Оценка состояния окружающей среды

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Оценка состояния  окружающей среды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Астрахань 2011 

Содержание

 

Введение 3

Глава 1. Оценка состояния  окружающей среды, фоновые показатели 4

1. Контактные методы контроля окружающей среды 4
2. Дистанционные методы контроля окружающей среды7
3. Биологические методы контроля окружающей среды 10

Глава 2. Виды загрязнения  окружающей среды17

Глава 3. Нормативы качества окружающей среды…………………………20

3.1. Нормирование качества воздуха………………………………………...24

3.2. Нормирование качества  воды в водоемах……………………………....26

Литература …………………………………………………………………....29

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

Для получения объективной  информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов окружающей  среды необходимо располагать надёжными  средствами и методами  экологического контроля. Повышение эффективности контроля за состоянием природной среды может быть достигнуто повышением производительности,  оперативности  и  регулярности  измерений,  увеличением  масштабности  охвата  одновременным контролем; автоматизацией и оптимизацией технических средств контроля и самого процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Оценка состояния  окружающей среды, фоновые показатели

 

Средства  экологического наблюдения и контроля подразделяются на контактные, неконтактные (дистанционные), биологические, а контролируемые фоновые показатели – на функциональные (продуктивность, оценка круговорота веществ и др.) и  структурные (абсолютные или относительные  значения физических, химических или биологических параметров – концентрация  загрязняющего вещества, коэффициент  суммарного  загрязнения и др.).

 

1. Контактные методы контроля окружающей среды

 

Контактные методы  контроля  состояния  окружающей  среды  представлены  как  классическими  методами химического анализа, так  и современными методами инструментального  анализа. Классификация контактных методов контроля приведена на рис. 1.

Рис.1 . Структура контактных методов наблюдения и  контроля за состоянием окружающей среды

Наиболее применяемые  спектральные,  электрохимические.

хроматографические методы  анализа объектов окружающей среды (представлены на рис. 2– 4).

Рис. 2. Спектральные методы анализа объектов окружающей среды

 

Рис. 3. Электрохимические методы анализа объектов  окружающей среды

 

Рис. 4. Хроматографические методы анализа загрязняющих веществ

 

Общая схема контроля включает этапы: 1) отбор пробы; 2) обработка  пробы с целью консервации  измеряемого параметра и её транспортировка; 3) хранение и подготовка пробы к анализу; 4) измерение контролируемого параметра; 5) обработка и хранение результатов.

Пробоотбор зачастую предопределяет результаты анализа, так как возможно загрязнение пробы в процессе её отбора, особенно когда речь идёт об измерении ничтожно малых количеств  загрязняющего вещества. Здесь важен  и выбор места и средства отбора, и чистота пробоотборников и  тары для хранения пробы.

В изолированной от природной  среды пробе, начиная с момента  её взятия, осуществляются процессы «релаксации»  по  параметрам  экосистемы,  значения  которых  определяются  кинетическими  факторами.  Одни  из параметров меняются быстро, другие сохраняются достаточно долго. Поэтому необходимо иметь представление  о  кинетике изменения измеряемого параметра  в данной пробе. Очевидно,  чем меньше  время от момента взятия пробы до её консервации (или анализа), тем лучше. И все же лучше в параллельно отобранные пробы добавить  эталон  контролируемого  загрязняющего  вещества  и  консервировать  эти  контрольные  пробы  через разные временные интервалы. При измерении «эталонных» образцов одновременно можно получить и градуировочные графики. Такой метод «внутреннего стандарта» желательно использовать и для оценки других факторов, которые могут влиять на результаты  анализа (хранение,  транспортировка, методика подготовки пробы к анализу и т.д.).

Подготовка  пробы  к  анализу может  включать  в  себя  либо  концентрирование  измеряемого  ингредиента, либо  его  химическую модификацию  с  целью проявления  аналитически наиболее  выгодных  свойств. Концентрирование достигается двумя путями: методом сорбции анализируемого компонента (на твёрдом сорбенте или при экстракции растворителем), методами уменьшения объёма пробы, содержащей компонент, например путём вымораживания,  соосаждения  или  выпаривания. Конечно,  любая  такая  процедура  может  влиять  на  результат анализа, поэтому «внутренний стандарт» необходим.

Эффективность любого метода наблюдений и контроля за состоянием объектов окружающей среды оценивается  следующей совокупностью показателей:

•  селективностью и точностью  определения;

•  воспроизводимостью получаемых результатов;

•  чувствительностью  определения;

•  пределами обнаружения  элемента (вещества);

•  экспрессностью анализа.

Основным  требованием  к выбранному методу  является  его применимость в широком интервале концентраций элементов (веществ), включающих как следовые количества, в незагрязнённых объектах фоновых районов, так и высокие значения концентраций в районах технического воздействия [4].

 

2. Дистанционные методы контроля окружающей среды

 

Контактные методы наблюдений и контроля за состоянием природной  среды дополняются неконтактными  (дистанционными), основанными на использовании двух свойств зондирующих полей (электромагнитных, акустических,  гравитационных):  осуществлять  взаимодействия  с  контролируемым  объектом  и переносить  полученную информацию к датчику. Зондирующие поля обладают широким набором информативных признаков и разнообразием эффектов взаимодействия с веществом объекта контроля. Принципы функционирования средств неконтактного  контроля  условно  подразделяют  на  пассивные  и  активные.  В  первом  случае  осуществляется приём зондирующего поля, исходящего от самого объекта контроля, во втором производится приём отражённых, прошедших или переизлученных зондирующих полей, созданных источником.

