Для выявления изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима система наблюдений. Такую систему в настоящее время общепринято называть мониторингом. Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:
- - наблюдения за факторами, воздействующими на окружающую природную среду и за ее состоянием;
- - оценку фактического состояния природной среды;
- - прогноз развития состояния природной среды и оценку этого развития.
Таким образом, мониторинг? это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов защиты окружающей среды.
Мониторинг может охватывать как локальные районы, так и земной шар в целом (глобальный мониторинг).
Чтобы обеспечить эффективную оценку и прогноз, мониторинг должен включать наблюдения за источниками загрязнения, загрязнением природной среды и следствиями от этого загрязнения.
Наиболее универсальным подходом к определению структуры системы мониторинга антропогенных изменений является его разделение на блоки: «Наблюдения», «Оценка фактического состояния», «Прогноз состояния», «Оценка прогнозируемого состояния»
На рисунке 3 показаны отдельные блоки описываемой системы, а также прямые и обратные связи между этими блоками.
Рисунок 3 Информационная система
Блоки «Наблюдения» и «Прогноз состояния» тесно связаны между собой, так как прогноз состояния окружающей среды возможен лишь при наличии достаточно репрезентативной информации о фактическом состоянии (прямая связь). Построение прогноза, с одной стороны, подразумевает знание закономерностей изменений состояния природной среды, наличие схемы и возможностей численного расчета этого состояния, с другой - направленность прогноза в значительной степени должна определять структуру и состав наблюдательной сети (обратная связь).
Данные, характеризующие состояние природной среды, полученные в результате наблюдений или прогноза, должны оцениваться в зависимости от того, в какой области человеческой деятельности они используются (с помощью специально выбранных или выработанных критериев). Оценка подразумевает, с одной стороны, определение ущерба от воздействия, с другой? выбор оптимальных условий для человеческой деятельности, определение существующих экологических резервов. При такого рода оценках рассчитываются возможные значения допустимых нагрузок на окружающую природную среду.
Информационные геофизические системы, так же как и информационная система мониторинга антропогенных изменений, являются составной частью системы управления, взаимодействия человека с окружающей средой (системы управления состоянием окружающей среды), поскольку информация о существующем состоянии природной среды и тенденциях ее изменения должна быть положена в основу разработки мер по охране природы и учитываться при планировании развития экономики. Результаты оценки существующего и прогнозируемого состояния биосферы в свою очередь дают возможность уточнить требования к подсистеме наблюдений (это и составляет научное обоснование мониторинга, обоснование состава, структуры сети и методов наблюдений) .
На рисунке 4 показано место мониторинга в системе управления (регулирования) состоянием окружающей природной среды. На схеме условно совмещены энергетические и информационные потоки.
Рисунок 4 Место мониторинга в системе управления состоянием природной среды
Элемент биосферы с уровнем состояния (Б), подвергаясь воздействию (А), меняет свое состояние (Б > Б").
С помощью системы мониторинга (М) получается «фотография» этого измененного, а по возможности и первоначального состояния, производится обобщение данных, анализ и оценка фактического и прогнозируемого состояния.
Эта информация передается в блок управления (У) принятия решения. На основании этой информации в зависимости от уровня научно- технических разработок (Н) и экономических возможностей (Э), с учетом эколого-экономических оценок; принимаются меры по ограничению или прекращению антропогенных воздействий, по профилактическому укреплению или последующему «лечению» элемента биосферы.
Также возможна комбинация перечисленных подходов. Совершенствуется и система мониторинга (указанные действия показаны на схеме штриховыми линиями).
Следует отметить, что, поскольку оценка фактического и прогнозируемого состояния природной среды является составной частью мониторинга, то некоторые авторы идентифицируют эту часть мониторинга с элементом управления состоянием природной среды.
Наблюдения за состоянием окружающей природной среды должны включать наблюдения за источниками и факторами воздействия (в том числе источниками загрязнений, излучений). За состоянием элементов биосферы (в том числе за откликами живых организмов на воздействие (рисунок 5), за изменением их структурных и функциональных показателей).
На рисунке также показана классификация мониторинга .
В настоящее время НСМОС включает 11 организационно-самостоятельных видов мониторинга, окружающей среды, проводимых на общих принципах:
мониторинг земель;
мониторинг поверхностных вод;
мониторинг подземных вод;
мониторинг атмосферного воздуха;
мониторинг озонового слоя;
мониторинг растительного мира;
мониторинг лесов;
мониторинг животного мира;
радиационный мониторинг;
геофизический мониторинг;
локальный мониторинг окружающей среды.
Рисунок 5 Схема и классификация мониторинга
Мониторинг атмосферного воздуха. Основная цель мониторинга атмосферного воздуха - наблюдение за качеством атмосферного воздуха, оценка, прогноз и выявление тенденций изменения состояния атмосферы для предупреждения негативных ситуаций, угрожающих здоровью людей и окружающей среде.
Сбор (получение) информации о состоянии атмосферного воздуха осуществляется на пунктах наблюдений Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь (НСМОС), включенных в Государственный реестр пунктов наблюдений Республики Беларусь. Координацию работ в области мониторинга атмосферного воздуха осуществляет Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь.
Объектами наблюдений при проведении мониторинга атмосферного воздуха являются атмосферный воздух, атмосферные осадки и снежный покров.
В настоящее время мониторинг состояния атмосферного воздуха проводится в 20 промышленных городах республики, включая областные центры, а также гг. Полоцк, Новополоцк, Орша, Бобруйск, Мозырь, Речица, Светлогорск, Пинск, Новогрудок, Жлобин, Лида, Солигорск, Борисов и Барановичи (рисунок 6). В городах установлено 67 стационарных станций. В Минске - 12 станций, в Могилеве, Гомеле и Витебске - по 5, в Бресте и Гродно - по 4; в остальных промышленных центрах - 1-3 станции. Регулярными наблюдениями охвачены территории, на которых проживает почти 87 % населения крупных и средних городов республики .
Рисунок 6 - Схема размещения пунктов мониторинга атмосферного воздуха. Условные обозначения:
Пункты отбора проб атмосферных осадков
Пункты отбора проб воздуха
Станция трансграничного переноса
Пункты отбора проб снежного покрова
Станция непрерывного измерения содержания приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
Станция комплексного фонового мониторинга
Автоматический анализатор твердых частиц фракции РМ-10
Во всех городах определяются концентрации основных загрязняющих веществ (твердые частицы (недифференцированная по составу пыль/аэрозоль), диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота). Измеряются также концентрации приоритетных специфических загрязняющих веществ: формальдегида, аммиака, фенола, сероводорода, сероуглерода. При выборе приоритетного перечня специфических веществ учитывались, прежде всего, выбросы каждого вещества (данные Национального статистического комитета Республики Беларусь), размеры города, предельно допустимые концентрации, коэффициенты рассеивания. Во всех контролируемых городах определяется содержание в воздухе свинца и кадмия, в 16 городах - бенз(а)пирена, в 9 городах - летучих органических соединений. На всех автоматических станциях измеряются концентрации твердых частиц, фракции размером до 10 микрон и приземного озона. Измерения концентраций твердых частиц, фракции размером до 10 микрон проводятся также в г. Жлобин.
В 22 пунктах республики регулярно определяется кислотность атмосферных осадков, компоненты основного солевого состава и содержание в них тяжелых металлов. В районах с отсутствием или ограниченным числом станций, но характеризующихся значительными объемами выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников, в годы с устойчивым снежным покровом проводится режимная снегомерная съемка (22 пункта).
Оценка дальнего атмосферного переноса загрязняющих веществ (ЕМЕП) проводится на специализированной трансграничной станции Высокое (западная граница республики). На станции фонового мониторинга (СФМ) Березинский заповедник анализируется состояние воздуха и атмосферных осадков по программе Глобальной Службы Атмосферы .
Мониторинг атмосферного воздуха – это система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения.
Источники
Источники выбросов
в атмосферу подразделяют на естественные,
обусловленные природными процессами, и антропогенные (техногенные),
являющиеся результатом деятельности человека.
К числу естественных источников загрязнения атмосферного воздуха
относят пыльные бури, массивы зеленых насаждений в период цветения, степные
и лесные пожары, извержения вулканов. Примеси, выделяемые естественными
источниками:
1. пыль растительного, вулканического, космического происхождения,
продукты эрозии почвы, частицы морской соли;
1. туманы, дым и газы от лесных и степных пожаров;
Естественные источники обычно бывают площадными (распределенными) и
действуют сравнительно кратковременно. Уровень загрязнения атмосферы
естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением
Антропогенные (техногенные) источники загрязнения атмосферного
воздуха, представленные главным образом выбросами промышленных
предприятий и автотранспорта, отличаются многочисленностью видов.
Источники выбросов промышленных предприятий бывают стационарными
(источники 1-6), когда координата источника выброса не изменяется во
времени, и передвижными (нестационарными) (источник 7 - автотранспорт).
Источники выбросов в атмосферу подразделяют на: точечные, линейные и
площадные.
Каждый из них может быть затененный и незатененный.
Точечные источники (на рис. 1- 1, 2, 5, 7) - это загрязнения,
сосредоточенные в одном месте. К ним относятся дымовые трубы,
вентиляционные шахты, крышные вентиляторы.
Линейные источники (3) имеют значительную протяженность. Это
аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные
вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы.
Площадные источники (4, 6). Здесь удаляемые загрязнения рассредоточены
по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам
относятся места складирования производственных и бытовых отходов,
автостоянки, склады горюче-смазочных материалов.
Незатененные (1), или высокие, источники расположены в
недеформированном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники,
выбрасывающие загрязнения на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных
по близости зданий и других препятствий.
