Применение цифровых приборов при экологических исследованиях (стр. 3 из 5)

Экологическое нормирование тесно связано с экологическим контролем, которому отводится одно из ведущих мест в системе обеспечения рационального природопользования и охраны окружающей среды. Основными формами экологического контроля выступают экологическая экспертиза, экологический мониторинг, экоаудит.

Практика создания экологических нормативов предполагает два основных этапа:

· Научная разработка и обоснование норм и правил;

· Придание им статуса норматива.

Система стандартов в области охраны окружающей среды в настоящее время сохраняет свое значение вплоть до принятия соответствующих технических регламентов. В российском классификаторе ГОСТов для природоохранных стандартов выделен раздел 17 «Охрана природы», который состоит из десяти (0-9) комплексов (в номенклатуре стандартов второе после 17 число):

0 – организационно-методический;

1 – охрана и рациональное использование вод;

2 – защита атмосферы;

3 – охрана и рациональное использование биологических ресурсов;

4 - охрана и рациональное использование почв;

5 – улучшение использования земель;

6 – охрана флоры;

7 – охрана фауны;

8 – охрана и преобразование ландшафтов;

9 – охрана и рациональное использование недр.

Остановимся более подробно на стандарте 4 «Охрана и рациональное использование почв».

Земельные ресурсы относятся к универсальным природным ресурсам, необходимым для многих отраслей человеческой деятельности. Их следует оценивать с разных позиций:

1) Земля как почва для обеспечения человека продуктами питания;

2) Земля как территория для размещения различных объектов обеспечения человеческой деятельности.

Земли относятся к природным компонентам, испытывающим наиболее значительные прямые и косвенные антропогенные воздействия, а также подверженным экзогенным геологическим опасностям.

Рассматривая земли как почвы и как территории, следует отразить следующий момент. В современном российском законодательстве установлен принцип регулирования земельных отношений, по которому использование земель осуществляется исходя из представления о земле как о природном объекте и одновременно как о недвижимом имуществе. При этом отмечается явная тенденция смещения трактовки понятия «земельные ресурсы» в сторону социально-экономических интересов в ущерб природно-ресурсным и экологическим. Такая тенденция должна быть компенсирована разработкой и принятием закона «Об охране почв». Однако до настоящего времени проект закона находится на стадии согласования.

Почвы крупных мегаполисов испытывают особенно интенсивную антропогенную нагрузку, которая часто приводит к их деградации и, соответственно, к нарушению нормального функционирования, что оказывает как прямое, так и косвенное негативное воздействие на живые организмы. Поэтому мониторингу состояния почв в крупных городах, в том числе таких мегаполисах, как Москва, уделяется со стороны государства особое внимание. Система мониторинга почв в г.Москве представляет собой систему непрерывных наблюдений за их состоянием, с целью оценки и прогноза изменений состояния городских почв под воздействием природных и антропогенных факторов.

Система мониторинга почв в г.Москве начала функционировать в 2004 году; в настоящее время сеть наблюдений за качеством почв включает в себя 1300 пунктов постоянного мониторинга (ППМ), равномерно распределённых по административным округам города на территориях различного функционального назначения. Планируется дальнейшее увеличение количество пунктов наблюдения. (В приложении к реферату приведены (а) Карта ЦАО г.Москвы, почвы, пункты экомониторинга; (б) Карта фактического материала по отбору проб почв в 2008 году.)

Основные направления мониторинга почв в г. Москве:

· Регулярный мониторинг состояния почв на ППМ, в ходе которого дается их агрохимическая характеристика, оценивается степень загрязнения тяжелыми металлами и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ);

· С 2006 г. ведется наблюдение за особенностями распространения загрязнения почв вблизи транспортных магистралей (МКАД, 3е транспортное, Бульварное и Садовое кольцо);

· В 2005 г. было проведено пионерное исследование – подробное изучение степени загрязнения почв г.Москвы стойкими органическими загрязнителями (СОЗ). В ближайшем будущем планируется создание системы регулярного мониторинга СОЗ.

Рассмотрим приборы для определения загрязнения почв и измерения почвенных характеристик.

I. Анализатор для определения загрязнения почвы EcoProbe 5 (RS Dynamics)

Прибор ECOPROBE 5 устанавливает новый стандарт эксплуатационной гибкости, удобства и качества при проведении работ по обнаружению и анализу содержания летучих органических соединений и других показателей загрязнения. Этот прибор обеспечивает экономически эффективный и современный уровень обследования почвы на наличие загрязнений, с беспрецедентной шириной спектра и точностью получаемых данных. Все эти достоинства - результат уникального сочетания фотоионизационного детектора ФИД (для измерения суммарной концентрации почвенного газа) и избирательного инфракрасного детектора (для проведения раздельных измерений концентрации метана, углеводородов, и углекислого газа). Полученный комплект параметров дополняется результатами измерений температуры, давления и содержания кислорода.

Каждый раз, при проведении измерений, производя анализ 8 различных параметров одновременно, прибор ECOPROBE 5 значительно улучшает качество измерений в целом, и устраняет необходимость взятия образцов и их транспортировки в лабораторию. Вся процедура измерения занимает менее минуты!

Прибор ECOPROBE 5 характеризуется крайне высокой чувствительностью, замечательной устойчивостью нуля как ИК, так и ФИД анализатора, возможностью измерения пористости почвы в режиме реального времени, и функцией определения местоположения в системе GPS. Обработка данных производится с использованием системы, совместимой с программой Surfer и другими основными системами обработки.
Все эти достоинства делают ECOPROBE 5 действительно качественно новым прибором для контроля состояния окружающей среды.

ОСНОВНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Обнаружение, определение границ и контроль содержания углеводородов и других органических соединений в почве и воде после разлива топлива.

Осуществление быстрого и технологически несложного контроля за подземными баками и трубопроводами на наличие протечек.

Наблюдение за свалками и сельскохозяйственными отходами.

Контроль перемещения шлейфов загрязнений.

Контроль процесса восстановления биологической среды.

Обнаружение и контроль образования метана на закрытых угольных шахтах.

Обнаружение и контроль газообразных токсичных веществ на промышленных предприятиях и в сельском хозяйстве.

Обнаружение и контроль потока загрязнений через промышленные уплотнения.

Мониторинг воздушного бассейна (ФИД).

Исследование загрязнения почвы с помощью прибора ECOPROBE 5

Представляя собой уникальное сочетание суммарного ФИД анализатора и избирательного ИК анализатора, прибор ECOPROBE 5 предоставляет новую методику, которая затрагивает буквально все естественные условия, и позволяет выполнить трудную задачу практического воплощения научного подхода к проведению и интерпретации исследований загрязнения почвы. Самыми значительными "подземными" факторами, которые обуславливают загрязнение поч-вы, являются следующие:

Присутствие метана: Как продукт естественных биологических процессов, метан в различных концентрациях встречается повсюду, под слоем почвы. Проницаемость почвы: почвы с различной величиной проницаемости создают различные условия для образования газов, которые, в свою очередь, оказывают значительное влияние на результаты измерений. Благодаря внутренней структуре, относительно плотные почвы, такие как глина, образуют почвенные газы за значительно более короткий период времени, по сравнению с проницаемыми почвами, такими как песок.

Присутствие метана и широкое разнообразие значений проницаемости почвы являются двумя основными факторами, которые вносят искажения в измерение содержания почвенных газов. Оба они оказывают существенное влияние на измеренные величины концентрации загрязнений. Без внедрения нового метода ECOPROBE, эти ошибочные результаты могут привести к серьезным ошибкам в интерпретации как полевых, так и лабораторных измерений. Для обычных исследований прибор ECOPROBE 5 предлагает специальный режим, показывающий максимальную измеренную величину на каждом пункте измерения. Этот режим обеспечивает компенсацию измерений для почв с различной проницаемостью (красные стрелки на графиках).

Примеры полученных результатов

Самые современные технологические решения, заложенные в прибор ECOPROBE 5, позволяют выполнять точное и эффективное нанесение на карту подповерхностных загрязнений почвы. Комплексная процедура измерения, примененная в приборе, идеально подходит для мониторинга биовосстановительных процессов, при протекании которых бактерии вырабатывают кислород и выделяют тепло, а также метан и углекислый газ

Комплект корреляционных графиков включает в себя: Полную концентрацию - с помощью ФИД датчика (за исключением метана) Избирательную концентрацию метана - с помощью ИК датчика Избирательную концентрацию группы нефтяных компонентов - с помощью ИК датчика Избирательную концентрацию углекислого газа - с помощью ИК датчика Кислород Температуру почвы Вакуум - при взятии проб

Комбинация параметров помогает отличить различные виды загрязнений, и обеспечивает более точную картину их присутствия. Концентрация CO2, кислорода, и уровни температуры указывают на подповерхностную активность бактерий Измерение давления дает информацию о процессах микровентиляции Графики, показывающие последовательности измеренных величин (на предыдущей странице), отражают структуру почвы и ее пористость