Осигуряване на мониторинг на околната среда. Програма за мониторинг на околната среда

Назначаване;

Информация, софтуер, поддръжка на картографски мониторинг и тяхната структура;

Подсистеми за поддръжка на мониторинг на ОС.

Информацията за околната среда е основата за цялостна оценка на техническите иновации, човешките действия, които променят природата, се състоят от три основни блока:

Информационни;

Софтуер;

Картографски.

Работете по създаването на цялостен мониторинг на антропогенните промени заобикаляща среда, трябва да представлява система за контрол, базирана на цялостно наблюдение, анализ на конкретно състояние и на прогнозиране на тенденциите в промените в най-важните фактори на околната среда. Последните включват физични, химични и биологични параметри на природната среда. Те се записват по някаква пространствено-времева структура, определена в зависимост от интензитета на замърсителите, закономерностите на тяхното разпространение и близостта до населените места. Структурата на мониторинга на околната среда е показана на фиг. 6.1.

Общата схема на софтуера на системата за мониторинг съдържа монитор (централен диспечер), който контролира работата на отделните подсистеми. Сред тях са подсистема за събиране на информация, нейното съхранение и първична обработка, подсистема за показване на информация, подсистема за изчисляване на концентрация, изготвяне на прогнози и др. Мониторът работи следните функции: организация на взаимодействието между отделните подсистеми, организация на обслужване на времето, тестов контрол на системата за измерване на земята и други обслужващи функции.

Подсистема за събиране на информацияосъществява комуникация между изчислителния център и оборудването на стационарни постове и мобилни лаборатории, първично сортиране и оперативно съхраняване на събраните данни, тестов контрол на блокове от наземната измервателна мрежа.

Подсистема за предаване на информацияпрехвърля събраната и обработена информация на своите потребители.

Подсистема за съхранениеи първичната обработка на информацията се състои от различни бази данни. Подсистемата за изчисления и прогнози съдържа база от модели за пренос на замърсяване с отчитане на метеорологичните фактори на релефа и др., както и база от модели за изготвяне на прогнози.

Дисплейна подсистемае предназначена за документиране на резултатите от замърсяването и контрола на емисиите, както и за изчисления и прогнози. Резултатите могат да бъдат показани в картографска форма или под формата на таблици, текстови препратки и др. Възможна е и комбинация различни формиинформационен дисплей.

База данние набор от съхранени оперативни данни, използвани от приложните системи на определено предприятие. В съответствие с общата структура на наземната измервателна мрежа са създадени следните основни бази данни: по въздух; емисии и отпадъци; водни тела; картография.

Системата за събиране на данни за качеството на въздуха получава информация за качественото и количествено състояние на метеорологичните и физическите величини, получени от автоматични уреди за измерване на емисии, фонови параметри, метеорологични автоматични уреди, мобилни лаборатории и при изследване на движението на превозни средства. Информацията се въвежда в паметта и се обработва за по-нататъшно получаване на параметри, които ще се използват директно при планирането на мерките за опазване на околната среда.

Целият масив от данни за водните обекти е разделен на две части: МАКРО и МИКРО. В MACRO потребителят получава данни за заявения регион или в рамките на икономически граници, или в рамките административно деление... MICRO съдържа информация за предметна области организации (с различни подробности).

Фигура 6.1.

Поддръжка на картографски мониторинг. Специфичните задачи за мониторинг налагат специални изисквания към картографския метод по отношение на неговата ефективност при анализа и обработката на получената информация. В рамките на тези изисквания картографският метод се определя като многофункционална система за наблюдение на състоянието на околната среда и факторите, влияещи върху нея, като се използва набор от базови, оценъчни и оперативни карти.

Картографска поддръжкапредоставя следните блокове:

Първоначална (основна) информация, включваща картографски данни за природните условия, икономическото използване на територията, както и за състоянието на наблюдаваното явление, процес или параметър на околната среда.

оценъчна и прогнозна информация, съдържаща оценъчни карти на наблюдаваното явление, прогнози за неговото развитие във времето и пространството и освен това консултативни карти за вземане на решения.

оперативна прогноза и контрол, където се създават оперативни данни за наблюдаваното явление. Този блок е пряко свързан с входящите данни на хидрометеорологичната служба, наблюдения в пунктове за наблюдение. Основната цел на блока е оперативното представяне на актуална информация в картографска форма.

картографските данни оценяват резултатите от промените в околната среда, тяхното въздействие върху икономическата дейност и човешкото здраве, очертават дългосрочни мерки за рационално използване на благоприятните тенденции или намаляване на негативните фактори.

Първите два блока формират фонда на изходната картографска информация. Те осигуряват наблюдение с необходимите картографски данни. Базите данни с картографска информация са от голямо значение за внедряването на системата за мониторинг.

За формиране и функциониране на бази данни и картографско изобразяване на данни се използват автоматични картографски системи. Техен отличителна чертатова е композицията технически средстватази система трябва да включва най-малко компютър, графичен видеоекран, дигитайзер и плотер. Общата схема на работа е следната: на първия етап се използват дигитайзери за дигитализиране на информация и въвеждането й в база данни, на втория етап - видео екран за интерактивна обработка на информация, на третия етап се изграждат карти плотер, цветно мастилено-струен печат или графичен видео екран.