Затененные источники (2-7) расположены в зоне подпора или
аэродинамической тени здания или другого препятствия.
Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу подразделяют на
организованные и неорганизованные.
Из организованного источника (1, 2, 7) загрязняющие вещества поступают
в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды трубы.
Неорганизованный источник выделения загрязняющих веществ (5, 6)
образуется в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия
или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу пыли и газов, в
места загрузки, выгрузки или хранения продукта. К неорганизованным
источникам относят автостоянки, склады горюче-смазочных или сыпучих
материалов другие площадные источники.
3.Характеристика загрязняющих атмосферу веществ.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами, поступающими в
атмосферный воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода СО;
диоксид серы SO2; оксиды азота NOx; углеводорода CmHn; пыль.
Оксид углерода (СО) - самая распространенная и наиболее значительная
примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в
естественных условиях от 0,01 до 0,2 мг/м3. Основная масса выбросов СО
образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в
двигателях внутреннего сгорания. Содержание СО в воздухе крупных городе
колеблется в пределах 1- 250 мг/м3, при среднем значении 20 мг/м3. Наиболее
высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях городов с
интенсивным движением, особенно у перекрестков. Высокая концентрация СО в
воздухе приводит к физиологическим изменениям в организма человека, а
концентрация более 750 мг/м3 - к смерти. СО - исключительно агрессивный
газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образует карбоксигемоглобин.
Состояние организма при дыхании воздухом, содержащим угарный газ,
характеризуется данными в табл.
|карбоксигемоглобина,% | |
|0.4-2 |Ухудшение остроты зрения и способности |
| |оценивать длительность интервала времени |
|2-5 |Нарушение психомоторных функций головного |
|5-10 |Изменение деятельности сердца и легких |
|10-80 |Головные боли, сонливость, спазмы, нарушение|
| |дыхания, смертельные исходы |
Степень воздействия СО на организм человека зависит также от
длительности воздействия (экспозиции) и вида деятельности человека.
Например, при содержании СО в воздухе 10-50 мг/м3, которое наблюдается на
перекрестках улиц больших городов, при экспозиции ~ 60 мин отмечаются
нарушения, приведенные в п.1, а при экспозиции от 12 часов до 6 недель - в
п.2. При тяжелой физической работе отравление наступает в 2-3 раза быстрее.
Образование карбоксигемоглобина - процесс обратимый, через 3-4 ч содержание
его в крови уменьшается в 2 раза. Время пребывания СО в атмосфере
составляет 2-4 месяца.
Диоксид серы (SO2) - бесцветный газ с острым запахом. На его долю
приходится до 95% от общего объема сернистых соединений, поступающих в
атмосферу от антропогенных источников. До 70% выбросов SO2 образуется при
сжигании угля, мазута - порядка 15%.
При концентрации диоксида серы 20-30 мг/м3 раздражается слизистая
оболочка рта и глаз, во рту возникает неприятный привкус. Весьма
чувствительны к SO2 хвойные леса. При концентрации SO2 в воздухе 0,23-0,32
мг/м3 в результате нарушения фотосинтеза происходит усыхание хвои в течение
2- 3 лет. Аналогичные изменения у лиственных деревьев происходят при
концентрациях SO2 0,5-1 мг/м3.
Основной техногенный источник выбросов углеводородов (CmHn - пары
бензина, метан, пентан, гексан) - автотранспорт. Его удельный вес
составляет более 50% от общего объема выбросов. При неполном сгорании
топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих
канцерогенными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится
в саже, выбрасываемой дизельными двигателями. Из углеводородов в
атмосферном воздухе наиболее часто встречается метан, что является
следствием его низкой реакционной способности. Углеводороды обладают
наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение. При
вдыхании в течение 8 часов паров бензина с концентрацией более 600 мг/м3
возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.
Оксиды азота (NOX) образуются в процессе горения при высоких
температурах путем окисления части азота, находящегося в атмосфере. Под
общей формулой NOX обычно подразумевают сумму NOи NO2.
Основные источники выбросов NOx: двигатели внутреннего сгорания, топки
промышленных котлов, печи.
NO2 - газ желтого цвета, придающий воздуху в городах коричневатый
оттенок. Отравляющее действие NOx начинается с легкого кашля. При повышении
концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота.
При контакте NOx с водяным паром, поверхностью слизнете оболочки образуются
кислоты HNO3 и HNO2, что может привести к отеку легких. Продолжительность
нахождения NO2 в атмосфере - около 3 суток
Размер пылинок колеблется от сотых долей до нескольких десятков мкм
Средний размер частиц пыли в атмосферном воздухе - 7-8 мкм. Пыль оказывает
вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, поглощает
солнечную радиацию и тем самым влияет на термический режим атмосферы и
земной поверхности. Частицы пыли служат ядрами конденсации при образовании
облаков и туманов. Основные источники образования пыли: производство
строительных материалов, черная и цветная металлургия (оксиды железа,
частицы А1, Си, Zn), автотранспорт, пылящие и тлеющие места складирования
бытовых и производственных отходов. Основная масса пыли вымывается из
атмосферы осадками.
называются аэрозолями. Общее число разновидностей загрязняющих атмосферу
аэрозолей составляет несколько сотен.
^
Организация наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха
В крупных промышленных центрах степень загрязнения атмосферного воздуха может в ряде случаев превысить санитарно-гигиенические нормативы. Характер временной и пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе определяется большим числом разнообразных факторов. Знание закономерностей формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, тенденций их изменений является крайне необходимым для обеспечения требуемой чистоты воздушного бассейна. Основой для выявления закономерностей служат наблюдения за состоянием загрязнения воздушного бассейна.
От возможностей и качества проводимых наблюдений зависит эффективность всех воздухо-охранных мероприятий.
Служба наблюдений и контроля за состоянием атмосферного воздуха, как следует из названия, состоит из двух частей, или систем: наблюдений (мониторинга) и контроля. Первая система обеспечивает наблюдение за качеством атмосферного воздуха в городах, населенных пунктах и территориях, расположенных вне зоны влияния конкретных источников загрязнения. Вторая система обеспечивает контроль источников загрязнения и регулирование выбросов вредных веществ в атмосферу.
Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся в районах интенсивного антропогенного воздействия (в городах, промышленных и агропромышленных центрах и т.д.) и в районах, удаленных от источников загрязнения (в фоновых районах).
Наблюдения в районах, значительно удаленных от источников загрязнения, позволяют выявить особенности отклика биоты на воздействие фоновых концентраций загрязняющих веществ.
Как правило, фоновые наблюдения по специальной программе фонового экологического мониторинга проводятся в биосферных заповедниках и заповедных территориях. Ранее биосферные заповедники были расположены по всей территории СССР. В биосферных заповедниках осуществляется оценка и прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха путем анализа содержания в нем взвешенных частиц, свинца, кадмия, мышьяка, ртути, бенз(а)пирена, сульфатов, диоксида серы, оксида азота, диоксида углерода, озона, ДДТ и других хлорорганических соединений. Программа фонового экологического мониторинга включает также определение фонового уровня загрязняющих веществ антропогенного происхождения во всех средах, включая биоты. Кроме измерения состояния загрязнения атмосферного воздуха, на фоновых станциях производятся также метеорологические измерения.
Сеть фоновых станций, расположенная на территории нашей страны, включена в Глобальную систему мониторинга окружающей среды (ГСМОС), функционирующую в соответствии с программой ООН по проблемам окружающей среды (ЮНЕП) под эгидой ЮНЕП. Информация, получаемая с фоновых станций, позволяет оценивать состояние и тенденции глобальных изменений загрязнения атмосферного воздуха. Фоновые наблюдения проводятся также с помощью научно-исследовательских судов в морях и океанах.
При наблюдении за фоновыми уровнями загрязнения атмосферного воздуха разрабатываются модели переноса примесей, и определяется роль в процессах переноса гидрометеорологических и техногенных факторов. На фоновых станциях исследуются и уточняются: критерии создания сети наблюдений, перечни контролируемых примесей, методики контроля и обработки данных измерений, способы обмена информацией и приборами, методы международного сотрудничества. Так, например, по международным соглашениям станция базисного и регионального мониторинга должна размещаться на расстоянии 40-60 км от крупных источников загрязнения с подветренной стороны. На территориях, примыкающих к станции, в радиусе 40-400 км не должен изменяться характер деятельности человека. Было также установлено, что пробы воздуха должны отбираться на высоте не менее 10 м над поверхностью растительности.
На станциях фонового мониторинга наблюдение за качеством атмосферного воздуха осуществляется по физическим, химическим и биологическим показателям.
Необходимость организации контроля загрязнения атмосферного воздуха в зоне интенсивного антропогенного воздействия определяется предварительными экспериментальными (в течение 1-2 лет) и теоретическими исследованиями с использованием методов математического и физического моделирования. Такой подход позволяет оценить степень загрязнения той или иной примесью атмосферного воздуха в городе или любом другом населенном пункте, где имеются стационарные и передвижные источники выбросов вредных веществ.
Обычно расположение источников выбросов и их параметры известны или их можно определить. Зная метеорологические параметры, в том числе "розу ветров" можно с использованием математических и физических моделей рассчитать поля концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе для любой ситуации. Но адекватность принятых моделей реальным ситуациям все равно должна проверяться экспериментально.
Для получения репрезентативной информации о пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха, нужно предварительно провести обследование метеорологических условий и характера пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха с помощью передвижных средств. Для этого чаще всего используется передвижная лаборатория, производящая отбор, а иногда и анализ проб воздуха во время остановок. Такой метод обследования называется рекогносцировочным. Он находит достаточно широкое применение за рубежом.
