Мониторинг атмосферного воздуха на объекте по хранению и уничтожению химического оружия

Министерство  обороны Российской Федерации

Военная академия войск радиационной, химической и 

биологической защиты и инженерных войск имени

Маршала Советского Союза С.К.Тимошенко

 

Кафедра № 5 
 
 

МОНИТОРИНГ  АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА  НА ОБЪЕКТЕ ПО ХРАНЕНИЮ И УНИЧТОЖЕНИЮ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ 

Дипломная  работа 

      Исполнитель       сержант Нестеров Николай Юрьевич  

                                         (воинское звание, фамилия, имя, отчество)

                                                                                             ____________________

                                                                                                       (подпись)

      Руководитель  доктор биологических наук, профессор _______________

                                 (ученая степень, ученое звание, воинское звание, фамилия, инициалы)

                                      Кебец Н.М.                                                        

                                  

                                                                                                       _____________________

                                                                                                                                             (подпись) 
 
 
 
 

                                        Допущена к защите перед ГАК

                                        Начальник кафедры  № 5

                                        полковник               Синькелев А.П.

                                               (воинское звание, подпись, фамилия) 

                                        «_____»______________20__ г. 
 
 

                                                  
 

     Кострома 2010

     ОГЛАВЛЕНИЕ 

 
 
 
 
 
 
 

ПЕРЕЧЕНЬ  СОКРАЩЕНИЙ 

     В данной дипломной работе применены  следующие сокращения:

OB - отравляющие вещества

ТХ - токсические  химикаты

УХО - уничтожение химического оружия

ОУХО - объект уничтожения химического оружия

ПЭМ - производственный экологический мониторинг

ОС - окружающая среда

МОС - мониторинг окружающей среды

СЗЗ - санитарно-защитная зона

ЗЗМ - зона защитных мероприятий

3В - загрязняющие вещества

ХО - химическое оружие

ОГСНК - общегосударственная система наблюдения и контроля за загрязнением внешней среды

ЕГСЭМ - единая государственная система экологического мониторинга

СОКД - система обеспечения качества данных

СГЭКМ - система государственного экологического контроля и мониторинга

ХАЛ - химико-аналитическая лаборатория

СанПиН - санитарные правила и нормы

ЦЗЛ - центральная заводская лаборатория

ПЛ-А - передвижная лаборатория контроля атмосферы

АСПК - автоматический стационарный пост контроля атмосферного воздуха

ГХ - газовый хроматограф

ЖХ - жидкостной хроматограф

     ПЭКиМ - производственный экологический контроль и мониторинг

 

     ВВЕДЕНИЕ

     В начале ХХI века экологическая ситуация во всем мире, в том числе и во многих регионах нашей страны, продолжает ухудшаться. Наступление человеческой цивилизации на окружающую среду проявляется  в усилении парникового эффекта, выпадении кислотных осадков, утоньшении озонового слоя или даже его исчезновение, загрязнении гидросферы, уничтожении лесов и почвенного покрова, а также важным направлением остается состояние атмосферного воздуха.

     Охрана  воздушной среды от загрязнений  промышленными выбросами является важнейшей социальной и общественной задачей, входящей в комплекс задач  глобальной проблемы охраны природы  и улучшения использования природных  ресурсов.

     Проблемы защиты атмосферы составляют обширную область на стыке наук. Они включают как общие задачи химической технологии, машиностроения и метрологии, так и вопросы, решением которых смогут заниматься узкие специалисты – математики, физики, электротехники, врачи, гигиенисты и тд. Наиболее эффективным методом защиты атмосферы от загрязнения вредными веществами является разработка новых безотходных ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов с замкнутыми производственными циклами, исключающими или резко снижающими выброс вредных веществ в атмосферу. Однако не всегда удается разработать экономически выгодные безотходные технологические процессы с полной или комплексной переработкой сырья. Поэтому на современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка выбросов остается основным мероприятием по защите воздушного бассейна от загрязнения.

