Особенности мониторинга объектов промышленности и транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Экологический мониторинг

2. Оценка качества окружающей среды

Заключение

Список сипользованной литературы

Введение

Количественная оценка промышленно-транспортных воздейст-вий на окружающую среду необходима для:

определения значимости отдельных факторов и выявления со-ответствующих закономерностей;

разработки эффективных механизмов управления природо-охранной деятельностью и рациональным использованием природ-ных ресурсов в промышленности и на транспорте.

Она осуществляется в результате мониторинга промышлен-но-транспортных объектов и окружающей среды, т.е. слежения за промышленно-транспортными объектами как источниками загряз-нений и изменением состояния окружающей природной среды, а также предупреждения о создающихся критических ситуациях, вред-ных или опасных для здоровья людей и других живых организмов.

Особенности мониторинга объектов промышленности и транс-порта, диктующие требования к измерительным приборам, обо-рудованию, программным средствам и расчетным методикам, связаны с:

множественностью подвижных источников загрязнения пере-менной интенсивности выбросов во времени и в пространстве;

распределенностью источников загрязнений на значительной площади территории;

наличием большого числа параметров, которые необходимо измерять регулярно или непрерывно с высокой степенью достовер-ности.

В связи с этим возникают особые требования к конструкции приборов, использованию специальных методов измерений и оцен-ки экологически значимых показателей транспортных средств, ма-териалов, технико-эксплуатационного состояния инженерных сооружений, параметров состояния окружающей среды. Речь идет о создании комплексной системы мониторинга на основе аэрокос-мического зондирования и наземного оперативного сопровожде-ния с использованием стационарных и передвижных постов наблюдений.

Обязательным условием успешной работы такой системы явля-ется широкое использование специальных программных средств и математических методов обработки, анализа массивов текущей ин-формации о промышленно-транспортных объектах и изменении со-стояния окружающей среды, восстановления информации о харак-теристиках транспортных потоков, уровнях загрязнения воздуха, воды, почвы, растительности на значительной площади территории (до 1000 км2), используя в качестве исходных данных результаты из-мерений этих параметров в отдельных (репрезентативных) точках пространства. Эти методы и средства необходимы для визуализации и представления результатов мониторинга в форме, удобной для принятия эффективных управляющих решений.

1. Экологический мониторинг

Для оценки негативных изменений среды осуществляют экологический мониторинг.

Экологический мониторинг -- это система наблюдений, оценки и прогноза, позволяющая выявить изменение состояния окружающей среды под влиянием антропогенной деятельности.

Изучение и контроль состояния окружающей среды включают исследование таких природных ресурсов, как разнообразные воды, воздух, почвы, совокупность этих систем с точки зрения определения в них загрязняющих химических веществ, нарушающих сложившееся экологическое равновесие в природе.

Термин «мониторинг» образован от латинского слова «монитор» -- наблюдающий, предостерегающий (так называли впередсмотрящего матроса на парусном судне). Идея глобального мониторинга окружающей человека природной среды и сам термин «мониторинг» появились в 1971 г. в связи с подготовкой к проведению Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (1972). Первые предложения по разработке такой системы были выдвинуты Научным комитетом по проблемам окружающей среды (СКОПЕ).

Профессор Р. Мэнн в 1973 г. в постановочном аспекте изложил концепцию мониторинга, которая была обсуждена на первом Межправительственном совещании по мониторингу (Найроби, февраль 1979 г.). Мониторингом Р. Мэнн предложил называть систему повторных наблюдений одного или более элементов окружающей природной среды в пространстве и во времени с определенными целями в соответствии с заранее подготовленной программой.

В 90-х гг. XX в. в Российской Федерации мониторинг природной среды и источников антропогенных воздействий осуществляется службами Госкомгидромета, Санэпиднадзора, Министерства охраны окружающей среды, Минсельхозпрода и других ведомств.

Цель экологического мониторинга -- информационное обеспечение управления природоохранной деятельностью и экологической безопасностью (рис.1)

Рис.1. Схема мониторинга

В состав мониторинга входят:

наблюдение за изменением качества окружающей среды, факторами, воздействующими на окружающую среду;

оценка фактического состояния природной среды;

прогноз изменения качества среды.

Наблюдения осуществляются по физическим, химическим и биологическим показателям. Перспективны интегрированные показатели состояния окружающей среды.

В систему экологических наблюдений входит определение показателей опасного загрязнения среды техногенного происхождения, например, соединений тяжелых металлов, газовых загрязнителей и т. д.

