И. В. Якунина, Н. С. Попов методы и приборы контроля окружающей среды
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
1.4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ В настоящее время для оценки качества окружающей среды часто употребляют два основных термина: мониторинг и контроль. Механизмы экологического контроля и мониторинга настолько тесно связаны, что это даёт основание порой рассматривать экологический мониторинг подвидом, составной частью экологического контроля. Однако это не так. Экологический контроль и экологический мониторинг являются самостоятельны- ми институтами. Если экологический контроль можно определить как контроль за охраной окружающей среды, т.е. контроль за деятельностью, то экологический мониторинг – контроль за состоянием окружающей среды. Помимо институционального понимания, экологический контроль и мониторинг рассматриваются как функции экологического управления. С помощью указанных функций органы государственной власти и местного само- управления получают сведения о состоянии окружающей среды и могут выявить и пресекать нарушения эколо- гического законодательства, привлекать виновных лиц к юридической ответственности. Федеральный закон об охране окружающей среды выделяет четыре вида экологического контроля: госу- дарственный, муниципальный, общественный, производственный. Государственный экологический контроль осуществляют: • федеральные органы исполнительной власти Российской Федерации; • органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации; • Министерство природных ресурсов Российской Федерации (Федеральная служба по надзору в сфере природопользования) и его территориальные органы; • органы санитарно-экологического надзора Российской Федерации и органы различных министерств и ведомств. Главными задачами государственного экологического контроля являются: • проверка выполнения программ, планов и мероприятий по охране окружающей среды; • выявление нарушений экологических требований при подготовке, принятии и реализации решений о развитии хозяйственной и иной деятельности; • проверка выполнения экологопользователями норм (нормативов и правил) экологопользования и каче- ства окружающей среды. Муниципальный контроль в области охраны окружающей среды на территории муниципального образова- ния осуществляется органами местного самоуправления или уполномоченными на то органами. Производственный экологический контроль осуществляется экологической службой предприятий, учреж- дений, организаций в целях обеспечения выполнения в процессе хозяйственной и иной деятельности мероприя- тий по охране окружающей среды, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов, а также в целях соблюдения требований в области охраны окружающей среды, установленных законодательст- вом. Контроль за соблюдением правил экологопользования бывает государственный, ведомственный и общест- венный. Государственный экологический контроль носит надведомственный характер, осуществляется за всеми объектами хозяйственной и иной деятельности независимо от их организационно-правовой формы и подчине- ния. Ведомственный экологический контроль осуществляется министерствами и ведомствами в рамках своей отрасли. Он отличается от государственного контроля, во-первых, более узким кругом задач, определённых общим положением о министерстве и специальными положениями о министерствах; во-вторых, значительной разнородностью контрольных функций, поскольку есть министерства и ведомства, деятельность предприятий которых связана с эксплуатацией природных объектов, а есть и такие, которые в своей деятельности не касают- ся данной сферы. Общественный экологический контроль осуществляется общественными и иными некоммерческими объ- единениями в соответствии с их уставами, а также гражданами в соответствии с законодательством. В зависимости от стадии контрольной деятельности выделяют предупредительный, текущий, последую- щий экологический контроль. Предупредительный экологический контроль заключается в контроле на стадии, предшествующей хозяй- ственной или иной деятельности. Он осуществляется путём согласования проектной документации, получения разрешения на выбросы и сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов производства и потребления. Текущий экологический контроль проводят в процессе хозяйственной и иной деятельности. Последующий экологический контроль осуществляется за результатами, итогами хозяйственной и