      Впервые к вопросам экологической безопасности при осуществлении деятельности ВС РФ обратили внимание при подготовке к выходу группировок войск с территории стран Восточной Европы. В системе экологической безопасности государства ВС России отводится особое место, обусловленное следующими обстоятельствами:

     - принципиально невозможно создание  оружия, ВВТ, не оказывающих воздействия  на окружающую среду;

     - ВС обладают мощными потенциальными источниками экологической опасности (ядерное и химическое оружие, атомный флот, ракетные средства) [1];

     - сокращение, утилизация и уничтожение  ядерного, ракетного и химического  вооружения могут сопровождаться значительным загрязнением окружающей среды[3-7].

     Постановлением  правительства РФ от 21.03.1996г. №305 (с  изм. на 12.09.2008г.) введена Федеральная Целевая программа «Уничтожение Химического оружия в РФ»[2].

     Она регламентирует создание 7 объектов по уничтожению химического оружия в РФ:

     -«Горный», Саратовская область Краснопартизанский  район, п. Горный

     -«Леонидовка», Пензенская область Бессоновский  район, ст. Леонидовка

     -«Почеп»,  Брянская область г.Почеп

     -«Камбарка», Удмурдская республика г.Камбарка

     -«Щучье»,  Курганская область г.Щучье

     -«Марадыковский»,  Кировская область Оричевский  район, поселок Мирный

     -«Кизнер», Удмурдская республика г.Кизнер

     Мониторинг  объекта по УХО представляет собой  систему для своевременного сбора  и анализа информации с целью  определения состояния технологического процесса и окружающей среды.

     Объекты по хранению и уничтожению химического  оружия относятся к химически опасным объектам, при аварии и разрушении которых могут произойти массовые поражения людей, животных, а также заражение окружающей среды [11]. Высокая плотность заражения, возникающая при возможных выбросах и проливах токсических химикатов (ТХ), представляет большую опасность для персонала, окружающей среды, населения и требует скорейшей ликвидации. Существующие технические средства экологического мониторинга не в полной мере соответствуют новым задачам и требуют соответствующего улучшения.

     Целью данной работы является разработка оптимальной  методики обнаружения вредных и  токсичных веществ содержащихся в атмосферном воздухе санитарно-защитной зоны объекта по хранению и уничтожению химического оружия, государственного экологического мониторинга атмосферного воздуха на объектах по УХО.

     Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Систематизировать оптимальную методику мониторинга атмосферного воздуха в санитарно-защитной зоне объекта по УХО
2. Проанализировать возможные пути поступления ОВ и продуктов их деструкции в объекты окружающей среды
3. Подготовить ряд предложений по усовершенствованию системы экологического мониторинга атмосферного воздуха на объекте по УХО в г.Щучье Курганской области.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глава 1  МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

     1.1 Научные основы  мониторинга окружающей  среды

     В последние десятилетия во всем мире резко возросло воздействие человека на окружающую среду. Стало очевидным, что бесконтрольная эксплуатация природы может привести к серьезным негативным последствиям. В связи с этим возникает острая необходимость в детальной информации о состоянии биосферы.

     Известно, что состояние биосферы изменяется под влиянием естественных и антропогенных воздействий. Однако в результатах этих воздействий имеются существенные различия: состояние биосферы, изменяющееся под влиянием естественных причин, как правило, вскоре возвращается к исходному. Перепады температуры и давления, сезонные изменения биомассы растений и животных - это естественные вариации в состоянии биосферы. Наряду с этим средние характеристики биосферы - климат, природный состав различных сред, круговорот воды, углерода, глобальная биологическая продуктивность и т. д. - могут заметно изменяться лишь за тысячи или даже миллионы лет; В противоположность этому перемены в биосфере, вызываемые деятельностью человека (антропогенные изменения), протекают чрезвычайно быстро. Изменения в природе контролируют и изучают многочисленные службы: гидрометеорологическая, сейсмическая, ионосферная, гравиметрическая, магнитометрическая и др., но они не ставят своей основной целью выделение антропогенных сдвигов в природе на фоне естественных вариаций. Поэтому и появилась потребность в организации специальных наблюдений за изменениями в окружающей среде, вызванными деятельностью цивилизации.

