Охрана окружающей среды

Охрана окружающей среды и рациональное использование ее ресурсов в условиях бурного роста промышленного  производства стала одной из актуальнейших  проблем современости. Результаты воздействия человека на природу необходимо рассматривать не только в свете развития технического прогресса и роста населения, но и в зависимости от социальных условий, в которых они проявляются. Отношение к природной среде является мерой социальных и технических достижений человеческого общества, характеристикой уровня цивилизации. Сотрудничество между странами в области охраны природы осуществляется через такие организации как Европейский экономический союз (ЕЭС), Организация объединенных наций (ООН) в рамках "Программы ООН по окружающей среде" (ЮНЕП). К главным направлениям деятельности ЮНЕП относятся экологические проблемы населенных пунктов, а также проблемы здоровья и благосостояния человека, охрана наземных экосистем и борьба с распространением пустынь, деятельность, связанная с экологическим образованием и информацией, торговые,экономические и технологические аспекты по защите природы, защита Мирового океана от загрязнения, охрана растительности и диких животных, экологические вопросы энергетики.

Экономическая проблема охраны окружающей среды заключается в оценке ущерба, нанесеннонго загрязнением атмосферы, водных ресурсов, разработкой и использованием недр. Экономический ущерб представляет собой затраты, возникающие вследствие повышенного (сверх того уровня, при котором не возникает негативных последствий) загрязнения воздушной среды, водных ресурсов, земной поверхности.

Загрязненная природная среда  может отрицательно воздействовать на "реципиентов" (людей, промышленные , транспортные и жилищно-коммунальные объекты, сельскохозяйственные угодья, леса, водоемы и т.п.). Эти отрицательные воздействия проявляются в основном в повышении заболеваемости людей и ухудшения их жизненных условий, в снижении продуктивности биологических природных ресурсов, ускорения износа зданий, сооружений и оборудования. В связи с вышеизложенным можно выделить следующие группы затрат: затраты, направленные на предотвращение вредного воздействия загрязненной окрухающей среды на реципиентов, и затраты, вызываемые этим воздействием.

К первой группе относятся затраты  на перемещение реципиентов за пределы  зон локальных загрязнений окружающей среды, на озелинение санитарно-защитных зон, на сооружение и эксплуатацию систем очистки воздуха, поступающего в жилые помещения. Затраты, отнесенные ко второй группе, включают расходы на медицинское обслуживание заболевших от загрязненного воздуха, оплату бюллетений, компенсацию потерь продукции из-за повышения заболеваемости, на компенсацию снижения продуктивности биологических земельных и водных ресурсов.

Экономическая эффективность от мероприятий,, предупреждающих локальное загряэнение воздушной Среды "Э1", может быть определена по следующему выражению:

где У - размеры предотвращаемого годового ущерба от загрязнения воздушной  Среды, руб., Д - годовой дополнительный доход от улучшения производственных результатов деятельности предприятия  при реализации противозагрязняющих воздух мероприятий, включая рентабельную утилизацию загрязняюших веществ ( для горных предприятий, в частности метана), руб., З - приведенные затраты на предотвращение или снижение загрязнения воздушной среды, руб. При "З" больше или равно У+Д противозагрязняющие мероприятия становятся экономически неэффективными, однако они могут быть социально оправданными.

Мониторинг как система наблюдения и контроля оружающей среды.

Мониторингом окружающей среды  называется регулярные, выполняемые  по заданной програме наблюденпия природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Под экологическим мониторингом следует  понимать организованный мониторинг окружающей среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий  среды обитания человека и биологических  объектов (растений, животных, микроорганизмов  и тд.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистемы, во-вторых, создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

В систему мониторинга должны входить  следующие основные процедуры:

выделение (определение) объекта наблюдения;

обследование выделенного объекта  наблюдения;

составление информационной модели для  объекта наблюдения;

планирование наблюдений;

оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной модели;

прогнозирование изменения состояния  объекта наблюдения;

представление информации в удобной  для использования форме и  доведения ее до потребителя.

Основные задачи экологическго мониторинга:

наблюдение за источником антопогенного воздействия;

наблюдение за фактором антропогенного воздействия;

наблюдение за состоянием природной  среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого  состояния природной среды.

При разроботке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

источник поступления загрязняющих веществ в окружающую среду - выбросы  загрязняющих веществ в амосферу промышленными, энергитическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и(или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов;техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и(или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ, и т.д.;

переносы загрязняющих веществ - процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;

процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ - миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых  вод;миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов.Наблюдения за этими процессами целесообразно проводить периодически на специально выделенной системе пунктов: контрольные водосборы - катены - площадки - створы;

данные о состояния антропогенных  источников эмиссии - мощность источника  эмиссии и месторасположение  его, гидродинамические условия  поступления эмиссиив окружающую седу.

Мониторинг загрязнения природной  среды базируется на сети пунктов  режимных наблюдений. Про состоянию на 1992 г. ее показатели характеризовались следующими данными

Наблюдения за уровнем загрязнения  атмосферного воздуха 

проводились в 334 городах Российской Федерации, из них регулярно - на стационарных постах в 255 городах и поселках, в  больщинстве из которых измерялись концентрации от 5 до 25 инградиентов. Общий объем определений содержания вредных веществ в атмосферном воздухе городов и населенных пунктов за год составляет 4 млн. проб.

