Системы экологического мониторинга
Главная Блог Оборудование Системы экологического мониторинга: состав, принцип работы

Системы экологического мониторинга: состав, принцип работы

04 октября 2021
Время чтения: 14 минут
Нет времени читать?
Отправим материал Вам на:

Системы экологического мониторинга – это комплекс мер, законодательных актов, оборудование и программное обеспечение для отслеживания состояния окружающей среды. Существуют системы глобального, регионального, территориального и локального экомониторинга.

К наиболее распространенным относятся локальные системы, использующиеся в производственной сфере, а также территориальные, например, для отслеживания экологической обстановки в городской среде. Из нашего материала вы узнаете о принципах работы и составе систем экологического мониторинга.

Описание системы экологического мониторинга

Сегодня, оценивая качественные показатели окружающей среды, используют два термина: мониторинг и контроль. Под первым понимают комплекс, предполагающий наблюдение, анализ и оценку прогноза изменений в состоянии окружающей среды, которые происходят в результате антропогенных воздействий. Бывает, что дают и такую интерпретацию: мониторинг — наблюдение за какими-либо объектами и явлениями, прилагающимися к жизненной среде.

Описание системы экологического мониторинга
Описание системы экологического мониторинга

Мониторинг не предполагает возможности управления качеством среды, которая нас окружает, при этом контроль включает в себя не только наблюдение, но и получение данных, а также возможность воздействия и управления состоянием этой среды.

Первостепенная цель системы экологического мониторинга — предоставление новейших, актуальных, проверенных данных о состоянии природной среды и объектов, в том числе прогнозирование возможных изменений экообстановки. Информация, полученная в результате мониторинга, — это базис для того, чтобы принять адекватное решение, расставить приоритеты в деятельности, связанной с охраной природы. Общая цель — выработка экономических и политических решений с опорой и на факторы экологии.

Система экологического мониторинга окружающей среды — это комплекс взаимосвязанных правовых актов, различных управляющих, научных организаций и компаний, а также технических средств и средств информации.

В число объектов государственной системы экологического мониторинга включены:

  • элементы среды природы, а именно земля, почва, воды под землей и на ее поверхности, недра, воздух, уровневые показатели загрязнения радиации и энергетики. Сюда же входят озоновый атмосферный слой, космическое пространство около Земли, которое обеспечивает благоприятные условия для возможности проживания на ней;
  • объекты природы — естественные экосистемы, природные ландшафты и элементы, включенные в неё;
  • объекты, являющиеся природно-антропогенными — объекты природы, измененные в результате какой-либо хозяйственной работы, или объекты, воспроизведенные людьми и имеющие рекреационную функцию или назначение защиты;
  • источники, которые антропогенно оказывают влияние на окружающую. среду, в том числе опасные объекты.

Процесс мониторинга окружающей среды и объектов производится:

  • на глобальном уровне, при помощи международных программ и проектов;
  • на федеральном уровне, в рамках территории нашей страны;
  • на территориальном уровне, в рамках субъектов РФ;
  • на локальном уровне, ограниченном определенной природно-техногенной системой.

Классификация систем экологического мониторинга

  1. Распределение автоматизированных систем экологического мониторинга с учетом пространства. С опорой на пространственный принцип выделяют следующие типы мониторинга: точечный, локальный, на уровне региона, национальный и масштабный, глобальный. Глобальная система экологического мониторинга подразумевает экологический анализ взаимодействия людей и природы в рамках биосферы. Национальный мониторинг базируется на проведении таких действий на территории одного государства. Определение региональному мониторингу подобрать достаточно сложно, как и дать границы его масштабам.

    В России в нормативных актах экомониторинга регион определяется как субъект РФ. Нельзя не сказать о существовании и более масштабных по пространству мониторингов акваторий и площадей межгосударственного уровня, например, Балтийское и Северное моря, Альпы, внутригосударственного, например, Байкал и Урал. Говоря о локальном мониторинге, отметим, что он предполагает анализ пространства единичного источника, на который оказывают влияние промышленные предприятия, а также предприятия муниципального образования (города и района).