На карту-схему города (населенного пункта, района) наносится регулярная сетка с шагом 0,1; 0,5 или 1,0 км. На местности по специально разработанной программе случайного отбора проб отбираются и анализируются пробы в точках, совпадающих с узлами сетки, наложенной на карту-схему. Для получения статистически достоверных средних значений измеренных концентраций проводится анализ комбинаций точек на сетке, объединенных в квадраты, например, площадью (2-4) км 2 , с учетом направлений ветра по направлениям. Такой метод позволяет выявить как границы промышленных комплексов и узлов, так и зоны их влияния. При этом обеспечивается возможность сравнения полученных результатов с расчетными данными математических моделей. Использование методов моделирования в этих работах является обязательным.
Если обнаруживается, что существует вероятность роста концентрации примеси выше установленных нормативов, то за содержанием такой примеси в выявленной зоне следует установить наблюдение. Если же такой вероятности нет и отсутствуют перспективы развития промышленности, энергетики и автотранспорта, установление стационарных постов наблюдений за состоянием атмосферного воздуха нецелесообразно. Такой вывод не распространяется на организацию наблюдений за фоновым уровнем загрязнения воздуха вне населенных пунктов.
Установив степень загрязнения атмосферного воздуха всеми примесями выбрасываемыми существующими и намечаемыми к строительству и пуску источниками, а также характер изменения полей концентрации примесей по территории и во времени с учетом карт загрязнения воздуха, построенных по результатам математического и физического моделирования, можно приступить к разработке схемы размещения стационарных постов наблюдений на территории города и программы их работ. Программа разрабатывается исходя из задач каждого измерительного пункта и особенностей изменчивости концентрации каждой примеси в атмосферном воздухе. Пост наблюдений может давать информацию об общем состоянии воздушного бассейна, если пост находится вне зоны влияния отдельных источников выбросов и осуществлять контроль за источниками выбросов, если пост находится в зоне влияния источников выбросов.
При размещении постов наблюдений предпочтение отдается районам жилой застройки с наибольшей плотностью населения, где возможны случаи превышения установленных пороговых значений гигиенических показателей ПДК. Наблюдения должны проводиться за всеми примесями, уровни которых превышают ПДК.
В обязательном порядке измеряются основные, наиболее часто встречающиеся загрязняющие воздух вещества: пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота. Выбор других веществ, требующих контроля, определяется спецификой производства и выбросов в данной местности, частотой превышения ПДК.
Контроль за радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха осуществляется как на фоновом уровне, так и в зонах влияния атомных электростанций и других источников возможных выделений или выбросов радиоактивных веществ. При контроле радиоактивного загрязнения на фоновом уровне используются существующие фоновые станции или специальные станции, установленные на расстоянии 50-100 км от возможного источника радиоактивного загрязнения. При контроле в радиусе до 25 км от возможных источников выбросов радиоактивных веществ используется как существующая сеть контроля. так и специальные посты наблюдений, где устанавливаются датчики гамма- излучения и приборы для отбора проб и анализа воздуха. Рекомендуется в зоне до 25 км иметь 10-15 специализированных пунктов контроля, оснащенных дистанционными системами и высокопроизводительными фильтрующими воздух установками, а также около 30 дополнительных стационарных пунктов контроля радиационной обстановки, оснащенных интегрирующими термолюминесцентными дозиметрами. При этом в пределах санитарно-защитной зоны создаются посты дистанционного контроля радиоактивного загрязнения атмосферного воздуха. Подсистемы дистанционного контроля оборудуются каналами связи. Для повышения достоверности информации в каждом пункте устанавливается несколько датчиков.
В 80-e годы на базе сетевых снегомерных съемок была создана новая сеть контроля переноса загрязняющих веществ воздушными массами. Мониторинг загрязнения территории на основе снегомерной съемки позволяет контролировать уровни загрязнения атмосферного воздуха как в незагрязненных (фоновых) районах, так и в городах, и других населенных пунктах.
Важными методами контроля так называемого трансграничного переноса глобальных потоков примесей, переносимых на большие расстояния от места выброса, является система наземных и самолетных станций, сопряженных с математическими моделями распространения примесей. Сеть станций трансграничного переноса оборудуется системами отбора газа и аэрозолей, сбора сухих и мокрых выпадений анализа содержания примесей в отобранных пробах. Информация поступает в метеорологические синтезирующие центры, которые осуществляют:
сбор, анализ и хранение информации о трансграничном переносе примесей в атмосфере;
прогнозирование переноса примесей на основе метеорологических данных;
идентификацию районов выбросов и источников;
регистрацию и расчет выпадений примесей из атмосферного воздуха на подстилающую поверхность и другие работы.
В целях сопоставимости результатов наблюдений, полученных в разных географических и временных условиях, используются единые унифицированные методы отбора и анализа проб, обработки и передачи информации. Информация, получаемая на сети наблюдений, по степени срочности подразделяется на три категории: экстренная, оперативная и режимная. Экстренная информация содержит сведения о резких изменениях уровней загрязнения атмосферного воздуха и передается в соответствующие (контролирующие, хозяйственные) организации незамедлительно. Оперативная информация содержит обобщенные результаты наблюдений за месяц, а режимная - за год. Информация по последним двум категориям передается заинтересованным и контролирующим организациям в сроки их накопления: ежемесячно и ежегодно. Режимная информация, содержащая данные о среднем и наибольшем уровнях загрязнения воздуха за длительный период, используется при планировании мероприятий по охране атмосферы, установлении нормативов выбросов, оценках ущерба, наносимого народному хозяйству загрязнением атмосферного воздуха.
Для того чтобы воздухо-охранные мероприятия были эффективными, информация должна быть полной и достоверной. Полнота информации определяется числом контролируемых ингредиентов, сроками наблюдений, размещением сети наблюдений. Достоверность информации достигается строгим соблюдением нормативных требований, обеспечивающих получение репрезентативных данных, однородность информации, полноту наблюдений, правильность статистической обработки и санитарно-гигиенической оценки по данным наблюдений загрязнения атмосферного воздуха, корректность объяснения причин повышенных уровней загрязнения и тенденций (или их отсутствие) изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха во времени и по территории, учет метеорологических условий переноса и рассеяния примесей режима выбросов в данном районе.
Достоверность информации в значительной степени зависит от ее однородности. Необходимо иметь однородный ряд наблюдений за период, для которого средние характеристики оказываются достаточно устойчивыми и слабо зависящими от новых результатов измерений. В городах в результате застройки и реконструкции происходят изменения микроклиматических и метеорологических условий, поэтому получение среднего значения концентрации примеси для периода, в который меняется характер воздействия источников выбросов на атмосферу, является проблемной задачей. Средние годовые концентрации из-за погрешностей измерений, неоднородности рядов наблюдений, изменения метеоусловий и структуры городской застройки, могут значительно варьировать. В связи с этим для повышения качества воздухо-охранных рекомендаций необходимо использовать данные наблюдений за более длительные сроки (5 лет).
Существующая в нашей стране сеть наблюдений загрязнения атмосферного воздуха включает посты ручного отбора проб воздуха и автоматизированные системы наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС). Посты наблюдений загрязнения (ПНЗ) могут быть стационарными, маршрутными и передвижными (подфакельными). С постов ручного отбора пробы для анализа доставляются в химические лаборатории. Системы АНКОС являются стационарными, они оснащены устройствами непрерывного отбора и анализа проб воздуха и передачи информации по каналам связи в центр управления и регулирования состоянием атмосферного воздуха в заданном режиме.
^ Посты наблюдений загрязнения атмосферного воздуха
Стационарный пост наблюдений - это специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологических параметров по установленной программе. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных или наиболее распространенных загрязняющих веществ. Место для установки стационарного поста выбирается, как правило, с учетом метеорологических условий формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха. При этом заранее определяется круг задач: оценка средней месячной, сезонной, годовой и максимальной разовой концентраций, вероятности возникновения концентраций, превышающих ПДК и др.
Перед установкой поста следует проанализировать: расчетные поля концентраций по всем ингредиентам от совокупности выбросов всех стационарных и передвижных источников; особенности застройки и рельефа местности: перспективы развития жилой застройки и расширения предприятий промышленности, энергетики, коммунального хозяйства; транспорта и других отраслей городского хозяйства, функциональные особенности выбранной зоны; плотность населения; метеорологические условия данной местности и др. Пост должен находиться вне аэродинамической тени зданий и зоны зеленых насаждений, его территория должна хорошо проветриваться, не подвергаться влиянию близкорасположенных низких источников (стоянок автомашин, мелких предприятий с низкими выбросами т.п.). Количество стационарных постов в каком-либо городе (населенном пункте) определяется численностью населения, рельефом местности, особенностями промышленности, функциональной структурой (жилая, промышленная, зеленая зона и т.д.), пространственной и временной изменчивостью полей концентраций вредных веществ. Для населенных пунктов со сложным рельефом и большим числом источников рекомендуется устанавливать один пост на каждые (5-10) км 2 . Чтобы информация о загрязнении воздуха учитывала особенности города, рекомендуется ставить посты наблюдений в различных функциональных зонах - жилой, промышленной и зоны отдыха. В городах с большой интенсивностью движения автотранспорта посты устанавливаются также и вблизи автомагистралей.
Для обеспечения оптимальных условий проведения стационарных наблюдений отечественной промышленностью выпускаются стандартные павильоны-посты наблюдений или комплектные лаборатории типа ПОСТ. Лаборатория ПОСТ - это утепленный, обитый дюралевыми ячейками павильон, в котором установлены комплекты приборов и оборудования для отбора проб воздуха, проведения метеорологических измерений: скорости и направления ветра, температуры, влажности. Практически все стационарные пункты контроля загрязнения оборудованы комплектными лабораториями ПОСТ-1. Выпускаются и устанавливаются более новые модификации лаборатории - ПОСТ-2 и ПОСТ-2a, которые отличаются более высокой производительностью отбора проб и степенью автоматизации.