Степень загрязнения почв оценивается  по результатам более 30-50 тыс. определений  и проб, отбираемых в отдельные  годы в 300-500 хозяйствах.

Загрязнение поверхностных вод  суши контролируется по всем основным водотокам и водоемам. Так, за 1992 год отобрано и проанализиолвано почти 40 тыс. проб воды, выполнено около 950 тыс. определений по 158 гидрохимическим показателям.Гидробиологическими наблюдениями было охвачено 218 водных объектов.

Наблюдения за загрязнением морской  среды по гидрохимическим показателям  проводит 623 морские станции.

Сеть станций наблюдения транспоотного переноса вредных веществ ориентирована на западную границу Российской Федерации.На трех станциях наблюдения проводится отбор проб на атмосферный аэрозоль, диоксиды серы и азота, а также отбор проб атмосферных осадков.

В настоящие время насчитывается  около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности.

Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется на 645 метеостанциях, охватывая площадь 117 млн.км .В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения pH, а также бенз(а)пирен и тяжелые металлы.

Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАМПОН) состоит  станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной  программой.

На территории России шесть станций  комплексного фонового мониторинга (СКФМ) расположены в биосферных заповедниках.Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно - электрических характеристик. Наблюдения за этими компонентами входят в обязательную программу исследований в рамках ГСА (глобальной службы атмосферы) БАМПОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.Наблюдения за радиационной обстановкой на территории Российской Фдерации ведутся ежедневно. Более чем на 1300 метеостанциях измеряются уровни радиации на местности, на 300 пунктах - уровни радиации выпадений (на 50 из них - концентрации). Кроме того, проводятся интенсивные работы по обследованию территории, пострадавших после аварии Чернобыльской АЭС, в том числе подворные обследования в населенных пунктах на территории с плотностью загрязнения более 5 Ки/км .

Методы контроля загрязняющих веществ  в объектах окружающей среды

Современные методы контроля химических веществ, загрязняющих окружающую среду ,-это по сути Физико-химические методы.Иногда их объединяют термином "инструментальные методы анализа".Данная тема огромна, поэтому мы рассмотрим лишь наиболее важные из физико-химических методов,оптимально сочетающие в себе целый ряд качеств:высокую точность и воспроизводимость результатов анализа,высокую чувствительность и ,несмотря на эти жесткие требования ,доступность аппаратуры и возможность быстрого освоения ее.

Газовая хроматография.В основу метода газовой хроматографии положен следующий принцип:анализ смеси веществ в результате распределения компонентов между несмывающимися фазами,одна из которых подвижная - инертный газ (азот,гелий и др.) ,другая-неподвижная (высококипящая жидкость или твердая фаза).

Этот метод имеет два варианта: газоадсорбционная и газожидкостная хроматография.

Разделение компонентов смеси  происходит в хроматографической колонке.Хроматографические колонки:набивные (длина -1-3м,диаметр-около 4мм,материал-стекло сталь и др.) и капиллярные (длина - до 50м,материал-стекло,кварц).

Выбор неподвижной фазы (Нф).Эффективность колонки(способность разделять сложные смеси на отдельные компоненты) зависит от размера частиц,на которые нанесена жидкая фаза. Она возрастает при использовании однородных частиц малого размера. Для стандартных набивных колонок оптимальный размер частиц 0,12-0,17 мм. Необхожимо учитывать их близость к анализируемым соединениям. Для анализа полярных компонентов применяют полярные фазы, для анализа неполярных компонентов - менее полярные или полностью неполярные.

Неполярные фазы для газоадсорбционной хроматографии силикагель, оксид алюминия, цеолиты, полимерные сорбенты ( например , полисорб, поропак и др.).

Наиболее употребляемые неподвижные  жидкие фазы для газожидкостной хроматографии  карбовакс, силиконовые элястомеры, апиезоны, твердый носитель - хроматов и др.

Подвижные фазы азот, гелий, аргон, пары воды.

Детекторы. История развития газовой  хроматографии - это история появления  и развития детекторов для хроматографии. Применятся несколько типов детекторов.

1. Детектор теплопроводности (ДТП)  или катарометр. Принцип его действия основан на различии теплопроводностей анализируемого вещества и газа-носителя.

2. В детекторе ионизационо-пламенном (ПИД или ДИП) ипользуется зависимость электропроводности пространства между электродами от числа находящихся в нем ионизированных частиц, которые образуются в водородном пламени под действием термичесих и окислительных процессов при попадании в него молекул анализируемого вещества.Выходным сигналом детектора является значение силы тока, протекающего между электродами под действиеи приложенного к ним напряжения.

3.Электронно-захватный детектор (ЭЗД),или  детектор по захвату электронов,как и ДИП ,основан на зависемости электропроводности промежудка между электродами и числим ионов,находящихся в этом промежутке,которое связано с числом молекул,поступающих в детектор.Однако механизм и способ образования ионов принципиально отличаются от такового в случае ДИП - ионы образуются в результате взаимодействия молекул анализируемого вещества и потока электронов в камере детектора в результате бета-распада радиоактивного вещества.

Необходим очень чистый газ-носитель, например азот "ОСЧ", не содержащий следов кислорода, который снижал бы чувствительность детектора ЭЗД.