  2. Классификация систем мониторинга экологической обстановки по отслеживаемым объектам. Они делятся на фоновый (базовый), импактный в особо опасных точках и зонах, тематический, а также мониторинг территорий и акваторий.Фоновый мониторинг предполагает проведение исследований, необходимых для определения природных закономерностей изменения компонентов и комплексов природы. Импактный мониторинг включает в себя наблюдение, анализ и оценку, а также прогнозирование состояния природной среды в районах, находящихся под антропогенным влиянием опасных и потенциально опасных источников. Под тематическим мониторингом принято понимать мониторинг компонентов и объектов природы, а именно леса и других природных территорий, находящихся под особой охраной. Отметим, что отличия в наблюдениях имеют объекты, находящиеся на суше и в воде.
    Классификация систем экологического мониторинга
    Классификация систем экологического мониторинга
  3. Классификация по природным компонентам. В основе данной классификации информационной системы экологического мониторинга выделяют геологический, гидрологический, биологический, геоботанический, геофизический мониторинги, а также мониторинг атмосферы, почвы, леса и зоомониторинг. Система экологического мониторинга воздуха понимается как комплекс наблюдений за качеством и общим состоянием атмосферного воздуха, уровнем его загрязнения, за природными явлениями, действующими в нём. Кроме того, организация системы экологического мониторинга воздуха включает в себя анализирование, оценку, прогнозирование его состояния и степени загрязненности. В соответствии с вышеперечисленными можно установить и прочие мониторинги других компонентов.
  4. Классификация по особенностям организации мониторинга. Как правило, выделяют мониторинг международный, на уровне государства, местности, ведомства и общественный. Под первым понимают системы оценки прогнозирования, собранные масштабными межгосударственными организациями, в их числе ООН, ЮНЕСКО другие. Отметим, что процесс мониторинга может проводиться и силами государственных служб, а также с помощью муниципалитетов. Ведомственный мониторинг осуществляют предприятия промышленного и сельскохозяйственного назначения. Экомониторинг проводят обособленные физлица, отдельные сообщества людей.

Мобильное оборудование для систем экологического мониторинга

Разберем, что подразумевается под устройствами, выполняющими функцию экологического контроля. Это класс приборов, которые могут определять и измерять показатели определенных физических факторов и параметров среды, которая окружает. Данные факторы и параметры негативно влияют на физическое состояние человека и жизнедеятельность каких-либо организмов.

Мобильное оборудование для систем экологического мониторинга
Мобильное оборудование для систем экологического мониторинга

Они (приборы) требуются специалистам, которые работают в области охраны окружающей среды, выполняют действия по аттестации мест работы, проверяют насколько хорошо выполнены санитарные требования в помещениях, являющихся жилыми, а также местах общественного пользования. Отметим, что такие устройства пользуются популярностью и среди обычных людей, которым нужно проверить безопасность продуктов, а также жизненные условия в быту.

Мобильные устройства, выполняющие функции экологического мониторинга системы наблюдения и контроля, применяются для быстрого проведения измерений и анализа. Из этих приборов пользуются популярностью:

  • приборы для измерения дозы радиации — дозиметры;
  • индикаторы полей/излучений;
  • приборы для определения общего качества воды;
  • приборы для определения уровня насыщенности жидкостей и продуктов питания вредными нитратами.

Под дозиметрами понимаются контролирующие устройства, цель которых выяснить наличие экспозиционной радиационной дозы. Чаще всего такие приборы имеют встроенные или подключаемые датчики (по примеру счетчиков Гейгера) и применяются для проведения определения эквивалентной и эффективной дозы. Модели, более дорогие по стоимости, выполняют функцию вычисления накопленной дозы.

Устройства, имеющие датчик направленного вида, наиболее точно вычисляют объекты и их элементы, являющиеся зараженными.

Индикаторы излучений дополняются датчиками-детекторами, выполняющими регистрацию электро- и магнитных полей. Эти устройства системы общего экологического мониторинга и контроля также могут дополняться антеннами, которые изменяют уровень электромагнитных излучений и выявляют их опасный порог.

Акватестеры — компактные, портативные устройства, необходимые для быстрой проверки качественных показателей воды по её основным показателям или для определения нахождения в воде веществ токсичного происхождения. Такие устройства могут служить заменой анализаторам жидкости.

Нитратомеры — приборы, имеющие контактный щуп. Они помогают определить уровневый показатель нитратов в овощах и фруктах, напитках, мясной продукции. Результат, который видит специалист, сопоставляется с предельно возможными значениями для определенного типа продуктов.

Приборы комбинированного типа объединяют разнообразные функции, позволяющие проводить измерения. Они могут замещать полноценный комплект устройств, помогают провести оценку безопасности пробы воды, продуктов сразу по нескольких факторам. Они пользуются популярностью среди обычных потребителей и мастеров, которые проводят быструю оценку пищевой продукции или полевые замеры около опасных территорий и объектов.

Состав стационарной системы производственного экологического мониторинга

Системы комплексного экологического мониторинга окружающего воздуха условно делятся на два контролирующих типа: процесс контроля атмосферного воздуха рабочей зоны и жилой зоны, в населенных местах. Основные отличия базируются на показателе уровня концентрации загрязнителей, которые зависит от предела допустимой нормы на этих территориях.

Состав стационарной системы производственного экологического мониторинга
Состав стационарной системы производственного экологического мониторинга

Система мониторинга экологической обстановки проводится предприятиями и прочими территориальными образованиями. Их состав идентичен друг другу, отличия заключаются только в том, куда направляется информация и с какой целью она используется.