     Всё возрастающая опасность отрицательного воздействия промышленного и сельскохозяйственного производства на здоровье людей и на состояние биосферы в целом приводит к необходимости разработки системы предупреждения, контроля и прогнозирования состояния как отдельных объектов окружающей среды, так и всей биосферы в целом. Такая информационная система наблюдений и анализа состояния окружающей среды, в первую очередь наблюдения уровней загрязнения и эффектов,  вызываемых ими в биосфере, получила название мониторинга. В задачи этой системы входит сбор информации о состоянии среды и уровнях ее загрязнений в пространстве и во времени по определенной программе.

     Термин  «мониторинг» появился перед проведением  Стокгольмской конференции  ООН  по окружающей среде (Стокгольм, 5-16 июня 1972 г.) [36].

     Сам термин «мониторинг» появился в противовес (или дополнение) термину «контроль», в трактовку которого включались не только наблюдение и получение информации, но и элементы принятия решений, и элементы управления.

     Мониторинг  включает следующие основные направления  деятельности:

1. Наблюдение за факторами, воздействующими на окружающую среду, и за состоянием среды.
2. Оценку фактического состояния природной среды.
3. Прогноз состояния окружающей природной среды и оценку этого состояния.

     Система мониторинга может охватывать как  локальные районы, так и земной шар в целом (глобальный мониторинг)[55]. Основной особенностью системы глобального мониторинга является возможность (на основании данных этой системы) оценки состояния биосферы в глобальном масштабе. Национальным мониторингом обычно называют систему мониторинга в рамках одного государства. Такая система отличается от глобального мониторинга не только масштабами, но и тем, что основной задачей национального мониторинга является получение информации и оценки состояния окружающей среды в национальных интересах. Так, повышение уровня загрязнения атмосферы в отдельных городах или промышленных районах может и не иметь существенного значения для оценки состояния биосферы в глобальном масштабе, но представляется важным для принятия мер в данном районе, на национальном уровне. 

     1.2 Организация мониторинга  природной среды  в Российской Федерации

     В нашей стране обсуждение системы  мониторинга природной среды  активизировалось перед Первым межправительственным совещанием по мониторингу, созванным  по инициативе ООН в Найроби (Кения, 1974 г.)[25]. Необходимо отметить, что систематические наблюдения за изменениями в биосфере, вызванными хозяйственной деятельностью человека, осуществлялись и ранее. В частности, начиная с 1972 г. функционирует Общегосударственная система наблюдений и контроля за загрязнением внешней среды (ОГСНК) [12]. Эту работу проводят ряд министерств и ведомств, например, Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), обладающая наиболее солидной базой. Накопленный опыт позволил в короткие сроки приступить к получению всесторонней информации об антропогенных изменениях в окружающей среде и ее использованию в природоохранной деятельности.

     Вместе  с тем, уже давно стало ясно, что проблема не исчерпывается только организацией наблюдений за загрязнением окружающей среды. С целью радикального повышения эффективности работ по сохранению и улучшению состояния среды обитания, обеспечению экологической безопасности 24 ноября 1993 г. было принято Постановление Правительства Российской Федерации № 1229 «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга» (ЕГСЭМ) [48]. Организация работ по созданию ЕГСЭМ предусматривает:

1. вовлечение в сферу наблюдений новых видов типов загрязнителей и их влияния на окружающую среду;
2. увеличение числа задач, решаемых при оценке и прогнозе ее состояния;
3. расширение географии экологического мониторинга за счет новых территорий и источников загрязнений.

