Экологический мониторинг

Автор: Втюрин Дмитрий Владимирович, ведущий специалист отдела системного анализа ООО МП «ГеоИнТЭК». Май 2013 года.

В различных видах научной и практической деятельности человека издавна применяется метод наблюдения как способ познания, основанный на относительно длительном и планомерном восприятии предметов и явлений окружающей действительности. Отличные образцы организации наблюдений за природной средой описаны еще в первом веке нашей эры в "Естественной истории" Гая Секунда Плиния (старшего). Тридцать семь томов, содержавших сведения по астрономии, физике, географии, зоологии, ботанике, сельскому хозяйству, медицине, истории, служили наиболее полной энциклопедией знаний до эпохи средневековья.

Уже в XX веке, в науке возник термин мониторинг для определения системы повторных целенаправленных наблюдений за одним или более элементами окружающей природной среды в пространстве и времени.

В последние десятилетия общество все шире использует в своей деятельности сведения о состоянии природной среды. Эта информация нужна в повседневной жизни людей, при ведении хозяйства, в строительстве, при чрезвычайных обстоятельствах — для оповещения о надвигающихся опасных явлениях природы. Но изменения в состоянии окружающей среды происходят и под воздействием биосферных процессов, связанных с деятельностью человека. Определение вклада антропогенных изменений представляет собой специфическую задачу.

В соответствии со ставшим уже каноническим определением, экологический мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов [1].

Рис.1. Блок-схема системы мониторинга [1]
Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

- о состоянии окружающей среды;

- о причинах, наблюдаемых и вероятных, изменений состояния (т. e. об источниках и факторах воздействия);

- о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;

- о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.
Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды в РФ в 1995 г.", определяет экологический мониторинг в РФ как комплекс выполняемых по научно обоснованным программам наблюдений, оценок, прогнозов и разрабатываемых на их основе рекомендаций и вариантов управленческих решений, необходимых и достаточных для обеспечения управления состоянием окружающей природной среды и экологической безопасностью.
С 2009 года компанией ООО МП «ГеоИнТЭК» успешно проводятся мониторинговые исследования в пределах Тюменской области и Красноярского края.

В пределах исследуемой территории проводятся комплексные опробования:

- почв
- поверхностных вод
- донных осадков
- приземной атмосферы
- снежного покрова
- растительности

Мониторинг почв и грунтов

Мониторинг почв и земель выполнялся в соответствии с Положением об осуществлении государственного мониторинга земель и другими нормативными документами, устанавливающими правила контроля состояния почв.
Почвы по экологическому значению занимают центральное место, так как являются связующим звеном с остальными компонентами ландшафта, водными и воздушными потоками веществ.
Основными задачами почвенного мониторинга являются:

• Наблюдение за состоянием почвенного покрова на участках, расположенных в естественных ландшафтных условиях, в том числе, на постоянных фоновых участках и площадках скважин;
• Выявление загрязненных или деградированных земель;
• Контроль за восстановлением техногенно-нарушенного почвенно-растительного покрова, протекающего естественным путем;

Эколого-геохимические исследования выполнялись с целью определения (фиксирования) исходного состояния компонентов окружающей среды в естественных и нарушенных ландшафтно-геохимических условиях.

Пробы почв отбираются универсальным пробоотборным устройством с глубины 20 – 40 см. Для нивелирования локальных особенностей распределения химических веществ отбираются смешанные пробы. Смешанный образец составляют не менее чем из 5 индивидуальных образцов, равномерно распределенных на площадке опробования (по конверту или окружности). Отбор почв и оценка их состояния выполняется в соответствии с действующими ГОСТами: 17.4.3.04-85, 17.4.4.02-84, 17.4.3-83, ГОСТ 28168-89. Глубина пробоотбора зависела от стратиграфии почвенной толщи.

Мониторинг растительного покрова

Мониторинг растительного покрова проводится одновременно с почвенным мониторингом. Изучение растительного покрова проводится в соответствии с методическими указаниями к изучению типов леса (Сукачев, Зонн, 1961). На площадках возможно проведение геоботанического описания растительного покрова, выявление видового состава и встречаемость всех видов растений, устанавливаются доминирующие виды, проводится картирование растительного покрова. Согласно методике опробование выполнялется по одному сквозному виду растений, равномерно развитому на всей исследуемой территории. В зависимости от ландшафтно-биогеохимических условий опробование проводится по листьям кустарников и кустарничков, а также надземной части лишайников. Так же обследуется зола растений и определяется содержание микроэлементов.

Мониторинг поверхностных вод

Мониторинг поверхностных вод осуществлялся в соответствии с Положением о ведении государственного мониторинга водных объектов.

Гидрохимический мониторинг выполняется с целью наблюдения за состоянием поверхностных вод по физическим, химическим, гидрологическим и гидробиологическим показателям, выявления изменения состояния поверхностных вод в период обустройства лицензионного участка, оценки эффективности проводимых водоохранных мероприятий.

Пробы воды отбираются, хранятся и транспортируются в соответствии с правилами и рекомендациями ГОСТ 17.1.5.01-85, ГОСТ 17.1.5.05-85, ГОСТ 17.1.5.04-81, ГОСТ Р.51592-2000, ИСО 5667-6:1990.