иной деятельности. В зависимости от формы экологического контроля выделяют: • информационный экологический контроль – сбор и анализ экологической информации, необходимой для принятия соответствующих решений в области природопользования и охраны окружающей среды; • карательный экологический контроль заключается в принятии мер государственного принуждения к юридическим, должностным и физическим лицам, нарушившим экологическое законодательство. В зависимости от метода, порядка проведения контрольных мероприятий выделяют: • инспекционный экологический контроль – посещение субъектов хозяйственной и иной деятельности независимо от организационно-правовой формы собственности, ознакомлении с состоянием охраны окружаю- щей среды, обследовании механизмов, изучении технической и нормативной документации; • аналитический экологический контроль заключается в анализе полученных данных; • инструментальный (лабораторный) экологический контроль состоит в отборе проб, проведении анали- зов, сравнении полученных результатов с нормативными показателями. Надзор за исполнением законодательства Российской Федерации в сфере природопользования и охраны окружающей среды осуществляют Генеральный прокурор Российской Федерации и подчинённые ему прокуро- ры. Специализированные природоохранительные прокуратуры создаются с учётом бассейнового или админи- стративного районирования, состояния окружающей среды и природных объектов. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Что такое мониторинг окружающей среды? Какие объекты являются предметом его наблюдения? 2. Какие существуют виды мониторинга? По каким признакам они выделяются? 3. Перечислите основные принципы организации систем мониторинга? 4. Какие выделяются уровни систем мониторинга? Каков принцип их выделения? 5. Каково назначение национальной системы мониторинга окружающей среды? 6. Какие задачи призван решать глобальный, экологический мониторинг? 7. Что такое ЕГСЭМ? Какова структура ЕГСЭМ? 8. В чём состоит суть организационных проблем ЕГСЭМ на современном этапе? 9. Из каких основных структурных блоков состоит система мониторинга? 10. Что такое АИС мониторинга? Каково её назначение? 11. Из каких блоков состоит АИС? Каково назначение каждого из них? 12. Что составляет математическое обеспечение АИС? 13. Какие дистанционные методы и с какой целью целесообразно применять в экологическом мониторин- ге? 14. Биоиндикацию и биотестирование относят к дифференциальным или интегральным методам диагно- стики? 15. Чем отличается экологический мониторинг от экологического контроля? 2. КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 2.1. СОСТАВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ВОЗДУХА Воздух в основном состоит из азота (78,08 об. %), кислорода (20,95 об. %), значительно меньшего количе- ства инертного газа аргона (0,93 об. %) и еще меньшего – углекислого газа (0,03 об. %). Помимо этих постоян- ных компонентов воздуха, важным компонентом является также водяной пар, содержание которого меняется от 0 об. % в сухом воздухе до 4 об. % во влажном воздухе. Основная масса водяных паров содержится в нижних слоях (до 6 км) атмосферы, в стратосфере они практически отсутствуют. Все остальные имеющиеся в атмосфере газы содержатся лишь в следовых количествах, составляющих в сумме 0,02 об. %. Количество инертных газов (неона, гелия, криптона, ксенона) в воздухе колеблется от тысяч- ных до миллионных долей процента. В атмосферном воздухе содержится также незначительное количество водорода. Примесями атмосферного воздуха природного происхождения, образующимися в результате химических и биологических процессов, являются такие газообразные вещества как аммиак, оксиды азота, метан, сероводо- род и др. Гниение органических веществ способствует поступлению в воздух сероводорода, аммиака. В резуль- тате брожения углеродистых веществ выделяется метан. Оксиды азота в небольших количествах образуются во время грозы при взаимодействии азота с кислородом. Пылевые частицы от промышленных и природных источников также оказываются весьма существенным компонентом воздуха, хотя обычно они присутствуют в относительно небольших количествах. Природными источниками пыли являются действующие вулканы, ветровая эрозия почв, биологические процессы (пыльца растений), лесные пожары, выносы с поверхностей морей и океанов, а также космическая пыль. В воздухе содержатся также микроорганизмы (бактерии, вирусы, плесневые грибки и др.). Патогенные микроорганизмы среди них встречаются редко и в ничтожных количествах. Все другие соединения, изменяющие естественный состав атмосферы, попадающие в воздух из различных источников (в основном антропогенного происхождения), классифицируются как загрязнители. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются: • промышленность (производство энергии, чёрная и цветная металлургия, химическая и нефтехимиче- ская промышленность, предприятия по производству строительных материалов, горнодобывающая промыш- ленность); • транспорт. В зависимости от источника и механизма образования различают первичные и вторичные загрязнители воздуха.Первичные представляют собой химические вещества, попадающие непосредственно в воздух из ста- ционарных или подвижных источников. Вторичные образуются в результате взаимодействия в атмосфере пер- вичных загрязнителей между собой и с присутствующими в воздухе веществами (кислород, озон, аммиак, вода) под действием ультрафиолетового излучения. Часто вторичные загрязнители, например, вещества группы пе- роксиацетилнитратов (ПАН), гораздо токсичнее первичных загрязнителей воздуха. Большая часть присутст- вующих в воздухе твёрдых частиц и аэрозолей является вторичными загрязнителями. С учётом токсичности и потенциальной опасности загрязнителей, их распространенности и источников эмиссии они были разделены условно на несколько групп: 1) основные (критериальные) загрязнители атмосферы – оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, уг- леводороды, твёрдые частицы и фотохимические оксиданты; 2) полициклические ароматические углеводороды (ПАУ); 3) следы элементов (в основном металлы); 4) постоянные газы (диоксид углерода, фторхлорметаны и др.); 5) пестициды; 6) абразивные твёрдые частицы (кварц, асбест и др.); 7) разнообразные загрязнители, оказывающие многостороннее действие на организм (нитрозамины, озон, полихлорированные бифенилы (ПХБ), сульфаты, нитраты, альдегиды, кетоны и др.). 2.2. СТАНДАРТЫ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Для сохранения чистоты атмосферы необходим тщательный и действенный контроль степени загрязнения воздуха. Степень загрязнения атмосферного воздухасильно колеблется во времени и пространстве и опреде- ляется следующими факторами: • особенностями источников эмиссии загрязнителей (тип источника, природа и свойства загрязняющих воздух веществ, объём выброса); • влиянием метеорологических итопографических факторов (направление и скорость ветра, темпера- турные инверсии, атмосферное давление, влажность воздуха, рельеф местности и расстояние до источника за- грязнения). Для борьбы с загрязнением атмосферного воздуха необходимы стандарты качества воздуха (в нашей стра- не – предельно допустимые концентрации ПДК), на базе которых осуществляются все мероприятия по сохра- нению чистоты окружающей среды. Наличие стандартов качества воздуха позволяет направлять усилия по оз- доровлению атмосферного воздуха более рационально, т.е. на мероприятия в тех регионах, где уровень загряз- нений воздуха превышает ПДК. Список основных нормативных документов, отражающих стандарты качества атмосферного воздуха, при- веден в прил. 1. Для санитарной оценки воздушной среды используют следующие виды предельно допустимых концен- траций: • ПДК рз – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, выражаемая в мг/м 3 (в воздухе рабочей зоны определяют ПДК мр.рз и ПДК сс.рз ); • ПДК мр.рз – максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (мг/м 3 ); • ПДК сс.рз – среднесменная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (мг/м 3 ); • ПДК пп – предельно допустимая концентрация вредного вещества на территории промышленного пред- приятия (обычно принимается ПДК пп = 0,3 ПДК рз ); • ОБУВ – ориентировочно безопасные уровни воздействия (для химических веществ, на которые ПДК не установлены, должны пересматриваться через каждые два года с учётом накопления данных о здоровье рабо- тающих или заменяться ПДК); • ВДК рз – временно допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны (времен- ный отраслевой норматив на 2–3 года); • ОДК рз – ориентировочно допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны; • ПДК нп – предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населённого пункта (в воздухе населённых мест определяют ПДК мр и ПДК сс ); • ПДК мр – максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населённых мест (мг/м 