МОНИТОРИНГ

Локальный мониторинг (Лекция)

 

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Организация и задачи

2. Разработка программы локального экологического мониторинга

3. Мониторинг города с населением до 500 тыс. человек

4. Мониторинг промышленного предприятия

5. Мониторинг района ТЭС и АЭС

 

1. Организация и задачи

 

Локальный мониторинг, как правило, является составной частью регионального мониторинга. Однако в ряде случаев мониторинг небольшой территории мо­жет организовываться для решения задач исключительно местного масштаба.  Примеры: строительство какого-либо промышленного или энерге­тического объекта, начало разработки месторождения нефти, газа или рудного сырья.

Вначале проводят фоновый мониторинг места расположения этого объекта и его ближайших окрестностей, а затем после его пуска ведут мониторинг данного района с целью выяснения влияния этого нового антропоген­ного источника воздействия на окружающую среду ограниченной площади.

В организации локального мониторинга обычно участвуют органы Рос­гидромета, санитарно-эпидемиологической службы, Местных комитетов по охране окружающей среды, других ведомств, имеющих на данной террито­рии свои предприятия и Учреждения, а также лаборатории предприятий и организаций, работающих или строящихся в данном районе. Всегда желательно выделение головного участника мониторинга для его координации, а в идеа­ле - создание единой системы (подсистемы) локального мониторинга.

Организация и задачи:

1. При организации и проведении локального мониторинга должны определяться приоритетные загрязнители, прежде всего, за которыми уже ведутся наблюдения по программам глобального и национального мониторинга (или хотя бы большинство из них), а также загрязнители, выявляемые при органи­зации мониторинга имеющихся источников загрязнения или на основе изу­чения технологических регламентов (проектов) создаваемых производств.

2. Для интерпретации результатов наблюдений необходимы данные о ме­стных гидрометеорологических условиях, что и делает необходимым участие в локальном мониторинге подразделений Росгидромета. Помимо мониторин­га загрязнений именно на локальном уровне важен мониторинг здоровья, осуществляемый службами Минздрава Российской Федерации.

К локальному мониторингу можно отнести мониторинг среднего горо­да (до 500 тыс. жителей), района расположения промышленного предпри­ятия, ТЭС или АЭС, нефте-, газопромысла, разработки минеральных ресур­сов, а также небольших территорий специфических географических объек­тов, таких как озеро, искусственное водохранилище, дельта крупной реки, лиман, морской залив и т.п.

3. Сетка точек отбора проб, периодичность наблюдений, сроки выдачи информации органам местного самоуправления и другие детали организации мониторинга определяются на основе общих требований, изложенных ранее, и специфики местных условий. Как обычно, при возникновении экстремаль­ных ситуаций частота отбора проб и выдачи информации должна быть резко увеличена впредь до ликвидации последствий этой ситуации.

4. По результатам локального мониторинга соответствующие компетентные органы могут приостанавливать деятельность предприятий, приводящих к сверхнормативному загрязнению окружающей среды, до ликвидации ава­рийной ситуации и ее последствий или улучшения технологического процес­са, устраняющего возможность таких загрязнений. В особых случаях может ставиться вопрос о полном закрытии предприятия, его перепрофилировании или переносе в другую местность.

Результаты мониторинга локального фона на стадии проектирования и строительства также могут привести к необходимости улучшения, совершенствования проекта, изменению места строительства или даже к его запрету по экологическим соображениям.

5. Для правильной организации локального мониторинга необходимо определить наиболее чувствительное к ожидаемому или уже существующему набору загрязнителей звено экосистемы в данном районе или хотя бы ряд та­ких предполагаемых критических звеньев в окружающей среде и биоте. Час­то выявление одного наиболее чувствительного звена является весьма слож­ной задачей, которая не может быть решена однозначно.

6. При планировании и проведении локального мониторинга необходимо учитывать не только распространение загрязнителей из местных источников, но и поступление их извне за счет глобального и регионального переноса, что существенно также и при определении ПДВ и допустимой нагрузки на окружающую среду.

 

2. Разработка программы локального экологического мониторинга

 

При разработке мероприятий по оздоровлению воздушного бассейна отдельного города или крупного промышленного района иногда необходимо:

- детально изучить состояние загрязнения атмосферы в целях выделения рай­онов, подверженных влиянию определенных источников загрязнения;

- уточ­нить распределение по территории города основных и некоторых специфи­ческих вредных веществ, наблюдения за которыми ранее не проводились;

- уточнить правильность расчета полей максимальных концентраций при разработках нормативов ПДВ, особенностей переноса вредных выбросов на десятки, а иногда и сотни километров от источника и изучения взаимного влияния отдельных промышленных центров на крупный промрайон.

