Лекція 15. Екологічний моніторинг і система екологічної інформації.

1. Контроль та управління якістю атмосферного повітря, води, ґґрунтів. Екологічний моніторинг і його види.

2. Основи екологічного нормування.

3. Система екологічної інформації.

1. Контроль та управління якістю атмосферного повітря, води, ґґрунтів. Екологічний моніторинг і його види.

Контроль за якістю компонентів біосфери, змінами в них, що викликані антропогенними причинами, здійснюється з допомогою екологічного моніторингу.

Державний моніторинг навколишнього природного середовища — це система спостережень, збору, обробки, передачі, збереження та аналізу інформації про стан навколишнього природного середовища, прогнозування його змін та розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для винесення управлінських рішень. Залежно від призначення здійснюється загальний (стандартний), оперативний (кризовий) та фоновий (науковий) моніторинг навколишнього природного середовища.

Загальний (стандартний) моніторинг навколишнього природного середовища — це оптимальні за кількістю параметрів спостереження на пунктах, об’єднаних в єдину інформаційно-технологічну мережу, які дають змогу на основі оцінки й прогнозування стану навколишнього середовища регулярно розробляти управлінське рішення на всіх рівнях.

Оперативний (кризовий) моніторинг навколишнього природного середовища — це спостереження спеціальних показників на цільовій мережі пунктів у реальному масштабі часу за окремими об’єктами — джерелами підвищеного екологічного ризику в окремих регіонах, що їх визначено як зони надзвичайної екологічної ситуації, а також у районах аварії зі шкідливими екологічними наслідками з метою забезпечення оперативного реагування на кризові ситуації та створення безпечних умов для населення.

Фоновий (науковий) моніторинг навколишнього природного середовища — це спеціальні високоточні спостереження за всіма складовими навколишнього середовища, а також за характером, складом, кругообігом та міграцією забруднювальних речовин, за реакцією організмів на забруднення на рівні окремих популяцій, екосистем і біосфери в цілому. Фоновий моніторинг здійснюється в природних та біосферних заповідниках, на інших територіях, що охороняються, на базових станціях.

Екологічний моніторинг здійснюється на чотирьох рівнях:

1) локальному — на території окремих об’єктів (підприємств), міст, на ділянках ландшафтів. Для ефективного контролю за забрудненням атмосфери в містах із населенням до 100 тис. осіб контрольних станцій доцільно мати принаймні три; від 100 тис. до 300 тис. осіб — не менше п’яти, від 300 тис. до 500 тис. — сім, тоді як у населеному пункті з населенням понад 1 млн душ — 11 — 24 пункти. Промислові системи екологічного моніторингу контролюють викиди промислових підприємств, рівень забруднення промислових майданчиків і прилеглих до них районів;

2) регіональному — в межах адміністративно-територіальних одиниць, на територіях економічних і природних регіонів. Здебільшого він отримує дані про забруднення атмосфери і водойм від міських і промислових контрольних станцій;

3) національному — на території країни в цілому моніторинг означає статистичну обробку та аналіз даних про забруднення навколишнього середовища від регіональних систем, зі штучних супутників Землі та космічних орбітальних станцій. Вони функціонують разом зі Службою погоди Держкомгідромету України і здійснюють прогноз якості навколишнього середовища на великих територіях країни;

4) глобальні системи моніторингу навколишнього середовища використовуються для досліджень і охорони природи та здійснюються на основі міжнародних угод у цій сфері. Ряд країн має мережу надземних станцій, на яких здійснюються неперервний відбір та аналіз проб на наявність в атмосфері забруднювальних речовин, СО₂, СО, пилу, свинцю, радіонуклідів.

Для збереження фонового рівня якості середовища, порівняно з якими визначався б і рівень впливу людини на атмосферу, створено мережу біосферних заповідників. Вона охоплює всі основні типи природних зон.

1. Основи екологічного нормування.

У практиці контролю за забрудненням окремих компонентів біосфери використовується ряд нормативних показників. Найпоширенішим серед них є гранично допустима концентрація (ГДК) — така маса шкідливої речовини в одиниці об’єму (в мг на 1м³ повітря, 1 л рідини чи 1 кг твердої речовини) окремих компонентів біосфери, періодичний чи постійний, цілодобовий вплив якої на організм людини, тварин і рослин не викликає відхилень у нормальному їх функціонуванні протягом усього життя нинішнього та майбутніх поколінь.

Концентрація наявних у повітрі, воді чи ґрунті шкідливих до­мішок на певний час на певній території називають фоновою концентрацією. Контроль за якістю біосфери здійснюється зіставленням фонової концентрації з гранично допустимою:

.

За щорічного масового використання близько тисячі нових хімічних речовин загальна їх кількість, що надходить у середовище проживання людини, перевищила 4 млн найменувань. Із них понад 40 тис. мають шкідливі для людини властивості. Нормативи ГДК, що затверджуються Міністерством охорони здоров’я, встановлені для 600 речовин у повітряному середовищі, 200 — у водному та 100 — у ґрунті.

