Мониторинг атмосферного воздуха — комплексная система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, определение наличия и концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, а также прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения (закон «Об охране атмосферного воздуха»).

Без пищи человек может прожить несколько недель (если он пьет воду), без воды — несколько дней, а вот без воздуха человек не проживет и несколько минут. Воздух — важнейшая составляющая окружающего мира, столь необходимая для жизни человека. Любые вредные вещества, попадающие в воздух в результате природных процессов или в результате хозяйственной деятельности человека, даже если они и присутствуют в малых концентрациях, могут нанести большой, а часто даже непоправимый вред здоровью человека. Этим объясняется повышенное внимание к проблеме загрязнения воздуха и необходимость организации мониторинга атмосферного воздуха.

Основными загрязнителями являются постоянно функционирующие объекты коммунального хозяйства населенных пунктов (теплоэлектростанции и мусоросжигающие заводы), промышленные предприятия, а также ежегодно увеличивающийся поток автотранспорта. В настоящее время доля выбросов от автотранспорта составляет 80% от общего объема выбросов основных загрязняющих веществ. Атмосферный воздух населенных пунктов содержит коктейль из частичек пыли различного размера и диаметра, окислов азота, окислов серы и углерода, углеводородов и альдегидов и еще более сотни наименований химических веществ, обладающих раздражающим, аллергенным, канцерогенным и многими другими биологическими эффектами. Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха города вносят диоксид азота, формальдегид и фенол.

Контроль качества атмосферного воздуха
В принципе, контроль загрязнений атмосферного воздуха — это контроль последствий произошедшего процесса загрязнения воздуха. Идеальная картина — нет источников загрязнения, нет самого загрязнения. К сожалению, на практике реализация такой ситуации невозможна. Но необходимо стремиться максимально реализовать такую ситуацию. Для этого необходим постоянный жесткий контроль над выбросами вредных веществ в атмосферу в процессе хозяйственной деятельности человека. Этой цели служат приборы для контроля промышленных и транспортных газовых выбросов. Эти приборы находятся на передней линии защиты атмосферы от вредных выбросов, они напрямую контролируют источники загрязнения воздуха. Эффективное использование этих приборов часто позволяет оптимально настроить производственный процесс и существенно снизить уровень вредных выбросов в атмосферу.

Приборы для мониторинга атмосферного воздуха

Приборы для мониторинга атмосферного воздуха — устройства, непосредственно контролирующие качество воздуха, вдыхаемого человеком. Предельно допустимые среднесуточные концентрации многих газовых загрязняющих компонентов находятся в области малых концентраций — единицы и десятки мкг/м 3 . Этим объясняются высокие требования к точности, чувствительности и стабильности этих приборов.

Измеряемые параметры:

• Массовая концентрация диоксида углерода (СО2) и загрязняющих веществ: окислов азота (NO/NO 2 , аммиака (NН 3), оксида углерода (СО), диоксида серы (SO 2), сероводорода (Н 2 S), суммы углеводородов (ΣСН) в пересчете на метан, метана (СН 4) и суммы углеводородов за вычетом метана (ΣNСН), озона (О 3), формальдегида (СН 2 О), органических и серосодержащих соединений;
• Массовая концентрация взвешенных частиц (пыли);
• Метеорологические параметры: скорость и направление ветра, температура и относительная влажность окружающего воздуха, атмосферное давление, количество осадков.

АО «ОПТЭК» предлагает хемилюминесцентные, электрохимические и оптические анализаторы качества воздуха , а также измерительные комплексы для непрерывного автоматического определения качества воздуха (мониторинга атмосферного воздуха).

Газоанализаторы для мониторинга атмосферного воздуха могут быть как однокомпонентными:

• (О 3), (О 3), (NO 2), (SO 2), (SO 2), (H 2 S), (NH 3), (CO), (СО 2), (СО), (формальдегид),

так и многокомпонентными:

• (NO,NO 2), (H 2 S,SO 2), (NH 3 , NO, NO 2).

