Экологический мониторинг атмосферы

Стандарты по охране природы России объединены по областям: гидросферы, питьевой воды, атмосферы, охраны почв и земли.

Контроль загрязнения ОС — это деятельность, включающая выполнение измерений одного или нескольких показателей загрязнения ОС и сравнение полученных результатов с установленными предельно допустимыми значениями (ПДЗ) в соответствии с требованиями, установленными федеральным органом исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областей (ГОСТ Р 8.589—2001).

Показатель загрязнения — количественная характеристика состояния объекта ОС.

Мониторинг загрязнения природной среды — система долгосрочных наблюдений (измерений) за состоянием ОС, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния ОС и ее загрязнения. Государственный мониторинг ОС проводит специально уполномоченный федеральный орган исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областях на основе лицензий.

Все вредные вещества разделены на классы опасности (табл. 1.1).

Состояние экологической системы и класс опасности веществ

Таблица 1.1

К видам негативного воздействия на ОС относят:

• • выбросы в атмосферный воздух загрязняющих и иных веществ;
• • сбросы загрязняющих и иных веществ, микроорганизмов в поверхностные и подземные водные объекты, на водосборные площади;
• • загрязнение недр, почв;
• • размещение отходов производства и потребления;
• • загрязнение ОС шумом, теплом, электромагнитными, ионизирующими и другими видами физических воздействий;
• • иные виды негативного воздействия на ОС.

Охрана природы — это система мер, направленная на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и ОС, обеспечивающая сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов, предупреждающая прямое и косвенное вредное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека (ГОСТ 17.0.0.01—76).

Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов (ССООП) представляет собой совокупность взаимосвязанных стандартов, направленных на сохранение, восстановление и рациональное использование природных ресурсов. Эта система направлена на обеспечение рационального взаимодействия деятельности человека с ОС. Система предусматривает обеспечение, сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов. ССООП направлена па предупреждение вредного влияния (прямого или косвенного) результатов деятельности человеческого общества на природу и здоровье самого человека. Она разработана в соответствии с действующим законодательством с учетом экологических, санитарногигиенических, технических и экономических требований.

Основными задачами ССООП является введение в стандарты правил и норм, направленных на следующие мероприятия:

• • обеспечение сохранности природных комплексов;
• • содействие восстановлению и рациональному использованию природных ресурсов;
• • содействие сохранению равновесия между развитием производства и устойчивостью ОС;
• • совершенствование управления качеством ОС в интересах человечества.

ССООП должна способствовать решению важных хозяйственных задач:

• • ограничению поступлений в ОС промышленных, транспортных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод и выбросов для снижения содержания загрязняющих веществ в атмосфере, природных водах и почвах до количеств, не превышающих ПДК;
• • рациональному использованию и охране водотоков, внутренних водоемов и морей, их водных и биологических ресурсов;
• • упорядочению землеустроительных работ, охране и рациональному использованию земли, соблюдению оптимальных нормативов отвода земель для нужд строительства промышленности и транспорта;
• • сохранению и рациональному использованию биологических ресурсов;
• • обеспечению сохранения и воспроизводства диких животных, поддержанию в благоприятном состоянии условий их обитания;
• • сохранению генофонда растительного и животного мира, в том числе редких и исчезающих видов;
• • охране природно-заповедных фондов (заповедников, заказников, памятных и национальных парков, водных объектов и др.);
• • улучшению использования недр.

Группы стандартов, входящие в ССООП, соответствуют приведенным в табл. 1.2 требованиям.

Таблица 1.2

Номенклатура стандартов ССООП

Таблица 1.3

В зависимости от характера стандартизуемого объекта стандарты ССООП подразделяют на виды, указанные в табл. 1.3.

Виды стандартов ССООП

ССООП и улучшение использования природных ресурсов включают в себя: метрологическое обеспечение контроля загрязнений атмосферы, поверхности вод и почвы, экологический паспорт промышленного предприятия, характеристики выбросов в атмосферу.

Охрана воздуха — система мер, осуществляемых органами государственной власти РФ и ее субъектов, органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и ОС.

Контроль загрязнения атмосферы — проверка соответствия содержания загрязняющих атмосферу веществ установленным требованиям.

В области охраны атмосферы действуют классификация выбросов по составу (ГОСТ 17.2.1.01—76), правила контроля и отбора проб воздуха населенных пунктов (ГОСТ 17.2.3.01—86 и ГОСТ 17.2.6.01—86), даны и описаны источники и метеорологические факторы загрязнений, промышленные выбросы (ГОСТ 17.2.1.04—77), ГОСТ 31 329–2006 регламентирует нормы внешних шумов, ГОСТ 17.2.4.02—81 определяет общие требования к методам определения загрязняющих веществ и т. д.