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами;

сбросы сточных вод в водные объекты;

поверхностные смывы загрязняющих и биогенных в поверхностные воды суши и моря;

внесение на земную поверхность и(или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;

места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов;

техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и(или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ, и т.д.;

процессы атмосферного переноса загрязняющих веществ;

процессы переноса и миграции загрязняющих веществ в водной среде;

миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод;

миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов.

Экологический мониторинг - это серьезная и сложная проблема.

Выделяют глобальный, национальный, региональный и локальный мониторинги.

Глобальный (биосферный) мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества, позволяет оценить современное состояние всей природной системы Земли. Наблюдение ведут базовые станции в различных регионах планеты (30--40 сухопутных и более 10 океанических).

Нередко они располагаются в биосферных заповедниках.

Национальный мониторинг осуществляется в пределах государства специально созданными органами.

Региональный мониторинг осуществляется за счет станций системы, куда поступает информация в пределах крупных районов, интенсивно осваиваемых народным хозяйством, а следовательно, подверженных антропогенному воздействию.

К локальному мониторингу относятся наблюдения за воздушной средой различных зон города, промышленных и сельскохозяйственных районов и отдельных предприятий. Локальный мониторинг осуществляется с помощью стационарных, передвижных или подфакельных постов. Такая система имеется в большинстве крупных городов России. Так, в г. Кургане мониторинг атмосферного воздуха осуществляется на пяти постах.

И. П. Герасимов (1981) подразделяет систему наземного мониторинга окружающей среды на блоки, имеющие свои задачи и базу обеспечения (табл.1).

Система наземного мониторинга окружающей среды (по И. П. Герасимову, 1981 г.)

Биологический, или биоэкологический (санитарно-гигиенический) блок мониторинга осуществляет постоянное наблюдение за состоянием среды и ее влияния на здоровье человека. Значение этого блока мониторинга трудно переоценить. Нередко люди и не представляют, какой опасности они подвергают свое здоровье, проживая в той или иной местности. Сравнение показателей некоторых болезней на различных территориях дает возможность установить, в какой степени благоприятны или неблагоприятны условия для жизни и деятельности человека.

Геосистемный (геоэкологический, хозяйственный) блок мониторинга включает наблюдение за изменением природных геосистем и превращением их в природно-технические. Практика показывает, что прогнозы по созданию оптимальных природно-технических систем, в пределах которых может жить и работать человек без ущерба для своего здоровья, удается получить в результате тщательного изучения механизмов превращения природных геосистем в природно-технические.

Биосферный (глобальный) блок мониторинга охватывает наблюдения за параметрами геосферы в глобальном масштабе. Это наиболее сложная система наблюдений, которая позволяет прогнозировать изменения качества окружающей человека среды в глобальном масштабе. В качестве примера можно привести прогнозы по потеплению климата из-за возникновения «парникового эффекта» и его последствия для природы планеты. Другой пример. Концепция «ядерной зимы» как результата атомной войны -- яркое подтверждение необходимости тщательного изучения и учета всех прогнозов по изменению природы Земли при проведении, в частности, международной политики. Людей от всеобщего самоубийства могут остановить знания. Таким образом, рациональное природопользование возможно при наличии и правильном использовании информации, полученной системой экологического мониторинга.

Мониторинг загрязнения природной среды базируется на сети пунктов режимных наблюдений. По состоянию на 1992 г. ее показатели характеризовались следующими данными.

Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха проводились в 334 городах Российской Федерации, из них регулярно - на стационарных постах в 255 городах и поселках, в большинстве из которых измерялись концентрации от 5 до 25 ингредиентов. Общий объем определений содержания вредных веществ в атмосферном воздухе городов и населенных пунктов за год составляет 4 млн. проб.

Степень загрязнения почв оценивается по результатам более 30-50 тыс. определений и проб, отбираемых в отдельные годы в 300-500 хозяйствах.

Загрязнение поверхностных вод суши контролируется по всем основным водотокам и водоемам. Так, за 1992 год отобрано и проанализиолвано почти 40 тыс. проб воды, выполнено около 950 тыс. определений по 158 гидрохимическим показателям. Гидробиологическими наблюдениями было охвачено 218 водных объектов.

Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводит 623 морские станции.

Сеть станций наблюдения транспортного переноса вредных веществ ориентирована на западную границу Российской Федерации. На трех станциях наблюдения проводится отбор проб на атмосферный аэрозоль, диоксиды серы и азота, а также отбор проб атмосферных осадков.