Когда мониторинг проводится производством, системы общего экологического мониторинга на предприятии адресуют информацию в заводской Центр Мониторинга с целью сокращения влияния его деятельности на загрязнение среды, которая окружает, а также на здоровье рабочих. При проведении территориального мониторинга информацию адресуют в Центр мониторинга населенного пункта, она необходима для проведения мер, которые выявляют загрязнители и принимают соответствующие решения для их устранения.

Под стационарным постом контроля атмосферы (АСКЗА, ПКЗ) понимают утепленный павильон, подходящие под различные погодные условия. В его состав входят:

  • Система электропитания
  • Термостабилизирующая система
  • Сигнализация, выполняющая пожарно-охранную функцию
  • Комплексная система аналитики
  • Прибор, выполняющий функцию сбора и обработки данных
  • Приборы для связи

В число составных элементов входят:

1. Система электропитания

Она представлена в виде силового щита и источника питания. В её функции включены:

  • стабилизированные и резервированные приборы поста;
  • задача защиты сотрудников и приборов от утечек тока;
  • процесс коммутации нагрузок или сетевые автоматы;
  • система прогрева павильона до температуры +5 градусов перед моментом включения приборов;

2. Термостабилизирующая система

Она включает в себя блок управления, вытяжной вентилятор, отопители и кондиционеры. В её функции входят:

  • сохранение требуемого температурного режима внутри павильона;
  • управление отопителями и кондиционером в автоматическом режиме;
  • процесс управления вытяжным вентилятором;
  • отправка телеметрических данных на прибор, собирающий и обрабатывающий информацию;
  • термостабилизация поста может быть выполнена при помощи настроек отопителей и кондиционера или с использованием терморозеток. В них, как правило, подключены отопители и/или кондиционер.

3. Пожаро-охранная сигнализация (ПОС)

Под ПОС понимают наличие штатных приборов: С2000-4, пожарные извещатели и аналогичные устройства для охраны. Они реализуют следующие функции:

  • отслеживание пожарных датчиков и датчиков вскрытия;
  • отправка информации о состоянии устройства ПОС на компьютер;
  • срабатывание исполнительных устройств при возникновении аварии (например, включение сирены или световых сигналов).

Для быстрого реагирования на возникновение нештатных случаев вместе со штатными ситуациями ПОС предполагается установка дополнительных приборов извещения, которые монтируются к системам аварийных служб.

4. Аналитический комплекс

Аналитический комплекс
Аналитический комплекс

Под аналитическим комплексом рассматривают набор приборов, а именно газоанализаторы, пылемеры, оборудование для измерения метеопараметров, датчики, определяющие уровень радиации, баллоны.

5. Устройство сбора и обработки информации (УСОИ)

Устройство сбора и обработки информации выглядит как промышленное компьютерное устройство, размещенное в подрессоренной 19-дюймовой стойке. Также на нём расположены коммуникационные интерфейсы и специализированные ПО. Он выполняет следующие функции:

  • опрос оборудования для проведения измерений
  • опрос телеметрических систем
  • составление локальной базы информации
  • процесс управления каналами измерения
  • составление локальных отчётов данных
  • взаимодействие с Центром мониторинга при помощи системы связи

6. Система связи

Под системой связи, как правило, понимают наличие коммуникационного оборудования, которое передает данные под управлением УСОИ и команды, передающиеся между постом и Центром мониторинга. Каналы связи, которые являются основными:

  • линия, являющаяся выделенной или модем выделенной линии)
  • телефонная линия коммутации или модем телефонной линии)
  • связь сотовых операторов или GPRS/3G модем
  • радиоволна или радиомодем и радиостанция
  • Ethernet/Internet или встроенный LAN-порт

7. WiFi/WiMax

Наполнение и процесс сбора определенного поста зависит от его функций. Типичный набор элементов для проведения замеров в черте города: Пыль PM10(PM2,5), CO, NO, NO2, SO2, CH4, метеопараметры. Для проведения замеров на территории предприятий особое внимание дается измерению определенных компонентов, присутствующих на производстве.

Определяющие пункты, которые важны в процессе составления технического задания:

  • список компонентов, которые поддаются измерению, а также пределы таких измерений (рабочая и/или жилая зоны);
  • покрывающий материал павильона поста (сендвич-панели, сайдинг или металлическое покрытие);
  • погодные характеристики (например, для территории Крайнего Севера необходимо специальное исполнение);
  • системы отправки информации (например, сотовая связь, радиоволны).

В состав структуры системы экологического мониторинга включены следующие действия:

  • Наблюдение.
  • Оценивание физических характеристик.
  • Прогноз.
  • Оценивание данного прогноза.

Четкое следование всем задачам поможет избежать экологических катастроф.