Воздух — смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли: азот — 78,08%, кислород — 20,95%, инертные газы — 0,94%, углекислый газ — 0,03% и др. (табл. 1.4), его плотность равна 1,2928 кг/м³, растворимость в воде — 29,18 см³/л.

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом ОС, представляющим собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений (Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ, ст. 1).

Атмосфера — среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с ней; ее масса — около 5,15−10¹⁵ т. В зависимости от распределения температуры ее подразделяют на тропосферу (0—12 км, Т = 215—285 К), стратосферу (12—48 км, Т = 215—270 К), мезосферу (48—80 км, Т = 180—270 К), термосферу (80—100 км, Т = 180—210 К) и экзосферу (более 100 км). До высоты 16—18 км над экватором и 8—10 км над полюсами воздух наиболее плотен. Этот слой, в котором сосредоточено 4/5 всей массы атмосферы, называют тропосферой, от нее зависит характер погоды. В этом слое существуют различные формы жизни, поэтому именно тропосферу (точнее, ее нижнюю часть) относят к биосфере. В контакте с тропосферой живут почти все обитатели суши. Кроме того, загрязнения, попадая в тропосферу, переходят в более высокие слои очень медленно. Все перечисленное свидетельствует о важности изучения химии тропосферы с учетом экологии.

Таблица 1.4

Химический состав сухого атмосферного воздуха у земной поверхности

Качество атмосферного воздуха — совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха.

Характеристика качества воздуха (ГОСТ Р ИСО 6879—2005) — одно из количественно определяемых свойств исследуемого воздуха, например концентрация компонента.

Мониторинг атмосферного воздуха — система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения.

Примесь в атмосфере — это рассеянное в атмосфере вещество, не содержащееся в ее постоянном составе, а загрязнение атмосферы — изменение ее состава в результате наличия в ней примесей. Вредное (загрязняющее) вещество — химическое или биологическое вещество либо смесь таких веществ, которые содержатся в атмосферном воздухе и в определенных концентрациях оказывают вредное воздействие на здоровье человека и ОС.

Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. Основную долю (80—90% (мае.)) составляют газообразные выбросы. Среди них главное место занимают химические соединения углерода, серы и азота.

Выбросы в атмосферу из источников загрязнения характеризуют по четырем признакам:

• 1) агрегатному состоянию — газообразные, жидкие и твердые;
• 2) химическому составу — сернистый ангидрид, окись углерода, окись азота (в пересчете на N0₃), фтор и его соединения (в пересчете на фторион), сероуглерод, сероводород, хлор, синильная кислота и цианиды (в пересчете на CN), ртуть и ее соединения, аммиак, мышьяк и его соединения, сумма углеводородов, углеводороды предельные, непредельные и ароматические, кислородосодержащие органические соединения, азотосодержащие органические соединения, фенол, смолистые вещества, кислоты, щелочи, свинец и его соединения (в пересчете на РЬ), сажа, металлы и их соединения, пыль и пр.;
• 3) размеру частиц — менее 0,5, 0,5—3, 3—10, 10—50 и более 50 мкм;
• 4) массе вещества — менее 1, 1−10, 10−100, 100−1000, 1000−10 000 и более 10 000 кг/ч.

Государственный мониторинг атмосферного воздуха является составной частью государственного мониторинга ОС.

Государственный контроль охраны атмосферного воздуха должен обеспечить соблюдение следующих шагов и мероприятий:

• • условий, установленных разрешениями на выбросы вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и на вредные физические воздействия на него;
• • стандартов, нормативов, правил и иных требований охраны атмосферного воздуха, в том числе проведения производственного контроля над охраной атмосферного воздуха;
• • режима санитарно-защитных зон объектов, имеющих стационарные источники выбросов вредных веществ в атмосферный воздух;
• • выполнения федеральных целевых программ охраны атмосферного воздуха, программ субъектов РФ по охране атмосферного воздуха и выполнения мероприятий по его охране.