     В ЕГСЭМ применяется территориально-ведомственный  принцип построения системы и предусматривается максимальное использование возможностей уже существующих государственных и ведомственных систем мониторинга биосферы, антропогенных воздействий, состояния биоты и экосистем, среды обитания человека и животных.

     Организация системы мониторинга в России характеризуется тем, что ведомства и государственные органы, исходя из своих специфических нужд, создают и обеспечивают функционирование собственной системы наблюдений и контроля.

     Именно  по этой причине одна из основных задач  ЕГСЭМ заключается в объединении усилий и возможностей всех форм мониторинга и создании единой системы в нашей стране.

     Главными  задачами ЕГСЭМ являются:

     -разработка программ наблюдения за состоянием окружающей природной среды на территории России, в ее отдельных регионах и районах;

     -организация наблюдений и проведение измерений показателей объектов экологического мониторинга;

     -обеспечение достоверности и сопоставимости данных наблюдений как в отдельных регионах и районах, так и по всей территории России;

     -сбор и обработка данных наблюдений;

     -организация хранения данных наблюдений, создание специальных банков данных, характеризующих экологическую обстановку на территории России и в отдельных ее районах;

     -гармонизация банков и баз экологической информации с международными эколого-информационными системами;

     -оценка и прогноз состояния объектов окружающей среды и антропогенных воздействий на них, природных ресурсов, откликов экосистем и здоровья населения на изменение состояния среды обитания человека;

     -организация и проведение оперативного контроля прецизионных измерений радиоактивного и химического загрязнения в результате аварий и катастроф, а также прогнозирование экологической обстановки и оценка нанесенного природной среде ущерба;

     -обеспечение доступности интегрированной экологической информации широкому кругу потребителей, включая население, общественные движения и организации;

     -обеспечение органов управления информацией о состоянии окружающей среды и природных ресурсов, экологической безопасности;

     -разработка и реализация единой научно-технической политики в области экологического мониторинга.

     Из  представленных выше задач видно, что ЕГСЭМ предусматривает создание двух взаимосвязанных блоков:

1. Мониторинг загрязнения экосистем.
2. Мониторинг экологических последствий таких загрязнений.

     Кроме того, она должна обеспечить получение  информации об исходном (базовом) состоянии биосферы, а также выявление антропогенных изменений на фоне естественной природной изменчивости.

     С целью получения достоверных  и сопоставимых данных о состоянии природной среды в рамках ЕГСЭМ создана система обеспечения качества данных (СОКД), реализуемая через федеральные центры. СОКД решает следующие задачи:

1. обеспечение функционирования единой системы внешнего контроля качества аналитических работ;
2. координация работ по сертификации и аттестации звеньев мониторинга;
3. научно-методическое и организационное руководство системой;
4. обеспечения качества данных на территориальном уровне;
5. метрологическое обеспечение средств измерения в сети ЕГСЭМ.

     В соответствии с административным делением РФ создаются как территориальные подсистемы ЕГСЭМ, так и при необходимости отдельные подсистемы экологического мониторинга в городах и районах.

     В ЕГСЭМ осуществляется также методологическое и информационное сопряжение территориальных и ведомственных подсистем. В основе информационного сопряжения ЕГСЭМ лежит сеть информационно-аналитических центров (федерального, территориального и ведомственного уровней), организующих и выполняющих работу по сбору, хранению и обработке информации, обеспечивающей решение поставленных задач.

     Объединение территориальных подсистем ЕГСЭМ  осуществляется:

1. при необходимости наблюдений за объектами, границы которых выходят за пределы административных территорий (реки, лесные массив крупные озера и т. д.);
2. при решении проблем управления состоянием окружающей среды и экологической безопасности, касающихся одновременно нескольких административных территорий;
3. при создании центров аналитического контроля, использующих сложное и дорогостоящее оборудование для проведения анализов;
4. при объединении сложившихся территориальных структур различных ведомств (Росгидромет, Роскомнедра и т. д.).

