Сам термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде).
Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.
Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности. мониторинг атмосфера среда
Мониторинг атмосферного воздуха - это система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха и источниками его загрязнения, а также оценка и прогноз основных тенденций изменения качества атмосферного воздуха в целях своевременного выявления негативных воздействий природных и антропогенных факторов.
В нашем государстве система наблюдений за атмосферным воздухом ведется на основании следующих принципов:
Проведение мониторинга атмосферного воздуха было начато в 1980 г. Именно в этот год на основании приказа Государственного комитета по гидрометеорологии от 20 октября 1980 г. № 181 было организован Центр по изучению и контролю загрязнения природной среды. В это время началось изучение атмосферного воздуха на государственном уровне.
С момента начала существования самостоятельной страны и до нынешнего времени было выделено 3 этапа развития мониторинга атмосферного воздуха:
В этот период выходит в свет один из основных документов, на котором базируется национальная система мониторинга Беларуси - постановление Совета Министров Республики Беларусь от 28 апреля 2004 г. № 482 «Об утверждении положений о порядке проведения в составе Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь мониторинга поверхностных вод, подземных вод, атмосферного воздуха, локального мониторинга окружающей среды и использования данных этих мониторингов».
3. 2008 и по настоящие дни - закон Республики Беларусь от 16 декабря 2008 г. № 2-З «Об охране атмосферного воздуха». Данный правовой акт регулирует деятельность структур, изучающих атмосферный воздух и увеличивает контроль за данным природным объектом, что ставит работу, связанную с охраной атмосферного воздуха, в приоритетное направление развития государства.
Количество и местонахождение пунктов наблюдений мониторинга атмосферного воздуха, перечень параметров и периодичность наблюдений, а также перечень организаций, осуществляющих проведение мониторинга атмосферного воздуха, устанавливаются Минприроды по согласованию с Министерством здравоохранения, местными исполнительными и распорядительными органами и должны обеспечивать получение информации, достаточной для объективной оценки состояния атмосферного воздуха и его загрязнения. Пункты наблюдений мониторинга атмосферного воздуха включаются в государственный реестр пунктов наблюдений Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь. Экологическая информация, полученная в результате проведения мониторинга атмосферного воздуха, должна включать сведения о состоянии атмосферного воздуха и его загрязнении, в том числе оценку и прогноз изменения состояния атмосферного воздуха и его загрязнения. Сбор, хранение, обработку, анализ данных мониторинга атмосферного воздуха, предоставление экологической информации, получаемой в результате проведения мониторинга атмосферного воздуха, обеспечивает Минприроды. В этих целях Министерство определяет информационно-аналитический центр мониторинга атмосферного воздуха.
Состав и содержание экологической информации, получаемой в результате проведения мониторинга атмосферного воздуха, сроки и порядок ее предоставления в главный информационно-аналитический центр Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь определяются Минприроды. Данные мониторинга атмосферного воздуха, подлежащие длительному хранению, в установленном законодательством порядке включаются в государственный фонд данных о состоянии окружающей среды и воздействиях на нее.
Данные, полученные в результате проведения мониторинга атмосферного воздуха, должна учитываться при подготовке проектов государственных программ рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, прогнозов социально-экономического развития, территориальных комплексных схем рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, а также использоваться для информирования граждан о состоянии атмосферного воздуха и мерах по его охране, других целей.
В случае угрозы возникновения или возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с загрязнением атмосферного воздуха, экологическая информация, полученная в результате проведения мониторинга атмосферного воздуха, в порядке, установленном Советом Министров Республики Беларусь, передается в Министерство по чрезвычайным ситуациям, доводится до республиканских органов государственного управления, иных государственных организаций, подчиненных Правительству Республики Беларусь, местных исполнительных и распорядительных органов и населения для принятия экстренных мер по предупреждению чрезвычайных ситуаций, минимизации или ликвидации их последствий.
Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха осуществляются на стационарных и передвижных пунктах наблюдений за состоянием атмосферного воздуха.