Блокът от прогнозна и прогнозна информация включва карти на разпределение на температури, влажност, посока и скорост на вятъра по метеорологични станции и постове.

Въз основа на тази информация се получават поредица от хидроложки, метеорологични карти и карти на разпределението на промишлените отпадъци, карти на разпределението на температурите и замърсяването на въздуха по различни показатели в цялата територия, карти на показателите на водните обекти в града. По този начин можете да създадете различни блокове и серии от карти, необходими за анализа на екологичната ситуация.

Информатизация на околната средасе придава толкова голямо значение - въз основа на него човек може да реши глобални проблеми, и преди всичко екологична. Без създаване на бази данни и познания за екологична информация, без пълно развитие на екологичната прозрачност като свободно движение на споменатата информация, ще бъде невъзможно да се премине към планетарно управление на екоразвитието. Без него моделът за устойчиво развитие не е нищо повече от утопия, а самият преход към безхартиена (електронна и в крайна сметка фотонна) информатика ще помогне за запазването на биосферата. Още при създаването на концепцията за информатизация на обществото беше установено, че в областта на екологията и здравеопазването загубите и загубите поради липсата на съвременни средстваинформационната поддръжка многократно надвишава всички допустими разходи за информатизация.

Екологично зониране и здравословно състояние на населението на Република Узбекистан.

За оценка на екологичната ситуация институтите (НИПТИ „Атмосфера“ и НПЗК „Екология на управлението на водите“) на Държавния комитет за защита на природата разработиха методология и извършиха екологично зониране на територията на Република Узбекистан. Районизацията се основава на административно-териториалното деление на републиката; за минимално районирана териториална единица (данък) се взема административен район, град на републиканско или областно подчинение. Екологичната ситуация на всеки таксон се оценява по 18 екологични индикатора (критерия), които наред с традиционното разделение на териториите според степента на екологичен стрес (допустимо, критично, авариен, екологично бедствие) се оценяват и като се вземат предвид отчитайки среднопретеглената оценка, се подразделят на две категории опасни и особено опасни.

Ориз. 6.2

Зонирането на територията според степента на екологичен стрес (в контекста на регионите) се извършва, както следва: 400 и повече

точки - изключително напрегнати; 250 ... 400 - много напрегнати, 150..250 - средно напрегнати, 120 ... 150 - леко напрегнати и по-малко от 120 точки - не напрегнати.

Най-неблагоприятна екологично е територията на Република Каракалпакстан, където се е развила и продължава да се влошава изключително напрегната екологична ситуация.

Силно напрегната екологична ситуация - в районите на Хорезм, Фергана и Навои.

Екологичната ситуация в районите на Самарканд и Бухара се характеризира като средно напрегната; Сурхандарийска, Ташкентска, Сърдаринска и Андижанска област - като слабо напрегнати; Регионите Наманган, Джизак, Кашкадария и град Ташкент се отпуснаха).

Трябва да се отбележи, че даденото класиране на територията според степента на екологичен стрес не изключва наличието на изключително неблагоприятни „горещи точки“ в относително „проспериращи“ райони. Така например в района на Сурхандария районите Термез и Музрабад попадат в зоната на извънредна екологична ситуация, в района на Бухара - град Гиждуван, в област Ташкент - град Янгиюл и др.

Резултатите от зонирането ще станат основа за разработване на законодателство, насочено към социална защита на населението, живеещо в райони на екологично бедствие, и могат да бъдат използвани при разработването на Национални планове за действие за опазване на околната среда и екологична подкрепа за устойчиво развитие на републиката. на Узбекистан.

Въздействието на състоянието на околната среда върху здравето на населението.

До началото на 1997 г. постоянно пребиваващото население на територията на републиката възлиза на 23,5 милиона души. Плътност - 52,7 души / км 2. Значителна част от населението (62%) живее в селските райони (Таблица 6.2).

Дългосрочният анализ показва, че средната продължителност на живота в републиката е доста ниска и възлиза на 69,3 години (66,1 за мъжете и 72,4 за жените)*. Раждаемостта в републиката е доста висока. През 1996 г. той е 27,3 новородени на 1000 души от населението. Броят на хората под 15 години достига 41%. В същото време броят на възрастните хора е значително по-нисък, отколкото в много други страни по света.

Изключителната структура и високият естествен прираст на населението повишава изискванията към здравната система и определя приоритети.

Таблица 6.2. Население на Република Узбекистан за периода 1992-1996г

Въпреки факта, че коефициентът на детска смъртност на 1000 раждания през 1996 г. в сравнение с 1985 г. намалява от 45,3 на 24,2, този най-важен демографски показател все още е по-висок, отколкото в много други републики на ОНД, и много по-висок, отколкото в развитите страни *. Освен това през последните 10-15 години се наблюдава постоянно нарастване на общата заболеваемост по отношение на първичното насочване сред възрастното и детското население. Общата заболеваемост (без инфекциозни заболявания) при възрастни и юноши се е увеличила от 2925,3 през 1985 г. на 3743,6 през 1996 г.