Неконтактные методы наблюдения и контроля представлены двумя основными  группами методов: аэрокосмическими и геофизическими. Основными видами аэрокосмических методов исследования являются оптическая фотосъёмка, телевизионная, инфракрасная, радиотепловая, радиолокационная, радарная и многозональная съёмка.

Неконтактный контроль атмосферы  осуществляется с помощью радиоакустических  и лидарных методов. Вначале  радиоволны  были  использованы  для  анализа  состояния  ионосферы (по  отражению  и  преломлению волн), затем сантиметровые волны применили для исследования осадков, облаков, турбулентности атмосферы.

Область использования радиоакустических  методов ограничена сравнительно локальными объёмами воздушной  среды (около 1–2 км  в  радиусе) и  допускает их функционирование  в наземных  условиях и на  борту воздушных судов.

Одной из причин появления  отражённого акустического сигнала  являются мелкомасштабные температурные неоднородности, что позволяет контролировать температурные изменения, профили скорости ветра, верхнюю границу тумана.

Принцип лидарного (лазерного) зондирования заключается в том, что лазерный луч рассеивается молекулами, частицами, неоднородностями воздуха; поглощается, изменяет свою частоту, форму импульса, в результате чего  возникает флюоресценция,  которая позволяет  качественно или  количественно  судить о  таких параметрах  воздушной  среды,  как  давление,  плотность,  температура,  влажность,  концентрация  газов, аэрозолей, параметры ветра. Преимущество лидарного зондирования заключается в монохроматичности, когерентности и возможности изменять  спектр,  что позволяет избирательно  контролировать  отдельные параметры  воздушной среды. Главный недостаток – ограниченность потолка зондирования атмосферы с Земли влиянием облаков.

Основными методами неконтактного  контроля природных вод являются радиояркостной, радиолокационный, флюоресцентный. Радиояркостной метод использует диапазон зондирующих волн от видимого до метрового для одновременного контроля волнения, температуры и солёности. Радиолокационный (активный) метод заключается в приёме и обработке (амплитудной, энергетической, частотной, фазовой, поляризационной, пространственно-временной) сигнала, отражённого от взволнованной поверхности.

Для дистанционного контроля параметров нефтяного загрязнения  водной среды (площадь покрытия, толщина, примерный химический состав) используется лазерный отражательный, лазерный флюоресцентный методы и фотографирование в поляризованном свете.

Флюоресцентный метод  основан на поглощении оптических волн нефтью и различии спектров свечения легких и тяжёлых фракций нефти. Оптимальный выбор длины возбуждающей волны позволяет по амплитуде  и форме спектров флюоресценции  идентифицировать типы нефтепродуктов.

Геофизические методы исследований применяются для изучения состава, строения и состояния массивов горных пород, в пределах которых могут  развиваться те или иные опасные  геологические процессы. К ним относятся: магниторазведка, электроразведка, терморазведка, визуальная съёмка (фото-, теле-), ядерная геофизика, сейсмические и геоакустические и другие методы.

В программу наземных инструментальных геофизических наблюдений в системе  мониторинга включаются:

•  районы размещения дорогостоящих, ответственных и особо опасных объектов промышленного и гражданского строительства;

•  промышленные  зоны,  в  которых  ведётся добыча полезных ископаемых, откачка (закачка) подземных  вод, рассолов (промышленных стоков), места  складирования отходов и т.п.;

•  территории, занятые  топливно-энергетическими комплексами;

•  территории с мульдами оседания земной поверхности;

•  территории занятые  промышленными предприятиями, на которых  выполняются прецизионные работы

в различных сферах производственной деятельности;

•  территории с неблагоприятной  и напряжённой экологической  обстановкой;

•  территории расположения уникальных архитектурных сооружений и исторических памятников.

 

3. Биологические методы контроля окружающей среды

 

Совершенно очевидно, что  оценка экологической обстановки на территории в ходе формирования эффективной системы государственного экологического мониторинга невозможна без использования методов биодиагностики качества окружающей среды.

Оценивать качество окружающей среды, степень её благоприятности  для человечества необходимо, прежде всего, в целях:

•  определения состояния  природных ресурсов;

•  разработки стратегии  рационального использования региона;

•  определения предельно  допустимых нагрузок для любого региона;

•  решение  судьбы  районов  интенсивного  промышленного  и  сельскохозяйственного  использования,  загрязненных территорий и т.д.;

•  решения вопроса  о строительстве, пуске или остановке  определённого предприятия;

•  оценки эффективности  природоохранных мероприятий, введения очистных сооружений, модернизации производства и т.д.;

•  введения новых химикатов  и оборудования;

•  создания рекреационных  и заповедных территорий.

Ни один из  этих вопросов не может быть объективно решён лишь на уровне рассмотрения формальных показателей, а требует проведения специальной  разносторонней оценки качества среды обитания, т.е. необходима интегральная характеристика её состояния, биологическая оценка.

Прямые (интегральные) методы оценки экологической обстановки в  свою очередь тоже можно разделить  на две  группы – биоиндикации и  биотестирования  (последние называют  также токсикологическими методами).

Объектом  исследования  первых  являются  организмы  или  сообщества организмов-биоиндикаторов,  наблюдаемые в естественных условиях обитания.

Биоиндикаторами называются растительные и животные организмы, наличие, количество и состояние  которых служат показателями изменения  качества среды их обитания. Глубина  биоиндикации может быть различной  от простой  визуальной диагностики  растений до изучения иммунных и  генетических изменений  в организме индикаторов.