     Наряду  с территориальными, ЕГСЭМ включает в себя и тематические подсистемы экологического мониторинга. Каждая тематическая подсистема состоит из одной или нескольких ведомственных специализированных систем, которые обеспечивают наблюдение и контроль:

1. экологического состояния объектов окружающей среды;
2. экологически безопасного для людей состояния среды обитания;
3. состояния и качества природных ресурсов;
4. состояния источников антропогенного воздействия на окружающую среду.

     Общее руководство при проведении работ по созданию ЕГСЭМ и координации деятельности министерств и ведомств, предприятий и организаций в области экологического мониторинга возложены на Главное управление природных ресурсов Российской Федерации.

     В системе Росгидромета в 1993г. действовали 150 химических лабораторий, 41 кустовая лаборатория для анализа проб воздуха в 89 городах с безлабораторным контролем[33].

     Мониторинг  состояния природных ресурсов включает системы наблюдений за атмосферным воздухом, водными, земельным, минерально-сырьевыми, биологическими ресурсами. Осуществляется единая государственная система экологического мониторинга природных ресурсов.

     Атмосферный воздух, к сожалению, как природный  ресурс практически не учитывается и контроль за содержанием компонентов (кроме С0₂) практически не ведется, или проводится  периодически.

     Мониторинг  водных ресурсов проводится в рамках государственного водного кадастра. Учет водных ресурсов, за исключением  подземных, и наблюдение за режимом проводятся в сети гидрометеорологических обсерваторий, станций и постов по единой в стране системе, что обеспечивает на объектах, в организациях и учреждениях контроль правильности учета количества вод, забранных из водоисточников, и сброса в них использованных вод, осуществляется учет использования вод.

     Организации Комитета РФ по геологии и использованию недр осуществляют учет подземных вод, в том числе и эксплуатационных запасов. Контролю подлежит объем отбираемых питьевых и технических вод и распределение этого отбора по видам пользования. 

     Глава 2 МОНИТОРИНГ ОБЪЕКТА  ПО УХО

     2.1 Цели и задачи  системы производственного  экологического мониторинга  и прогнозирования  объекта по хранению и уничтожению химического оружия

     Создание  системы экологической безопасности объектов по хранению химического оружия и объектов по уничтожению химического оружия (ОУХО) — один из ключевых моментов в решении проблемы безопасного уничтожения химического оружия в Российской Федерации. Обязательным условием обеспечения требуемого уровня безопасности объекта и реализации системы защитных мероприятий является создание надежной системы государственного экологического контроля и мониторинга (СГЭКМ) за безопасным функционированием этих объектов.

     Обоснованный, методологически выверенный подход к созданию системы государственного экологического контроля и мониторинга, должен основываться на существующей нормативной и правовой базе, регламентирующей создание систем экологической безопасности для экологически опасных промышленных производств. Основой для построения системы государственного экологического контроля ОУХО является система экологических регламентов и стандартов, которая наравне с технологическими регламентами регулирует производственную деятельность предприятий (нормативы образования и размещения отходов, нормативы ПДВ и ПДС и др.). В стандартной постановке задачи считается, что если для предприятия разработана согласованная территориальным органом МПР России система экологических нормативов и регламентов и функционирует система контроля за их исполнением, то на предприятии реализована система экологической безопасности.

     Объект  по хранению и уничтожению химического  оружия, расположенный в непосредственной близости от заселенной зоны, представляет собой опасный промышленный объект, на который должна распространяться сложившаяся система контроля за функционированием подобных объектов. Проблема создания системы государственного экологического контроля и мониторинга за безопасным функционированием ОУХО включает в себя два основных направления:

1. создание системы контроля за соблюдением объектом установленных экологических нормативов, которая должна использоваться специально уполномоченным территориальным органом МПР России в качестве системы государственного экологического контроля ОУХО;
2. создание системы регулярного экологического мониторинга состояния окружающей среды за пределами промплощадки ОУХО в зоне техногенного влияния объекта (включая ЗЗМ и СЗЗ).