През 1996 г. лицата със заболявания на дихателната система са 22,9%, на храносмилателната система - 12,9%. Разпространението на тези заболявания в обща структурадава основание да се направи извод за връзката им с неблагоприятна екологична ситуация (табл. 6.3, 6.4).

Състоянието на околната среда в района на Аралско море, в района на Саряси на Сурхандарийска област, както и в районите с интензивна употреба на пестициди, има особено неблагоприятен ефект върху здравето на населението. В района на Хорезм над 370 хиляди души (37% от общо анкетираните), в Република Каракалпакстан - над 550 хиляди души (45% от анкетираните). Предразположението към заболявания в района на Хорезм е 72,3% от населението, в Република Каракалпакстан - 70%.

Заболеваемостта от туберкулоза, рак на хранопровода, заболявания на кръвта, хемопоетичната система и храносмилателните органи в района на Аралско море е няколко пъти по-висока от средната за страната.

* В Япония - при мъжете тяравно на 75,8 години, жени - 81,9.

Таблица 6.3 Структура на заболеваемостта на населението на републиката с първа диагноза,%

Таблица 6.4Динамика на смъртността в републиката, като се вземат предвид причините за смъртността (на 100 000 души от населението)

В съответствие с Програмата се извършва научно обоснован мониторинг на околната среда. Програмата трябва да включва общите цели на организацията, конкретни стратегии за нейното изпълнение и механизми за изпълнение.

Ключов елемент от всяка програма за мониторинг на околната среда е:

Списък на обектите под контрол, тяхната териториална принадлежност (хорологична организация на наблюдението);

Списък на контролните индикатори и допустими площитехните промени (параметрична организация на мониторинга);

Времеви скали - честота на вземане на проби, честота и време на подаване на данни) хронологична организация на мониторинга).

В допълнение, приложението към Програмата за мониторинг трябва да включва таблици, посочващи местоположението, датата и метода на вземане на проби и представяне на данните.

Наземни системи за дистанционно наблюдение. Понастоящем, в допълнение към традиционното „ръчно” вземане на проби, програмите за мониторинг се фокусират върху събирането на данни с помощта на електронни измервателни уредидистанционно наблюдение в реално време.

Използването на електронни измервателни устройства за дистанционно наблюдение се осъществява чрез връзки към базовата станция или чрез телеметрична мрежа, или чрез наземни линии, клетъчни телефонни мрежиили други телеметрични системи.

Предимството на отдалеченото наблюдение е, че множество канали от данни могат да се използват в една базова станция за съхранение и анализ. Това драстично повишава ефективността на наблюдението при достигане на праговите нива на наблюдаваните индикатори, например в определени контролни зони. Този подход позволява предприемане на незабавни действия въз основа на данните от мониторинга, ако праговото ниво е надвишено.

Използването на системи за дистанционно наблюдение изисква инсталиране на специално оборудване (датчици за наблюдение), които обикновено са маскирани за намаляване на вандализма и кражбите, когато наблюдението се извършва на лесно достъпни места.

Системи за дистанционно наблюдение. Програмите за наблюдение широко използват дистанционното наблюдение на околната среда с помощта на самолети или сателити, оборудвани с многоканални сензори. Има два вида дистанционно наблюдение.

А) Пасивно откриване на земна радиация, излъчена или отразена от обект или в близост до наблюдение. Най-често срещаният източник на радиация е отразената слънчева светлина, чийто интензитет се измерва от пасивни сензори. Сензорите за дистанционно наблюдение на околната среда са настроени на специфични дължини на вълните – от далечни инфрачервени до далечни ултравиолетови, включително честотата на видимата светлина.

Огромните количества данни, които се събират чрез дистанционно наблюдение на околната среда, изискват мощна изчислителна поддръжка. Това дава възможност да се анализират слабо различни разлики в радиационните характеристики на околната среда в данните от дистанционното наблюдение, за успешно изключване на шума и „фалшивите цветни изображения". С няколко спектрални канала е възможно да се засилят контрастите, които са невидими за човешкото око. По-специално, когато се наблюдават биологичните ресурси, могат да се разграничат фините разлики в промените в концентрацията на хлорофил в растенията, разкривайки райони с различни хранителни режими.

Б) При активно дистанционно наблюдение се излъчва енергиен поток от спътник или самолет и пасивен сензор се използва за откриване и измерване на радиация, отразена или разсеяна от обекта на изследване. LIDAR често се използва за получаване на информация за топографските характеристики на изследваната област, което е особено ефективно, когато площта е голяма и ръчното проучване ще бъде скъпо.

Дистанционното наблюдение ви позволява да събирате данни за опасни или труднодостъпни зони. Приложенията за дистанционно наблюдение включват наблюдение на горите, въздействието на изменението на климата върху арктическите и антарктическите ледници и изследване на дълбочината на крайбрежието и океана.

Данните от орбитални платформи, получени от различни части на електромагнитния спектър, комбинирани с наземни данни, дават информация за наблюдение на тенденциите в проявлението на дългосрочни и краткосрочни явления, природни и антропогенни. Други приложения включват управление на природните ресурси, планиране на земеползването и различни областинауки за Земята.

