Мониторинг экологической безопасности нефтегазовых объектов

1.

Доцент кафедры АТПП Прахова
М.Ю.

2.

Изменения состояния природной среды
Естественные
(природные)
Искусственные
(антропогенные)
Преднамеренные
Непреднамеренные
Прямые
Косвенные
2

3.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ - многоцелевая
иерархическая система, включающая повторяющиеся
наблюдения, оценку и прогноз антропогенных изменений
состояния экосистем
Система
экологического
мониторинга
Наблюдения за
состоянием элементов
биосферы
Наблюдения за
источниками и
факторами
антропогенного
воздействия
3

4.

НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА
наблюдения за факторами воздействия и состоянием
среды;
оценка фактического состояния среды;
прогноз состояния окружающей природной среды
и оценку прогнозируемого состояния.
Сам по себе экологический мониторинг не включает
деятельность по управлению качеством среды, а является
источником необходимой для принятия экологически значимых
решений информации.
4

5.

1972 год - Стокгольмская конференция ООН по
окружающей среде – профессор Р. Манн
Мониторинг окружающей среды - система повторных наблюдений
одного и более элементов окружающей природной среды в
пространстве и во времени с определенными целями в
соответствии с заранее подготовленной программой.
Россия – 1974 год – Израэль Юрий Антониевич
Мониторинг окружающей среды – система наблюдений,
оценки и прогноза антропогенных изменений окружающей
природной среды
5

6.

БЛОК-СХЕМА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
Ю. А. Израэль, 1984 год
Объектами мониторинга чаще всего являются сложные системы и явления.
Субъекты мониторинга это носители мониторинговых функций: организации,
структуры, отдельные люди, осуществляющие эти функции.
6

7.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОРТРЕТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ
- совокупность графически представленных пространственно
распределённых
данных,
характеризующих
экологическую
обстановку на определённой территории, совместно с картоосновой
местности
7

8.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА
Мониторинг
факторов
воздействия
физических
биологических
химических
источников
воздействия
состояния биосферы
природные среды
геофизический
мониторинг
атмосфера
океан
поверхность
суши с
реками и
озерами,
подземные
воды
биологический
мониторинг
биота
8

9.

КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ СИСТЕМ
МОНИТОРИНГА
Пространственный
охват
Объект
наблюдения
Используемые
методы
Тип воздействия
Цели мониторинга
9

10.

Объект наблюдения
Методы
мониторинга
Тип воздействия
Цель мониторинга
• абиотическая компонента;
• биотическая компонента;
• физические факторы воздействия
• прямое инструментальное измерение;
• дистанционная съёмка;
• косвенная индикация;
• опросы;
• дневниковые наблюдения
• геофизическое;
• биологическое;
• медико-географическое;
• социально-экономическое;
• общественное
• определение современного состояния среды;
• исследование явлений;
• оценка и градуировка моделей окружающей
среды;
• краткосрочный прогноз;
• долгосрочные прогнозы и т.д.
10

11.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА
ПО МАСШТАБАМ ОБОБЩЕНИЯ
Глобальный (биосферный)
Международный
Национальный
Региональный
Локальный (импактный)
Базовый (фоновый) мониторинг
11

12.

ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
проведение
мониторинга,
включающее
методическое
обеспечение,
проведение и
получение
результатов
наблюдений
Завершающая
организация
мониторинга
(правовое и
нормативное
обеспечение его
проведения)
Основная
Подготовительная
организация
мониторинга и
проведение
наблюдений
сбор и
обработка
информации с
получением
результатов
мониторинга и
рекомендаций
по их
реализации
реализация
результатов
мониторинга в
виде поддержки
принятия
управленческих
решений по
результатам
мониторинга
12

13.

ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА
Структурноорганизационный
Функциональный
Обучающий
Пространственный
Временной
Целевой
13

14.

Структурно-организационный принцип – система мониторинга любого уровня, являясь
многоуровневой иерархической структурой, должна строиться с учётом взаимодействия с
высшими системами и низшими подсистемами.
Функциональный принцип – мониторинг функционирует во времени как взаимосвязанная
и взаимообусловленная система цепи постоянных наблюдений, оценки, прогноза и управления.
Принцип преемственности возможность интеграции в систему существующих
ведомственных технологий наблюдения за состоянием окружающей среды.
Принцип согласованности компонентов объем собираемых данных должен
соответствовать возможностям последующей их обработки, обработка данных — потребностям
использования их для принятия решений, накопления их для исследования закономерностей.
Обучающий принцип – с течением времени в системе работающего мониторинга качество
прогнозов и эффективность управления должны закономерно улучшаться, система мониторинга
во времени должна непрерывно совершенствоваться и строиться как «самообучающаяся»
система.
Пространственный принцип – пространственная структура системы пунктов получения
информации формируется в зависимости от вида мониторинга и определяется природными
геологическими и инженерно-геологическими особенностями территории, типом и
особенностями инженерных сооружений на ней, а также состоянием на ней экосистемы.
Временной принцип – частота наблюдений и сбора информации во времени в системе
мониторинга полностью определяется динамикой наблюдаемых процессов.
Целевой принцип – система любого мониторинга должна строиться с учётом достижения
его конечной цели – оптимизации управления, что достигается на базе прогнозных оценок её
развития путём выработки оптимальных управляющих решений и рекомендаций.
14