На стационарных постах наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и метеорологическими параметрами должны проводиться круглогодично, во все сезоны, независимо от погодных условий. Для постов наблюдений, как правило, устанавливаются три программы наблюдения: полная, неполная и сокращенная. По полной программе наблюдения проводятся ежедневно (выходные-воскресенья, субботы - чередуются) в 1, 7, 13 и 19 часов местного декретного времени, либо по скользящему графику: вторник, четверг, суббота - 7, 10 и 13 ч; понедельник, среда, пятница - 15, 18 и 21 ч. Наблюдения по первой программе предусматривают измерения содержания в воздухе как основных, так и специфических загрязняющих веществ. По неполной программе наблюдения проводятся ежедневно (воскресенья и субботы чередуются), но только в 7. 13 и 19 ч местного декретного времени.
В районах, где температура воздуха ниже 45 o С, наблюдения проводятся по сокращенной программе ежедневно, кроме воскресенья, в 7 и 13 ч по местному декретному времени. Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить также в местах, где средние месячные концентрации меньше 1/20 ПДКмр или меньше нижнего предела диапазона измерений примеси используемым методом.
При неблагоприятных метеорологических условиях (туман, продолжительная инверсия температур и др.) отбор проб воздуха на всех постах наблюдений должен производиться через каждые 3 ч. Одновременно следует отбирать пробы под факелами основных источников загрязнения на территории наибольшей плотности населения. Подфакельные наблюдения осуществляются за характерными для данного предприятия примесями.
Стационарный пункт контроля радиоактивного загрязнения атмосферного воздуха представляет собой либо стационарный павильон типа ПОСТ, либо домик размером 3х3х3 м. Он устанавливается, как правило, на специально оборудованных гидрометеорологических станциях (ГМС), огороженных металлической сеткой с размером ячеек 10х10 см. Площадь огороженной площадки составляет 5х10 м, а высота сетки - 1,2-1,5 м. Площадка должна располагаться на расстоянии не менее десяти высот до ближайшего здания и не менее 30 м от дорог. Площадка должна иметь травяной покров. Не допускается высаживание других растений, тем более кустарников и деревьев.
На территории ГМС не ближе 4 м от домика и ограды устанавливается марлевый планшет для сбора радиоактивных выпадений и термолюминесцентный дозиметр. Установку для отбора проб воздуха лучше размещать в специальной будке с жалюзи, приподнятой над поверхностью земли на 80 - 100 см. Выброс воздуха, прошедшего через фильтры установки типа "Тайфун", должен производиться обязательно в противоположную от планшета сторону. Если стационарный пункт не обеспечен электропитанием (трехфазное (5-10) кВт), то вместо фильтрующей установки допускается использование марлевого конуса.
Наблюдение за радиоактивностью атмосферного воздуха осуществляется систематически круглый год. Смена марли на планшетах и вертикальных экранах, а также фильтров в установках производится ежедневно в 7 ч 30 мин утра по местному декретному времени. С фильтрующих установок фильтры могут сниматься как через 24 ч - в 7 ч 30 мин, - так и через 12 ч, т.е. два раза в сутки. При двухразовом отборе установлено время работы установок: с 7 ч 30 мин до 13 ч 30 мин и с 19 ч 30 мин до 1 ч 30 мин. Скорость воздуха в установке определяется с помощью расходомеров УС-125 или УС-175-12 три раза в сутки: в 7ч 30 мин, 13 ч 30 мин и 1 ч 30 мин.
Средняя скорость воздуха, проходящего через фильтры, помещенные в кассетный фильтродержатель, определяется по формуле:
где V 1, V 2 и V 3 - значения скорости соответственно в 7 ч 30 мин, 13 ч 30 мин и 1 ч 30 мин следующих суток (км/ч). Объем прошедшего через фильтры воздуха (Q, м 3 /ч) находится из соотношения:
где S-площадь сечения сопла измерительной насадки (S = 70 см 2), t - время работы установки, ч.
Для определения количества воздуха, прошедшего через экран, ручной анемометр помещают над центром экрана, и скорость ветра измеряют четыре раза в сутки: в 7 ч 30 мин, 13 ч 30 мин, 19 ч 30 мин и 1 ч 30 мин. Среднюю скорость ветра определяют как среднее арифметическое, а объем воздуха, прошедшего через экран, находят по уравнению:
здесь S 1 - площадь экрана, м 2 ; t - время экспозиции экрана, с: f-продуваемость экрана, равная примерно 45%.
Маршрутный пост наблюдений - место на определенном маршруте в городе. Онпредназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижной аппаратуры. Маршрутные наблюдения осуществляются на маршрутных постах с помощью автолабораторий. Такая передвижная лаборатория имеет производительность около 5000 отборов проб в год, в день на такой машине можно произвести отбор 8 - 10 проб воздуха. Порядок объезда маршрутных постов ежемесячно меняется таким образом, чтобы отбор проб воздуха на каждом пункте проводился в разное время суток. Например, в первый месяц машина объезжает посты в порядке возрастания номеров, во втором - в порядке их убывания, а в третий - с середины маршрута к концу и от начала к середине и т.д.
Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника. Подфакельные наблюдения осуществляются по специально разрабатываемым программам и маршрутам за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия. Места отбора проб при подфакельных наблюдениях выбирают на разных расстояниях от источника загрязнения с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Отбор проб воздуха производится последовательно по направлению ветра на расстояниях (0,2 - 0,5); 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 15 и 20 км от стационарного источника выброса, а также с наветренной стороны источника. Наблюдения под факелом проводятся за типичными для данного предприятия ингредиентами с учетом объема выбросов и их токсичности. В зоне максимального загрязнения (по данным расчетов и экспериментальных замеров) отбирается не менее 60 проб воздуха, а в других зонах минимум должен быть не меньше 25. Отбор проб воздуха при проведении подфакельных наблюдений производится на высоте 1,5 м от поверхности земли в течение 20 - 30, мин не менее чем в трех точках одновременно. В течение рабочего дня под факелом можно отобрать пробы последовательно в 5 - 8 точках.
^ Автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды
Автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС-АГ) предназначена для автоматизированного сбора, обработки и передачи информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха. Система позволяет непрерывно получать информацию о концентрации примесей и метеорологических параметрах в населенных пунктах или около крупных промышленных предприятий. Технические возможности регистрации, передачи, хранения и обработки данных о загрязнении атмосферного воздуха позволили разработать основные принципы функционирования автоматизированных систем наблюдения за состоянием атмосферного воздуха.
В состав разработанной отечественной промышленностью АНКОС-АГ входят следующие технические средства:
павильон, конструктивно представляющий собой металлический каркас прямоугольной формы размером 2300x4700x7600 мм;
мачтовое устройство с комплектом метеодатчиков, установленных на крыше павильона, для измерения скорости и направления ветра, температуры, влажности;
устройства отопления, вентиляции, освещения, кондиционирования и пожаротушения;
газоанализаторы оксида углерода, диоксида серы, оксида, диоксида и суммы оксидов азота, озона, суммы углеводородов без метана;
устройство сбора и обработки информации на базе микроЭВМ.
Обмен информацией между системой АНКОС и Центром обработки информации осуществляется по коммутируемым телефонным каналам общего пользования при помощи аппаратов передачи данных (АПД) и мультиплексора передачи данных (МПД). АПД, устанавливаемые на станциях АНКОС, совместно с АПД и МПД Центра обработки информации образуют автоматическую централизованную подсистему сбора информации от систем АНКОС. размещенных по городу или региону. Состав технических средств центра обработки информации:
специализированный вычислительный комплекс на базе ЭВМ;
мультиплексор передачи данных на базе микроЭВМ;
пульт диспетчера;
мнемосхема;
вспомогательное и сервисное оборудование;
программное обеспечение (пакета программ первичной и вторичной обработки данных измерений, банки данных, диспетчерские программы и др.).
Системы АНКОС-АГ и Центра обеспечивают:
систематическое измерение заданных параметров атмосферного воздуха;
автоматический сбор информации со станций АНКОС;
сбор информации от неавтоматизированных звеньев наблюдений (например, от стационарных и передвижных постов);
оперативную оценку ситуации по известным значениям ПДК;
краткосрочный прогноз уровней загрязнения контролируемых примесей;
обработку и выдачу информации.
Средства математического обеспечения включают следующие основные алгоритмы обработки данных:
алгоритм первичной обработки (проверка достоверности служебной информации о загрязнении, приведение информации к виду, удобному для обработки и др.);
алгоритм статистической обработки (определение числовых, вероятностных характеристик параметров загрязнения, метеорологических параметров и др.);
алгоритм экспресс-информации о состоянии загрязнения во всех районах города в заданный момент времени;
алгоритм краткосрочного и долгосрочного прогнозирования загрязнения воздуха;
алгоритм управления, определяющий временной режим работы системы, последовательность этапов функционирования, контроль работоспособности системы, приоритет программ обработки данных и др.
Время усреднения данных о концентрациях примесей составляет не менее 20 - 30 мин, что соответствует времени отбора проб в поглотительные приборы. Частота выдачи информации автоматизированной системы может составлять от нескольких минут до нескольких часов.
^ Мониторинг атмосферного воздуха - слежение за его состоянием и
предупреждение о критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья
людей и других живых организмов.
Для обеспечения мониторинга в развитых странах созданы
автоматизированные системы контроля загрязнения воздуха (АСКЗВ).