Для это­го организуется комплексное обследование города или промышленного рай­она. До проведения обследования осуществляется ознакомление с общей фи­зико-географической характеристикой района, основными источниками за­грязнения и состоянием загрязнения атмосферы в различных районах города. По этим данным составляется подробный обзор состояния загрязнения атмо­сферы города (или промрайона), а затем разрабатывается программа ком­плексного мониторинга.

Программа должна включать следующие работы:

1.Уточнение характеристики выбросов промышленных предприятий и автотранспорта (перечень предприятий, подлежащих обследованию; ве­ществ, выбросы которых должны определяться; автомагистралей для опреде­ления характеристик движения с указанием периода обследования и их час­тоты).

            2.Изучение метеорологического режима (определение метеопарамет­ров, за которыми должны осуществляться наблюдения, сроков проведения наблюдений, указание точек наблюдений на карте-схеме).

            3.Определение программы наблюдений:

- установление количества ста­ционарных постов и дополнительных точек наблюдений с указанием их ме­стоположения на карте-схеме города,

- составление перечня подлежащих кон­тролю веществ и сроков наблюдений,

- перечня предприятий, в районе кото­рых будут проведены подфакельные наблюдения, с указанием расстояний и количества точек наблюдений, сроков наблюдений и веществ, концентрации которых будут определяться.

            4.Сбор медико-биологических сведений (составление перечня показателей мест обследования и т.п.), который проводится в соответствии с мето­дическими указаниями Министерства здравоохранения РФ, а также со специ­альными программами по изучению влияния загрязнения атмосферы на со­стояние здоровья населения.

Обследование должно осуществляться по расширенной программе, включающей измерения не только на территории города, но и за его преде­лами, а также на различных высотах над городом. Это необходимо, чтобы оценить дальность и высоту распространения вредных примесей от городов, их влияние на изме­нение концентраций во всем жизнедеятельном слое на территории города или в целом промышленного района.

Если в городе проводится систематический контроль загрязнения атмо­сферы, то существующая сеть пунктов принимается за репер, так как имеет длительный период наблюдений и позволяет выявлять отклонения в режиме концентрации примесей. В период обследования сеть постов значительно расширяется и уплотняется (один стационарный пост на 0,5-5 км). В зависимости от задач обследования посты располагаются на перекрестках улиц с оживленным движением, у обычных крупных автомагистралей, на разных расстояниях от мощных промышленных предприятий или промплощадок в соответствии с преобладающим направлением ветра. Посты располагаются также в жилых районах разно­го типа застройки, в местах отдыха населения, на территориях школ и дет­ских садов, в формах рельефа (возвышенностях и впадинах), в районе метео­станции. Выбранные точки должны размещаться по возможности равномер­но по городу на площадках с непылящим или мало пылящим покрытием на проветриваемых местах. Для выявления влияния города на окружающую ме­стность целесообразно также установить один стационарный пост на рас­стоянии 1-3 км от города на наветренной стороне по преобладающему на­правлению ветра и на расстоянии 2-5 км на подветренной стороне.

Сроки отбора проб воздуха на стационарных и маршрутных постах за­висят от программ наблюдений. Большое количество постов измерений тре­бует значительного количества обслуживающего персонала и техники. Поэтому изучение загрязнения может проводиться последовательно в отдельных районах города. При этом на стационарных постах наблюдения выпол­няются постоянно, а на дополнительной сети наблюдений в отдельных рай­онах города - периодически в течение двух месяцев года - в теплый и холодный период. В соответствии с расположением промышленных объектов го­род можно разделить на части, в каждой из которых имеются стационарные (реперные) посты и четыре-шесть дополнительных. Наблюдения на стационарных постах проводятся в течение всего года в рекомендованные стандартными программами сроки, а на дополнительных - в различные месяцы (июнь и декабрь, июль и январь, август и февраль).

Если обследования продолжаются более двух лет, то целесообразно менять месяцы, в которые выполняются наблюдения.

Программа обследования должна быть рассчитана на комплексное изучение в течение одного года или двух-трех лет.

Чтобы обеспечить получение статистически достоверных характери­стик загрязнения атмосферы, общее количество наблюдений за одной приме­сью в одной точке должно быть не менее 200, на одном расстоянии от пред­приятий за одной примесью - не менее 50 в год.

В программе следует указать сроки подготовки результатов обобщения и анализа информации.