Для комплексного решения задач атмосферного мониторинга «ОПТЭК» выпускает измерительный комплекс «СКАТ», включающий в себя собственно газоанализаторы (от 2-х до 12 измерительных каналов), приборы для измерения аэрозольной составляющей атмосферы, устройства для сбора, регистрации, обработки и хранения полученных данных. Измерительный комплекс «СКАТ» может быть размещен на стационарных, маршрутных и передвижных постах наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы. В измерительном комплексе «СКАТ» решена задача по обеспечению непрерывного режима работы всех устройств, предусмотрены типичные нештатные ситуации, например, кратковременные отключения электропитания. Собранная информация может храниться в автономном регистраторе данных, передаваться на сервер объединения и хранения данных. Пользователь может получать информацию с измерительного комплекса «СКАТ» посредством Internet, локальных сетей, GSM или телефонных каналов.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Отправить

Атмосферный воздух – это уникальная смесь газов, которая дает возможность существовать громадному биоразнообразию живых существ на планете. Поэтому важно поддерживать чистоту и естественный состав воздуха. Мониторинг атмосферного воздуха на содержание вредных примесей требуются по ГОСТУ и дают представление о содержании определенных веществ в атмосфере.

Такие наблюдения помогают контролировать экологическую обстановку, что особенно важно в промышленных зонах или в населенных пунктах с высоким потоком автотранспорта. Мониторинг загрязнения атмосферы производится на постах, так как требует работы точного оборудования. Приборы могут быть установлены в павильонах или в автомобильных лабораториях.

Организация замеров

Все наблюдательные посты делят на три типа по методу организации работы:

• Стационарные. Главная задача – оценка состояния атмосферного воздуха в долгосрочной перспективе.
• Маршрутные. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха в нескольких точках.
• Передвижные. Исследования на подфакельных территориях.

Стационарные существуют длительное время, обычно расположены на благоприятной для наблюдений местности предназначены для постоянной оценки загрязнения атмосферного воздуха в течение максимально длительного периода. Все выводы о годовом изменении концентраций в определенных регионах базируются в основном на данных таких постов. На них производится плановый, регулярный отбор проб для последующего комплексного анализа. На стационарных постах могут проводиться исследования, как по общей загрязненности атмосферы, так и по оценке содержания конкретных веществ.

Маршрутные посты также занимаются регулярным отбором проб в таких точках, в которых особенности местности не позволяют создать постоянный павильон. Задача – детальное изучение состав воздуха на обозначенной территории.

Особенности:

• Наблюдения производятся с помощью автотранспорта.
• Замеры производятся в выбранных точках.
• Передвижная лаборатория в среднем посещает 3-5 точек за день, но особенности оборудования позволяют проводить до десятка замеров за день.
• Порядок посещения точек обязательно должен быть одинаковым – как и время посещения точки.

Передвижной пост называют также подфакельным, потому что его устанавливают под газовым факелом для контроля его действия на состав атмосферы.

Особенности:

• Наблюдения также производятся из автотранспорта.
• Посты расположены на некотором удалении от факела – расстояние определяется для каждого конкретного случая.
• Посты перемещаются и производят замеры в разных точках за маленький промежуток времени.

Все посты наблюдения в обязательном порядке размещаются на открытой местности, на твердой почве или на твердом покрытии.

Цикличность наблюдения

Существует всего три программы наблюдения.

1. Полная программа заключается в расчете разовых и среднесуточных концентраций определенной категории веществ. Соответственно, наблюдения и замеры проводятся ежедневно. На данный момент регистрация осуществляется с помощью автоматики. Замеры проводят не менее 4 раз. Стандартное время для замеров – час ночи, семь часов утра, час дня и семь часов вечера.
2. Неполная программа подразумевает ежедневные исследования для установления разовых концентраций трижды в день – замеры не проводят ночью.
3. Сокращенная программа – это размеры дважды в светлое время суток. Наблюдения по сокращенной программе проводят в местах с благоприятной экологической обстановкой – в зеленых зонах, расположенных далеко от промышленных кварталов. Исследования по сокращенной программе и неполной можно проводить по скользящему графику, сдвигая время измерения.

Все три программы позволяют получить данные для расчета среднемесячной и среднегодовой концентрации.

Особенности исследований в павильонах

Перед установкой проводятся специальные подготовительные мероприятия:

• Рассчитывают все возможные примеси, а также проводят предварительные расчеты их концентраций, основываясь на информации от других постов наблюдения, а также от экологических служб промышленных предприятий.
• Изучают особенности застройки и рельефа местности.
• Изучают перспективы развития предприятий и строительства в выбранной местности.
• Изучают состояние энергетики.
• Рассчитывают предполагаемое влияние транспорта на уровень загрязнения.
• В обязательном порядке проводят комплексные метеорологические исследования.

Количество стационарных павильонов в населенном пункте зависит от экологической обстановки, количества населения, от соотношения зеленых и жилых зон. Рекомендуемая плотность для населенных пунктов с неблагоприятной экологической обстановкой составляет один пост на 5-10 км. Важно располагать посты равномерно с различных функциональных зонах: промышленной, жилой, зеленой. Также требуется проводить замеры рядом с крупнейшими автомобильными магистралями.