В настоящие время насчитывается около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности.

Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется на 645 метеостанциях, охватывая площадь 117 млн.км. В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения pH, а также бенз(а)пирен и тяжелые металлы.

Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАМПОН) состоит станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной программой.

2. Оценка качества окружающей среды

Важным направлением мониторинговых исследований является оценка качества окружающей среды.

Качество окружающей среды -- это степень соответствия природных условий физиологическим возможностям человека. Различают окружающую природную среду здоровую, или комфортную, при которой здоровье у человека в норме, и нездоровую, при которой нарушается состояние здоровья. Когда при взаимодействии человека со средой наблюдаются необратимые изменения состояния здоровья, то такая среда называется экстремальной. Отсюда следует, что для сохранения здоровья населения нашей страны необходимо следить за качеством окружающей среды. Для этого разработаны научные оценки качества окружающей среды, которые называются стандартами качества окружающей среды. Они подразделяются на экологические и производственно-хозяйственные.

Экологические стандарты устанавливают предельно допустимые нормы антропогенного воздействия на окружающую среду, превышение которых несет опасность здоровью человека, губительно для растительности и животных. Данные нормы устанавливаются в виде предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПДК) и предельно допустимых уровней вредного физического воздействия (ПДУ).

ПДК-- это количество вредного вещества в окружающей среде, отнесенное к массе или объему ее конкретного компонента, которое при постоянном контакте или при воздействии в отдельный промежуток времени практически не оказывает влияния на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

При определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, а также и воздействие данных загрязнителей на природные сообщества в целом. ПДК с каждым годом все больше устанавливаются для веществ в воздухе, воде, почве.Так,настоящее время разработаны ПДК для 200 загрязняющих веществ воздушной и водной среды. Предельно допустимые уровни вредного физического воздействия (ПДУ) устанавливаются, как правило, для шумового и электромагнитного загрязнения. экологический мониторинг окружающий среда

Производственно-хозяйственные стандарты качества окружающей среды регламентируют экологически безопасный режим работы производственного, коммунально-бытового и других объектов. К данному визу стандартов качества окружающей среды относятся предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в окружающую среду (ПДВ) и предельно допустимый сток (ПДС) загрязняющих веществ в водоемы конкретными источниками (предприятиями) той или иной территории.

Около 2 млн т, не считая минеральных удобрений, составляет общее количество веществ, ежегодно попадающих в биосферу. Меньше предельно допустимой может быть концентрация каждого из этих веществ, но совместное их присутствие вызывает такой же эффект, как и при их содержании, превышающем ПДК. Это явление называется эффектом суммации действия. Таким эффектом, например, обладают следующие сочетания вредных веществ: ацетон -- фенол, сернистый газ -- фенол, сернистый газ -- сероводород и др. При совместном содержании в воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия, необходимо соблюдать следующее условие:

где С1, С2, ...Сn -- фактические концентрации вредных веществ в окружающей среде;

ПДК1, ПДК2,...ПДКn -- предельно допустимые концентрации этих вредных веществ в окружающей среде.

Выбросы становятся опасными для здоровья человека, если при расчете сумма будет больше единицы.

Меры по улучшению качества окружающей среды разрабатываются на каждом предприятии, в каждом городе или поселке. Их можно объединить в следующие группы (рис.2): технологические, архитектурно-планировочные, инженерно-организационные, правовые, экономические мероприятия.

Минимальный контур практического регулирования обозначен двойными стрелками

Обращается внимание на следующие обстоятельства. Если для данного территориально-производственного комплекса определены предельно допустимая техногенная нагрузка (ПДТН), суммарные и дифференцированные по источникам ПДВ и ПДС, то контур регулирования сравнительно простой. Главная обратная связь для принятия решений определяется оценкой выбросов. В том же случае, когда строгая оценка не произведена и используются временно согласованные нормативы, то задача усложняется, относительно большое значение для принятия решений приобретает оценка экологического ущерба.

Следует иметь в виду и то, что принятие решений не ограничивает мероприятия только воздействиями на технологические процессы или средства очистки; которые должны уменьшить интенсивность и опасность эмиссии. Могут быть и другие варианты: перераспределение и перемещение мощности источников, замена технологии, увеличение санитарно-защитной зоны, отселение людей из зоны активного влияния источника и т. д. В целом из схемы управления качеством окружающей среды следует, что главная обратная связь в контуре принятия природоохранных решений определяется блоком оценок воздействия. Одной из центральных процедур контроля экологической регламентации является оценка воздействий хозяйственной деятельности на окружающую среду.