Ефективността на екологичния мониторинг на природната среда зависи до голяма степен от научната обосновка на неговата методологична и теоретични основи, показатели за антропогенни нарушения и промени в биосферата, критерии за оценка на различни фактори. Решаването на тези въпроси може значително да повиши нивото на значимост на резултатите, получени в хода на изпълнението на програмата за мониторинг на околната среда.

Сложността на организацията на мониторинга на околната среда зависи от неговото ниво. Като се има предвид нивото на мониторинг на околната среда за ефективното му осъществяване, трябва да се създадат мрежи от станции, пунктове, наблюдателни пунктове, оборудвани със съвременно специално оборудване. Също толкова важен въпрос за организиране на пълноценното функциониране на системата за мониторинг на околната среда на природната среда е нейната финансова и технологична подкрепа.

Негативните последици от икономическата дейност и човешкото въздействие върху околната среда за биосферата вече са обективна реалност. Въпреки това, отрицателните резултати от антропогенното въздействие в съвременни условияразвитието на човешката цивилизация не е неизбежно.

В много отношения влошаването на околната среда е свързано с нерационално използване на природните ресурси, ниско ниво на развитие и по-нататъшно внедряване на съвременни технологии без отпадъци, грешки в екологичните и технически политики и малко познаване на възможни последствияантропогенно въздействие върху екосистемата.

По този начин постоянен мониторинг на околната среда сегашно състояниеи компетентното определяне на тенденциите в околната среда са изключително важни за дългосрочното прогнозиране на качеството на екологичната система и практическите действия за подобряването й.

система за мониторинг на околната среда

В съответствие с Програмата се извършва научно обоснован мониторинг на околната среда. Програмата трябва да включва общите цели на организацията, конкретни стратегии за нейното изпълнение и механизми за изпълнение.

Основните елементи на програмите за мониторинг на околната среда са:

• · Списък на обектите под контрол със строгата им териториална принадлежност (хорологична организация на наблюдението);
• · Списък на контролните показатели и допустимите области на тяхното изменение (параметрична организация на мониторинга);
• · Времеви скали - честота на вземане на проби, честота и време на подаване на данни (хронологична организация на мониторинга).

Освен това приложението в Програмата за мониторинг трябва да съдържа диаграми, карти, таблици, посочващи местоположението, датата и метода на вземане на проби и представяне на данните.

Наземни системи за дистанционно наблюдение

Програмите за наблюдение широко използват дистанционното наблюдение на околната среда с помощта на самолети или сателити, оборудвани с многоканални сензори.

Има два вида дистанционно наблюдение.

• 1. Пасивно откриване на земна радиация, излъчена или отразена от обект или в близост до наблюдение. Най-често срещаният източник на радиация е отразената слънчева светлина, чийто интензитет се измерва от пасивни сензори. Сензорите за дистанционно наблюдение на околната среда са настроени на специфични дължини на вълните – от далечни инфрачервени до далечни ултравиолетови, включително честотата на видимата светлина. Огромните количества данни, които се събират чрез дистанционно наблюдение на околната среда, изискват мощна изчислителна поддръжка. Това дава възможност да се анализират фините разлики в радиационните характеристики на околната среда в данните от дистанционното наблюдение, за успешно изключване на шума и „фалшивите цветни изображения“. С няколко спектрални канала е възможно да се засилят контрастите, които са невидими за човешкото око. По-специално, когато се наблюдават биологичните ресурси, могат да се разграничат фините разлики в промените в концентрацията на хлорофил в растенията, разкривайки области с различни хранителни режими.
• 2. При активно дистанционно наблюдение се излъчва енергиен поток от спътник или самолет и се използва пасивен сензор за откриване и измерване на радиация, отразена или разсеяна от обекта на изследване. LIDAR често се използва за получаване на информация за топографските характеристики на изследваната област, което е особено ефективно, когато площта е голяма и ръчното проучване ще бъде скъпо.

Дистанционното наблюдение ви позволява да събирате данни за опасни или труднодостъпни зони. Приложенията за дистанционно наблюдение включват наблюдение на горите, въздействието на изменението на климата върху арктическите и антарктическите ледници и изследване на дълбочината на крайбрежието и океана.

Данните от орбитални платформи, получени от различни части на електромагнитния спектър, комбинирани с наземни данни, дават информация за наблюдение на тенденциите в проявлението на дългосрочни и краткосрочни явления, природни и антропогенни. Други приложения включват управление на природните ресурси, планиране на земеползването и различни области на науките за Земята.

Интерпретация и представяне на данни

Интерпретацията на данните от мониторинга на околната среда, дори от добре разработена програма, често е двусмислена. Често има анализи или „предубедени резултати“ от наблюдението, или достатъчно противоречиво използване на статистически данни, за да се демонстрира правилността на определена гледна точка. Това ясно се вижда, например, при интерпретацията на глобалното затопляне, където привържениците твърдят, че нивата на CO 2 са се увеличили с 25% през последните сто години, докато опонентите твърдят, че нивата на CO 2 са се увеличили само с един процент.

В новите научно обосновани програми за мониторинг на околната среда са разработени редица индикатори за качество, за да интегрират значителни количества обработени данни, да ги класифицират и да интерпретират значението на интегралните оценки. Например, Обединеното кралство използва системата GQA. Тези общи оценкикачеството класифицира реките в шест групи според химични критерии и биологични критерии.