Работы по комплексному изучению состояния загрязнения атмосферы должны организовываться и проводиться совместно рядом заинтересованных организаций: специализированными НИИ, предприятиями, учреждениями геолого-почвенного, медико-биологического профиля. В программе должны быть указаны задачи, решаемые каждой организацией. Для общей координа­ции работ решением местных органов может быть создана специальная ко­миссия, которая сможет разместить заказы на изготовление оборудования, решить вопрос о выделении на период обследования служебных помещений, организовать охрану приборов и установок и т.п.

Для определения максимальных значений концентраций загрязняющих веществ, которые создаются при направленных выбросах от предприятий, а также размеры зоны распространения примесей от данного предприятия организуются подфакельные наблюдения, т.е. измерения концентраций приме­сей под осью факела выбросов из труб промышленных предприятий.

Местоположение точек, в которых проводится отбор проб воздуха для определения концентраций вредных веществ, меняется в зависимости от направления факела.

Подфакельные наблюдения осуществляются в районе отдельно стоящего источника выбросов или группы источников как на территории города, так и за его пределами.

При подфакельных наблюдениях пробы отбираются на расстояниях 0,5, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 15 и 30 км. Данные наблюдений на близких расстояни­ях от источника (0,5 км) характеризуют загрязнение атмосферы низкими источниками и неорганизованными выбросами, а на дальних они характеризуют сумму от низких, неорганизованных и высоких выбросов.

Измерения концентраций выполняются в центральных (осевых) точках, расположенных по оси факела на различных расстояниях от источника выброса, и в точках слева и справа от линии, перпендикулярной оси факела. Расстояние между точками зависит от ширины факела: по мере удаления от источника выброса оно увеличивается и может колебаться от 50 до 300 - 400 м.

Проведение отбора проб в зоне влияния факела предприятия на разных расстояниях от источника дает возможность проследить изменение концентраций вдоль факела и получить более достоверные данные. В случае изме­нения направления факела наблюдения перемещаются в зону его влияния.

Более часто следует выполнять наблюдения на расстояниях 10-40 сред­них высот труб от источника, где особенно велика вероятность появления максимума концентраций. Наблюдения ведутся за специфическими веществами, характерными для данного предприятия, и с таким расчетом, чтобы на каждом расстоянии от источника было не менее 50 измерений каждого веще­ства.

При выполнении подфакельных наблюдений наиболее существенной частью работы является установление направления факела и выбор точек отбора проб. Направление факела определяется по визуальным наблюдениям за очертаниями дыма. Если дымовое облако отсутствует, то направление факела устанавливается по направлению ветра (поданным шаропилотных наблюде­ний) на высоте выброса, по запаху вредных веществ, характерных для обсле­дуемого источника, и по видимым факелам близлежащих источников.

Пробы воздуха под факелом отбираются на высоте 1,5 - 3,5 м от поверхности земли в соответствии с методикой, применяемой при наблюдениях на стационарном посту. Подфакельные наблюдения следует выполнять в сроки проведения измерений на стационарных и маршрутных постах и дополнительно в другие сроки, чтобы изучить распределение максимальных концентраций в различные часы суток.

Измерение уровня загрязнения воздуха, обусловленного выбросами автотранспорта, осуществляется в комплексе с измерением уровня загрязнения выбросами промышленных источников, но может быть и самостоятельным. Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха на автомагистралях и в прилегающей жилой застройке может быть проведена на основе определения в воздухе содержания как основных компонентов выхлопных газов (оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, акролеина, формальдегида, соединений свинца), так и продуктов их фотохимических превращений (озона и др.).

Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами автотранспорта организуют специальные наблюдения, в результате которых устанав­ливают:

-максимальные значения концентраций основных примесей, выбрасываемых автотранспортом в районах автомагистралей, и период их наступле­ния при различных метеоусловиях и интенсивности движения транспорта;

-границы зон и характер распределения примесей по мере удаления от автомагистралей;

-особенности распространения примесей в жилых кварталах различно­го типа застройки и в зеленых зонах, примыкающих к автомагистралям;

-особенности распределения транспортных потоков по магистралям города.

Наблюдения проводят во все дни рабочей недели ежечасно, с 6 до 13 ч или с 14 до 21 ч, чередуя дни с утренними и вечерними сроками. В ночное время наблюдения ведутся 1-2 раза в неделю.

Точки наблюдения выбираются на городских улицах, в районах с интенсивным движением транспорта, и располагаются на различных участках улиц, в местах, где часто производится торможение автомобилей и выбрасывается наибольшее количество вредных примесей.

