Приборы и системы мониторинга окружающей среды


Картографическое обеспечение

Картографический метод - многоцелевая система слежения за состоянием окружающей среды и факторами, воздействующими на нее с помощью комплекса базовых, оценочных и оперативных карт.

Картографическое обеспечение мониторинга предусматривает четыре основных блока:

·        блок исходной (базовой) информации;

·        блок оценочно-прогнозной информации;

·        блок оперативного прогноза и контроля;

·        блок картографических данных.

Блок исходной (базовой) информации

Включает в себя картографические данные о природных условиях, хозяйственном использовании территории, а также о состоянии явления, процесса или параметра окружающей среды, за которым предполагается наблюдение.

Блок оценочно-прогнозной информации

Содержит карты оценки наблюдаемого явления, прогнозы его развития во времени и в пространстве и рекомендательные карты для принятия решений.

Блок оперативного прогноза и контроля

Блок, где создаются оперативные данные наблюдаемого явления. Непосредственно связан с поступающими данными Гидрометеослужбы, наблюдениями на станциях мониторинга. Главная цель блока - оперативное представление текущей информации в картографическом виде.

Блок картографических данных

Блок оценки результатов изменений в окружающей среде, их хозяйственной деятельности и здоровья человека. Блок, где намечаются долгосрочные мероприятия по рациональному использованию благоприятных тенденций или уменьшению отрицательных факторов.

Автоматизированные картографические системы

Для формирования и функционирования баз данных и картографического отображения данных применяются автоматизированные картографические системы. Их отличительная особенность - наличие ЭВМ в составе технических средств.

Общая схема работы:

·        на первом этапе используются цифрователи для оцифровки информации и ввода ее в базу данных;

·        на втором - видеоэкран для интерактивной переработки информации;

·        на третьем - строятся карты на графопостроителе или графическом видео-экране.

Автоматизированные системы мониторинга

Основные блоки автоматического мониторинга:

·        датчики параметров окружающей природной среды;

·        датчики биологических параметров;

·        автономное электропитание;

·        радиопередатчики и приемники;

·        компактные радиостанции;

·        система спутниковой связи;

·        современная вычислительная техника;

·        программное обеспечение.

Основные типы автоматизированных систем мониторинга загрязнения атмосферного воздуха:

·        промышленные системы, включающие автоматические анализаторы контролирующие выбросы определенных промышленных предприятий и степень загрязнения воздуха в районах расположения предприятий;

·        городские системы, предназначенные для измерения уровня загрязнения воздушного бассейна города вредными выбросами промышленных предприятий;

·        региональные системы, рассчитанные на сброс и статистическую обработку измерительной информации о загрязнении атмосферы на значительной территории;

·        системы глобального мониторинга, применение которых связано с использованием космических станций.

В региональных и глобальных системах мониторинга используют лазерные методы измерения загрязнения окружающей среды.

Метод лазерного зондирования позволяет осуществлять оперативный контроль степени загрязнения атмосферы в широких масштабах. Регистрируя и расшифровывая следы взаимодействия лазерных импульсов с атмосферными слоями, можно извлечь информацию о давлении, плотности, температуре, концентрации различных составляющих атмосферы и других параметрах.

АИС (автоматизированная информационная система) основа организационной структуры мониторинга геологических, лито-технических или эколого-геологических систем.

ОсновныеблокиАИС:

·        автоматизированная информационно-поисковая система (АИПС);

·        автоматизированная система обработки данных (АСОД);

·        автоматизированная прогнозно-диагностическая система (АПДС);

·        автоматизированная система управления (АСУ).

Методы контроля состояния загрязнения атмосферы

Газоанализаторы - приборы для определения качественного и количественного состава смесей газов, содержащихся в атмосфере.

Газоанализаторы позволяют получать непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявлять максимальные концентрации примесей, которые могут быть не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха несколько раз в сутки.

Региональные инструментальные методы анализа основаны на автоматизированной системе контроля за загрязнением воздуха в промышленном регионе или на нескольких предприятиях. Информация поступает от автоматических газоанализаторов, установленных в различных местах региона или вокруг крупных промышленных объектов, иногда на конкретных технологических установках.

Глобальный мониторинг осуществляется зондированием атмосферы. Для этого используют оптическую и радиолокационную аппаратуру, которая позволяет определить загрязнения на разных высотах атмосферы.

Для дистанционного анализа загрязнений атмосферы используются автоматизированные приборы на основе лазеров.

Пространственное распределение примесей в воздухе определяется с помощью лидаров - приборов, представляющих собой сочетание лазера и локатора.

Методы контроля состояния загрязнения вод

Основные стандартные методы контроля за состоянием загрязнения вод:

·        метод химического потребления кислорода;

·        метод биохимического потребления кислорода;

Многокомпонентные методы анализа:

·        атомно-эмиссионный;

·        рентгеновский;

·        хроматографический методы.

Методы контроля в почвенном мониторинге

Почвенный (агроэкологический) мониторинг имеет общий характер, т.к. почвенный покров накапливает информацию о происходящих процессах и изменениях.

Основные показатели агроэкологического мониторинга:

·  кислотность;

·  потеря гумуса;

·  засоление;

·  загрязнение нефтепродуктами.

Мониторинг радиационного загрязнения природной среды

Подпись: В радиоэкологическом мониторинге используются стационарные и переносные дозиметры и радиометры.

Рентгеновское и гамма-излучение регистрируют дозиметром.

Бета-излучение регистрируют радиометрами.

Система стационарного контроля радиационной обстановки и радиационного мониторинга окружающей среды включает в себя:

·        средства контроля радиационной обстановки: датчики альфа-, бета-загрязнения поверхностей, датчики гамма-излучения, датчики нейтронного излучения, поисковые дозиметры альфа- бета- нейтронные;

·        спектрометры ионизирующих излучений: сцинтилляционные спектрометры энергии гамма и бета-излучения, полупроводниковые спектрометры энергий альфа-излучения;

·        для контроля питьевой воды на водозаборах, контроля сточных вод атомных станций и других предприятий, использующих в своей технологии гамма-излучающие радионуклиды, используют радиометр-спектрометр.