В настоящее время для обеспечения оптимальных условий наблюдений в России производятся стандартизированные павильоны типа «ПОСТ» со стандартизированным оборудованием. Существует несколько модификаций комплекта оборудования. Так как замеры производятся с помощью стандартных моделей оборудования, исключаются серьезные инструментальные неточности – все аппаратные ошибки будут лежать в одном диапазоне.

Стационарные функционируют и проводят наблюдения круглогодично и ежедневно, независимо от метеорологических условий.

Передвижные лаборатории

Мониторинг атмосферы на таких постах позволяет производить замеры в разных точках. Ежедневное определение загрязняющих веществ производится в местах, на которых невозможно установить стационарные павильоны.

На данный момент стандартный маршрутный пост представлен автомобильной лабораторией модели «Атмосфера-П». Она оснащена оборудованием для экспертизы воздуха и для проведения метеорологических замеров. Та же лаборатория используется для подфакельных исследований.

Условия эксплуатации лаборатории:

• Мониторинг атмосферы возможен при температуре до 35°С внутри салона автомобиля.
• Максимально допустимая влажность – 80% при температуре 20 °С.
• Диапазон допустимого атмосферного давления от 680 до 790 мм.рт.столба.
• На асфальтовом покрытии скорость автомобиля – не более 50 км/ч.

Внутри автомобиля два отсека: приборный (непосредственно оборудование) и вспомогательный. Во вспомогательном отсеке размещены датчики влажности и температуры, туда же выведена электропроводка, расположены аккумуляторы и другое вспомогательное оборудование, которое требуется для обслуживания основных приборов. Датчик скорости и направления ветра, а также специальные крепления для установки выносных датчиков размещены на крыше в специальном контейнере.

Транспортное загрязнение

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом крайне важен, так как автомобили – основной источник загрязнения.

Замеры проводятся на всех автотранспортных предприятиях. Они позволяют ежеминутно контролировать содержание вредных веществ в двигателе. Также на предприятиях автотранспорта регулярно проводят независимые проверки на соблюдение всех установленных норм. Помимо этого, для персонала предприятия предусмотрено экологическое обучение.

Исследования с помощью стационарных и маршрутных постов ограничены, так как примеси от автотранспорта распределяются необычным образом: замерить максимум можно только на самой магистрали, а при удалении от нее концентрация примесей резко падает.

Поэтому наблюдения организованы таким образом:

1. Определяют максимум концентрации на автомагистралях при разных метеоусловиях и разном трафике.
2. Рассчитывают границы снижения концентрации при удалении от магистрали.
3. Проводят более тщательный экологический мониторинг в жилых и зеленых зонах, расположенных рядом с магистралями.
4. Учитывают распределение транспортных потоков внутри городской зоны.

На автотранспортных магистралях проводят ежедневные проверки. Приборы обычно размещают на тротуаре, а точки наблюдения выбираются по интенсивности движения транспорта.

Значение для природы и человека

Оценка загрязнения атмосферного воздуха имеет большое значение для экологии – на основе полученных данных можно предсказать превышение ПДК, а также разработать комплекс мер по снижению вреда от примесей.

Исследование атмосферного воздуха проводится с такими целями:

• Обеспечить экологическую безопасность для проживающих в районах промышленного загрязнения.
• Собрать сведения о динамике концентрации примесей вредных веществ в атмосферном воздухе.
• Разработать меры уменьшения вреда от факельных выбросов.
• Проконтролировать количество углеродных выбросов от автотранспорта, не допустить стремительного роста загрязнения.
• Создать базу данных по отдельным территориям.
• Предсказать возможность и целесообразность размещения промышленных объектов в тех или иных регионах.

Таким образом, посты для мониторинга выполняют важнейшие функции, помогая собирать информацию, которую затем будут обрабатывать экологи. Непрерывное исследование воздуха – одно из основных направлений защиты окружающей среды. Со временем способы и методы модифицируются, исследования становятся проще и доступнее. На данный момент мониторинг проводится повсеместно.

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 .

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.

Слово мониторинг происходит от лат. monitor – наблюдающий, предостерегающий. В Федеральном законе "Об охране атмосферного воздуха" приведены общие цели мониторинга атмосферного воздуха и определение мониторинга атмосферного воздуха как системы наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценки и прогноза состояния атмосферного воздуха, его загрязнения. Мониторинг воздуха является частью экологического мониторинга, но по сравнению с экологическим мониторингом наблюдение за атмосферным воздухом имеет свои особенности.

