Мониторинг окружающей среды

Понятие о загрязнении природной среды. Классификация загрязнений.
Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС).
Нормирование качества окружающей среды.
Сеть наблюдений за состоянием природной среды и загрязнением атмосферы в РФ.
Мониторинг почвенного покрова.
Мониторинг поверхностных вод в РФ.
Мониторинг зон чрезвычайных экологических ситуаций (ЧЭС) и зон экологического бедствия.

1. Понятие о загрязнении ОС
Загрязнением называют внесение в какую-либо среду новых, не характерных для неё физических, химических и биологических агентов или превышение естественного уровня этих агентов в среде.
Загрязнения
Естественные Антропогенные
Промышленные загрязнения
Материальные Энергетические
Выбросы в атмосферу 1. Тепловые выбросы
(газы, туманы, твердые, смешанные) 2. Ионизир. излучения
2. Сточные воды 3. ЭМП
3. Твердые отходы 4. Шумы, вибрации
(токсичные, нетоксичные)

Загрязнитель – любой физический агент, химическое вещество или биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации.
Загрязнения
Химические Физические Биологические
(внесение в среду (изменение качест- (внесение в среду
ксенобиотиков) венных параметров чуждых биологичес-
среды) ких агентов)
В зависимости от масштабов распространения загрязнений различают:
Глобальное (фоново-биосферное) загрязнение
Региональное загрязнение
Локальное загрязнение.

Химическое загрязнение
Влияние хим.загрязнений на здоровье человека
Острое действие
Отдалённое действие
Хроническое действие
Избы-точная смерть
Повышенная обращае-мость за неотложной помощью
Канцеро-генное, мутагенное
специфическое
неспецифическое
асбестоз, флюороз, бериллиоз
Куму-ляция
Забо-лева-ния
Снижение имунного статуса

Наиболее опасные химические загрязнители (токсичность, кумуляция)
Тяжелые металлы (Cd, Pb, Hg и др.)
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), в том числе диоксины (хлор-, фторпроизводные аренов), ПХБ
Формальдегид
Наиболее распространенные загрязнители окружающей среды («7 бичей»)
1. диоксид азота в воздухе;
2. бензол в воздухе;
3. пестициды в воде;
4. нитраты в воде;
5. диоксины в пищевых продуктах и почве;
6. полихлорбифенилы в пищевых продуктах;
7. хлороводород в почве.

Биологическое загрязнение
Макробиологическое – случайная интродукция (переселение) видов в новые экосистемы (колорадский жук, непарный шелкопряд).
Микробиологическое – загрязнение условно-патогенными и патогенными микроорганизмами, вызывающими кожные, кишечные, глистные заболевания.
Генетически модифицированные организмы – продукты генной инженерии ( нарушение экологического баланса в природе, опасность образования новых токсинов и/или аллергенов или повышения уровня скрытых токсинов)

2. Глобальная система мониторинга ОС
Мониторинг (от лат. monitor – предостерегающий) термин появился перед проведением международной конференции в Стокгольме (1972 г.).
Экологический мониторинг - информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.
ГСМОС организована в 1975 г., сейчас в неё входит более 100 государственных систем мониторинга.
Для оценки качества природной среды в ходе экологического мониторинга используются разнообразные контактные (аналитические) и неконтактные (дистанционные) методы.

Виды экологического мониторинга
Базовый (фоновый, глобальный) мониторинг осуществляет слежение за общебиосферными природными процессами без изучения региональных антропогенных влияний, т.е. без воздействия человека на окружающую среду.
Наблюдения в РФ ведутся на 6 СКФМ в биосферных заповедниках с регулярным отбором проб и определением следующих показателей:
в атмосфере – взвешенные частицы, мутность, озон, диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, сульфаты, 3,4-бензпирен, ДДТ.
в атмосферных осадках – свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, 3,4-бензпирен, рН.
в поверхностных, подземных водах, донных отложениях – свинец, ртуть, метилртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, 3,4-бензпирен, биогенные элементы.
в почвах – свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, 3,4-бензпирен, биогенные элементы.