Пробы воды на участке работ отбираются точечные, в 0,2 - 0,3 м от поверхности воды. Перед отбором проб емкости ополаскивали не менее 2 раз. Емкость заполняли водой до верха, оставляя небольшой пузырек воздуха под пробкой. Для измерения температуры воды термометр выдерживают 2-3 минуты на глубине отбора пробы для выравнивания температур. При этом пробы для определения содержания нефтепродуктов отбираются таким образом, чтобы пленочные нефтепродукты не попадали в сосуд. Объем отбираемой пробы рассчитывается исходя из определяемых показателей, предусмотренных договором. Результаты всех полевых наблюдений и опробования фиксируются в полевом журнале. Емкость с пробой сопровождается этикеткой, на которой указывается индивидуальный номер пробы, наименование пункта наблюдения, наименование исследуемого водного объекта, консервант и его количество, дата отбора пробы (год, месяц, число и время), должность, фамилия и подпись лица, отбиравшего пробу. В полевых условиях портативными приборами регистрируются следующие параметры: концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН. Используемые методики химического анализа внесены в государственный реестр методик, допущенных для Государственного экологического контроля и мониторинга. Вода анализируется в соответствии с программой мониторинга.

Мониторинг донных осадков

Донные осадки аккумулируют химические вещества, поступающие с поверхностными водами, атмосферными осадками, почвами. Отбор проб донных отложений производился параллельно с гидрохимическим опробованием. В пробу по возможности отбираются илисто-глинистая или песчанистая фракция аллювиальных отложений. Комплекс мониторинговых исследований донных осадков включает определение химических характеристик.

Требования к отбору проб донных отложений установлены в ГОСТ 17.1.5.01-80, ИСО 5667-12:1995. При отборе проб донных отложений на малых глубинах используется специальная лопатка из титана, на больших глубинах – дночерпатель или бур. Каждая проба помещается в двойной полиэтиленовый пакет, герметично укупоривалась без консервации. Масса отобранной пробы обеспечивает выход минеральной фракции размером <1 мм не менее 500 г. Каждая проба сопровождается этикеткой, на которой указывается: индивидуальный номер пробы, водный объект, глубина отбора, дата отбора, должность, фамилия и подпись лица, отбиравшего пробы.

Для определения нефтепродуктов пробы донных отложений сохраняются в естественно влажном состоянии. Для определения остальных компонентов пробы высушивают до воздушно-сухого состояния.

Мониторинг атмосферного воздуха

Мониторинг атмосферного воздуха – это система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, оценка и прогноз изменения его состояния.
Мониторинг атмосферного воздуха осуществляется в соответствии с документами:

• Законом РФ № 96-ФЗ от 04.05.1999 г. «Об охране атмосферного воздуха»;
• Постановлением Правительства РФ № 183 от 02.03.2000 г. «О нормативах выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него»;
• Постановлением Правительства РФ № 31 от 21.04.2000 г. «Об утверждении Положения о государственном учете вредных воздействий на атмосферный воздух и их источников»;
• Постановлением Правительства РФ № 183 от 15.01.2001 г. «Об утверждении Положения о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха»;
• ГОСТ 17.2.3.01-86 Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;
• СанПиН 2.1.6.1032-01 Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест
• Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52. 04. 186 – 89;
• Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985 г.;

Загрязнение атмосферного воздуха происходит в основном при добыче и трубопроводной транспортировке нефти и газа, а так же при использовании автотранспорта. Как показывает опыт исследований, на стадии геологоразведочных работ техногенное воздействие (химическое и физическое) на атмосферный воздух локальное и не продолжительное, и не оказывает существенного негативного влияния на компоненты природной среды, однако является отличным индикатором состояния окружающей среды.

При строительстве и бурении глубоких скважин источниками поступление загрязняющих веществ в атмосферу являются: выхлопные газы от транспорта, котельных, электростанций; склады ГСМ; открытые поверхности амбаров; факелы; сжигание производственных и бытовых отходов; пыль на участках промплощадок с удаленным почвенно-растительным слоем, пыль от дорог, строительного грунта, химреагентов. Наиболее характерными загрязняющими веществами для газонефтяной отрасли являются разнообразные углеводороды (предельные и непредельные углеводороды, метан), оксид и диоксид азота, оксид углерода, диоксид серы, сероводород, взвешенные вещества, сажа, бенз(а)пирен.

Отбор проб и анализ воздуха производится в соответствии РД 52. 04. 186-89 (Руководство по контролю загрязнения атмосферы). Отбор проб и измерения проводят на высоте 1,5-2,5 м от поверхности земли, путем прокачивания воздуха через сорбционные трубки с помощью насосов-пробоотборников, путем аспирации определенного объема воздуха через поглотительные трубки. Для отбора проб воздуха на определение содержания взвешенных частиц (сажи), тяжелых металлов используется метод принудительной фильтрации. Сорбционные трубки до начала отбора проб и после его хранятся в сумке-холодильнике со льдом.

Каждая проба атмосферного воздуха сопровождается паспортом, в котором указывается: номер и код пробы; объект отбора проб; место отбора проб; цель отбора проб; вид отбираемой пробы (определяемые примеси); способ отбора пробы; количество параллельно отбираемых проб; время начала и конца отбора проб; метеорологические условия; дата и время передачи проб в лабораторию; примечания. Параметры отбора проб устанавливаются в зависимости от определяемого вещества.