Минприроды РФ при осуществлении государственного контроля над охраной атмосферного воздуха обеспечивает контроль выполнения следующих пунктов:

• • соблюдение стандартов, нормативов, правил и иных требований охраны атмосферного воздуха, в том числе проведения производственного контроля над охраной атмосферного воздуха, а также установленных нормативов выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и временно согласованных выбросов, предельно допустимых нормативов (ПДН) вредных физических воздействий на атмосферный воздух и других условий, установленных разрешениями на выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух и на вредные физические воздействия на него;
• • выполнение программ и мероприятий по охране атмосферного воздуха;
• • осуществление мер в соответствии с международными обязательствами РФ по охране атмосферного воздуха;
• • выполнение заключений государственной экологической экспертизы;
• • проведение инвентаризации выбросов вредных веществ в атмосферный воздух и разработка ПДВ и ПДН вредных физических воздействий на атмосферный воздух;
• • внедрение малоотходных и безотходных технологий в целях снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха;
• • осуществление мероприятий по улавливанию, утилизации, обезвреживанию выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, сокращению или исключению таких выбросов;
• • осуществление мероприятий по предупреждению и устранению аварийных выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, а также, но ликвидации последствий его загрязнения;
• • осуществление учета вредных воздействий на атмосферный воздух и их источников;
• • наличие предусмотренных правилами охраны атмосферного воздуха сооружений и оборудования, предназначенных для очистки и контроля выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, а также за соблюдением установленных правил их эксплуатации;
• • обеспечение своевременного вывоза загрязняющих атмосферный воздух отходов с территорий объектов хозяйственной деятельности на специализированные места складирования или захоронения таких отходов, а также на другие объекты, использующие такие отходы в качестве сырья;
• • выполнение предписаний государственных инспекторов по охране природы, осуществляющих государственный контроль над охраной атмосферного воздуха, об устранении нарушений требований законодательства РФ в области охраны атмосферного воздуха;
• • проведение и эффективность мероприятий по уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферный воздух при неблагоприятных метеорологических условиях;
• • соответствие новых технологий, техники, материалов, веществ и другой продукции, а также технологического оборудования и других технических средств установленным требованиям охраны атмосферного воздуха;
• • наличие выданных в установленном порядке сертификатов, подтверждающих соответствие топлива требованиям охраны атмосферного воздуха;
• • наличие выданных в установленном порядке сертификатов, подтверждающих соответствие содержания вредных веществ в выбросах технических, технологических установок, двигателей, транспортных и иных передвижных средств и установок техническим нормативам выбросов;
• • соблюдение иных требований законодательства РФ в области охраны атмосферного воздуха.

Производственный контроль над охраной атмосферного воздуха осуществляют юридические лица, которые имеют источники вредных химических, биологических и физических воздействий на атмосферный воздух и которые назначают лиц, ответственных за проведение производственного контроля над охраной атмосферного воздуха или организуют экологические службы.

Общественный контроль над охраной атмосферного воздуха осуществляется в порядке, определенном законодательством.

Загрязнение атмосферы (ГОСТ 17.2.1.04—77) — это изменение состава атмосферы в результате попадания в нее примесей. Под примесью понимают рассеянное в атмосфере вещество, не содержащееся в ее постоянном составе.

С точки зрения экологии, ПДК вредных веществ имеют смысл верхнего предела устойчивости организма, при превышении которого то или иное вещество, т. е. фактор, становится лимитирующим.

Все загрязняющие вредные вещества в токсикологии принято оценивать по их воздействию на организм. Наиболее характерными являются резорбтивные (от лаг. resorbtio — «поглощаю») (токсичные) и рефлекторные (от лат. reflexus — «повернутый назад, отраженный») (органолептические) воздействия.

Предельная допустимая концентрация атмосферного воздуха — максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного действия, включая отдаленные последствия, и на ОС в целом.

Для каждого из загрязняющих воздух веществ установлены два вида ПДК: максимальная разовая доза (ПДК_мр) и среднесуточная (ПДК_СС). Первая введена для предупреждения негативных рефлекторных реакций (ощущение запаха, аллергическая реакция и др.) в течение 30 мин, вторая — для предупреждения токсического воздействия в течение 24 ч.

Для веществ, по которым ПДК еще не определена, руководствуются ориентировочными безопасными уровнями воздействия (ОБУВ), которые утверждают на три года.

В соответствии с раздельным нормированием уровней загрязнения воздуха в рабочих зонах и населенных пунктах устанавливаются различные требования к уровню загрязнения на территориях промышленных предприятий и в районах жилой застройки. С учетом рассеивания концентрация вредных веществ в воздухе не должна превышать:

• • на территории предприятия — 30% от ПДК_рз (рабочей зоны);
• • в населенных пунктах — ПДК_мр и ПДК_СС;
• • в населенных пунктах с населением более 200 тыс. чел. и курортных зонах — 80% от ПДК_мр.

По величине эти ПДК располагаются в ряд следующим образом:

ПДК_СС < ПДК_мр < ПДК_рз. (1.1).

ПДК наиболее часто встречающихся загрязнителей атмосферы приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов.