Югорский  государственный  университет

Факультет заочного обучения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Специальность:  080502 «Экономика и управление на предприятии природопользования»

Группа: з-6450

Контрольная работа по дисциплине: «Экологический мониторинг»

Номер варианта:  №10

осенний семестр 2009 – 2010 учебного года

Студент: Заидов Сухроб Султанович

Номер зачетной книжки: 1022530

Адрес: г.Ханты-Мансийск, ул. Механизаторов 8, кв. 1

Дата предоставления на проверку: _____________

Проверил: Углев Владимир Владимирович 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ханты –  Мансийск, 2009г.

   Содержание:

1. Биосферный мониторинг
2. Классификация видов загрязнение окружающей среды
3. Место экологического мониторинга в природоохранной деятельности
4. Мониторинг недр
5. Мониторинг химического загрязнения
6. Основные источники загрязнение атмосферного воздуха
7. Радиационное загрязнение окружающей среды
8. Химические методы мониторинга
9. Химическое загрязнение окружающей среды
10. Экологически мониторинг: цели и основные задачи
11. Литература

1. Биосферный  мониторинг

   Биосферный (синонимы - фоновый, глобальный) мониторинг предполагает контроль за обще планетарными изменениями в биосфере, которые связаны с деятельностью человека. Фоновый мониторинг проводят в соответствии с Глобальной системой мониторинга окружающей среды, Международной программой «Наблюдения за планетой», Программой ЮНЕСКО «Человек и биосфера», Программой ООН по окружающей среде ЮНЕП.

   Основные  задачи биосферного мониторинга  определены в одном из разделов Международной  программы «Человек и биосфера» и состоят в следующем:

   - установление взаимосвязи между  загрязнением, структурой и функционированием экосистем, их звеньев, популяций или отдельных организмов;

   - определение перечня тех показателей  и измерений, которые необходимы  для наблюдения и оценки существующего  состояния экосистемы и прогноза изменения его в будущем;

   - анализ путей и скоростей преобразования  загрязняющих веществ в экосистеме;

   - определение критических уровней  показателей окружающей среды.

   Программу работ выполняют на станциях фонового мониторинга. На территории России эти  станции действуют в заповедниках: Березинском, Приокско-Террасном, Центральном  лесном, Кавказском, Астраханском, Баргузинском, Сихотэ-Алинском, Сары-Челекском, Чаткальском, Репетекском, Кроноцком, Боровое, леднике Абрамова. В пунктах - Сыктывкар, Ново-Пятигорск, Туруханск, Курган, Иркутск.

   Программа станций фонового мониторинга предполагает регулярный отбор проб и определение следующих показателей:

   - в атмосфере - взвешенные частицы, мутность, озон, диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, сульфаты, 3,4-бензпирен, ДДТ;

   - в атмосферных осадках - свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, 3,4-бензпирен, рН;

   - в поверхностных, подземных водах, донных отложениях - свинец, ртуть, метил ртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, 3,4-бензпирен, биогенные элементы;

   - в почвах - свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, ДДТ, 3,4-бензпирен, биогенные элементы.

   Анализ проб унифицированными методами выполняют в двух аналитических центрах - в Санкт-Петербурге и Ташкенте. Координирует и обобщает работы по комплексному фоновому мониторингу Лаборатория мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета РФ.

   Наряду  с методами оценки степени загрязнения  с помощью приборов используются методы так называемой биологической индикации, основанные на учете живых организмов (тест объектов), особенно чувствительных к конкретным химическим примесям. Такими биоиндикаторами могут служить мхи, лишайники, чувствительные к загрязнению воздуха; дафнии, инфузории, четко реагирующие на загрязнение поверхностных вод; почвенная фауна (например, дождевые черви) при загрязнении почв.

   В настоящее время все большее  развитие получает система аэрокосмического мониторинга, который используется в региональном и глобальном масштабе. Картины Земли из космоса - это прежде всего интегральные изображения природных и хозяйственных систем. Исследователь оперирует изображениями или цифровыми данными о земной поверхности как в широкой зоне видимого спектра, так и в ультрафиолетовом, инфракрасном и радиолокационном диапазонах. К достоинствам космического мониторинга относятся возможность слежения за глобальными и региональными особенностями природы Земли, комплексный характер информации, содержащейся на снимках из космоса, что позволяет их использование для изучения сложных компонентов природы и обнаружения следов антропогенного воздействия.