Усі шкідливі речовини за ступенем небезпечної дії на людину поділяються на чотири класи:

І — надзвичайно небезпечні (нікель, ртуть);

ІІ — високонебезпечні (сірководень, діоксид азоту);

ІІІ — помірно небезпечні (сажа, цемент);

ІV — малонебезпечні (бензин, фенол).

Що шкідливіша речовина, то складніше здійснити захист атмосферного повітря і то нижча його ГДК. Для кожної речовини встановлюються два нормативи: максимальна разова і середньодобова.

Максимальна разова ГДК встановлюється для попередження рефлекторних реакцій у людини через подразнення органів дихання за короткочасного впливу (до 20 хв.) атмосферних забруднень. Оскільки концентрація забруднень в атмосферному повітрі не є постійною в часі та змінюється залежно від метеорологічних умов, рельєфу місцевості, характеру викиду, разові проби повітря слід відбирати кілька разів на добу впродовж 20 — 30 хв. Найвище значення забруднювальних речовин у повітрі, отримане завдяки аналізові багатократно відібраних проб, називають максимальною разовою концентрацією.

Середньодобова ГДК встановлюється для попередження негативного впливу на людський організм протягом цілодобового використання повітря. Середньодобова концентрація визначається як середньоарифметичне значення разових концентрацій у пробах атмосферного повітря впродовж 24 год неперервно або з рівними інтервалами між відборами.

Використовуються два типи ГДК: у повітрі робочої зони (ГДК р. з.) і населеного пункту (ГДК н. п.). ГДК р. з. — це концентрація, яка за щоден­ного 8-годинного перебування (крім вихідних днів) на роботі (не більш як 41 год на тиждень) протягом усього робочого стану не може спричинити захворювань чи відхилень у стані здоров’я людей для нинішнього та наступного поколінь. ГДК н. п. враховує перебування людей цілодобово. Всі концентрації шкідливих речовин у повітрі робочої зони порівнюються з максимальними разовими (протягом 30 хв), а в повітрі населеного пункту — із середньодобовими за 24 год.

Різні токсичні речовини можуть чинити подібний несприятливий вплив на організм. У таких випадках відбувається ефект сумації, або синергізму. Його мають фенол і ацетон; валеріанова й капронова кислоти; озон, діоксид азоту і формальдегід та ін.

Наприклад, фонова концентрація ацетону і фенолу відповідно 0, 345 і 0, 009 мг/м³, тоді як ГДК ацетону 0, 35, а ГДК фенолу — 0, 01 мг/м³, тобто обидві речовини наявні в концентраціях менших, ніж установлені для них ГДК, одначе цим речовинам властивий ефект сумації, тому їхня сумарна концентрація (0, 345 + 0, 009 = 0, 354) вища, ніж будь-яка з ГДК, установлена для кожної речовини окремо. А це означає, що забруднення повітря перевищує допустимі норми.

Регламентування викидів шкідливих речовин в атмосферу через ті чи інші джерела здійснюється на основі таких екологічних нормативів, як гранично допустимий викид (ГДВ) — норматив, який передбачає, що концентрація забруднювальних речовин у приземному шарі атмосфери від джерела не перевищує нормативну концентрацію цих речовин. Одиниця виміру ГДВ — грам на секунду (1 г/с) — встановлюється для кожного джерела забруднення атмосфери за умови, що викиди шкідливих речовин від цього джерела і від сукупності інших джерел з урахуванням розсіювання їх в атмосфері не створять приземної концентрації шкідливих речовин, яка перевищить ГДК.

1. Система екологічної інформації.

Державний моніторинг навколишнього природного середовища України в межах своїх повноважень здійснюють кілька організацій.

Міністерство охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки веде спостереження:

1) за джерелами промислових викидів в атмосферу та дотриманням норм гранично допустимих викидів. Контролюється 65 інгредієнтів. Основні — пил, діоксид сірки, оксид вуглецю, діоксид азоту, сірководень, аміак, формальдегід, фтористий водень, хлористий водень, важкі метали, кислоти, бензопірен;

2) за джерелами скидів стічних вод і дотриманням норм тимчасово узгоджених і гранично допустимих скидів, мережа поверхневих вод налічує 1123 пункти (2216 створів). Контролюється 55 інгредієнтів. Основні — аміачний азот, нітритний азот, важкі метали, нафтопродукти, феноли, хлориди, сульфати;

3) за станом ґрунтів сільськогосподарських угідь із визначенням залишкової кількості в них пестицидів і важких металів;

4) за скидами й викидами з об’єктів, на яких використовуються радіоактивні небезпечні технології;

5) за станом і складом звалищ промислових і побутових відходів;

6) за скидом стічних вод у Чорне та Азовське моря.