15.

ЦЕЛИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Обеспечение системы управления природоохранной
деятельности
своевременной
и
достоверной
информацией, позволяющей:
оценить
показатели
целостности экосистем;
состояния
и
функциональной
выявить причины изменения этих показателей и оценить
последствия таких изменений, а также определить
корректирующие меры в тех случаях, когда целевые
показатели экологических условий не достигаются;
создать предпосылки для определения мер по исправлению
создающихся негативных ситуаций до того, как будет
нанесен ущерб.
15

16.

Информация, необходимая для
разработки проекта ЭМ
Источники
поступления
загрязняющих
веществ в
окружающую
природную среду
Переносы
загрязняющих
веществ
Процессы
ландшафтногеохимического
перераспределения
загрязняющих
веществ
Данные о
состоянии
антропогенных
источников
загрязнения
16

17.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА МОНИТОРИНГА
БЛОК КОНТРОЛЯ
(система пунктов получения
информации)
Экспедиционное
наблюдение
Стационарные
(наземные и морские)
наблюдения
Каналы
связи
БЛОК УПРАВЛЕНИЯ
(прогнозно-диагностический и
управляющий центры)
Автоматизированная
информационная
система
Система инженерной
защиты
Комплексные фоновые
наблюдения
Дистанционное
наблюдение
(космоаэросъемка)
17

18.

Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ)
1993 год
Государственный экологический мониторинг – комплексная система
наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза ее
изменений под воздействием природных и антропогенных факторов
2004 год
18

19.

ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ (ГСМОС)
АИС МОНИТОРИНГА
АИПС – информационнопоисковая система
АСОД – система обработки
данных
АПДС – прогнознодиагностическая система
АСУ – система управления
19

20.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ АИС
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ТЕХНИЧЕСКОЕ
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
• Наблюдательные
сети мониторинга
• Сторонние
источники
• Обработка,
интерпретация
информации
• Накопление в банке
данных
• Аппаратурные
средства для
хранения и
обработки
информации
• Периферийные
устройства
• Поисковые со
статистической
обработкой данных
• Прогнознодиагностические
• Оптимизационные
20

21.

Экологический мониторинг – контроль за состоянием
окружающей среды.
Экологический контроль - контроль за охраной окружающей
среды, т.е. контроль за деятельностью.
ВИДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Государственный
Муниципальный
Ведомственный
Производственный
Общественный
21

22.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ
В зависимости от
стадии контрольной
деятельности
В зависимости от
формы
экологического
контроля
В зависимости от
метода и порядка
проведения
контрольный
мероприятий
Предупредительный
Информационный
Инспекционный
Текущий
Карательный
Аналитический
Последующий
Инструментальный
22

23.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
КОНТРОЛЯ
Средства контроля
Контролируемые
показатели
Контактные
Функциональные
Неконтактные
(дистанционные)
Структурные
Биологические
23

24.

КОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
КОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
Химичес
-кие
(пробирные)
Физико-химические
Титрова
-ние
Люминисцентный
анализ
Фотометрия
Фотоколориметрия
Визуальная
колориметрия
Фотоэлектрические
методы
Спектрофотометрия
Молекулярная
Атомноабсорбционная
Газохро
матогра
-фия
Физические
Электрохимические
Потенци
ометрия
Полярография
Кондукт
ометрия
Массспектро
метрия
Рентгеноспект
-рометрия
Иономе
трия
Эмиссионная
24

25.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОБЪЕКТОВ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
25

26.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
26

27.

ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
27

28.

ЭТАПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Отбор пробы
Обработка пробы с целью консервации
измеряемого параметра и ее
транспортировка
Хранение и подготовка пробы к анализу
Измерение контролируемого параметра
Обработка и хранение результатов
28

29.

ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА
Селективность и
точность
определения
Воспроизводимость
получаемых
результатов
Чувствительность
Пределы
обнаружения
элемента (вещества)
Экспрессность
анализа
29

30.

ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Зондирующее поле
Осуществление взаимодействия с контролируемым объектом
Перенос полученной информации к датчику
Требования
•обладать широким набором информативных признаков;
•обеспечивать разнообразие эффектов взаимодействия с веществом
объекта контроля.
Пассивные
• Прием зондирующего поля, исходящего
от самого объекта контроля
Активные
• Прием отраженных, прошедших сквозь
или переизлученных зондирующих
полей, созданных источником
30

31.

ВИДЫ НЕКОНТАКТНЫХ МЕТОДОВ
Аэрокосмические
• Оптическая фотосъемка
• Телевизионная
• Инфракрасная
• Радиотепловая
• Радиолокационная
• Радарная
• Многозональная
Геофизические
• Магниторазведка
• Электроразведка
• Терморазведка
• Визуальная съемка
• Ядерная геофизика
• Сейсмические методы
• Геоакустические методы
31

32.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Биоиндикация
• Организмы или
сообщества организмовбиоиндикаторов,
наблюдаемых в
естественных условиях
обитания
Биотестироварие
(токсикологические
методы)
• Тест-объекты –
организмы,
помещаемые в
исследуемую среду для
оценки токсических
свойств загрязняющих
веществ
32

33.

МЕТОДЫ БИОИНДИКАЦИИ
Визуальные
Патологоанатомические
и
гистологические
Эмбриональные
Иммунологические
Генетические
33

34.

МЕТОДЫ БИОТЕСТИРОВАНИЯ
Основа – воздействие загрязняющих веществ, других факторов среды или
их совокупности на систему биологического происхождения
Виды биотестов
Острые (acute tests)
Краткосрочные хронические
(short-term chronic tests)
Хронические (chronic tests)
34

35.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И ЕГО ВИДЫ
Муниципальный
Производственный
Ведомственный
Государственный
Общественный
35

36.

В зависимости от
стадии контрольной
деятельности
В зависимости от
формы
экологического
контроля
В зависимости от метода
и порядка проведения
контрольный
мероприятий
Предупредительный
Информационный
Инспекционный
Текущий
Карательный
Аналитический
Последующий
Инструментальный
36

37.

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО
ВОЗДУХА
Загрязнители
Первичные Вторичные
Водяной пар (до 4%)
Примеси природного происхождения
(аммиак, сероводород, метан, оксиды
азота)
Пылевые частицы
Микроорганизмы
37

38.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
Основные
(критериальные)
Полициклические
ароматические
углеводороды (ПАУ)
Следы элементов
Постоянные газы
Пестициды
Абразивные твердые
частицы
Загрязнители,
оказывающие
многостороннее
воздействие на
организм
38

39.

СТАНДАРТЫ КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
ПДКРЗ
ПДК в воздухе рабочей зоны
ПДКПП
Предельно допустимая ПДК на территории промышленного
предприятия (обычно ПДКПП = 0,3 ПДКРЗ )
ПДКНП
ПДК вредного вещества в атмосферном воздухе насаленного пункта
ПДКМР.РЗ
Максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе
рабочей зоны
ПДКСС.РЗ
Среднесменная ПДК вредного вещества в воздухе рабочей зоны
ПДКМР
Максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе
населенных мест
ПДКСС
Среднесуточная ПДК вредного вещества в воздухе населенных мест
39

40.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ И
ТОКСИЧНОСТИ
1 класс
Чрезвычайно
опасные
2 класс
Высокоопасные
3 класс
Умеренно
опасные
4 класс
Малоопасные
Одновременное присутствие нескольких загрязняющих веществ, обладающих
аддитивным эффектом
40

41.

Индекс загрязнения атмосферы I
Для одного вещества
k = 1,7; 1,3; 1,0; 0,9
Для нескольких веществ
Шкала экологического загрязнения атмосферы
41

42.

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ
ОБЪЕКТОВ
Вещества, присутствующие в водах
Растворенные
Органические
вещества
Главные ионы
(макрокомпоненты)
Микроэлементы
Биогенные вещества
Взвешенные
Растворенные газы
42

43.

ВЗВЕШЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА
Расход взвешенных наносов – количество взвешенных веществ RM, которые
река переносит в единицу времени
Мутность – содержание взвешенных веществ CM в воде
Закон Эри
Энергия водотока
43

44.

Органические вещества
(< 0,1 мг/дм3)
Количественные
характеристики
Источники
поступления
Общее содержание
органических углерода, азота
и фосфора
Извне, с площади водосбора
с ливневыми и талыми
водами
Окисляемость воды
Образование в самом
водоеме в результате
метаболизма и
биохимического распада
остатков организмов
Биохимическое потребление
кислорода
44

45.