Обмисли системен подходда анализирате данни от наблюдения в различни програми за наблюдение и да разберете какви характеристики се въвеждат от фактора на географския мащаб на наблюденията при изпълнението на конкретна програма.

Мониторинг на източника

Съставът на газовите емисии при източника се определя изцяло в качествено и количествено отношение от технологията и нейното съвършенство. Нивата на концентрация на замърсители в източника надвишават ПДК за SS с десетки хиляди пъти. Аналитичната задача не е трудна, тъй като съставът е известен и достатъчно стабилен, а нивата на концентрация са високи и не изискват предварителна концентрация на пробата. Всички трудности са свързани с вземането на представителна проба от източника, тъй като газовите потоци често са хетерогенни, нагрявани до висока температураи са хетерогенни по време и диаметър на канала. Обещаващи тук са безконтактните методи за анализ, които не изискват вземане на проби. Това нивонаблюдението не е обхванато в това ръководство.

Мониторинг на въздействието

Съставът и нивата на концентрация се определят до голяма степен (но не напълно) от производствените технологии, които създават замърсяването. V в такъв случайфизичните и химичните процеси в околната среда и метеорологичните условия започват да играят съществена роля за създаване на наблюдаваните нива на концентрации на замърсители. Последните понякога надвишават SS MPC с десетки пъти. Наблюдава се тясна връзка между местоположението на източниците, техните характеристики, посоката и скоростта на вятъра и полетата на концентрация на замърсители. Наблюденията се извършват на стационарни, подвижни и под-факелни постове (вж. раздел 4.4).

Регионален мониторинг

Значителното отдалечаване от предприятията води до факта, че нивата на концентрация на замърсители са по-близо до фона, обикновено в рамките на ПДК SS или дори по-ниски. Аналитичният проблем се усложнява не само от необходимостта от предварителна концентрация на примесите, но и от силната променливост на техните стойности и качествен състав. В този случай наблюдението се отнася до аероаналитични проблеми, при които ролята на въздушните течения е изключително голяма. Необходимо е да се вземат предвид всички регионални дейности, включително селскостопански, с пряка връзка между замърсяването на въздуха и специфични технологиине е лесен за инсталиране. Обикновено човек трябва да се справи с редица вторични вещества, произтичащи от фотохимични и биологични процеси.

Регионалният мониторинг дава възможност да се комбинират данните за въздействието и глобалния фонов мониторинг, а също така дава възможност да се идентифицират основните начини за разпространение на замърсители в дълги разстояния... Директна информация за състоянието на замърсяването на въздуха в регионално нивомогат да бъдат получени от данни от наблюдения в малки населени места, разположени далеч от големите градове, при условие че в тези точки няма източници на замърсяване на въздуха. Информация за регионалното фоново замърсяване на въздуха се получава и от данните на мрежата от наблюдателни пунктове за трансграничен транспорт на замърсители.

Наблюденията на трансграничния пренос на замърсители се извършват в рамките на Кооперативна програма за мониторинг и оценка на предаването на замърсители на въздуха на далечни разстояния в Европа - EMEPв четири станции на EMEP, разположени в Северозападния регион и Централна Русия. Работата по програмата EMEP предвижда редовен анализ на съдържанието в атмосферата и атмосферните валежи на химични съединения, които определят киселинно-алкалния баланс, както и оценка на концентрациите и натоварванията на серни и азотни съединения в северната част на страната. Западни и централни райони на Русия.

Според данни от наблюдения доминиращият киселинен анион за руските станции на ЕМЕП е сулфатен йон. Средните стойности на концентрациите и отлаганията на замърсители, които определят трансграничното замърсяване, са относително малки и според съществуващите концепции не могат да причинят забележими отрицателни ефекти върху околната среда.

За изпълнение на програма за наблюдение на киселинното отлагане и неговото въздействие върху състоянието на природните екосистеми в източната част на азиатския континент и архипелагите в западната част на Тихия океан, Мрежа за наблюдение на киселинното отлагане в Източна Азия - EANET.В Русия има четири станции за наблюдение, три от които се намират в района на Байкал и една в Приморския край. Непрекъснати измерваниясе провеждат на станции EANET в Русия от 2001 г., като според наблюдения на всички руски станции EANET, съдържанието на S0 2 преобладава във въздуха сред газообразните примеси.

Снежната покривка като индикатор за регионално замърсяване

въздух

В регионалните системи за мониторинг на въздуха много внимание се отделя на наблюдението на степента на замърсяване на снежната покривка. Това е разбираемо, тъй като замърсяването му е изключително ясно свързано със замърсяването на атмосферния въздух и носи информация за "сухи" и "мокри" отлагания.

На примера на олово, живак и мед бяха установени значими корелации, изразени чрез следните регресионни уравнения:

IPbJ в почва = 1324 [Pb] в атмосферен въздух + 6,3.

MPC Pb във въздуха (0,3 μg / m 3) съответства на концентрация в почвата от 400 mg / kg;

[Cu] в почвата = 526 [Cu] в атмосферния въздух + 457.