Сеть ГСМОС состоит из 20 всемирных систем мониторинга, управляемых через специализированные агентства ООН: ВОЗ, ВМО, ЮНЕСКО и др.
Основные программы глобального мониторинга:
мониторинг состояния атмосферы;
мониторинг распространения (трансграничного переноса) загрязняющих веществ на большие расстояния;
мониторинг состояния здоровья населения;
мониторинг океана;
мониторинг возобновляемых ресурсов суши.

В 1974 г. обозначены важнейшие проблемы, для решения которых используются средства ГСМОС:
нарушение озонового слоя;
изменение климата за счёт антропогенного воздействия на атмосферу;
загрязнение мирового океана нефтью и нефтепродуктами.
Список приоритетных загрязнителей ОС с точки зрения их глобального воздействия:
диоксид серы и продукты его превращения,
монооксид углерода,
оксиды азота,
хлорорганические пестициды,
бензапирен,
тяжелые металлы,
нефть и её продукты в морях и океанах.

В РФ для выбора приоритетных загрязнителей были выбраны такие критерии как:
распространённость,
токсичность,
способность к трансформации в более опасные соединения,
способность к миграции и кумуляции в организмах,
способность воздействовать на природные системы.
В нашей стране к списку приоритетных загрязнителей добавлены: пыль, мышьяк, озон, фреоны (ХФУ).

2. Импактный мониторинг – занимается наблюдением за состоянием природной среды в зоне с особо опасными локальными антропогенными воздействиями, существенно отклоняющимися от фоновых заповедников.
3. Диагностический мониторинг – занимается выявлением и оценкой основных тенденций изменения биосферы.
4. Прогностический мониторинг – на основе планируемого эксперимента позволяет оценить вероятностные параметры изменения биосферы и предсказать возможные изменения окружающей среды и последствия таких изменений.
5. Климатический мониторинг – занимается контролем, оценкой и прогнозом состояния атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы и криосферы.

3. Нормирование качества ОС
Основные нормативы: ПДК вредных веществ и ПДУ шума, вибраций, излучений.
Дополнительные нормативы: ПДВ и ПДС вредных веществ и микроорганизмов; нормативы предельно допустимых остаточных количеств хим. веществ в продуктах питания.
ПДК впервые в мире были утверждены в СССР в 1951 г. В основу нормирования были положены 3 основные принципа:
Допустимой признаётся такая концентрация загрязнителя, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного или неприятного воздействия, не снижает его работоспособности, не влияет на его самочувствие и настроение.
Не должно наблюдаться привыкания организма к загрязнителю.
Недопустимы концентрации загрязнителей, оказывающие отрицательное влияние на живую природу, климат местности, прозрачность атмосферы и бытовые условия жизни населения.

Все вредные вещества по степени воздействия на организм человека подразделяются на 4 класса опасности:
1-й – чрезвычайно опасные ПДКр.з. менее 0,1 мг/м3
2-й – высокоопасные ПДКр.з. = 0,1 – 1,0 мг/м3
3-й – умеренно опасные ПДКр.з. = 1,1 – 10,0 мг/м3
4-й – малоопасные ПДКр.з . более 10 мг/м3.
Воздействие вредных веществ на организм человека может приводить к следующим реакциям:
1 – смерть
2 – заболевание
3 – физиологические признаки болезни
4 – физиологические сдвиги неизвестного значения
5 – накопление загрязнений в организме
1
2
3
4
5

4. Сеть наблюдений за состоянием природной среды и загрязнением атмосферы в РФ
В РФ в рамках Росгидромета действует сеть мониторинга загрязнения природной среды, которая проводит следующие наблюдения:
за состоянием загрязнения воздуха в городах и промышленных центрах;
за состоянием загрязнений почв;
за состоянием загрязнений поверхностных вод суши и морей;
за трансграничным переносом веществ, загрязняющих атмосферу;
комплексные наблюдения за состоянием природной среды и состоянием растительности;
за химическим и радионуклидным составом и кислотностью атмосферных осадков и загрязнением снежного покрова;
за фоновым загрязнением атмосферы.

Система мониторинга атмосферного воздуха в РФ состоит из 3 уровней:
РОСГИДРОМЕТЦЕНТР
РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
СТАНЦИИ (ПОСТЫ) НАБЛЮДЕНИЙ
стационарные
маршрутные
передвижные
Согласно ГОСТ 17.2.01-86 число постов наблюдений определяется с учётом численности населения, площади населённого пункта, развития промышленности, сети магистралей с интенсивным транспортным потоком. Количество стационарных постов устанавливается не менее: 1 пост – до 50 тыс. жителей, 2 поста – 100 тыс., 2-3поста – 100-200 тыс., 5-10 постов – более 500 тыс., 10 – 20 постов (стационарных и маршрутных) – более 1 млн. жителей.