3 ); • ПДК сс – среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населённых мест (мг/м 3 ). При установлении ПДК рз и ПДК нп учитывается различный характер воздействия вещества на человека в условиях производства и в населённом месте. При определении воздействия вещества в рабочей зоне находятся практически здоровые, взрослые люди, и время воздействия ограничено протяжённостью рабочего дня и рабо- чим стажем. При определении же ПДК нп учёту подлежат иные факторы; принимается во внимание, что вещест- во воздействует круглосуточно и в течение всей жизни на всех людей (взрослых и детей, здоровых и больных). Поэтому для одного и того же загрязнителя ПДК рз в десятки и даже сотни раз выше, чем ПДК нп Схематично классификация ПДК вредных веществ в воздушной среде показана на рис. 2.1. Атмосферные загрязнители по классификации вредных веществ по степени токсичности и опасности относятся к четырём классам опасности: 1-й класс – чрезвычайно опасные (бенз(а)пирен, свинец и его соединения); 2-й класс – высокоопасные (NO 2 , H 2 S, HNO 3 ); 3-й класс – умеренно опасные (пыль неорганическая, сажа, SO 2 ); 4-й класс – малоопасные (бензин, CO). Оценка качества атмосферного воздуха основана на сравнении фактически измеренной концентрации с ПДК. При одновременном присутствии нескольких загрязняющих веществ, обладающих эффектом суммации, их безразмерная концентрация Х не должна превышать единицу: 1 ПДК 1 ≤ = ∑ = n i i i с X Чем больше кратность превышения ПДК, тем хуже качество воздуха. Чем выше безразмерный показатель Х для веществ с аддитивными действиями, тем хуже качество воздуха. На практике в воздухе имеется, как правило, несколько загрязняющих веществ. Поэтому для оценки каче- ства воздуха применяется комплексный показатель I – индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), который равен сумме нормированных по ПДК и приведённых к концентрации диоксида серы средних содержаний загрязняю- щих веществ. Для одного вещества k c I = сс ПКД , где c – средняя за год концентрация, мг/м 3 ; ПДК сс – среднесуточная ПДК, мг/м 3 , в случае отсутствия вместо неё принимается ПДК мр или ОБУВ; k = 1,7 (класс опасности 1); k = 1,3 (класс опасности 2); k = 1,0 (класс опас- ности 3); k = 0,9 (класс опасности 4). Рис. 2.1. Классификация ПДК вредных веществ в воздухе Класс экологического загрязнения атмосферы I Норма <5 Риск 5 – 8 Кризис 8 – 15 Бедствие >15 Рис. 2.2. Шкала экологического состояния атмосферы Для нескольких веществ ∑ ∑ = = = = n i k i n i i i c I I 1 сс 1 ПКД Классы экологического состояния атмосферы определяют по четырёхбальной шкале (рис. 2.2), где класс нормы соответствует уровню загрязнения ниже среднего по шкале, класс риска равен среднему уровню, класс кризиса выше среднего уровня. Ранжирование экологического состояния атмосферы по классам осуществляет- ся через расчёт комплексного индекса загрязнения атмосферы. В нашей стране осуществляется постоянный санитарный контроль за соблюдением ПДК токсичных ве- ществ в воздухе рабочей зоны и атмосфере и предельно допустимых выбросов (ПДВ) промышленных предпри- ятий, проводимые химиками санитарно-эпидемиологических станций (СЭС) и санитарно-гигиенических лабо- раторий промышленных предприятий. 2.3. ОРГАНИЗАЦИЯ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА УРОВНЕМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ. ОТБОР ПРОБ ВОЗДУХА Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населённых пунктах из- ложены в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01–86, а также с руководством по контролю загрязнения атмосферы РД 52.04.186–89. Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляется на постах. Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответ- ствующими приборами. Устанавливаются посты наблюдений трёх категорий: стационарные, маршрутные, передвижные (подфа- кельные). Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загряз- няющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно установить ста- ционарный пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах, например в новых жилых районах. Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб поддымовым (газовым) факелом с це- лью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов. Число постов и их размещение определяется с учётом численности населения, площади населённого пунк- та и рельефа местности, а также развития промышленности, сети магистралей с интенсивным транспортным движением и их расположением по территории города, рассредаточенности мест отдыха и курортных зон. Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры: направле- ние и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источника загрязнения в городе и ме- теорологических условий рассеивания примесей. Определяются вещества, которые выбрасываются предпри- ятиями города, и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ. В результате составляется список приоритетных веществ, подлежащих контролю в первую очередь. Как правило, на опорных стационарных по- стах организуются наблюдения за содержанием основных загрязняющих веществ: пыли, диоксида серы, оксида углерода, оксида и диоксида азота, а также за специфическими веществами, которые характерны для промыш- ленных выбросов многих предприятий данного города (населённого пункта). При определении приземной концентрации примеси в атмосфере отбор проб и измерение концентрации примеси проводятся на высоте 1,5…3,5 м от поверхности земли. Продолжительность отбора проб воздуха для ПДК вредного вещества ПДК рз ПДК пп ПДК нп ПДК мр ПДК сс ПДК мр.рз ПДК сс.рз определения среднесуточных концентраций загрязняющих веществ при дискретных наблюдениях по полной программе составляет 20…30 мин, при непрерывном отборе – 24 ч. Продолжительность метеорологических наблюдений составляет 10 мин. В г. Тамбове существуют три стационарных поста наблюдения: на территории областной больницы (юго- восточная часть города), в западной части города и на территории кардиологического санатория (южная часть города). Планируется открытие четвёртого стационарного поста наблюдения в северной части города. Контроль состояния загрязнения атмосферного воздуха в г. Тамбове осуществляется по следующим примесям: пыль, ди- оксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, фенол, аммиак. В табл. 2.1 приведены характеристики загрязнения атмосферы в г. Тамбове за июнь 2009 г. Из полученных результатов следует, что загрязнённость воздуха диоксидом серы, диоксидом азота, оксидом азота, аммиаком, фенолом не превышает предельно допустимых норм. Однако уровень загрязнённости атмосферы в июне по сравнению с маем повысился по фенолу, оксиду азота, аммиаку. По остальным ингредиентам остался без изме- нения. Анализ метеорологических наблюдений показал, что в июне 2009 г. среднемесячная температура возду- ха составила 20 °С, что на 1 °С выше нормы. Сумма осадков за месяц составила 87 мм. Кислотность атмосфер- ных осадков находилась в пределах рН = 4,29…6,30. Среднемесячная величина гамма фона составила 13 мкр/ч. Существенным этапом санитарно-химических исследований воздушной среды рабочей зоны является от- бор пробы воздуха для определения содержания микропримесей токсичных соединений. Результаты самого точного и тщательно выполненного анализа теряют смысл в случае неправильной подготовки к отбору пробы и неверного его выполнения. Поэтому при разработке методов контроля этому этапу уделяют большое внимание. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны предприятий народного хозяйства изло- жены в соответствии с ГОСТ 12.1.005–88. Стандарт устанавливает общие санитарно-гигиенические требования к показателям микроклимата и допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Содержа- ние вредных веществ в воздухе рабочей зоны подлежит систематическому контролю для предупреждения воз- можности превышения предельно допустимых концентраций – максимально разовых рабочей зоны (ПДК мр.рз ) и среднесменных рабочей зоны (ПДК сс.рз ). Пробы воздуха следует отбирать на местах постоянного и временного пребывания работающих, при ха- рактерных производственных условиях с учётом особенностей технологического процесса (непрерывный, пе- риодический), температурного режима, количества выделяющихся химических веществ; физико-химических свойств контролируемых веществ, их агрегатного состояния в воздухе, летучести, давления паров и возможно- сти их превращения (окисление, гидролиз, деструкция и др.); температуры и влажности окружающей среды; класса опасности и биологического действия химического соединения. При наличии в воздухе нескольких химических веществ или сложных многокомпонентных смесей неиз- вестного состава необходимо предварительно провести идентификацию смесей и определить приоритетные – наиболее опасные и характерные компоненты, на которые следует ориентироваться при оценке состояния воз- душной среды. |