ПДК за Cu във въздуха (2,0 μg / m 3) съответства на концентрация в почвата от 1500 mg / kg;

В почвата = 1,3 в атмосферния въздух + 0,01;

MPC Hg във въздуха (0,3 μg / m 3) съответства на концентрация в почвата от 0,4 mg / kg.

Понастоящем у нас е организирана система за наблюдение на снежната покривка, работеща на базата на снежна проучвателна мрежа. Последното се осъществява от Росхидромет като част от програмата за получаване на данни за Държавния воден кадастър (ДВК), една от целите на която е да отчита всички запаси от повърхностни води на страната.

Снежното проучване отдавна се използва за определяне на запасите от влага в почвата, което е необходимо да се знае по време на селскостопанска работа. На територията на Русия преди това са функционирали около седем хиляди пункта за измерване на сняг, следователно, даването им на нова функция - измерване на концентрацията на приоритетни замърсители - стана напълно естествено допълнение към тяхната работа.

Предимства на наблюдението на снегаса както следва:

• вземането на проби е много просто и не изисква специално оборудване;
• вземането на проби слой по слой ви позволява да определите историята на замърсяването на въздуха през целия снежен сезон;
• снегът по най-естествения начин осигурява концентрацията на примеси в сравнение с въздушната среда, което опростява последващата задача за анализ на примесите;
• само една проба при максимално съдържание на влага е достатъчна за получаване на средните интегрални концентрации на приоритетни примеси за снежния период;
• наблюдението на снежната покривка дава възможност да се оцени стойността на трансграничния пренос на сяра и амониев азот.

От седем хиляди споменати точки за снежно проучване, 560 извършват химически мониторинг. Плътността на мрежата в европейската част на Русия е една точка на 8000 km 2, в азиатската част - една точка на 30 хиляди km 2. Мониторингът обхваща почти цялата площ на Руската федерация - 18,3 милиона км 2.

Вземането на проби се извършва веднъж годишно за максимално съдържание на влага.Времето за вземане на проби варира в различните региони на Русия. Например, в района на Москва проба се взема през 2-ро или 3-то десетилетие на март, а на остров Диксон - през 3-то десетилетие на април или дори през 2-ро десетилетие на май.

Наблюденията бяха организирани за следните катиони и аниони: Na, K, Mg, Ca, NH 4, СГ, NO3, S0 4 2 ", НСО3 и pH. Около 30% от точките предоставят информация за тежки метали и полиароматни въглеводороди.

Най-гъста мрежа от наблюдателни пунктове е създадена в гъсто населените райони, както и по западната граница на СССР. Тези гранични станции бяха отговорни за наблюдението на трансграничните движения. Около 40% от станциите оценяват замърсяването на снега около градовете, 40% контролират разпространението на замърсители от индустриални центрове към по-чисти региони, а 20% изпълняват функциите на фонов мониторинг. Най-висока честотапрояви на вкисляване на снежната покривка (pH = 4,0-5,6) е 42% в районите на Урал и 54% в северните Западен Сибир... В северната част на европейската територия на Русия подкиселяването се забелязва в 26% от случаите.

Границите на разпределението на снежната покривка върху големи площи могат да бъдат фиксирани с помощта космическа информация.За да се изследва динамиката на промените в снежните зони, снимките се правят многократно, няколко пъти. Оперативното картографиране на снежната покривка и скоростта на отстъпление на нейните граници през пролетта традиционно се използват за решаване на практически проблеми, предимно за хидроложки прогнози.

Водоснабдяването се определя чрез хидроложко моделиране, извършва се прогноза на оттока и снеговалежите в речните басейни. Редица параметри за това - площта на речния басейн, покрита със сняг, горска покривка, обработваема земя и др. - могат да бъдат получени чрез методи за дистанционно наблюдение, а някои параметри могат да бъдат оценени косвено. Например, зоните, покрити от топенето на снега, се идентифицират в близкия инфрачервен диапазон на спектъра, а дебелината на снежната покривка се изчислява от серия от последователни изображения, скоростта на границите на натрупване на сняг и температурата на въздуха.

Оперативните данни за снежното съхранение на речните басейни служат като основа за вземане на решения, например за частично източване на водоемите по време на пролетното снеготопене за предотвратяване на наводнения. В бъдеще се планира преминаване към определяне на дебелината на снежната покривка от космоса чрез микровълново радиометрично изследване. По този начин ще бъде възможно басейните на големите реки да получават директно карти за съхранение на снега и с данни за плътност на снега, водно съхранение на снежната покривка.

Сезонната снежна покривка играе изключителна роля в процесите на саморазвитие на планинските райони, определя формирането и режима на речен отток, заледяване и лавини. Със значително въздействие върху климата, той сам по себе си служи като индикатор за изменението на климата.

Картите на разпределението на снежната покривка, получени от резултатите от дистанционното наблюдение, помагат да се разберат пространствените особености и взаимовръзките на ледниковите системи, да се оцени приносът на различни фактори за образуването на ледниците и условията на тяхното съществуване. Точна информация за режима, разпределението и променливостта на снежната покривка е необходима за успешното прилагане на водностопанските мерки и регулиране на водните ресурси в речните басейни на планинските територии със съществуващ воден дефицит в степната зона.