Задачи, решаемые АСКЗВ:
1. автоматическое наблюдение и регистрация концентраций загрязняющих
2. анализ полученной информации с целью определения фактического состояния
загрязнения воздушного бассейна;
3. принятие экстренных мер по борьбе с загрязнением;
4. прогноз уровня загрязнения;
6. уточнение и проверка расчетов рассеивания примесей.
АСКЗВ рассчитаны на измерение концентраций одного или нескольких
ингредиентов из следующего ряда: SO2; CO; NOx; O3; CmHn; H2S; NH3;
взвешенных веществ, а также определения влажности, температуры, направления
и скорости ветра.
Сейчас происходит постоянное развитие АСКЗВ путем увеличения числа
стационарных станций и применения передвижных постов наблюдений. Дальнейшее
совершенствование этой системы становится возможным благодаря пониманию
необходимости глобального контроля над состоянием атмосферы путем
объединения локальных, региональных и национальных служб наблюдения за
Рассмотрим системный подход к анализу данных наблюдений в различных программах мониторинга и выявим, какие особенности вносит фактор географического масштаба наблюдений в исполнение той или иной программы.
Мониторинг источников
Состав газовых выбросов в источнике полностью определяется в качественном и количественном отношениях технологией и ее совершенством. Уровни концентраций ЗВ в источнике превышают ПДК СС в десятки тысяч раз. Аналитическая задача не сложна, поскольку состав известен и достаточно стабилен, а уровни концентраций высоки и не требуют предварительного концентрирования пробы. Все трудности связаны с взятием представительной пробы из источника, поскольку газовые потоки часто гетерогенны, нагреты до высокой температуры и неоднородны по времени и диаметру газохода. Здесь перспективны неконтактные методы анализа, не требующие взятия проб. Данный уровень мониторинга в этом пособии не рассматривается.
Импактный мониторинг
Состав и уровни концентраций в значительной мере (но не полностью) определяются технологиями производств, создающих загрязнение. В данном случае физико-химические процессы в окружающей среде и метеорологические условия начинают играть существенную роль в создании наблюдаемых уровней концентраций ЗВ. Последние иногда превышают ПДК СС в десятки раз. Наблюдается тесная связь между расположением источников, их характеристиками, направлением и скоростью ветра и полями концентраций ЗВ. Наблюдения осуществляются на стационарных, передвижных и подфакельных постах (см. раздел 4.4).
Региональный мониторинг
Значительное удаление от предприятий приводит к тому, что уровни концентраций ЗВ оказываются ближе к фоновым, обычно в пределах ПДК СС или даже ниже. Аналитическая задача усложняется не только вследствие необходимости предварительного концентрирования примесей, но и сильной вариабельности их величин и качественного состава. Мониторинг в этом случае относится к аэроаналити- ческим задачам, в которых роль воздушных течений исключительно велика. Необходим учет всей региональной деятельности, включая и сельскохозяйственную, при этом прямую связь между загрязнением атмосферы и конкретными технологиями установить нелегко. Обычно приходится иметь дело с целым рядом вторичных веществ, возникших в результате фотохимических и биологических процессов.
Региональный мониторинг дает возможность стыковать данные импактного и глобального фонового мониторинга, а также позволяет выявить основные пути распространения ЗВ на большие расстояния. Непосредственные сведения о состоянии загрязнения атмосферы на региональном уровне могут быть получены по данным наблюдений в небольших населенных пунктах, расположенных вдали от крупных городов, при условии, что источники загрязнения воздуха в этих пунктах отсутствуют. Сведения о региональном фоновом загрязнении атмосферы получают также из данных сети постов наблюдений за трансграничным переносом загрязняющих веществ.
Наблюдения за трансграничным переносом загрязняющих веществ проводятся в рамках «Совместной программы наблюдения и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе - ЕМЕП» (Co-operative Programme for Monitoring and Evaluation of the Long-range Transmission of Air Pollutants in Europe - ЕМЕР) на четырех станциях ЕМЕП, расположенных в СевероЗ-ападном регионе и Центральной части России. Работы по программе ЕМЕП предусматривают регулярный анализ содержания в атмосфере и атмосферных осадках химических соединений, определяющих кислотно-щелочной баланс, а также оценку концентраций и нагрузок соединений серы и азота в СевероЗ-ападном и Центральном районах России.
По данным наблюдений доминирующим кислотным анионом для российских станций ЕМЕП является сульфат-ион. Средние величины концентраций и выпадений ЗВ, определяющих трансграничное загрязнение, относительно невелики и по существующим представлениям не могут вызвать заметных негативных экологических эффектов.
Для осуществления программы мониторинга кислотных выпадений и их воздействия на состояние природных экосистем в восточной части азиатского континента и архипелагов в западной части Тихого океана создана «Сеть мониторинга кислотных осадков в Восточной Азии - EANET» (Acid Depisition Monitoring Network in East Asia). На территории России действуют четыре станции мониторинга, три из которых расположены в Байкальском регионе и одна в Приморском крае. Постоянные измерения на станциях EANET на территории России проводятся с 2001 г., по данным наблюдений на всех российских станциях EANET в воздухе среди газовых примесей преобладало содержание S0 2 .
Снежный покров как индикатор регионального загрязнения
воздуха
В региональных системах мониторинга атмосферного воздуха большое внимание уделяется наблюдениям за степенью загрязнения снежного покрова. Это и понятно, поскольку его загрязнение исключительно четко коррелирует с загрязнением атмосферного воздуха и несет информацию о «сухих» и «мокрых» выпадениях.
На примере свинца, ртути и меди установлены достоверные корреляции, выраженные следующими уравнениями регрессии:
IPbJ в почве = 1324 [РЬ] в атмосферном воздухе + 6,3.
ПДК РЬ в воздухе (0,3 мкг/м 3) соответствует концентрация в почве 400 мг/кг;
[Си] в почве = 526 [Си] в атмосферном воздухе + 457.
ПДК Си в воздухе (2,0 мкг/м 3) соответствует концентрация в почве 1500 мг/кг;
В почве = 1,3 в атмосферном воздухе + 0,01;
ПДК Hg в воздухе (0,3 мкг/м 3) соответствует концентрация в почве 0,4 мг/кг.
В настоящее время в нашей стране организована система мониторинга снежного покрова, функционирующая на базе сети снегомерной съемки. Последняя проводится Росгидрометом как часть программы получения данных для Государственного водного кадастра (ГВК), одна из целей которого - учет всех запасов поверхностных вод страны.
Снегомерная съемка издавна использовалась для определения запасов влаги в почве, что необходимо знать при сельскохозяйственных работах. На территории России ранее функционировало около семи тысяч снегомерных пунктов, поэтому придание им новой функции - измерения концентрации приоритетных ЗВ - стало совершенно естественным дополнением к их работе.
Достоинства мониторинга снежного покрова состоят в следующем:
- отбор проб весьма прост и не требует специального оборудования;
- послойный отбор проб позволяет определить историю загрязнения воздушной среды на протяжении всего снежного сезона;
- снег самым естественным образом обеспечивает концентрирование примесей по сравнению с воздушной средой, что упрощает последующую задачу анализа примесей;
- только одной пробы на максимуме влагосодержания достаточно, чтобы получить среднеинтегральные концентрации приоритетных примесей за снежный период;
- мониторинг снежного покрова дает возможность оценить величину трансграничного переноса серы и азота аммонийного.
Из семи тысяч упомянутых пунктов снегомерной съемки 560 производят химический мониторинг. Плотность сети в европейской части России - один пункт на 8000 км 2 , в азиатской части - один пункт на 30 тыс. км 2 . Мониторинг охватывает практически всю площадь РФ - 18,3 млн км 2 .
Отбор проб производится один раз в год на максимуме влагосодержания. В различных регионах России время взятия пробы меняется. Например, в Московской области проба берется во 2-й или в 3-й декаде марта, а на острове Диксон - в 3-й декаде апреля или даже во 2-й декаде мая.
Наблюдения организованы за следующими катионами и анионами: Na, К, Mg, Са, NH 4 , СГ, NO3, S0 4 2 “, НСО3 и pH. Около 30 % пунктов дают информацию о тяжелых металлах и полиароматических углеводородах.
Наиболее плотная сеть пунктов наблюдения была создана в густонаселенных регионах, а также вдоль западной границы СССР. Эти пограничные станции были ответственны за осуществление мониторинга трансграничных переносов. Около 40 % пунктов оценивают загрязненность снега вокруг городов, 40 % - контролируют распространение ЗВ от промышленных центров в более чистые регионы, а 20 % - выполняют функции фонового мониторинга. Наибольшая частота проявления закисления снежного покрова (pH = 4,0-5,6) составляет 42 % в регионах Урала и 54 % на Севере Западной Сибири. На севере Европейской территории России закисление отмечается в 26 % случаев.
Границы распространения снежного покрова на обширных территориях можно фиксировать и с помощью космической информации. Для изучения динамики изменения снежных площадей снимки делают повторно, несколько раз. Оперативное картографирование снежного покрова и скорость отступания его границ в весенний период традиционно используются для решения практических задач, прежде всего для гидрологических прогнозов.
Средствами гидрологического моделирования определяется во- дозапас, осуществляется прогноз стока, снегового половодья в бассейнах рек. Ряд параметров для этого - площадь бассейна реки, покрытая снегом, лесистость, распаханность и др. - можно получить дистанционными методами, а некоторые параметры оценить косвенно. Например, зоны, охваченные снеготаянием, выявляются в ближнем ИК-диапазоне спектра, а мощность снежного покрова рассчитывается по ряду последовательных снимков, скорости продвижения границ снегонакопления и температуре воздуха.
