Мониторинг среды обитания

В настоящее время во всем мире повышенное внимание уделяется использованию и разработке лазеров для дистанционного анализа загрязнений атмосферы. Приборы, представляющие собой сочетание лазера и локатора, называются лидарами. С их помощью изучают пространственное распределение примесей в воздухе.

Данные, полученные всеми перечисленными системами и методами мониторинга, используются для моделирования процессов в окружающей среде, составления научных прогнозов. На основе прогнозов вырабатываются практические рекомендации по совершенствованию охраны природы.

Методы химического  и физико-химического анализа позволяют определить качественный и количественный состав загрязняющих веществ в окружающей среде (в воздухе, почве, воде). Оценка устойчивости природных экосистем к различным видам загрязнений проводится методом биоиндикации. Биоиндикация – это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Позволяет выявить экологические нарушения еще при таких уровнях загрязнения, которые не представляют опасности для населения, проживающего на окружающей территории.

Все экологическое нормирование и стандартизация опирается на нормы:

ПДК – предельно-допустимые концентрации;

ПДД – предельно-допустимые дозы;

ПДУ – предельно-допустимые уровни вредных агентов.

ПДК – наибольшая концентрация вещества в среде и источниках биологического потребления (воздухе, воде, почве, пище), которая при более или менее длительном действии на организм – контакте, вдыхании, приеме внутрь – не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отсроченных эффектов (не сказывается на потомстве и т.д.) Поскольку эффект вредного воздействия зависит от многих факторов – длительности действия, особенностей обстановки, чувствительности реципиентов, и др., различают ПДК:

ПДКсс – среднесуточные ПДК;

ПДКмр – максимально-разовые ПДК,

ПДКрз – рабочей зоны

Концентрации веществ (С_i) регламентируют исходя из предельно допустимых значений концентрации этих веществ в жизненном пространстве (ПДК_i) соотношением: С_i £ ПДК_i

Если в среде присутствуют загрязнители однонаправленного действия, при расчете суммарного ПДК должно соблюдаться условие: С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ + С₃/ПДК₃ …≤1, где С₁, С₂, С₃…– концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации, ПДК₁ и т.д. – соответствующие им ПДК.

Экологические нормативы, присутствующие в законодательстве:

ПДВ – предельно-допустимые выбросы (в атмосферу);

ПДС – предельно-допустимые сбросы (в водоем).

Предельно допустимый выброс (ПДВ) – количество загрязняющего вещества в единицу времени, превышение которого ведет к неблагоприятным последствиям в окружающей природной среде или опасно для здоровья человека.

ПДВ и ПДС рассчитывают на основании величин ПДК для каждого конкретного предприятия данной территории. ПДВ и ПДС – это нормативы, которые непосредственно регулируют, регламентируют интенсивность и качество технологических процессов – источников загрязнений. Если предприятия превышают ПДВ (ПДС) – следуют экономические и административные санкции (соблюдение ПДВ и ПДС подкреплено законодательно).

Методы контроля в  почвенном мониторинге. Почвенный покров накапливает информацию о происходящих процессах и изменениях, т. е. почва является своеобразным индикатором не только сиюминутного состояния среды, но и отражает прошлые процессы. Поэтому почвенный (агроэкологuческuй) мониторинг имеет более общий характер и открывает большие возможности для решения прогностических задач. Основными показателями, которые оцениваются в процессе агроэкологического мониторинга, являются кислотность, потеря гумуса, засоление, загрязнение нефтепродуктами.

Методы контроля за состоянием загрязнения  вод. Основными методами контроля за состоянием загрязнения вод являются определение химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК).

Методы контроля за состоянием загрязнения атмосферы. Для анализа примесей, содержащихся в атмосфере, применяют приборы, называемые газоанализаторами. Газоанализаторы позволяют получить непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявлять максимальные концентрации примесей, которые могут быть не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по нескольку раз в сутки.

 

 

 

 

 

 

3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

К энергетическим загрязнениям относят: вибрационное и акустическое воздействие; электромагнитные поля и  излучения; воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Опасными источниками  вибрации являются технологическое  оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины, тяжелый автотранспорт.

Шум создается транспортными  средствами, промышленным оборудованием и механизмами.

Источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цеха.

Источниками теплового  загрязнения среды обитания являются тепловые и атомные электростанции.

Источниками ионизирующего облучения человека в окружающей среде являются космические облучения, облучение от природных источников, медицинское обследование, ТЭС и АЭС, радиоактивные осадки и т.п.

В соответствии с Законом  РФ "Об охране окружающей природной  среды" к группе нормативов контролирующих энергетические загрязнения можно отнести нормативы предельно допустимых уровней (ПДУ) воздействия радиации, шума, вибрации, магнитных полей. Критериями безопасности техносферы при загрязнении являются предельно допустимые интенсивности потоков энергии (ПДУ) и предельно допустимые энергетические воздействия (ПДЭВ).

Для потоков энергии  их текущие значения устанавливаются  соотношениями:

n

I_i £ ПДУ или åI_i £ ПДУ,

где  I_i – интенсивность i-го потока энергии;

ПДУ - предельно допустимый уровень интенсивности потоков энергии;

n - количество источников излучения энергии.

Контроль учета требований безопасности производиться на всех этапах с помощью экспертизы. Применительно  к оборудованию и технологическим  процессам производятся расчетная  оценка ожидаемого уровня негативных факторов и сопоставление полученных величин с предельно допустимыми значениями. Государственная экспертиза осуществляется экспертными подразделениями органов государственного управления в области природопользования и охраны окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ.