Химические методы анализа

Глубоким содержанием наполнен перечень обобщенных показателей при мониторинге вод, характеризующих их общую загрязненность. Ими являются химическое потребление кислорода (ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК), общий органический углерод, растворенный органический углерод, общий азот, адсорбирующиеся органические галогениды.

Рассмотрим важнейшие из них - ХПК и БПК. ХПК - мера общей загрязненности воды содержащимися в ней органическими и неорганическими восстановителями, реагирующими с сильным окислителем. Ее обычно выражают в молях эквивалента кислорода, израсходованного на реакцию:

Остаток дихромата оттитровывается стандартным раствором соли Fe (II):

Поскольку ХПК не характеризует все органические загрязнители, окисляемые до углекислоты и воды, проводят еще определение общего органического углерода. Для этого в пробе окисляют органические загрязнители. Выделяющийся СО2 поглощают раствором щелочи. Оттитровав остаток щелочи кислотой, находят искомый показатель. Вычислив отношение ХПК к общему углероду, получают показатель загрязненности сточных вод органическими веществами.
БПК - это количество кислорода, требующееся для окисления находящихся в воде веществ в аэробных условиях в результате происходящих в воде процессов. Для его определения отбирают две пробы воды. В первой сразу же определяют содержание растворенного кислорода. К пробе добавляют раствор соли Mn (II) и аммиак, в результате чего образуется окислитель - гидратированная форма диоксида марганца:

Далее вводят избыток йодида калия и выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата:

Вторую пробу закрывают и оставляют на 2, 3, 5, 10 или 15 суток. Далее, действуя описанным выше способом, находят остаток кислорода. Разность между первым и вторым определениями дает БПК.

Приведенные примеры иллюстрируют применение в экологическом мониторинге классических химических методов анализа. Особенно велика роль в экологическом мониторинге современных методов аналитической химии, называемых инструментальными.

Заключение

Неучет отрицательного влияния отходов производства на окружающую среду в виде наносимого экономического ущерба позволяет производить много и дешево, так как нет затрат на уменьшение отходов и загрязнение окружающей среды. В свою очередь учет антропогенного фактора в затратах производства не позволяет производить много и дешево. Сейчас не существует рынка, который экономически связал бы производство и отходы производства. Плата за загрязнение позволяет решить этот вопрос экономическими методами. Платежи за загрязнение (налоги) - это убыток для экономики, но государство должно регулировать отрицательные эффекты производства, т.е. уровень антропогенного воздействия, этими экономическими методами, так как рыночные регуляторы здесь не всегда срабатывают. Базовые нормативы платы за загрязнения и размещение отходов, которые устанавливает государство, должны корректироваться на поправочные коэффициенты. Эти поправки к базовым нормативам отражают различия в экологических условиях, которые складываются в отдельных местностях.

Платежи уплачиваются по двум ставкам. По одной ставке оплачиваются выбросы в пределах установленного норматива, а по другой, повышенной, предприятие платит за превышение над нормативом.

На предприятиях в большинстве случаев отсутствует учет фактических выбросов или сбросов по данным инструментальных замеров. Учет проводится расчетным путем на основе проектных данных или технологических регламентов, но состояние оборудования и режимы его работы часто не соответствуют штатному состоянию и регламентам. В результате расчетные значения выбросов загрязнений отличаются от фактических. Для решения этой проблемы соответствующими органами должны проводиться моментные наблюдения (оперативный экологический мониторинг).

Список сипользованной литературы

1. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко; Под ред. В.Н. Луканина. - М.: Высш. Шк., 2003

2. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий курс. В 2-х т. / Под ред. И.И. Мазура. - М.: Высшая школа, 1996.

3. Богдановский Г.А. Химическая экология: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1994.

4. Петров К. М. Общая экология: взаимодействие общества и природы. - СПб: Химия, 1997.

5.Розанов С. И. Общая экология. - СПб.: Издательство «Лань», 2001

6. Москаленко А. П. Экономика природопользования и охраны окружающей среды. - М.: ИКЦ «МарТ», Ростов-н/Д: Издательский центр «МарТ», 2003.

7.Постановление СМ РФ «О введении платы за загрязнение природной среды и образовании и использовании фондов охраны природы РСФСР». - М.: 1991.

Размещено на Allbest.ru