Оперативные данные о снегозапасе бассейнов рек служат основой для принятия решений, например, о частичном спуске водохранилищ в период весеннего снеготаяния для предотвращения паводков. В перспективе планируется перейти к определению из космоса мощности снежного покрова средствами микроволновой радиометрической съемки. Тем самым будет возможно для бассейнов крупных рек напрямую получать карты снегозапаса, а имея данные о плотности снега, - водозапаса снежного покрова.
Сезонный снежный покров играет исключительную роль в процессах саморазвития горных регионов, определяет формирование и режим речного стока, оледенения и снежных лавин. Оказывая существенное воздействие на климат, он сам служит индикатором изменения климата.
Карты распределения снежного покрова, полученные по результатам дистанционного зондирования, помогают понять пространственные особенности и взаимосвязи ледниковых систем, оценить вклад разных факторов в формирование ледников и условий их существования. Точную информацию о режиме, распределении и изменчивости снежного покрова необходимо иметь для успешной реализации водохозяйственных мероприятий и регулирования водных ресурсов в бассейнах рек горных территорий при имеющемся дефиците воды в степной зоне.
Снег является хорошим индикатором распространения загрязнений вокруг крупных городов. Загрязняющие вещества выпадают из атмосферы в сухом виде и с осадками и накапливаются в снежном покрове на больших расстояниях от источников - промышленных предприятий, транспортных коммуникаций и т. п. Загрязнение снега влияет на яркость изображения на космических снимках, что дает возможность вместе с результатами обработки проб снега картографировать площади и интенсивность загрязняющих воздействий.
Наиболее ощутимы различия в характеристиках снежного покрова в городах и на фоновых территориях весной, хотя закладываются они еще зимой. При снеготаянии эти контрасты становятся более выраженными за счет накопления ЗВ, вытаивающих из снега (плотность тона соответствует степени загрязненности снега).
Фоновый мониторинг
Рост выбросов ЗВ в атмосферу в результате процессов индустриализации и урбанизации ведет к увеличению содержания примесей на значительном расстоянии от источников загрязнения и к глобальным изменениям в составе атмосферы, что, в свою очередь, может привести ко многим нежелательным последствиям, в том числе и к изменению климата. В связи с этим необходимо определять и постоянно контролировать уровень загрязнения атмосферы далеко за пределами зоны непосредственного действия промышленных источников и тенденцию его дальнейших изменений.
Всемирной метеорологической организацией (ВМО) в 60-е годы XX в. была создана мировая сеть станций мониторинга фонового загрязнения атмосферы (БАПМоН). Ее цель состояла в получении информации о фоновых уровнях концентрации атмосферных составляющих, их вариациях и долгопериодных изменениях, по которым можно судить о влиянии человеческой деятельности на состояние атмосферы.
Нарастающая острота проблемы загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе привела к созданию в 1970-е гг. комитета ООН по окружающей среде (UNEP/ЮНЕП), которым было принято решение о создании Глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС), предназначенной для наблюдения за фоновым состоянием биосферы в целом и прежде всего за процессами ее загрязнения.
Станции БАПМоН с 1989 г. переименованы в станции ГСА (Глобальной службы атмосферы ВМО, www.wmo.int), они ответственны за проведение наблюдений и своевременную отправку полученных первичных данных в курирующие их Управления по гидрометеорологии (УГМ) и Главную геофизическую обсерваторию (ГГО) им. А.И. Воейкова.
На УГМ возлагаются задачи обеспечения и контроля работы фоновых станций, а также внедрения на них предлагаемых для сети новых методов контроля фонового состояния атмосферы. ГГО является национальным научно-методическим центром работ по фоновому мониторингу атмосферы в рамках программы ГСА ВМО. В настоящее время на территории РФ в сеть ГСА входят пять фоновых станций - Усть-Вым (республика Коми), Шадзатмаз (Северный Кавказ), Памятная (Курганская обл.), Туруханск (Красноярский край), Хужир (о. Ольхон на Байкале).
Размещение станций
Как правило, фоновые наблюдения по специальной программе фонового экологического мониторинга проводят в биосферных заповедниках и на заповедных территориях. Ранее биосферные заповедники были расположены по всей территории СССР. В них осуществляются оценка и прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха путем анализа содержания в нем взвешенных частиц, свинца, кадмия, мышьяка, ртути, бенз(а)пирена, сульфатов, диоксида серы, оксида азота, диоксида углерода, озона, ДДТ и других хлорорганических соединений. Программа фонового экологического мониторинга включает также определение фонового уровня ЗВ антропогенного происхождения во всех средах, включая биоты. Помимо измерения состояния загрязнения атмосферного воздуха на фоновых станциях производятся также метеорологические измерения.
Информация, получаемая с фоновых станций, позволяет оценивать состояние и тенденции глобальных изменений загрязнения атмосферного воздуха. Фоновые наблюдения проводятся также с помощью научно-исследовательских судов в морях и океанах.
Считается, что для всей Земли достаточно 30-40 базовых станций на суше и до 10 - на акватории Мирового океана. Число региональных станций и их расположение должны обеспечивать достаточно быстрое выявление всех негативных тенденций в данном регионе. На территории России находится пять станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ), которые расположены в биосферных заповедниках: Воронежском, Приокско-Террасном, Астраханском, Кавказском, Алтайском.
При организации станциий комплексного фонового мониторинга
обращают внимание на то, что их местоположение по своим ландшафтным и климатическим характеристикам должно быть репрезентативным для данного региона. Оценка репрезентативности начинается с анализа климатических, топографических, почвенных, ботанических, геологических и других материалов.
После выбора района необходимо учесть имеющиеся на данной территории источники загрязнения. При наличии крупных локальных источников (административно-промышленных центров с населением более 500 тыс. человек) расстояние до наблюдательного полигона СКФМ должно составлять не менее 100 км. Если это выполнить невозможно, то следует расположить СКФМ таким образом, чтобы повторяемость воздушного потока, обусловливающего перенос загрязняющих веществ от источника в направлении станции, не превышала 20-30 %.
СКФМ включает стационарный наблюдательный полигон и химическую лабораторию. Наблюдательный полигон составляют пробоотборные площадки, гидропосты и в ряде случаев наблюдательные скважины. На полигоне выполняется отбор проб атмосферного воздуха и атмосферных осадков, вод, почв, растительности, а также проводятся гидрометеорологические и геофизические измерения.
Площадка размером 50 х 50 м, на которой размещаются пробоотборные установки и измерительные приборы, называется опорной (базовой) площадкой фоновой станции. Она должна находиться на ровном участке ландшафта с малой степенью закрытости горизонта, вдали от строений, лесных полос, холмов и других препятствий, способствующих возникновению локальных орографических возмущений, т. е. особенностей рельефа местности. Площадку оборудуют установками для отбора проб воздуха, осадкосборниками, газоанализаторами, типовым комплектом метеорологических приборов.
Химическая лаборатория станции располагается на расстоянии не ближе 500 м от опорной площадки, в ней проводят обработку и анализ той части проб, которая не подлежит пересылке в региональную лабораторию: содержание в атмосферном воздухе взвешенных частиц (пыли), сульфатов и диоксида серы; измерение pH, электропроводности, концентрации анионов и катионов в атмосферных выпадениях.
Станции ГСА - фоновые станции подразделяют на три категории: базовые, региональные и континентальные.
Базовые станции следует располагать в наиболее чистых местах, в горах, на изолированных островах. Основной их задачей является наблюдение за глобальным фоновым уровнем загрязнения атмосферы, не испытывающим влияния никаких локальных источников.
Региональные станции должны находиться в сельской местности, не менее чем в 40 км от крупных источников загрязнения. Их цель - обнаружение в районе станции долгопериодных колебаний атмосферных составляющих, обусловленных изменениями в использовании земли и другими антропогенными воздействиями.
Континентальные станции охватывают более широкий спектр исследований по сравнению с региональными станциями. Они должны размешаться в отдаленных районах, чтобы в радиусе 100 км не было источников, которые могли бы повлиять на локальные уровни загрязнения.
Программы наблюдения на станциях
На станциях КФМ реализуется один из принципов фонового мониторинга - комплексное изучение содержания загрязняющих веществ в компонентах экосистем. В связи с этим программа наблюдений на СКФМ включает систематические измерения содержания загрязняющих веществ одновременно во всех средах (табл. 4.1), дополненные гидрометеорологическими данными.
Таблица 4.1. Список компонентов, подлежащих контролю на станциях КФМ
|
Компонент |
Окружающая среда |
||||
|
атмосфера |
атмосферные выпадения |
поверхностные и подземные воды |
|||
|
Диоксид серы |
|||||
|
Оксид углерода |
|||||
|
Диоксид углерода |
|||||
|
Углеводороды |
|||||
|
3,4-бенз(а)пирсн |
|||||
|
Хлорорганические соединения |
|||||
|
Хлорфторуглеводороды |
|||||
|
Анионы и катионы |
|||||
|
Радионуклиды |
|||||
|
Тяжелые металлы |
|||||
Перечень включенных в программу веществ составлен с учетом таких их свойств, как распространенность и устойчивость в окружающей среде, способность к миграции на большие расстояния, степень негативного воздействия на биологические и геофизические системы различных уровней.
В атмосферном воздухе подлежат измерению среднесуточные концентрации: взвешенных веществ, озона, оксидов углерода и азота, диоксида серы, сульфатов, 3,4-бенз(а)пирена, ДЦТ и других хлорорга- нических соединений, свинца, кадмия, ртути, мышьяка, показателя аэрозольной мутности атмосферы.
В атмосферных осадках подлежат измерению в суммарных месячных пробах концентрации: свинца, ртути, кадмия, мышьяка, 3,4-бенз(а)пи- рена, ДЦТ и других хлорорганических соединений, pH, анионов и катионов.
Метеорологические наблюдения включают наблюдения за:
- температурой и влажностью воздуха;
- скоростью и направлением ветра;
- атмосферным давлением, облачностью (количеством, формой, высотой);
- солнечным сиянием;
- атмосферными явлениями (туман, метели, грозы, пыльные бури и т. п.);
- атмосферными осадками (количеством и интенсивностью);
- снежным покровом (высотой, содержанием влаги);
- температурой почвы (на поверхности и в глубине);
- состоянием поверхности почвы;
- радиацией (прямой, рассеянной, суммарной и отраженной) и радиационным балансом;
- градиентами температуры, влажности и скорости ветра на высоте 0,5-10 м, градиентами температуры, влажности почвы на глубине 0-20 см;
- тепловым балансом.
В обязательную программу наблюдений на базовых станциях ГСА включены наблюдения за содержанием диоксида серы, аэрозольной мутностью атмосферы, радиацией, взвешенными аэрозольными частицами, химическим составом осадков.
На региональных станциях программа наблюдений включает измерение атмосферной мутности, концентрации взвешенных аэрозольных частиц, определение химического состава атмосферных осадков.
Программа наблюдений на фоновых станциях разных категорий может быть расширена за счет увеличения числа определяемых в атмосфере газов, в частности, малых газовых компонентов, объемная концентрация которых менее 1 % и которые, преобразуясь в атмосфере, могут превратиться в аэрозольные частицы.
Любые наблюдения по программе фонового мониторинга должны сопровождаться комплексом обязательных метеорологических наблюдений - видимости, атмосферных явлений, температуры и влажности воздуха, направления и скорости ветра, атмосферного давления. Поэтому фоновые наблюдения желательно проводить на базе метеорологических станций.
По мнению экспертов ООН, первые пять загрязняющих атмосферу веществ, подлежащих контролю, располагаются в следующем по-
Таблица 4.2. Классификация загрязняющих веществ по их приоритетности
|
Класс приоритетности |
Примесь |
Среда |
Тип программы мониторинга |
|
S0 2 и взвешенные частицы |
Воздух |
||
|
Радионуклиды (Sr 90 , Cs 137) |
Пища |
||
|
Озон |
Воздух |
И (тропосфера) |
|
|
Хлорорганические соединения и |
Биота, человек |
Ф (стратосфера) |
|
|
диоксины |
Биота, человек |
||
|
Кадмий |
|||
|
Нитраты, нитриты |
Вода, пища |
||
|
Оксиды азота |
Воздух |
||
|
Ртуть |
Пища, вода |
||
|
Свинец |
Воздух, пища |
||
|
Диоксид углерода |
Воздух |
||
|
Оксид углерода |
Воздух |
||
|
Углеводороды нефти |
Морская вода |
||
|
Фториды |
Пресная вода |
||
|
Асбест |
Воздух |
||
|
Мышьяк |
Питьевая вода |
||
|
Микротоксины |
Пища |
||
|
Микробиологические загряз |
Пища |
||
|
нения |
Воздух |
||
|
Реакционноспособные загряз |
|||
|
нения |
рядке: S0 2 , Оз, NO x , Pb, С0 2 (табл. 4.2). Необходимо отметить, что поступление этих веществ в приземный слой атмосферы в результате антропогенной деятельности сравнимо с естественным поступлением.
Лекция
Экологический мониторинг Саратовской области
Основные экологические проблемы Саратовской области
Загрязнение атмосферного воздуха промышленными и автомобильными выбросами является главной экологической проблемой Саратовской области:
На качество атмосферного воздуха на территории Саратовской области оказывают влияние выбросы более 400 наименований загрязняющих веществ различных классов опасности, поступающие в окружающую среду от стационарных и передвижных источников. Общая масса загрязняющих веществ, поступающих ежегодно в атмосферу, составляет более 400,0 тыс. тонн.В подавляющем большинстве источники выбросов сосредоточены в промышленных центрах области.
Более 50% от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на долю автомобильного транспорта.
Сброс загрязняющих веществ техногенного и биогенного происхождения в поверхностные водные объекты, служащие основными источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения для 80 % населения области – другая немаловажная проблема. Загрязнение водных объектов происходит в результате сброса неочищенных сточных вод. Ежегодно от предприятий области в водные объекты поступает со сточными водами более 100,0 тыс. т загрязняющих веществ более 20 наименований всех классов опасности.
Ухудшение состояния земельных ресурсов играет отрицательную роль вразвитии экономики Саратовской области. Снижение плодородия почв проявляется в уменьшении содержания в почвах гумуса и основных элементов питания (азота, фосфора и калия).
Увеличиваются площади кислых почв и солонцов, в последнее время заметно активизировались процессы эрозии и опустынивания земель.
Загрязнение почв вокруг промышленных центров области происходит в основном под воздействием выбросов вредных химических соединений промышленными предприятиями и транспортом. Интенсивным источником загрязнения почв являются несанкционированные свалки промышленных и бытовых отходов.
Ежегодно в области увеличивается общее количество образующихся промышленных и бытовых отходов , что обусловлено ростом промышленного производства на предприятиях и изменением структуры и состава твердых бытовых отходов (ТБО). На предприятиях области накоплено более 40 млн. т отходов производства и потребления различных классов опасности, из них более 90% составляет фосфогипс (отход производства фосфорной кислоты, накопленный на территории ООО «Балаковские минеральные удобрения»).
В области ежегодно образуется более 4 млн. м 3 твердых бытовых отходов, которые вывозятся для захоронения на полигоны и свалки ТБО. Подавляющее большинство существующих в населенных пунктах области объектов размещения отходов не обеспечивает их полную изоляцию и защиту окружающей среды, не отвечает санитарным требованиям. Это влечет за собой значительную эпидемиологическую опасность, нарушение природного ландшафта, загрязнение почвы, подземных и грунтовых вод, атмосферного воздуха.
Площадь особо охраняемых природных территорий (ООПТ) регионального значения составляет 0,67 % от площади области, а общая площадь ООПТ, включая территории федерального, регионального и местного значения, составляет 139,5 тыс. га, или 1,39 % от общей площади области. Несмотря на то, что за последний годы эта площадь увеличилась более чем в 2,5 раза, данный показатель значительно отличается от среднего по Приволжскому федеральному округу (6,3 %).
Мониторинг атмосферного воздуха
Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на территории Саратовской области проводятся Федеральным государственным бюджетным учреждением «Саратовский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (ФГБУ «Саратовский ЦГМС»).
Загрязнение атмосферного воздуха определяется по значениям концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с предельно допустимой концентрацией примеси в атмосферном воздухе (ПДК).
Высокое загрязнение (ВЗ) атмосферного воздуха – содержание одного или нескольких веществ, превышающее максимальную разовую ПДК в 10 и более раз.
Экстремально высокое загрязнение (ЭВЗ) – содержание одного или нескольких веществ, превышающее максимальную разовую ПДК:
В 20-29 раз при сохранении этого уровня более двух суток;
В 30-49 раз при сохранении этого уровня от 8 часов и более;
В 50 и более раз.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха города диоксидом серы низкий. Среднегодовая и максимально разовая концентрации значительно ниже ПДК.
Среднегодовая концентрация диоксида азота сохранилась на уровне 1,0 ПДК. Наиболее загрязнен данной примесью атмосферный воздух в районе ПНЗ-8, который расположен в непосредственной близи от пересечения автомагистралей с очень интенсивным движением грузового и пассажирского автотранспорта. Среднегодовая концентрация примеси на посту составила 1,8 ПДК, максимальная разовая концентрация 4,1 ПДК зафиксирована в сентябре при штилевой погоде.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха оксидом азота низкий. Значение среднегодовой концентрации соответствовало 0,4 ПДК.
Запыленность города осталась на уровне прошлого года. Среднегодовая концентрация составила 0,5 ПДК. Рост концентраций наблюдался с апреля по октябрь, когда преобладала сухая, ветреная погода с высоким температурным режимом и дефицитом осадков. В течение этого периода было зафиксировано 54 дня с неблагоприятными метеорологическими условиями (НМУ). Среднемесячные концентрации примеси в этот период в целом по городу составляли от 0,5 до 1,6 ПДК.
Среднегодовая концентрация примеси оксида углерода на уровне 0,6 ПДК. В большей степени загрязнен примесью район расположения ПНЗ-8, именно здесь зафиксировано наибольшее число случаев превышения допустимых нормативов (в 1,6 % пробах воздуха, тогда как в целом по городу – в 0,5 %).
Определение примеси формальдегида проводится на всех постах города. Уровень загрязнения атмосферного воздуха незначительно снизился по сравнению с предыдущим годом, но остается достаточно высоким. Среднегодовая концентрация составила 5,0 ПДК. В большей степени данной примесью загрязнен атмосферный воздух в районе размещения ПНЗ-6, который расположен вблизи промышленных предприятий и автомагистрали с интенсивным движением легкового и грузового транспорта. Среднегодовая концентрация примеси здесь достигала 6,3 ПДК (не соответствовало норме 13,5 % проб, тогда как в целом по городу – 6,6 % проб).
Бенз(а)пирен определяется на трех стационарных постах: ПНЗ-1, ПНЗ-2 и ПНЗ-5. Среднегодовая концентрация примеси составила 1,4 ПДК.
фенола проводится на ПНЗ-2, ПНЗ-5, ПНЗ-6 и ПНЗ-8. Средняя концентрация примеси за год составила 0,3 ПДК. Уровень загрязнения атмосферного воздуха данной примесью в течение пяти лет снизился (рис. 36). В большей степени данной примесью загрязнен атмосферный воздух в районе расположения ПНЗ-5 и ПНЗ-8, среднегодовая концентрация примеси здесь составила 0,7 ПДК.
