Система мониторинга имеет три уровня: Глобальный уровень; Региональный; Местный (импактный).
Установить контрольный уровень загрязняющих веществ, создать систему раннего предупреждения экологической катастрофы, установить фоновые уровни для основных экосистем, завершить изучение биогеохимических циклов - цель глобального мониторинга.
3) формирование распределённой базы данных об экологической обстановке в регионе.
Вся концепция экологического мониторинга предполагает принцип системного подхода, в котором уделяется главное внимание экосистемным процессам и статистическому описанию этих экосистемных процессов.
Блок схема регионального экологического мониторинга.
Значительное удаление от предприятий приводит к тому, что уровни концентраций 3В оказываются ближе к фоновым, обычно в пределах ПДКсс 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 аэроаналитическим 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 данные глобального фонового мониторинга, а также позволяет выявить основные пути распространения 3В на большие расстояния.
Косвенным показателем состояния загрязнения атмосферы могут служить данные о химическом составе проб атмосферных осадков и снежного покрова. Эти данные характеризуют загрязнения слоя атмосферы, в котором образуются облака, происходит газовый обмен и из которого выпадают осадки и сухие вещества в отсутствие осадков.
Данные о содержании веществ в снежном покрове являются важнейшим материалом для оценки регионального загрязнения атмосферы в зимний период и выявления ареала распространения загрязняющих веществ от промышленных центров и городов.
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 3В. Последние иногда превышают ПДКсс в десятки раз. Наблюдается тесная связь между расположением источников, их характеристиками, направлением и скоростью ветра и полями концентраций 3В. Наблюдения осуществляются на стационарных, передвижных и подфакельных постах. Стационарные посты оборудованы метеорологической аппаратурой и приборами для контроля за 3-4 приоритетными веществами. Передвижные посты - лаборатории на колесах, служащие для уточнения мест расположения стационарных постов. Такое уточнение требуется в связи с динамичностью хозяйственной деятельности и изменениями характера застройки. Подфакельные посты следят за распространением выбросов из заводских труб, сообщая о случаях критических ситуаций особенно в условиях НМУ. Такие службы также снабжены передвижными лабораториями.
Импактный и региональный мониторинг реализуются в системе ОГСНКа.
В России существует сеть станций, которая ведет наблюдения за содержанием загрязняющих веществ в атмосфере. Эти станции расположены в 253 городах, в среднем по 2 станции на город. Число стационарных постов определяется в зависимости от численности населения в городе, площади населенного пункта, рельефа местности и степени индустриализации. В зависимости от численности населения устанавливается:
1 пост - до 50 тыс. жителей; 2 поста - 50-100 тыс. жителей; 2-3 поста - 100-200 тыс. жителей; 3-5 постов - 200-500 тыс. жителей; 5-10 постов - более 500 тыс. жителей; 10-20 постов (стационарных и маршрутных) - более 1 млн жителей.
Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.
Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа.
Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно или нецелесообразно установить стационарный пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах.
Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов.
7. Приоритетность загрязняющих веществ
Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы:
импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе - И);
региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона - Р);
фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность - Ф).
Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности, принятая в системе ГСМОС
По мнению экспертов ООН, первые пять загрязняющих атмосферу веществ, подлежащих контролю, располагаются в следующем порядке: S02, О3, NOХ, Pb, C02. Необходимо отметить, что поступление этих веществ в приземный слой атмосферы в результате антропогенной деятельности сравнимо с естественным поступлением.
Если рассеиваемые в пространстве загрязняющие вещества (ЗВ) не реагируют, не поглощаются каплями дождя, не подвергаются фотохимическим превращениям, не адсорбируются почвой, то они имеют очень большое время жизни в атмосфере и переносятся на большие расстояния воздушными потоками без изменения. Это консервативные ЗВ. Считается, что если время жизни ЗВ превышает 1 год, то его можно отнести к глобальным. Глобальные ЗВ (ГЗВ), будучи выброшенными в одном месте, через год так хорошо перемешиваются в атмосфере, что их концентрация становится практически одинаковой. Примером ГЗВ могут служить СО2 , фреоны и суперэкотоксиканты типа диоксинов, дибензофуранов и ПХБ. ГЗВ создают проблемы планетарного масштаба.
Региональные ЗВ обладают или меньшим временем жизни, или выбрасываются в количестве, которое значимо только в пределах региона, а не всей планеты.
Локальные ЗВ обладают или еще меньшим временем жизни, или их количество так мало, что не следует учитывать воздействие таких ЗВ на региональном уровне.
Неконсервативные 3В, претерпевая физико-химические превращения, трансформируются в иные вещества и продукты, которые могут оказаться как менее, так и более токсичными, чем исходные(первичные 3В).Вторичные вещества и продукты, обладая иными свойствами, нежели первичные, находят своигеофизические и биологические барьеры, которые задерживают их от перемещения в пространстве. Для организации мониторинга (особенно комплексного), когда наблюдения ведутся по всем средам, включая и биотическую) очень важно обнаружить эти барьеры, ибо 3В накапливаются именно на барьерах и в их ближайших окрестностях.
Далеко не все 3В следует рассматривать в качестве объектов наблюдений в различных программах мониторинга, а лишь приоритетные. Это вызвано прежде всего сильно различающимися эффектами 3В на здоровье человека. Поскольку программы мониторинга направлены именно на сохранение здоровья человека (гомоцентрическая концепция мониторинга), то главным при определении приоритетности являются санитарно-гигиенические аспекты.