   Современные темпы и масштабы антропогенных  изменений в природе могут  привести к необратимым негативным последствиям, предотвратить которые  можно лишь при условии знания всех процессов, происходящих на уровне экологических систем и биосферы в целом. Кроме экологического мониторинга для решения этой задачи в экологии используют моделирование и экологическую экспертизу.

2. Классификация видов загрязнение  окружающей среды

   Выделяют  естественное загрязнение, возникшее  в результате мощных природных процессов (извержение вулканов, лесные пожары, выветривание, эрозия и др.) без какого-либо вмешательства  человека, и антропогенное загрязнение, являющееся результатом хозяйственной  деятельности. Загрязнения подразделяют на три основных типа: физическое, биологическое  и химическое. Наиболее опасным для природных экосистем и человека является именно химическое загрязнение, поскольку в результате него в окружающую среду поступают различные токсиканты: полихлорированные диоксины, хлорорганические пестициды, полициклические ароматические углеводороды, нитрозамины, радионуклиды, тяжелые металлы и др. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), из более чем 6 млн. известных химических соединений на практике используется только около 500 тыс.; из них около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными. Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, среди которых особенно опасны 200 наименований: бензол, асбест, бензапирен, пестициды, тяжелые металлы (особенно ртуть, свинец, кадмий), разнообразные красители и пищевые добавки. Опасность токсичных веществ для человека в значительной степени предопределяется способностью последних к кумуляции. Накапливаясь в организме человека, токсиканты могут привести к различным болезненным состояниям спустя длительное время после их воздействия. Кроме того, токсичные вещества могут привести к различным порокам развития, уродства и наследственной болезни.

   "Загрязнение  есть неблагоприятное изменение  окружающей среды, которое целиком  или частично является результатом  человеческой деятельности, прямо  или косвенно меняет распределение  приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей  среды и условия существования  живых существ. Эти изменения  могут влиять на человека прямо  или через сельскохозяйственную  продукцию, через воду или другие  биологические продукты (вещества)". Виды загрязнений окружающей среды достаточно многообразны и ведут к различным ограничениям в природопользовании.

   Источники проникновения экотоксикантов в окружающую среду весьма разнообразны. В основном супертоксиканты образуются в результате хозяйственной деятельности человека и имеют, как правило, техногенное происхождение. Развитие промышленности, энергетики, новых форм ведения сельского хозяйства, транспортной инфраструктуры, добыча полезных ископаемых, широкое использование химикатов в быту приводит к поступлению в воздух, воду, почву и растения большого количества различных веществ, большая часть из которых является весьма токсичной. Токсиканты способны кумулироваться в организме человека и животных, вызывая при этом различные заболевания. Особую опасность для окружающей среды представляют пространственно распределенные источники, так как они загрязняют огромные территории. К ним можно отнести: лесные пожары; транспорт; сельскохозяйственные угодья после обработки пестицидами и гербицидами; использование в качестве топлива отходов деревообрабатывающих предприятий, пропитанных фенол и галогенсодержащими веществами.

   Если  в целом охарактеризовать пути загрязнения  окружающей среды, то можно выделить следующие причины: несовершенные  производственные процессы; использование  продукции, в которой экотоксиканты содержатся изначально или образуются при ее использовании или в случае аварий; несовершенство технологий очистки промышленных и сточных вод; несовершенство технологий уничтожения, захоронения или утилизации бытовых и промышленных отходов; использование в сельском хозяйстве пестицидов; радиоактивное загрязнение окружающей среды за счет ядерных испытаний и в результате аварий.

   Практически любое предприятие в результате своей деятельности за счет несовершенства технологий вносит в окружающую среду  различные загрязнители. В атмосферу  попадают отработанные газы, аэрозоли, сточная вода содержит большое количество токсичных веществ, которые не всегда обезвреживаются на водоочистных станциях. В результате переработки сырья  образуется большое количество твердых  и жидких отходов, требующих утилизации, переработки или захоронения. Все  промышленные предприятия можно  объединить в ряд отраслевых групп. Рассмотрим влияние некоторых отраслевых предприятий на окружающую среду. Химическая промышленность объединяет предприятия, применяющие химические методы переработки веществ и выпускающие химические продукты, многие из которых являются чрезвычайно опасными. Химическое производство чаще всего не образует значительного количества твердых отходов, поэтому его воздействие на литосферу невелико. Более существенным является воздействие на гидросферу и атмосферу. В результате производства в атмосферу выбрасывается различные газообразные вещества в виде основных продуктов, полупродуктов и отходов. В зависимости от типа производства в качестве газообразных веществ в атмосферу могут поступать окислы азота, аммиак, оксид серы (IV), сероводород, диоксид углерода, галогенпроизводные углеводороды, диоксины и др. Помимо газообразных продуктов в результате деятельности химических предприятий в атмосферу попадают аэрозоли, содержащие тяжелые металлы, различные органические и неорганические вещества. Вклад предприятий химической промышленности в загрязнение гидросферы еще более велик, так как использование воды в химической промышленности очень многообразно. Вода может выступать в качестве растворителя, реакционной среды, промывной жидкости, продукта реакции. При этом она всегда вступает в контакт с исходным сырьем, промежуточными веществами и конечными продуктами. Все эти процессы ведут к неизбежному ее загрязнению. 

3. Место экологического мониторинга в природоохранной деятельности

Роль  экологического мониторинга  в управлении качеством  ОПС.  

4. Мониторинг  недр

   Государственный мониторинг состояния недр является составной частью государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга). В соответствие с Положением о порядке осуществления государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации, утвержденным приказом Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 21 мая 2001 г. № 433 государственный мониторинг состояния недр или геологической среды представляет собой систему регулярных наблюдений, сбора, накопления, обработки и анализа информации, оценки состояния геологической среды и прогноза ее изменений под влиянием естественных природных факторов, недропользования и других видов хозяйственной деятельности. Государственный мониторинг состояния недр является составной частью (подсистемой) комплексной системы мониторинга окружающей природной среды.

   Организацию работ по государственному мониторингу  состояния недр осуществляет Министерство природных ресурсов Российской Федерации (МПР России) во взаимодействии с  другими специально уполномоченными  государственными органами в области  охраны окружающей природной среды и природопользования. 
По вопросам ведения государственного мониторинга состояния недр Министерство природных ресурсов Российской Федерации взаимодействует в пределах компетенции:

   - с Министерством Российской Федерации  по делам гражданской обороны,  чрезвычайным ситуациям и ликвидации  последствий стихийных бедствий - координация действий при возникновении  чрезвычайных ситуаций (в случаях  катастроф природного характера,  проявления опасных геологических процессов);

   - с Министерством здравоохранения  Российской Федерации - при ведении  социально - гигиенического мониторинга  в части оценки качества воды  подземных источников хозяйственно - питьевого водоснабжения, а также  состояния подземных вод, относящихся к природным лечебным ресурсам;

   - с Федеральной службой земельного  кадастра России - по вопросам  ведения государственного мониторинга  земель, государственного земельного  кадастра, землеустройства в части сведений о границах и площадях земельных участков, их правовом положении, состоянии и использовании;

   - с Федеральной службой России  по гидрометеорологии и мониторингу  окружающей среды - при ведении  мониторинга поверхностных вод  суши, морской среды, атмосферы  и почв в части оценки влияния изменения состояния указанных компонентов окружающей природной среды на состояние недр;

   - с Федеральным горным и промышленным  надзором России - при ведении  мониторинга месторождений углеводородов,  минеральных, теплоэнергетических  и промышленных подземных вод,  твердых полезных ископаемых, а  также участков недр, используемых  для целей, не связанных с  добычей полезных ископаемых;

   - с Федеральным надзором России  по ядерной и радиационной  безопасности при ведении мониторинга  участков недр, предоставленных  в пользование для захоронения  радиоактивных отходов.