Снегът е добър индикатор за разпространението на замърсяването около големите градове. Замърсителите изпадат от атмосферата в суха форма и с валежи и се натрупват в снежната покривка на големи разстояния от източници - промишлени предприятия, транспортни комуникации и др. с резултатите от обработката на пробите на снежните карти и интензивността на замърсяващите въздействия.

Разликите са най-забележими в характеристиките на снежната покривка в градовете и във фоновите райони през пролетта, въпреки че се образуват през зимата. По време на топенето на снега тези контрасти стават по-изразени поради натрупването на замърсители, които се размразяват от снега (плътността на тона съответства на степента на замърсяване на снега).

Фонов мониторинг

Нарастването на емисиите на замърсители в атмосферата в резултат на процесите на индустриализация и урбанизация води до увеличаване на съдържанието на примеси на значително разстояние от източниците на замърсяване и до глобални промени в състава на атмосферата, което от своя страна може да доведе до до много нежелани последици, включително изменението на климата... В тази връзка е необходимо да се определя и непрекъснато следи нивото на замърсяване на атмосферата далеч извън зоната на пряко действие на промишлените източници и тенденцията на по-нататъшните му промени.

Световната метеорологична организация (СМО) през 60-те години на XX век. беше създадена световна мрежа от станции за наблюдение на фоновото замърсяване на въздуха (BAPMoN). Целта му беше да получи информация за фоновите нива на концентрацията на атмосферните компоненти, техните вариации и дългосрочни промени, която може да се използва за преценка на ефекта от човешка дейноствърху състоянието на атмосферата.

Нарастващата острота на проблема със замърсяването на околната среда в глобален мащаб доведе до създаването през 70-те години на миналия век. Комитета на ООН по околната среда (UNEP/UNEP), който реши да създаде Глобалната системамониторинг на околната среда (GEMS), предназначен да наблюдава фоновото състояние на биосферата като цяло и преди всичко процесите на нейното замърсяване.

От 1989 г. станциите BAPMoN са преименувани на GAW (WMO Global Atmosphere Watch, www.wmo.int) станции, те отговарят за наблюдението и навременното изпращане на получените първични данни до тяхната надзорна дирекция по хидрометеорология (UGM) и Главната геофизична обсерватория ( MGO) тях. A.I. Воейкова.

На UGM са поверени задачите за осигуряване и наблюдение на работата на фоновите станции, както и за въвеждане на нови методи за наблюдение на фоновото състояние на атмосферата, предложена за мрежата. MGO е национален научно-методически център за работа по фонов атмосферен мониторинг в рамките на програмата GAW на СМО. В момента на територията на Руската федерация мрежата GAW включва пет фонови станции - Усть-Вим (Република Коми), Шадзатмаз (Северен Кавказ), Памятная (Курганска област), Туруханск ( Красноярска област), Хужир (остров Олхон на езерото Байкал).

Поставяне на станции

Като правило, фонови наблюдения от специална програмафонов екологичен мониторинг се извършва в биосферни резервати и защитени територии. Преди това биосферните резервати са били разположени в целия СССР. Те оценяват и прогнозират замърсяването на атмосферния въздух чрез анализиране на съдържанието на суспендирани частици, олово, кадмий, арсен, живак, бенз (а) пирен, сулфати, серен диоксид, азотен оксид, въглероден диоксид, озон, ДДТ и други хлорорганични съединения. Програмата за фонов мониторинг на околната среда включва също определяне на фоновото ниво на замърсители от антропогенен произход във всички среди, включително биотата. Освен измерване на състоянието на замърсяването на въздуха на фоновите станции се извършват и метеорологични измервания.

Информацията, получена от фоновите станции, позволява да се оцени състоянието и тенденциите на глобалните промени в замърсяването на атмосферния въздух. Фоновите наблюдения се извършват и от изследователски кораби в моретата и океаните.

Смята се, че 30-40 базови станции на сушата и до 10 във водната зона на Световния океан са достатъчни за цялата Земя. Броят на регионалните станции и тяхното местоположение трябва да гарантират сравнително бързо идентифициране на всички негативни тенденции в даден регион. На територията на Русия има пет станции за интегриран фонов мониторинг (SCFM), които се намират в биосферни резервати: Воронеж, Приокско-Терасни, Астрахан, Кавказски, Алтай.

При организиране интегрирани станции за фонов мониторинг

обърнете внимание на факта, че местоположението им по отношение на техните ландшафтни и климатични характеристики трябва да е представително за региона. Оценката на представителността започва с анализ на климатични, топографски, почвени, ботанически, геоложки и други материали.

След избора на района е необходимо да се вземат предвид наличните източници на замърсяване в района. При наличие на големи местни източници (административни и индустриални центрове с население над 500 хиляди души), разстоянието до обхвата на наблюдение на SCFM трябва да бъде най-малко 100 km. Ако това не е възможно, тогава SCFM трябва да се позиционира така, че повторяемостта на въздушния поток, предизвикващ пренос на замърсители от източника към станцията, да не надвишава 20-30%.

SCFM включва стационарен обхват за наблюдениеи химическа лаборатория.Обхватът на наблюдение се състои от места за вземане на проби, измервателни станции и в някои случаи кладенци за наблюдение. На депото се вземат проби от атмосферен въздух и валежи, вода, почва, растителност, както и хидрометеорологични и геофизични измервания.

Площадка с размери 50 х 50 м, в която се помещава оборудването за вземане на проби и измервателни уредие наречен поддържаща (базова) платформафонова станция. Той трябва да бъде разположен на равна площ на ландшафта с ниска степен на затваряне на хоризонта, далеч от сгради, горски пояси, хълмове и други препятствия, които допринасят за възникването на местни орографски смущения, т.е. характеристики на терена . Обектът е оборудван с устройства за вземане на проби от въздух, утаечни колектори, газови анализатори и типичен набор от метеорологични инструменти.

Химическата лаборатория на станцията се намира на разстояние не по-близо от 500 m от опорната площадка, обработва и анализира онази част от пробите, които не могат да бъдат изпратени в регионалната лаборатория: съдържанието на суспендирани частици (прах), сулфати и серен диоксид в атмосферния въздух; измерване на pH, електрическа проводимост, концентрация на аниони и катиони в атмосферни отлагания.

GAW станции- фоновите станции са разделени на три категории: базови, регионални и континентални.

Базови станциитрябва да се намира на най-чистите места, в планините, на изолирани острови. Основната им задача е да следят глобалното фоново ниво на замърсяване на атмосферата, което не се влияе от никакви местни източници.

Регионални станциитрябва да се намира в селски райони, най-малко на 40 км от основните източници на замърсяване. Тяхната цел е да открият дългосрочни колебания в атмосферните компоненти в района на станцията, причинени от промени в земеползването и други антропогенни влияния.

Континентални гариобхващат по-широк спектър от изследвания в сравнение с регионалните станции. Те трябва да бъдат разположени в отдалечени райони, така че да няма източници в радиус от 100 km, които биха могли да повлияят на местните нива на замърсяване.

Програми за наблюдение на станциите

На KFM станцииприлага се един от принципите на фоновия мониторинг – цялостно изследване на съдържанието на замърсители в компонентите на екосистемите. В тази връзка програмата за наблюдение в СКФМ включва систематични измервания на съдържанието на замърсители едновременно във всички среди (Таблица 4.1), допълнени с хидрометеорологични данни.

Таблица 4.1.Списък на компонентите, които трябва да се контролират на станциите CFM

Списъкът на веществата, включени в програмата, е съставен, като се вземат предвид техните свойства като разпространение и стабилност в околната среда, способност за миграция на дълги разстояния, степента на отрицателно въздействие върху биологични и геофизични системи от различни нива.

V атмосферен въздухсредните дневни концентрации на: суспендирани твърди вещества, озон, въглеродни и азотни оксиди, серен диоксид, сулфати, 3,4-бенз (а) пирен, DCT и други хлорорганични съединения, олово, кадмий, живак, арсен, индикатор за атмосферен аерозол мътността трябва да се измери...

V атмосферни валежиКонцентрациите на олово, живак, кадмий, арсен, 3,4-бенз (а) пирен, DCT и други хлорорганични съединения, pH, аниони и катиони трябва да се измерват в общите месечни проби.

Метеорологични наблюдениявключва наблюдения на:

• температура и влажност;
• скорост и посока на вятъра;
• атмосферно налягане, облачност (количество, форма, височина);
• слънчева светлина;
• атмосферни явления (мъгла, виелици, гръмотевични бури, прашни бури и др.);
• атмосферни валежи (количество и интензитет);
• снежна покривка (височина, съдържание на влага);
• температура на почвата (на повърхността и в дълбочина);
• състоянието на повърхността на почвата;
• радиация (пряка, разсеяна, обща и отразена) и радиационен баланс;
• градиенти на температура, влажност и скорост на вятъра на височина 0,5-10 m, градиенти на температура, влажност на почвата на дълбочина 0-20 cm;
• топлинен баланс.

Задължителната програма за наблюдение в базовите станции на GAW включва наблюдения на съдържанието на серен диоксид, аерозолната мътност на атмосферата, радиацията, суспендираните аерозолни частици и химичния състав на валежите.

На регионалните станции програмата за наблюдение включва измерване на атмосферната мътност, концентрацията на суспендирани аерозолни частици и определяне на химичния състав на атмосферните валежи.

Програмата за наблюдения на фонови станции от различни категории може да бъде разширена чрез увеличаване на броя на газовете, открити в атмосферата, по-специално малки газообразни компоненти, чиято обемна концентрация е по-малка от 1% и които, като се трансформират в атмосферата, може да се превърне в аерозолни частици.

Всички наблюдения по програмата за фонов мониторинг трябва да бъдат придружени от комплекс задължителни метеорологични наблюдения- видимост, атмосферни явления, температура и влажност на въздуха, посока и скорост на вятъра, атмосферно налягане. Поради това е желателно да се извършват фонови наблюдения на базата на метеорологични станции.

Според експерти на ООН първите пет замърсителя на въздуха, подлежащи на контрол, се намират в следващите

Таблица 4.2.Класификация на замърсителите според техния приоритет

ред: S0 2, Oz, NO x, Pb, C0 2 (Таблица 4.2). Трябва да се отбележи, че постъпването на тези вещества в повърхностния слой на атмосферата в резултат на антропогенна дейност е сравнимо с естествения прием.