Направления мониторинга атмосферного воздуха

Мониторинг атмосферного воздуха является составной частью мониторинга за состоянием окружающей среды. Направления наблюдений за атмосферным воздухом корреспондируют ряду федеральных законов и функциям предусмотренных в них государственных органов исполнительной власти. Так, функции осуществления государственного мониторинга атмосферного воздуха возлагаются на специально уполномоченные федеральные органы исполнительной власти (Минсельхоз, Росгидромет, Росреестр) и другие органы исполнительной власти:

• – в области гидрометеорологии и смежных с ней областях – согласно Федеральному закону от 19.07.1998 № 113-Φ3 "О гидрометеорологической службе";
• – в области охраны окружающей среды – согласно Закону об охране окружающей среды;
• – в области санитарно-эпидемиологического надзора – согласно Федеральному закону "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения".

В соответствии с Положением о государственной службе наблюдения за состоянием окружающей природной среды, утвержденным постановлением Правительства РФ от 23.08.2000 № 622, перечень объектов, владельцы которых должны осуществлять мониторинг атмосферного воздуха, устанавливают и пересматривают органы Минприроды России совместно с территориальными органами Росгидромета.

Владельцы объектов (источников вредных химических, биологических и физических воздействий) – юридические лица должны осуществлять мониторинг и охрану атмосферного воздуха посредством производственного контроля в соответствии с законодательством РФ об охране атмосферного воздуха.

Общегосударственный характер мониторинга атмосферного воздуха

Единство системы и государственный характер наблюдений за атмосферным воздухом предполагают приведение в соответствие с федеральным законодательством актов субъектов РФ но вопросам охраны, использования и мониторинга атмосферного воздуха, иным аспектам совместного ведения в области охраны окружающей среды. Большую роль в применении и разграничении природоохранных и природоресурсных полномочий между органами государственной власти РФ и органами государственной власти ее субъектов играют правовые акты Конституционного Суда РФ.

В Республиках Адыгея и Башкортостан владение, пользование и распоряжение природными ресурсами передавалось их народам. По конституциям Республик Коми и Северная Осетия – Алания природные ресурсы находились в различных формах собственности в порядке и на условиях, установленных их республиканским законодательством. Конституционный Суд РФ Определением от 27.06.2000 № 92-0 признал эти положения не соответствующими Конституции, поскольку они ограничивают суверенитет Российской Федерации и нарушают установленное разграничение предметов ведения и полномочий между органами государственной власти РФ и органами государственной власти субъектов РФ. Эти положения, как не относящиеся только к ведению республик, а относящиеся к совместному ведению РФ и ее субъектов, утрачивают силу и не подлежат применению судами и другими органами.

В конституции Республики Алтай природные ресурсы были объявлены достоянием (собственностью) Республики Алтай на подведомственной территории. Эти положения по аналогичным основаниям Постановлением Конституционного Суда РФ от 07.06.2000 № 10-П также признаны неконституционными.

Приводя свои нормативные правовые акты по предметам совместного ведения в соответствие с федеральным законодательством, субъекты РФ нс должны выходить за пределы своих полномочий, установленные Конституцией. Конституционный Суд РФ своим Определением от 19.04.2001 № 65-0 по Республике Башкортостан вновь подтвердил, что субъекты РФ не должны повторять идентичные положения, признанные не соответствующими Конституции и потому утратившие силу.

Правовой характер основных мер по защите атмосферного воздуха от загрязнения, разграничение полномочий по осуществлению мониторинга атмосферного воздуха, неотъемлемая связь атмосферного воздуха с другими компонентами природной среды предполагают не только разграничение, но и объединение, разнообразие усилий сообщества по совершенствованию правового, организационного, экономического механизмов охраны атмосферного воздуха.

Нередко в целях уменьшения выбросов вредных загрязняющих веществ в атмосферный воздух принимаются акты об упорядочении транспортного движения в крупных городах разрабатываются и осуществляются планы приостановления деятельности предприятий, наиболее загрязняющих атмосферу, на случай повышения температуры в целях предупреждения угрозы для жизни и здоровья людей в результате загрязнения атмосферного воздуха.

Договорные формы охраны атмосферного воздуха приобретают все большее значение: договоры заключаются между различными государствами, между органами исполнительной власти РФ, субъектов РФ.

Подписан договор между Республикой Башкортостан и Республикой Татарстан о сотрудничестве в области охраны окружающей среды, использования природных ресурсов и обеспечения экологической безопасности на сопредельных территориях, которым ставились и частично решались задачи охраны атмосферного воздуха.