Определение содержания примеси гидрофторид а проводится на двух постах ПНЗ-6 и ПНЗ-8. Уровень загрязнения атмосферного воздуха примесью низкий, среднегодовая концентрация, как и в предыдущем году, составила 0,4 ПДК.
Определение содержания примеси аммиака в атмосферном воздухе проводится на двух стационарных постах ПНЗ-2 и ПНЗ-7. В течение года концентрации примеси не превышали санитарных норм, среднегодовая концентрация составила 0,4 ПДК.
Определение содержания примеси гидрохлорида проводится на двух постах ПНЗ-1 и ПНЗ-7. Уровень загрязнения атмосферного воздуха примесью низкий. Средняя концентрация составила 0,2 ПДК. Максимальная разовая концентрация гидрохлорида 1,0 ПДК была зарегистрирована в августе на ПНЗ-1 в дневное время при слабом восточном ветре.
Сероводород определяется на ПНЗ-1, ПНЗ-2. Средняя концентрация за год составила 0,001 мг/м 3 , как и в прошлом году. Максимальная разовая концентрация примеси 1,0 ПДК была зарегистрирована на ПНЗ-1 в октябре в вечернее время суток при слабом южном ветре.
Ароматические углеводороды о пределяются на стационарном посту ПНЗ-2. Средние концентрации составили: по бензолу – 0,1 ПДК, по ксилолам – 0,05 ПДК, по толуолу – 0,02 ПДК, по этилбензолу – 0,0 ПДК. Максимальные разовые концентрации достигали значений: по этилбензолу – 3,5 ПДК, по бензолу – 1,2 ПДК, по толуолу и ксилолам – 1,1 ПДК.
Тяжелые металлы (железо, кадмий, магний, марганец, медь, никель, свинец, цинк и хром) определяются на одном посту - ПНЗ-7. Все среднемесячные концентрации металлов находились в пределах гигиенических норм.
Динамика загрязнения атмосферного воздуха города за последние пять лет представлена в таблице 1
Таблица 1
Динамика загрязнения атмосферного воздуха г. Саратова основными
и специфическими примесями за 2007-2011 годы, мг/м 3
| Наименование ЗВ | Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ | ПДК с.с. | ||||
| 2007 г. | 2008 г. | 2009 г. | 2010 г. | 2011 г. | ||
| Пыль (взвешенные в-ва) | 0,09 | 0,08 | 0,09 | 0,08 | 0,08 | 0,15 |
| Диоксид серы | 0,002 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,002 | 0,05 |
| Оксид углерода | 3,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 3,0 |
| Диоксид азота | 0,06 | 0,06 | 0,06 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| Оксид азота | 0,05 | 0,01 | 0,01 | 0,03 | 0,03 | 0,06 |
| Сероводород | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | - |
| Гидрофторид | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,002 | 0,002 | 0,005 |
| Аммиак | 0,02 | 0,01 | 0,02 | 0,01 | 0,02 | 0,04 |
| Фенол | 0,004 | 0,003 | 0,003 | 0,002 | 0,001 | 0,003 |
| Формальдегид | 0,026 | 0,022 | 0,019 | 0,016 | 0,015 | 0,003 |
| Гидрохлорид | 0,004 | 0,003 | 0,003 | 0,002 | 0,002 | 0,01 |
В течение последних пяти лет прослеживалась тенденция снижения уровня загрязненияатмосферного воздуха города фенолом, формальдегидом, диоксидом азота, бенз(а)пиреном.
Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха, в том числе и за соблюдением воздухо-охранного законодательства, осуществляется органами государственной власти и управления всех уровней, органами местного самоуправления и специально уполномоченными на то государственными межведомственными органами.
Его задачи заключаются в обеспечении строгого выполнения всеми министерствами, комитетами, службами, предприятиями и другими органами, а также должностными лицами и гражданами требований законодательства в сфере охраны атмосферного воздуха.
Представительные и исполнительные органы власти областного, районного уровня, а также органы местного самоуправления и пределах предоставленной им компетенции осуществляют функции” государственного контроля на подведомственной им территории с использованием и охраной атмосферного воздуха всеми предприятиями, учреждениями, организациями, должностными лицами и гражданами. Так, Закону РФ “Об охране атмосферного воздуха”, областная, районная и им равные администрации обеспечивают разработку и проведение мероприятий по охране атмосферного воздуха, участвуют в планировании его охраны и осуществляют контроль за его охраной.
Минприроды РФ и его органы в регионах как непосредственно, так через отделы, инспекции или секторы по охране атмосферного воздуха осуществляют в пределах их компетенции:
Государственный контроль за использованием и охраной атмосферного воздуха, соблюдением экологических нормативов в этой области;
Координируют деятельность других природоохранных органов, министерств, ведомств, предприятий и иных органов, направленную на оздоровление воздушной среды;
Осуществляют единую научно-техническую политику в сфере охраны атмосферы;
Выдают разрешения на потребление атмосферного воздуха для производственных нужд;
Разрабатывают и утверждают экологические нормативы, правила и стандарты в области охраны атмосферного воздуха, участвуют в мониторинге атмосферного воздуха, т.е. в наблюдении за его состоянием и источниками его загрязнения, а также в государственном учете неблагоприятных воздействий на атмосферный воздух.
Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и ее органы в регионах осуществляют наблюдение за состоянием атмосферного воздуха и учет вредных воздействий на него, т.е. формирование системы мониторинга воздушной среды. Эти органы ежедневно составляют прогноз неблагоприятных метеоусловий, способных обусловить резкое повышение уровня загрязнения воздуха, и соответствующую информацию доводят до предприятий - источников его загрязнения. Последние, в свою очередь, вносят изменения в режим работы соответствующих цехов, участков, агрегатов в целях прекращения или уменьшения выбросов загрязняющих веществ.
Департамент санитарно-эпидемиологического надзора Минздрава России и его органы в регионах, а также на водном и воздушном транспорте осуществляют государственный санитарный надзор в состоянием и охраной атмосферного воздуха в части соблюдения санитарно-гигиенических правил. Согласно, Закона “О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения” одной из задач органов санитарного надзора является осуществление санитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических мероприятий, направленных на предупреждение или ликвидацию загрязнения атмосферного воздуха вредными промышленными выбросами и хозяйственно-бытовыми отходами, а также надзор за проведением мероприятий по предупреждению, снижению интенсивности и устранению шума, электромагнитных и иных ионизирующих излучений.
Контроль за соблюдением законодательства об охране атмосферного воздуха в пределах предоставленной компетенции осуществляют также руководители министерств, комитетов, служб, объединений, фирм, предприятий, учреждений, организаций, кооперативов и других органов как лично, так и через специальные природоохранные структурные подразделения (инспекции, службы, отделы, лаборатории, цеха, участки и др.). Или должностных лиц, непосредственно отвечающих за вопросы охраны окружающей среды.
Виды стандартов по охране атмосферного воздуха:
концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и уровней вредных физических воздействий на него;
Нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него.
В апреле 1997 г. введен в действие Воздушный кодекс РФ, который установил правовые основы использования воздушного пространства России, в том числе с учетом экологической безопасности.
Государственное управление в области охраны воздуха, планирование и осуществление соответствующих мероприятий выполняется Правительством РФ. В законе говорится о необходимости государственного учета вредного воздействия на атмосферный воздух, а также о порядке наблюдений и контроле состава атмосферного воздуха со стороны государственных и ведомственных органов. В законе указано, что предприятия независимо от форм собственности, а также и граждане обязаны возместить вред, причиненный нарушением законодательства об охране атмосферного воздуха. Виновные должностные лица несут материальную ответственность в установленном порядке.
Предметом непосредственного посягательства могут служить чистота воздуха и его нормальное физическое состояние (прозрачность, температура, цвет, газовый состав, атмосферное давление и т.д.). Критерием чистоты воздуха является ПДК, содержащихся в нем загрязняющих веществ. Для оценки уровня вредного воздействия на атмосферный воздух используется критерий ПДУ вредного воздействия. Для отдельных предприятий разработаны ПДВ вредных веществ.
В системе правового обеспечения охраны атмосферного воздуха большое значение придается борьбе с нарушениями законодательства об охране атмосферного воздуха, особенно их предупреждению. В этих целях используется система мер юридической ответственности. В законодательстве закреплены виды правонарушений, совершение которых влечет за собой дисциплинарную, административную, материальную (гражданско-правовую), уголовную и иную ответственность.
Дисциплинарная ответственность в соответствии с нормами трудового законодательства применяется к должностным лицам, а также к другим работникам в тех случаях, когда они нарушают или не выполняют своих служебных (должностных и иных) обязанностей по охране атмосферного воздуха.
Административная ответственность является наиболее часто применяемым видом юридической ответственности за нарушения законодательства об охране атмосферного воздуха. Она устанавливается Федеральным Собранием России и по его уполномочию другими нижестоящими органами. Виды правонарушений, за совершение которых предусмотрена административная ответственность, конкретизируются в соответствующих статьях Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях.
Гражданско-правовая (материальная) ответственность за нарушение законодательства об охране атмосферного воздуха наступает в случае, когда загрязнением воздушной среды причинен имущественный вред (материальный ущерб).
Уголовная ответственность за загрязнение атмосферного воздуха наступает в случае совершения общественно опасных деяний (действие или бездействие) в рассматриваемой области, признанных уголовным законодательством преступлениями.
Комплексное применение перечисленных правовых мер способствует оздоровлению воздушного бассейна и в целом окружающей среды.