5. Мониторинг  химического загрязнения

   Изучение  и контроль состояния окружающей среды включают исследование таких природных ресурсов, как разнообразные воды, атмосферный воздух, почвы, совокупность этих систем с точки зрения определения в них загрязняющих химических веществ, нарушающих сложившееся экологическое равновесие в природе. Здесь четко просматривается химическая сущность обсуждаемой проблемы: с этой точки зрения можно говорить и о химическом мониторинге. Без химического анализа здесь не обойтись. Поэтому в экологическом мониторинге активно используют различные химические, физико-химические, физические и биологические методы анализа. Речь идет о неком глобальном химико-аналитическом исследовании с помощью различных методов аналитической химии

   - науки о методах анализа.

   Результаты  аналитических определений и  измерений рассматривают уже  в рамках экологического мониторинга. Это дает информацию о загрязнении биосферы различными несвойственными природе загрязняющими веществами, которые собирательно называют ксенобиотиками. Данные экологического мониторинга используют для всестороннего анализа состояния окружающей среды и определения стратегии управления им, для регулирования ее качества, для определения так называемых допустимых экологических нагрузок на природные системы. Степень ответственности здесь очень велика, поскольку указанные факторы, и в первую очередь химические, способны вызвать геофизические и геохимические изменения:

   возможное изменение климата, закисление природных вод кислотными дождями, загрязнение Мирового океана и нарушение баланса углекислоты в нем, нарушение озонового слоя. Можно определить различие между науками, вплотную занимающимися экологическими проблемами. Так, экология - наука о закономерностях взаимосвязей и взаимодействия организмов и их систем друг с другом и со средой обитания. Экологическая химия изучает процессы, определяющие химический состав и свойства объектов окружающей среды.

   Химическую  экологию интересует химическое взаимодействие между живой и неживой природой.

   Таким образом, основой экологического мониторинга  является совокупность различных химических наук, каждая из которых нуждается в результатах химического анализа, поскольку химическое загрязнение - основной фактор неблагоприятного антропогенного воздействия на природу. Целью аналитической

химии становится определение концентрации загрязняющих веществ в различных

природных объектах. Ими являются природные и сточные воды различного состава, донные отложения, атмосферные осадки, воздух, почвы, биологические объекты.

   Регулирование качества природной среды основано на определении экологически допустимого воздействия на нее, когда самоочищение природы еще способно работать. Определенными нормами такого щадящего воздействия являются установленные медиками-токсикологами предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ (ПДК), не вызывающие нежелательных последствий в природной среде . ПДК достаточно малы. Они установлены для различных объектов:

   - воды (питьевая вода, вода водоемов  рыбохозяйственного значения, сточные

   воды), воздуха (среднесуточная концентрация, воздух рабочей зоны, максимально допустимая разовая ПДК), почв.

   Перечень  и количество выбрасываемых в  окружающую среду загрязняющих веществ чрезвычайно велики, по некоторым оценкам, до 400 тыс. наименований, включая радионуклиды. Прежде всего, наблюдению должны подлежать вещества, выброс которых носит массовый характер, и, следовательно, загрязнение ими

повсеместно. Это, например, диоксид серы, монооксид углерода, пыль, что характерно для городского воздуха; нефтепродукты, поверхностно-активные вещества для природных вод; пестициды для почв. Обязательно следует контролировать и самые токсичные вещества, отличающиеся наиболее низкими ПДК.

   Это позволяет сформировать список приоритетных загрязняющих веществ, которые следует определять в первую очередь.

   Например, большинство нормируемых загрязняющих веществ для воздуха имеют ПДК в пределах 0,005-0,1 мг/м3. В них попадают пентаоксид ванадия, неорганические соединения мышьяка (исключая мышьяковистый водород), шестивалентный хром, некоторые органические вещества: ацетофенон, стирол и др. Для небольшого перечня веществ ПДК еще меньше: металлическая ртуть 0,0003 мг/м3, свинец и его соединения 0,0007, карбонилникель 0,0005, бенз[а]пирен 0,000 001 мг/м3.

   Основное  количество нормируемых загрязняющих веществ для воды водоемов имеют ПДК 0,1-1 мг/л. Для многих токсичных веществ установлена ПДК 0,001-0,003мг/л. Это неорганические соединения селена, ртути, органические соединения - изомерные дихлорбензолы, тиофос. Небольшое число веществ – соединения бериллия, диэтилртуть, тетраэтилолово имеют ПДК в пределах 0,0001-0,0002мг/л. Для особенно опасных токсичных веществ, таких, как растворимые соли сероводородной кислоты, активный хлор, бенз[а]пирен, N-нитрозоамины, диоксины (например, чрезвычайно токсичный 2,3,7,8-тетрахлордибензо-4-диоксин), в качестве норматива установлено полное отсутствие их в воде. В водоемах рыбохозяйственного значения в воде не допускается наличие пестицидов.

   Отсюда  следуют два вывода. Первый состоит  в том, что для оценки опасности

загрязнения следует иметь некий образец  для сравнения. Эту функцию выполняют исследования, проводимые в биосферных заповедниках. Второй вывод относится к аналитической химии: необходимо применять мощные, информативные и чувствительные методы анализа, чтобы контролировать концентрации, меньшие ПДК. В самом деле, что означает нормативное "отсутствие компонента"? Может быть, его концентрация настолько мала, что его традиционным способом не удается определить, но сделать это все равно нужно. Действительно, охрана окружающей среды - вызов аналитической химии. 

6. Основные  источники загрязнение  атмосферного воздуха

   Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автомобили и промышленные предприятия. На долю автотранспорта приходится от 30 - 70% общей массы выбросов.

   Увеличение  количества автомашин, особенно в крупных  городах, приводит и к росту выбросов вредных продуктов в атмосферу. Автотранспорт относится к движущимся источникам загрязнения в жилых  районах и местах отдыха.  
Токсические выбросы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) это отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсических примесей поступает в атмосферу с выхлопными газами ДВС.  
Наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса СО, NOх, CnHm. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде нетоксична. Однако частицы сажи, обладая высокой адсорбционной способностью, токсичны. Сажа может длительное время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, увеличивая тем самым время воздействия токсических и канцерогенных веществ на человека.  
Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4-5 раз.

   Применение  этилированного бензина вызывает загрязнение  атмосферного воздуха токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу  с отработавшими газами, из них 30% оседает на землю сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5-3 кг свинца в год. Исключить поступление  высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой  этилированного бензина на неэтилированный.

   Промышленные  объекты отличаются многообразием  технологий и, как следствие, многообразием  состава выбросов в окружающую среду. Наибольшие выбросы в атмосферу  характерны для предприятий черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности, машиностроения, предприятий по производству строительных материалов, химической промышленности.

   Всего промышленными объектами России выбрасывается в атмосферу ежегодно около 25 млн. т загрязняющих веществ.  
Предельно допустимые выбросы (ПДВ). В соответствии с требованиями государственных стандартов для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ. Если на территории предприятия действует несколько мелких одиночных источников выбросов (например, вентиляционные выбросы, выбросы от энергетических установок), то устанавливают суммарный ПДВ для предприятия или объекта.  
Контроль ПДВ ведут измерением концентраций примесей в течение 20 мин, а также в среднем за сутки, месяц, год.

   Выбросы средств транспорта, ТЭС и промышленных предприятий определяют состав загрязнителей атмосферного воздуха в городах. Во многих городах России уровень загрязнения атмосферного воздуха превышает ПДК в 2-3 раза, а в ряде городов и более. Число жителей, проживающих в условиях значительного превышения ПДК, по данным 1990 года составляет 59,7 млн. человек. Наиболее распространенными загрязнителями в этих городах являются: пыль, оксиды азота, сероводород, бензопирен.

   В городах существует определенная связь  между содержанием пыли в наружном воздухе и воздухе жилых помещений  современных городских квартир. В летний период года при средней  наружной температуре 20°С в жилые помещения проникает около 90% химических веществ наружного воздуха, а в переходный период (при температуре 2-5°С) 40%. На величину концентраций загрязняющих веществ в жилых помещениях оказывают влияние химические бытовые средства, очистители, растворители, аэрозоли, клеи, дезинфицирующие средства.  
В производственных условиях загрязнение воздуха рабочей зоны происходит при реализации технологических процессов с выделением паров, газов, твердых и жидких частиц в помещение.