Стационарный пункт наблюдений представляет собой специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологических параметров по установленной программе. Конкретные места установки стационарных пунктов наблюдений за состоянием атмосферного воздуха выбираются на основе предварительного исследования загрязнения атмосферного воздуха в данном районе выбросами стационарных и передвижных источников загрязнения атмосферного воздуха, а также с учетом потенциала загрязнения атмосферного воздуха.
Требования к стационарным пунктам наблюдения:
Передвижной пост предназначен для отбора проб под дымовым факелом с целью выявления зоны влияния данного источника. Передвижные наблюдения осуществляются за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия, по специально разрабатываемым программам и маршрутам. Места отбора проб при передвижных наблюдениях выбирают на разных расстояниях от источника загрязнения с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Отбор проб воздуха производится по направлению ветра, последовательно, на расстояниях 0,2...0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и 20 км от стационарного источника выброса, а также с наветренной стороны источника. Под факелом проводятся наблюдения за типичными для данного предприятия ингредиентами с учетом объема выбросов и их токсичности. В зоне максимального загрязнения отбирается не менее 60 проб воздуха, а в других зонах - не менее 25. Отбор проб воздуха при проведении подфакельных наблюдений производится на высоте 1,5 м от поверхности земли в течение 20...30 мин, не менее чем в трех точках одновременно.
На каждый пункт наблюдений мониторинга атмосферного воздуха, за исключением передвижных пунктов, организации Минприроды составляют и ведут паспорт, наблюдения проводятся согласно годовым программам наблюдений мониторинга атмосферного воздуха.
Перечень пунктов наблюдений мониторинга атмосферного воздуха, параметры и периодичность наблюдений определяются Минприроды по согласованию с Министерством здравоохранения Республики Беларусь.
В г. Минске организована сеть наблюдений за атмосферным воздухом.
Мониторинг атмосферного воздуха на территории города проводится на 12 стационарных станциях. В трех районах (пр. Независимости, 110, ул. Тимирязева, 23 и ул. Радиальная, 50) работают в штатном режиме автоматические станции, на которых концентрации приоритетных загрязняющих веществ измеряют круглосуточно в непрерывном режиме.
Выполнение испытаний отобранных проб атмосферного воздуха, атмосферных осадков и снежного покрова осуществляется аналитическими лабораториями организаций Минприроды, аккредитованными органами Госстандарта и поставленными на учет Минприроды в соответствии с постановлением Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь от 23 января 2008 г. № 7 «О некоторых вопросах учета аналитических лабораторий, осуществляющих измерения в области охраны окружающей среды».
Программа наблюдений разрабатывается РЦРКМ и утверждается директором Департамента по гидрометеорологии. Утвержденная программа наблюдений не позднее 15 декабря года, предшествующего году, на который разрабатывается программа наблюдений, направляется Департаментом по гидрометеорологии в организации Минприроды для исполнения.
Предложение об изменении местонахождения пункта наблюдений мониторинга атмосферного воздуха, а также предложение об изменении и (или) дополнении программы наблюдений, проводимой в этом пункте, вносится организацией Минприроды на рассмотрение в РЦРКМ, который в месячный срок рассматривает и анализирует предложение об изменении местонахождения пункта наблюдений мониторинга атмосферного воздуха и представляет свои предложения в Департамент по гидрометеорологии.
Места отбора проб должны обеспечивать репрезентативность проб по качеству атмосферного воздуха на участках с площадью не менее 200 квадратных метров вблизи дорожного движения и с площадью в несколько квадратных километров на остальных территориях. Отбор проб атмосферного воздуха для определения содержания твердых частиц суммарно проводится на высоте 1,5 м от поверхности земли, других загрязняющих веществ - на высоте 3,5 м от поверхности земли.
Пункты отбора проб атмосферного воздуха на территориях, примыкающих к дорогам, должны находиться на расстоянии не менее 25 м от пересечения основных дорог и не ближе 4 м от центральной части ближайшей полосы движения транспортных средств.