 

Экологическая ситуация имеет признаки разрушения природной среды:

• глобальное потепление климата, парниковый эффект;
• общее ослабление озонового слоя Земли; появление озоновых дыр;
• загрязнение атмосферы, образование кислотных дождей, фотохимические реакции с образованием озона, перекисных соединений из C_nH_m;
• загрязнение мирового океана, захоронение в нем высокотоксичных и радиоактивных отходов (дампинг), загрязнение нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, ПАВ, тяжелыми металлами, тепловое загрязнение;
• загрязнение и истощение поверхностных вод, нарушение баланса между поверхностными и грунтовыми водами;
• загрязнение поверхности земли всем комплексом загрязнителей: ТБО, тяжелыми и радиоактивными элементами, изменение геохимии земли и грунтовых вод;
• сокращение лесных площадей в результате пожаров, промышленных рубок, кислотных дождей, незаконных порубок, вредных насекомых и болезней, поражений промышленными выбросами;
• деградация почв, опустынивание в результате сведения лесов, нерационального землепользования, засухи, перевыпаса скота, нерационального орошения (заболачивание, засоление);
• освобождение существующих и возникновение новых экологических ниш, заполнение их нежелательными живыми организмами;
• нарушение экологического баланса в глобальных и региональном масштабах, общее перенаселение планеты и высокая плотность населения в различных регионах, ухудшение качества среды жизни в городах.

Кислотные дожди — это атмосферные осадки, рН которых ниже чем 5,5. Закисление осадков происходит вследствие попадания в атмосферу оксидов серы и азота. Кислотные осадки (их рН иногда достигает 2,5) губительно действуют на биоту, технические сооружения, произведения искусств. Кислотные осадки вызывают деградацию лесов. При понижении рН резко усиливается эрозия почвы и увеличивается подвижность токсических металлов.

Парниковый эффект обусловлен нагревом внутренних слоев атмосферы за счет поглощения «парниковыми газами» (прежде всего СО₂) основной инфракрасной части излучения поверхности Земли, нагреваемой Солнцем. Этот эффект может привести к существенному изменению климата, которое чревато непредсказуемыми последствиями, например, к повышению уровня Мирового океана и затоплению низменных участков суши из-за таяния арктических и антарктических льдов. Основными источниками увеличения углекислого газа являются топки тепловых электростанций, автомобильные двигатели, лесные пожары и др.

3агрязнение суперэкотоксикатами  поверхности Земли, к которым относятся хлордиоксины, полихлорированные бифенилы, полициклические ароматические углеводороды, некоторые тяжелые металлы (в первую очередь свинец, ртуть и кадмий); долгоживущие радионуклиды попадают в окружающую среду в результате аварий на химических производствах, неполного сгорания топлива в автомобильных двигателях, неэффективной очистки сточных вод, катастроф на ядерных реакторах и даже сгорания полимерных изделий в кострах на садовых участках. Суперэкотоксикаты ответственны за многочисленные болезни, аллергии, повышенную смертность, нарушения генетического аппарата человека и животных.

Озоновый слой, как известно, поглощает опасное для всех живых существ биологически активное ультрафиолетовое излучение Солнца (длина волны 240—260 нм). Наблюдения за концентрацией озона в этом слое, ведущиеся только в последние два десятилетия фиксируют ее существенное локальное понижение (до 50% от исходной).

Фотохимический туман представляет собой  многокомпонентную смесь  газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. Когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположение слоя более холодного воздуха под теплым, вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования фотохимического тумана. В состав основных компонентов смога входят  озон, оксиды азота  и серы,  многочисленные органические соединения перекисной природы,  называемые в совокупности фотооксидантами. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы  и Америки.

Причин загрязнения  окружающей среды четыре.

1. Экономические причины.  Высокая стоимость очистных сооружений и других средств охраны природы, достигающая иногда трети капиталовложений зачастую вынуждает хозяйственников экономить на природоочистных сооружениях при строительстве новых производств.

2. Научно-технические  причины. Основная часть потока  загрязнений обусловлена объективно существующими научно-техническими трудностями. Для их преодоления необходимо иметь в виду приоритетное значение развития науки, современной техники и технологии.

3. Низкий уровень знаний. В наше время люди, принимающие  ответственные технические решения и не владеющие, при этом основами естественных наук, становятся социально-опасными для общества.

4. Низкий уровень культуры  и нравственности. Каждый современный  человек обязан осознавать свою  ответственность за действия, которые  приносят природе явный вред.

Объем антропогенного воздействия  на биосферу в 20-м веке приблизился к пределу ее устойчивости, а по некоторым параметрам его превзошёл, о чем свидетельствует:

• потребление природных ресурсов (воды, почвы, биомассы растений и животных) достигло или превысило темпы их естественного прироста;
• химическая деформация среды как результат загрязнения отходами человеческого хозяйства, угроза здоровью людей;
• разомкнутость антропогенного круговорота веществ (отходы содержат много веществ, не утилизируемых в естественных круговоротах);
• резкое сокращение запасов невозобновимых ресурсов.

Для преодоления глобального  экологического кризиса необходимо, чтобы каждый житель нашей планеты  осознал, что экологическая угроза исходит не от безымянного человечества вообще, а от каждого конкретного человека, т. е. от нас с вами. Главную роль в решении этой задачи играет экологическое просвещение всех слоев и всех возрастных категорий общества. Следующий шаг создание эффективного природоохранного законодательства. Ключевым элементом в борьбе с экологическим кризисом является поиск грамотных и действенных научно-технических решений. Экологический кризис является наибольшей опасностью, стоящей сегодня перед человечеством. Другие глобальные кризисы – энергетический, сырьевой, демографический — в своей основе сводятся к проблемам охраны природы.

Пути выхода из экологического кризиса, в сущности сводятся к необходимости сдержать рост населения и снизить природоемкость экономики.