5. Мониторинг почвенного покрова

Мониторинг почв контролирует следующие процессы:
изменение плодородия почв в результате опустынивания, эрозии, потери гумуса, заболачивания, засоления;
загрязнение почв пестицидами, тяжёлыми металлами, нефтью и продуктами её переработки радионуклидами и др. токсичными веществами;
изменение береговых линий естественных и искусственных водоёмов и гидротехнических сооружений;
процессы, вызванные образованием оврагов, оползнями, селевыми потоками, землетрясениями и др. явлениями.
В зависимости от сроков и периодичности проведения наблюдений различают 3 вида мониторинга:
Базовый – фиксирует исходное состояние объектов на момент начала наблюдений.
Периодический – проводится через год и более.
Оперативный – фиксирует текущие изменения в объектах наблюдения.

Оценка степени загрязнения почвы
Для многих химических веществ в почве установлены ПДК. Гигиеническое обоснование ПДК для химического загрязнителя почвы базируется на 4 основных показателях вредности, определяемых экспериментально:
Транслокационный - способность вещества переходить из почвы через корневую систему в сельскохозяйственные растения и накапливаться в их зеленой массе и плодах.
Миграционный воздушный - способность химического вещества переходить из почвы в атмосферный воздух.
Миграционный водный - способность химического вещества переходить из почвы в подземные грунтовые воды и поверхностные водоисточники.
Общесанитарный - влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность (почвенный микробоценоз).

Категории загрязнения почв:
Допустимая.
Умеренно-опасная.
Высоко опасная.
Чрезвычайно опасная.
Интегральные показатели загрязнения почвы
Химический показатель – санитарное число, показывающее отношение почвенного белковового азота к общему азоту в почве.
ХП = 0,98÷1,00 – чистая почва,
ХП ≤ 0,7 – сильно загрязненная почва.
2) Бактериологические показатели – титры БГКП и анаэробных микроорганизмов – массы почвы, приходящиеся на 1 кишечную палочку или анаэробную бактерию.

6. Мониторинг поверхностных вод
В РФ под наблюдением:
- 1172 водотока,154 водоёма,603 морских пункта наблюдения на 11 морях.
Наблюдения и оценка качества воды проводятся по 3 группам показателей

7. Мониторинг зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия
Классификация экологической обстановки:
экологическая норма (Н), или класс удовлетворительного (благоприятного) состояния ОПС - территории без заметного снижения продуктивности и устойчивости экосистем; удовлетворительное здоровья населения. Значения прямых критериев оценки ниже ПДК или фоновых (деградация земель менее 5 % площади);
экологический риска (Р), или класса условно-удовлетворительного (неблагоприятного) состояния ОПС - территории с заметным снижением продуктивности и устойчивости экосистем, их нестабильным состоянием, ведущим в дальнейшем к спонтанной деградации экосистем, но еще с обратимыми нарушениями. Здоровье населения ухудшено частично. Значения прямых критериев оценки незначительно превышают ПДК или фон (деградация земель 5-20 % площади);

экологический кризис (К), или класс неудовлетворительного состояния ОПС (чрезвычайная экологическая ситуация). Территории с сильным снижением продуктивности и потерей устойчивости экосистем, с труднообратимыми нарушениями (уменьшение видового разнообразия, исчезновение отдельных видов растений и животных, нарушение генофонда); отмечена серьезная угроза здоровью населения. Значения прямых критериев оценки значительно превышают ПДК или фон (деградация земель 20-30 % площади);
экологическое бедствие (Б), или класс катастрофического состояния среды. Территории с полной потерей продуктивности, глубокими практически необратимыми нарушениями экосистем; здоровье населения существенно ухудшено. Происходит разрушение естественных экосистем (нарушение природного равновесия, деградация флоры и фауны, потеря генофонда). Значения прямых критериев оценки многократно превышают ПДК или фон (деградация земель более 50 % площади).