Количество стационарных пунктов наблюдений за состоянием атмосферного воздуха определяют с учетом численности жителей населенного пункта: до 50 тыс. жителей - 1 пункт, 50-100 тыс. жителей - 2 пункта, 100-200 тыс. жителей - 2-3 пункта, 200-500 тыс. жителей - 3-5 пунктов, 0,5-1 млн. жителей - 5-10 пунктов, более 1 млн. жителей - 10-20 пунктов. При определении оптимального количества стационарных пунктов наблюдений за состоянием атмосферного воздуха следует также учитывать площадь и конфигурацию населенного пункта, многообразие функциональных зон, вид источников загрязнения атмосферного воздуха, сложность рельефа. Пункты наблюдений за состоянием атмосферного воздуха размещаются на открытой, проветриваемой со всех сторон площадке с не пылящим покрытием (асфальте, твердом грунте, газоне).
Программа наблюдений подразделяется на непрерывную программу наблюдений и дискретную программу наблюдений. Дискретная программа наблюдений подразделяется на полную дискретную программу наблюдений и сокращенную дискретную программу наблюдений. Непрерывная программа наблюдений и полная дискретная программа наблюдений направлены на получение первичных данных наблюдений о разовых и среднесуточных концентрациях загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, сокращенная дискретная программа наблюдений - о разовых концентрациях.
Стационарная автоматическая станция контроля атмосферы воздуха СКАТ-2011
Автоматическая станция контроля атмосферного воздуха «СКАТ-2011» (далее: «станция») предназначена для обеспечения процесса мониторинга (непрерывного автоматического измерения) концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, контроля метеопараметров и отбора газовых проб. Станция включает в себя систему жизнеобеспечения, измерительный комплекс «СКАТ» и дополнительное аналитическое оборудование.
Прибор контроля и мониторинга воздуха рабочей зоны «Метеометр МЭС-200»
Прибор контроля и мониторинга воздуха рабочей зоны «Метеометр МЭС-200»предназначен для измерения атмосферного давления, относительной влажности и температуры воздуха, скорости воздушных потоков в атмосфере и внутри помещений, интегрального показателя тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса), температуры влажного термометра, энергетической освещенности, яркости и коэффициента пульсации оптического излучения в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра в атмосфере и внутри помещений, концентрации токсичных газов CO;H2S;SO2
Статья 23. Мониторинг атмосферного воздуха
1. В целях наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, комплексной оценки и прогноза его состояния, а также обеспечения органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций и населения текущей и экстренной информацией о загрязнении атмосферного воздуха Правительство Российской Федерации, органы государственной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления организуют государственный мониторинг атмосферного воздуха и в пределах своей компетенции обеспечивают его осуществление на соответствующих территориях Российской Федерации, субъектов Российской Федерации и муниципальных образований.
2. Государственный мониторинг атмосферного воздуха является составной частью государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды) и осуществляется федеральными органами исполнительной власти в области охраны окружающей среды, другими органами исполнительной власти в пределах своей компетенции в порядке, установленном уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти.
3. Территориальные органы федерального органа исполнительной власти в области охраны окружающей среды совместно с территориальными органами федерального органа исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областях устанавливают и пересматривают перечень объектов, владельцы которых должны осуществлять мониторинг атмосферного воздуха.
Постановление Правительства от 2013г. №477 «О гос мониторинге состояния и загрязнения окружающей среды». Государственный мониторинг осуществляется на основе государственной системы наблюдений, включающей в себя стационарные и подвижные пункты наблюдений за состоянием атмосферного воздуха.
Государственная система наблюдений включает в себя государственную наблюдательную сеть, формирование и функционирование которой обеспечивается Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также территориальные системы наблюдений за состоянием окружающей среды, формирование и обеспечение функционирования которых осуществляется органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации в установленном порядке.
При формировании государственной системы наблюдений учитываются пункты и системы наблюдений за состоянием окружающей среды в районах расположения объектов, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду и владельцы которых в соответствии с федеральными законами осуществляют мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды в зоне воздействия этих объектов (далее - локальные системы наблюдений).
5. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с участием других уполномоченных федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации в соответствии с их компетенцией, установленной законодательством Российской Федерации, при осуществлении государственного мониторинга обеспечивает:
а) проведение наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, оценку происходящих в ней изменений, а также прогнозирование следующих опасных явлений и факторов:
опасные природные явления, приводящие к стихийным бедствиям;
неблагоприятные природные условия для отдельных направлений хозяйственной деятельности;
химическое, радиоактивное и тепловое загрязнение, физические, химические и биологические (для поверхностных водных объектов) процессы;
изменение компонентов природной среды, приводящее в том числе к изменению климата;
б) предоставление органам государственной власти Российской Федерации, органам государственной власти субъектов Российской Федерации и органам местного самоуправления сведений (данных) о фактическом состоянии окружающей среды, а также информации о происходящих и прогнозируемых изменениях в ее состоянии;
в) предоставление федеральным органам исполнительной власти, органам исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органам местного самоуправления и организациям, входящим в единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, оперативной фактической и прогностической информации о состоянии окружающей среды в целях обеспечения безопасности населения и снижения ущерба экономике от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
г) предоставление органам, уполномоченным осуществлять федеральный государственный санитарно-эпидемиологический надзор, информации о состоянии окружающей среды для решения задач социально-гигиенического мониторинга;
д) предоставление специально уполномоченным государственным органам Российской Федерации в области охраны окружающей среды информации для комплексного анализа и оценки состояния окружающей среды и использования природных ресурсов;
е) предоставление заинтересованным организациям и населению текущей и экстренной информации об изменении окружающей среды, предупреждений и прогнозов ее состояния;
ж) организацию согласованного функционирования государственной наблюдательной сети, территориальных систем наблюдения за состоянием окружающей среды и локальных систем наблюдения с целью обеспечения необходимой полноты и достоверности информации о состоянии окружающей среды, а также сопоставимость этой информации на всей территории страны, оптимизацию использования наземных, авиационных и космических систем наблюдений;
з) организацию согласованного функционирования государственной системы наблюдений с аналогичными международными системами.
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:
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:
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.
Региональные проблемы, связанные с составом атмосферного воздуха, необходимо рассматривать без отрыва от особенностей человеческой деятельности и природных условий.
Несмотря на различия климата, метеорологических, природных и ландшафтных условий существует много общего в составе и в закономерностях атмосферных процессов в урбанизированных регионах. Именно это позволяет обсуждать проблему с детерминистических позиций и осуществлять мониторинг, который, как говорилось, состоит из трех этапов: наблюдения, оценки и прогноза состояния атмосферы городов, пригородных регионов и переходных зон между местами активной человеческой деятельности и местами ее полного отсутствия.
Одним из основных по массе ЗВ является углекислый газ. Вместе с кислородом это один из биогенов атмосферы, который в основном контролируется биотой. В XX в. наблюдался рост концентрации С0 2 , которая в течение века увеличилась почти на 25 %.
Вклад России в выбросы углерода в атмосферу весьма велик и составляет около 800 млн т/год, т. е. несколько менее 13 % общего количества выбрасываемого в атмосферу углерода. Одной из причин увеличения концентрации С0 2 является вырубка леса - около 50 млн т/год, другая причина - потери гумуса на пашне - около 80 млн т/год. На осушенных территориях идет «сгорание торфа» за счет деятельности грибов и микроорганизмов (площадь осушения составляет 6,2 млн га), однако ежегодный выброс углерода оценить трудно. Также трудно оценить выбросы диоксида углерода в результате его частичного высвобождения из холодных ловушек заболоченных территорий России, но величина может достигать сотен миллионов тонн в год.
Процессы, идущие на заболоченных и переувлажненных территориях Севера России, способствуют и выбросам другого парникового газа - метана СН 4 , так как в результате антропогенного воздействия нарушается деятельность бактериального «метанового фильтра» в увлажненных грунтах. Другим источником метана служат утечки газов из скважин по добыче нефти и газа (главным образом, в Западной Сибири).
Важным парниковым газом (группой газов) являются хлорфто- руглероды - газы чисто антропогенного происхождения. Диоксид углерода, метан и хлорфторуглероды обеспечивают, соответственно, 49, 19 и 14 % возможного парникового эффекта.
Ведущая роль в выбросах парниковых газов принадлежит С0 2 , главным источником которого является энергетический сектор - сжигание ископаемого топлива (рис. 2.1). Некоторое уменьшение доли оксида азота N 2 0 в общем выбросе связано с уменьшением использования азотных удобрений, обусловленным экономическим положением сельхозпроизводителей.