Державний комітет з гідрометеорології (Держкомгідромет) веде спостереження:

1) за станом атмосферного повітря, в тому числі за транскордонним перенесенням забруднювальних речовин. Постійний щодобовий контроль здійснюється в 49 містах України. Контролюються 37 шкідливих домішок. Основні: пил, діоксид сірки, діоксид азоту, оксид вуглецю, важкі метали, бензопірен. Стаціонарні пости спостережень призначені для забезпечення неперервного відбору проб повітря. Із загалу стаціонарних постів виділяються опорні для виявлення тривалих змін вмісту основних (СО, NО_х, SO₂, пил) і найбільш поширених забруднювальних речовин. Маршрутні пости спостережень призначені для відбору проб повітря у фіксованій точці, що проводяться з допомогою пересувного устаткування. Підфакельні пости здійснюють відбір проб повітря під викидом із метою виявлення зони впливу джерела;

2) за станом поверхневих вод суходолу. Мережа Держкомгідромету налічує 244 пункти (384 створи) на 162 водних об’єктах;

3) за підземними водами. Мережа налічує 103 свердловини на спеціалізованих (водно-балансових, болотній, агрометеорологічних) метеостанціях. Основні параметри — температура, рівень і хімічний склад;

4) за станом і режимом морських вод. Усього — 175 станцій, 988 горизонтів;

5) за станом ґрунтів. На 9 пунктах постійно ведеться спостереження за вмістом пестицидів. Щорічно організуються спостереження на окремих ланках. Контролюються основні пестициди: фосфамід, тіодакс, трехлан. У восьми містах ведуться спостереження за наявністю промислових токсикантів. Щорічно проводяться додаткові спостереження в окремих пунктах. Визначаються 15 інгредієнтів (свинець, магній, олово, марганець, нікель, кадмій та ін.); крім того, Держкомгідромет стежить за станом озонового шару у верхній частині атмосфери, за радіаційною ситуацією — на пунктах радіометричної мережі спостережень та в районах діяльності АЕС.

Міністерство охорони здоров’я проводить вибіркові спостереження:

1) за рівнем забруднення атмосферного повітря в місцях проживання населення. Мережа становить 54 стаціонарні, 2010 підфакельних, 602 маршрутні пункти. Контролюються до 100 шкідливих домішок. Основні — сірчистий ангідрид, діоксид азоту, оксид вуглецю, сірководень, сажа, свинець, формальдегід, завислі частки;

2) за станом поверхневих вод суходолу в місцях використання їх населенням. Мережа становить 1332 постійні створи спостережень. Основні показники — запас, колір, кислотність (рН), жорсткість, мінеральний склад, кисень, нафтопродукти, завислі частки, хлориди, сульфати, мідь, аміак, нітрати, хром, жир, масла, свинець, цинк, нікель, патогенна мікрофлора;

3) за станом морських вод у рекреаційних зонах. Мережа — 155 постійних створів. Основні показники такі самі, як для поверхневих вод;

4) за хімічним і біологічним забрудненням ґрунтів на території населених пунктів і за господарсько-побутовими відходами. Мережа — 2543 пункти. Основні показники — рН, хлориди, нітрати, азот, сульфати, свинець, ртуть, бактеріальні дані;

5) за інтенсивністю фізичних факторів (шум, електромагнітні поля, радіація, вібрація тощо).

Міністерство сільського господарства і продовольства веде радіологічні, агрохімічні, токсикологічні спостереження за ґрунтами і рослинами. Радіологічні спостереження проводяться в 725 пунктах — на цезій, стронцій; токсикологічні здійснюються в 345 пунктах — на хлор, пестициди, фосфор, органічні речовини тощо.

Державний комітет з водного господарства проводить радіологічні та гідрохімічні спостереження за водами. Мережа має 223 пункти, основні показники — радіонукліди (стронцій, цезій), нафтопродукти, важкі метали, феноли, пестициди.

Державний комітет з геології та використання надр веде спосте­реження за підземними водами — 7248 свердловин і джерел. Основні показники — пестициди, нітрати, важкі метали, радіонукліди.

Міністерство лісового господарства контролює концентрацію радіонуклідів, токсичних речовин у ґрунті та в різних ярусах лісових насаджень.

Державний комітет житлово-комунального господарства веде спостереження за якістю питної води централізованих систем водопостачання міст і селищ міського типу та станом стічних вод міської каналізаційної мережі.

Національний комітет авіації України здійснює авіаційно-космічні спостереження за станом озонового шару в атмосфері, забрудненістю атмосфери, ґрунтів і поверхневих вод, сніговим покривом, радіаційним станом.

Отже, в Україні існує декілька незалежних мереж спостережень. Вони працюють за різними методами, що ускладнює можливість порівняти дані окремих служб, мережа моніторингу не охоплює всіх населених пунктів і поверхневих вод України, недостатньо контролюються ґрунти і сільськогосподарська продукція.