Места для размещения приборов выбираются на тротуаре, на середине разделительной полосы при ее наличии и за пределами тротуара, на расстоя­нии половины ширины проезжей части одностороннего движения. Пункт, наиболее удаленный от автомагистрали, должен располагаться не менее чем в 0,5 м от стены здания. На улицах, пересекающих основную автомагистраль, пункты наблюдения устанавливаются на краях тротуаров и на расстояниях, превышающих ширину магистрали в 0,5, 2, 3 раза.

Интенсивность движения определяется путем учета числа проходящих транспортных средств, которые делятся на пять основных категорий: легко­вые и грузовые автомобили, автобусы, дизельные автомобили и автобусы, мотоциклы - ежедневно в течение 2-3 недель в период с 3-6 до 21-23 ч, а на транзитных автомагистралях - в течение суток. Количество проходящих транспортных единиц подсчитывается в течение 20 мин, каждого транспорта -каждые 20 мин. Средняя скорость движения транспорта определяется на основе показателей спидометра автомашины, движущейся в потоке транс­портных средств, на участке протяженностью от 0,5 до 1 км данной автома­гистрали. На основании результатов наблюдений вычисляются средние зна­чения интенсивности движения автотранспорта в течение суток.

           

3. Мониторинг города с населением до 500 тыс. человек

 

Головной организацией по проведению мониторинга в городе обычно является подразделение Росгидромета. В мониторинге также, как правило, участвует городской комитет по охране окружающей среды и лаборатории крупнейших предприятий. Для разработки программы мониторинга необхдимо провести инвентаризацию источников загрязнения, мощность выбросов и сбросов загрязнителей окружающей среды. Для полноценного мониторинга атмосферы такого города обычно достаточно двух-трех стационарных пунк­тов наблюдения за загрязнением воздуха и периодических маршрутных съе­мок с помощью автомашины-лаборатории. Контроль за состоянием водных объектов строится в зависимости от наличия таковых, их вида и гидрологи­ческих особенностей в черте города и на его окраинах. Перечень определяе­мых загрязнителей формируется на основе уже указанных принципов. Бли­зость сельскохозяйственной зоны обусловливает необходимость контроля количества пестицидов в атмосфере и водных артериях города.

 

4. Мониторинг промышленного предприятия

 

Организация мониторинга промышленного предприятия начинается с определения отрасли, к которой оно принадлежит, изучения технологических регламентов, инвентаризации потребляемых ресурсов, выбросов и сбросов, а также анализа состояния окружающего предприятие района. В сбросах и выбросах должны учитываться тепло, взвешенные частицы, химические соединения и радиоактивные вещества, если таковые имеются.

Если предприятие еще не работает, то на стадиях проектирования и строительства следует провести фоновый мониторинг района, результаты которого будут служить эталоном при определении влияния на окружающую среду в районе предприятия после его пуска.

Мониторинг района промышленного предприятия обычно проводят его собственные службы и независимые организации Росгидромета, Госсанэпиднадзора, местных органов охраны природы.

На основе анализа состояния окружающей среды района и общих нормативов предприятию определяются ПДВ и ПДС, которые и должны неукос­нительно соблюдаться, контроль чего также входит в программу мониторин­га.

Подлежащие определению в ходе мониторинга загрязнители устанавливаются в соответствии с профилем предприятия.

 

5. Мониторинг района ТЭС и АЭС

 

Современная угольная ТЭС мощностью 2400 МВт потребляет 1060 т/ч топлива, при этом образуется (т/ч): шлака - 34,5, золы - 195,5, оксида углеро­да (IV) - 2350, оксида серы (IV) - 34 и оксидов азота - 9,4. Кроме того, в соответствии с КПД термодинамического никла станции в окружающую среду сбрасывается значительное количество тепла, которое распределяется между твердыми и газообразными продуктами сгорания и водой системы охлажде­ния. Средний расход охлаждающей воды и количество отводимой ею тепло­ты на 1000 МВт составляют 30 м7с и 4500 ГДж/ч соответственно.

Для каждой ТЭС природоохранные органы устанавливают ПДВ, исхо­дя из расположения ТЭС, наличия других источников загрязнителей в дан­ном районе, расположения населенных пунктов, водных объектов и других особенностей района. Эти ПДВ должны обеспечивать выполнение всех санитарных норм (ПДК) в районе.

При определении ПДВ проводятся расчеты концентраций загрязните­лей согласно технологическим регламентам и используются результаты экспериментальных исследований загрязненности атмосферы в районе ТЭС, если она уже работает.

В дальнейшем мониторинг района ТЭС направлен на контроль за соблюдением установленных нормативов стационарными и подфакельными пунктами контроля. Часто на дымовой трубе устанавливаются датчики автоматизированных систем точечного контроля состава и других параметров выходящих газов, относящиеся к системе объектового контроля источников загрязнения.

Во многих промышленно развитых странах создаются автоматизированные системы локального контроля загрязнения атмосферы, которые ос­нащены датчиками концентраций основных загрязнителей и гидрометеопараметров, аппаратурой для сбора и обработки их показателей. Датчики обычно располагаются на территории с радиусом примерно 10 км. В Японии, например, действуют около 800 таких станций, включающих в себя различ­ные датчики, состав которых определяется спецификой предприятия.

Тепло, сбрасываемое с охлаждающей водой, может использоваться для различных целей (горячее водоснабжение, отопление теплиц, рыборазведе­ние и т.п.).

АЭС потребляет топлива на несколько порядков меньше, чем ТЭС, так как 1т урана эквивалентна примерно 2,5-г-З млн т каменного угля. «Дымо­вые» трубы АЭС не дымят, поэтому химических загрязнителей АЭС практи­чески не выбрасывает в атмосферу. Средний расход охлаждающей воды и количество отводимого ей тепла на 1000 МВт для АЭС составляет 50 м /с и 7300 ГДж/ч соответственно. Основным же загрязнителем, выбрасываемым АЭС, является радиоактивность, поэтому мониторинг АЭС часто называют радиационным, а основной проблемой - накопление радиоактивных отходов.

Кстати, необходимо отметить, что и работа ТЭС связана с накоплением радиоактивности - природной, так как природные радиоактивные изотопы содержатся во всех видах топлива, а особенно в каменном угле и сланцах. В сбрасываемых ТЭС шлаках и золе концентрация этих изотопов возрастает в несколько (иногда десятки) раз, на что, однако, в большинстве случаев не обращают должного внимания.

В нормировании деятельности АЭС реализуется санитарно-гигиенический принцип защиты человека от радиационных воздействий. Со­гласно ему, дозовая квота для облучения населения излучением радиоактив­ных отходов АЭС равна 25 мбэр (5% предельной дозы), причем за счет вы­бросов в атмосферу - 20 мбэр, а за счет сбросов в водоем-накопитель - 5 мбэр. Эти дозы включают внешнее облучение от изотопов, поступивших в атмосферу и выпавших на местность, и внутреннее - от изотопов, поступив­ших в организм человека через дыхательные пути и пищевые цепочки.

В процессе проведения радиационного мониторинга ведется наблюде­ние за поступлением радиоактивных изотопов в окружающую среду, их накоплением, концентрациями, миграцией в пищевых цепях и т.д. При этом контроль ведется как по суммарной активности, так и индивидуально по всем нормированным изотопам (йод-131, стронций-89 и -90, цезий-137 и др.).

Радиационный мониторинг осуществляется через сеть станций (по­стов), расположенных в 30-километровой зоне вокруг АЭС. Как и в случае ТЭС, эта сеть может быть и даже в более значительной степени автоматизи­рована.

Однако чисто радиационный мониторинг района АЭС имеет ряд недос­татков:

-   не учитываются тепловые и химические (даже если последние и не столь значительны, как в случае ТЭС) загрязнители,

-   человек не всегда является наиболее чувствительным звеном экосистемы;

-   иногда не учитывается вклад глобальных выпадений радиоактивных изотопов и т.п.

Поэтому для полного понимания взаимоотношений АЭС с экосистема­ми района ее расположения требуется проведение комплексного экологиче­ского мониторинга района АЭС.

Экологический мониторинг района АЭС включает мониторинг источников загрязнения, мониторинг внешних факторов и мониторинг окружаю­щей среды. Мониторинг окружающей среды включает определение наиболее чувствительных звеньев экосистемы к различным видам воздействия. Наибо­лее полная картина взаимодействия в системе «АЭС - окружающая среда» может быть получена, если ранее был проведен фоновый мониторинг на ста­дии проектирования и строительства АЭС. Биологический мониторинг жела­телен на всех основных уровнях, в том числе и на уровне крупных млекопи­тающих. Нужен учет их численности в районе до пуска и в условиях работы АЭС, причем необходимо учитывать и другие факторы, которые могут вли­ять на этот показатель.


Купон Промокод Яндекс Директ 3000/6000 от 22-41% Скидки
Купон Промокод Яндекс Директ 3000/6000 от 22-41% Скидки


1000 рублей Карта iTunes Gift Card Россия СКИДКА ОТЗЫВ
1000 рублей Карта iTunes Gift Card Россия СКИДКА ОТЗЫВ


Промокод, купон Яндекс Директ 100 Byn. Беларусь.
Промокод, купон Яндекс Директ 100 Byn. Беларусь.