Рис. 2.1. Антропогенный выброс парниковых газов в РФ без учета землепользования, изменений землепользования и лесного хозяйства
В 123 городах (54,2 млн человек, что составляет 52 % городского населения России) население находится под воздействием высокого и очень высокого загрязнения воздуха, из них в 13 субъектах (Москва, Санкт-Петербург, Астраханская, Новосибирская, Омская, Оренбургская, Самарская и Свердловская (и Екатеринбург) области, Камчатский и Хабаровский края, Чувашская Республика, Республика Хакасия и Таймырский АО) - более 75 % городского населения.
Приоритетный список городов России с очень высоким уровнем загрязнения воздуха (ИЗА > 14) в 2012 г. включал 28 городов с общим числом жителей в них 19,1 млн человек (рис. 2.2), а в 2013 г. - 30 городов с общим числом жителей в них 18,7 млн человек.
Почти во всех городах очень высокий уровень загрязнения связан со значительными концентрациями бенз(а)пирена, формальдегида, взвешенными веществами, диоксидом азота и фенолом (табл. 2.1).
В Приоритетный список вошли три города с предприятиями нефтехимической промышленности и нефтепереработки, шесть городов - с предприятиями цветной металлургии и химической промыш-
Число городов (%), где уровень загрязнения очень высокий (ИЗА>14) , высокий (7-13) . повышенный (5-6) , низкий (
Рис.
Таблица 2.1. Тенденция изменений средних концентраций примесей в городах РФ за период 2008-2012 гг.
ленности. Во многих городах определяющий вклад в загрязнение вносят предприятия ТЭК и автотранспорт.
Потоки воздуха разносят поллютанты далеко за пределы городов и промышленных зон, в результате чего ЗВ обнаруживаются на территории России практически повсеместно. Региональные особенности фонового загрязнения атмосферы на территории России соответствуют распределению населения и промышленности: наибольшим оно является в Европейской части, а в Сибири и на Дальнем Востоке, как правило, на порядок ниже.
На основной части территории России не отмечается значительного распространения кислых осадков (pH талых вод обычно составляет 5,5-6,0), которые выпадают в основном на северо-западе Европейской части России - в Карелии и на Кольском полуострове.
Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха, в том числе и за соблюдением воздухо-охранного законодательства, осуществляется органами государственной власти и управления всех уровней, органами местного самоуправления и специально уполномоченными на то государственными межведомственными органами.
Его задачи заключаются в обеспечении строгого выполнения всеми министерствами, комитетами, службами, предприятиями и другими органами, а также должностными лицами и гражданами требований законодательства в сфере охраны атмосферного воздуха.
Представительные и исполнительные органы власти областного, районного уровня, а также органы местного самоуправления и пределах предоставленной им компетенции осуществляют функции” государственного контроля на подведомственной им территории с использованием и охраной атмосферного воздуха всеми предприятиями, учреждениями, организациями, должностными лицами и гражданами. Так, Закону РФ “Об охране атмосферного воздуха”, областная, районная и им равные администрации обеспечивают разработку и проведение мероприятий по охране атмосферного воздуха, участвуют в планировании его охраны и осуществляют контроль за его охраной.
Минприроды РФ и его органы в регионах как непосредственно, так через отделы, инспекции или секторы по охране атмосферного воздуха осуществляют в пределах их компетенции:
Государственный контроль за использованием и охраной атмосферного воздуха, соблюдением экологических нормативов в этой области;
Координируют деятельность других природоохранных органов, министерств, ведомств, предприятий и иных органов, направленную на оздоровление воздушной среды;
Осуществляют единую научно-техническую политику в сфере охраны атмосферы;
Выдают разрешения на потребление атмосферного воздуха для производственных нужд;
Разрабатывают и утверждают экологические нормативы, правила и стандарты в области охраны атмосферного воздуха, участвуют в мониторинге атмосферного воздуха, т.е. в наблюдении за его состоянием и источниками его загрязнения, а также в государственном учете неблагоприятных воздействий на атмосферный воздух.
Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и ее органы в регионах осуществляют наблюдение за состоянием атмосферного воздуха и учет вредных воздействий на него, т.е. формирование системы мониторинга воздушной среды. Эти органы ежедневно составляют прогноз неблагоприятных метеоусловий, способных обусловить резкое повышение уровня загрязнения воздуха, и соответствующую информацию доводят до предприятий - источников его загрязнения. Последние, в свою очередь, вносят изменения в режим работы соответствующих цехов, участков, агрегатов в целях прекращения или уменьшения выбросов загрязняющих веществ.
Департамент санитарно-эпидемиологического надзора Минздрава России и его органы в регионах, а также на водном и воздушном транспорте осуществляют государственный санитарный надзор в состоянием и охраной атмосферного воздуха в части соблюдения санитарно-гигиенических правил. Согласно, Закона “О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения” одной из задач органов санитарного надзора является осуществление санитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических мероприятий, направленных на предупреждение или ликвидацию загрязнения атмосферного воздуха вредными промышленными выбросами и хозяйственно-бытовыми отходами, а также надзор за проведением мероприятий по предупреждению, снижению интенсивности и устранению шума, электромагнитных и иных ионизирующих излучений.
Контроль за соблюдением законодательства об охране атмосферного воздуха в пределах предоставленной компетенции осуществляют также руководители министерств, комитетов, служб, объединений, фирм, предприятий, учреждений, организаций, кооперативов и других органов как лично, так и через специальные природоохранные структурные подразделения (инспекции, службы, отделы, лаборатории, цеха, участки и др.). Или должностных лиц, непосредственно отвечающих за вопросы охраны окружающей среды.
Виды стандартов по охране атмосферного воздуха:
концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и уровней вредных физических воздействий на него;
Нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него.
В апреле 1997 г. введен в действие Воздушный кодекс РФ, который установил правовые основы использования воздушного пространства России, в том числе с учетом экологической безопасности.
Государственное управление в области охраны воздуха, планирование и осуществление соответствующих мероприятий выполняется Правительством РФ. В законе говорится о необходимости государственного учета вредного воздействия на атмосферный воздух, а также о порядке наблюдений и контроле состава атмосферного воздуха со стороны государственных и ведомственных органов. В законе указано, что предприятия независимо от форм собственности, а также и граждане обязаны возместить вред, причиненный нарушением законодательства об охране атмосферного воздуха. Виновные должностные лица несут материальную ответственность в установленном порядке.
Предметом непосредственного посягательства могут служить чистота воздуха и его нормальное физическое состояние (прозрачность, температура, цвет, газовый состав, атмосферное давление и т.д.). Критерием чистоты воздуха является ПДК, содержащихся в нем загрязняющих веществ. Для оценки уровня вредного воздействия на атмосферный воздух используется критерий ПДУ вредного воздействия. Для отдельных предприятий разработаны ПДВ вредных веществ.
В системе правового обеспечения охраны атмосферного воздуха большое значение придается борьбе с нарушениями законодательства об охране атмосферного воздуха, особенно их предупреждению. В этих целях используется система мер юридической ответственности. В законодательстве закреплены виды правонарушений, совершение которых влечет за собой дисциплинарную, административную, материальную (гражданско-правовую), уголовную и иную ответственность.
Дисциплинарная ответственность в соответствии с нормами трудового законодательства применяется к должностным лицам, а также к другим работникам в тех случаях, когда они нарушают или не выполняют своих служебных (должностных и иных) обязанностей по охране атмосферного воздуха.
Административная ответственность является наиболее часто применяемым видом юридической ответственности за нарушения законодательства об охране атмосферного воздуха. Она устанавливается Федеральным Собранием России и по его уполномочию другими нижестоящими органами. Виды правонарушений, за совершение которых предусмотрена административная ответственность, конкретизируются в соответствующих статьях Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях.
Гражданско-правовая (материальная) ответственность за нарушение законодательства об охране атмосферного воздуха наступает в случае, когда загрязнением воздушной среды причинен имущественный вред (материальный ущерб).
Уголовная ответственность за загрязнение атмосферного воздуха наступает в случае совершения общественно опасных деяний (действие или бездействие) в рассматриваемой области, признанных уголовным законодательством преступлениями.
Комплексное применение перечисленных правовых мер способствует оздоровлению воздушного бассейна и в целом окружающей среды.
