → гибель всего живого.

2. загрязнение углекислым газом и др. парниковыми газами→ потепление → таяние ледников → исчезновение части суши, изменение климата, ураганы и т.п.

Загрязнение на локальном уровне представляет собой непосредственную угрозу, как человеку, так и живой природе.

Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Например, тяжелые металлы способны накапливаться в растительных и животных тканях, оказывая токсическое действие. Кроме тяжелых металлов, особо опасными загрязнителями являются хлордиоксины, которые образуются из хлорпроизводных ароматических углеводородов, используемых при производстве гербицидов. Источниками загрязнения окружающей среды диоксинами являются и побочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности, отходы металлургической промышленности, выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Эти вещества очень токсичны для человека и животных даже при низких концентрациях и вызывают поражение печени, почек, иммунной системы.

В середине 20 в. некоторые элементы стали использоваться в таком количестве, которое сопоставимо с массами, вовлеченными в природные круговороты. Низкая экономичность большей части современной индустриальной технологии привела к образованию огромного количества отходов, которые не утилизируются в смежных производствах, а выбрасываются в окружающую среду. Массы загрязняющих отходов столь велики, что создают опасность для живых организмов, включая человека.

10. Экологический мониторинг: цели и основные задачи.

Экологический мониторинг является комплексной системой слежения за качеством окружающей природной среды и включает в себя наблюдение, оценку и прогноз техногенных изменений атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов на территории города.

Цели системы экологического мониторинга накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

- о состоянии окружающей среды;

- о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (то есть об источниках и факторах воздействия);

- о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

- о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.

Мониторинг включает три основных направления деятельности:

· наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;

оценку фактического состояния среды;

· прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Следует принять во внимание то, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации.

К задачам экологического мониторинга относятся:

· получение, обработка и анализ данных о состоянии окружающей природной среды;

· оценка состояния окружающей природной среды и прогнозирование ее изменений;

· своевременное выявление и прогнозирование развития природных и техногенных процессов, влияющих на состояние окружающей природной среды;

· разработка, обеспечение реализации и анализ эффективности мероприятий по обеспечению экологической безопасности территории, а также по предотвращению или снижению негативного воздействия на окружающую природную среду;

· регулярное информирование органов государственной власти, органов местного самоуправления, предприятий - природопользователей, населения об изменениях состояния окружающей природной среды;

· межведомственное взаимодействие в сфере экологического мониторинга.

Система экологического мониторинга включает в себя следующие подсистемы: мониторинг атмосферного воздуха; мониторинг водных объектов; мониторинг состояния почво-грунтов; мониторинг радиационного загрязнения; мониторинг источников антропогенного воздействия и зон их влияния на окружающую природную среду и др.

11.Литература

1. Стадницкий Г.В. Экология: Учебник для вузов. – СПб: Химииздат, 2002. – 288 с.

2. Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. Пособие для студ. высш. пед. учеб. Заведений.- М.: Изд. цент «Академия», 2004. – 480 с.

3. Афанасьев Ю.А., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды / Учебн пособие. М., Изд-во МНЭПУ, 1998.

4. Горчакова Н.К., Ефименко Л.И. Экологический мониторинг / Учеб. пособие. Владивосток, 1997.

5. Голицын А.Н. Основы промышленной экологии: учебник для нач. проф. образования. – М.: ИРПО; Издательский центр «Академия», 2002. – 240 с.

6. Бринчук М.М., Экологическое право (право окружающей среды): Учебник.- М.: Юристъ, 2004.- 688 с.

7. Голиченков А.Г. Экологический контроль: теория и практика правового регулирования. М., 1999

8. www.wikipedia.ru

9. www.ecomonitoring.report.ru

содержание   ..  739  740  741   ..