Главные ионы
Значение минерализации (солесодержание) в природных
водах
Пресные (до Солоноватые
1 г/дм3)
(1 – 25 г/дм3 )
Соленые (>
25 г/дм3)
Значение минерализации (солесодержание) в
поверхностных водах
Малая (до 200
мг/дм3)
Средняя (200 –
500 мг/дм3 )
Повышенная (>
500 - 1000
мг/дм3)
45

46.

Главные ионы Na+ K+ Ca2+ Mg2+
Cl- SO42-
HCO3-
Гидрокарбонатные и
карбонатные
Кальциевые
Сульфатные
Магниевые
Хлоридные
Натриевые
46

47.

Микроэлементы и биогенные вещества
Микроэлементы
Все металлы, кроме главных
ионов и железа (медь, цинк,
марганец и др.)
Анионы брома, фтора, йода и
др. (очень малые
концентрации)
Биогенные
вещества
Растворенные
газы
Соединения азота и фосфора
(от следов до 10 мг/м3)
Кислород,
углекислый газ,
азот, сероводород,
метан и др.
Соединения кремния и
железа
Содержание зависит
от природы,
парционального
давления и
температуры
47

48.

КЛАССИФИКАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД
Содержащие
неорганические примеси
со специфическими
токсическими
свойствами
Содержащие
неорганические примеси
без специфических
токсическими
свойствами
Содержащие
органические примеси
без специфических
токсических свойств
Содержащие
органические примеси
со специфическими
токсическими
свойствами
48

49.

КАТЕГОРИИ
ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
49

50.

ОЦЕНКА СОСТАВА И СВОЙСТВ ВОДЫ ВОДОТОКОВ И
ВОДОЕМОВ
Физические
Химические
Санитарно-биологические
50

51.

Система основных показателей оценки качества
водных ресурсов
ПДК
Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в
воде водоема
ПДК
Предельная допустимая концентрация загрязняющих веществ в
воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей
ВДК
(ОБУВ)
Временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный
уровень воздействия) загрязняющих веществ в воде водоемов
ПДС
Предельно допустимый сброс
БПК
Биохимическая потребность в кислороде
ХПК
Химическая потребность в кислороде
ППК
(МНК)
Подпороговая концентрация (максимальная недействующая
концентрация)
ППД
(МНД)
Подпороговая доза (максимальная недействующая доза)
51

52.

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ
Почва – гетерогенная
многофазная система
Жидкая
фаза
Твердая фаза
Минеральные
образования
(50 – 60% от
общего
состава)
Различные
органические
вещества (до
10%)
Почвенные
коллоиды
Почвенный
раствор (25 –
30%)
Газообразная
фаза (15-25%)
Газы,
заполняющие
свободные от
воды поры
Газы,
адсорбирован
ные
коллоидными
частицами и
растворенные
в почвенном
растворе
52

53.

ОСНОВНАЯ
ФУНКЦИЯ ПОЧВЫ
Аккумулирование органического
вещества, различных химических
элементов и энергии
АНТРОПОГЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ
ВОЗДЕЙСТВИЯ
Водная и ветровая
эрозия
Засоление,
подщелачивание,
подкисление
Заболачивание
Физическая
деградация
(уплотнение,
коркообразование и
т.п.)
Разрушение и
отчуждение при
строительстве и
добыче полезных
ископаемых
Химическое
загрязнение почв
53

54.

ПРИЧИНЫ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ПОЧВЫ
Атмосферный
перенос
загрязняющих
веществ
Сельскохозяйственное загрязнение
Наземное
загрязнение
Загрязнение
нефтью и
нефтепродуктами
54

55.

РАЗНОВИДНОСТИ ПДК В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПУТЕЙ
МИГРАЦИИ В СОПРЕДЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ
ТВ
Транслокационный
показатель
МА
Миграционный
воздушный
показатель
МВ
ОС
Миграционный
водный показатель
Общесанитарный
показатель
Наименьший из обоснованных уровней содержания является
ЛИМИТИРУЮЩИМ и принимается за ПДК.
55

56.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЧВ ПО СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Сильнозагрязненные
Среднезагрязненные
Слабозагрязненные
Коэффициент концентрации загрязнения почвы НС
56

57.

УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЧВЫ К ХИМИЧЕСКИМ
ЗАГРЯЗНЕНИЯМ
Степень
устойчивости
Очень устойчивые
Среднеустойчивые
Малоустойчивые
Показатели
устойчивости
Гумусное состояние почв
Кислотно-основные свойства
Окислительно-восстановительные
свойства
Катионно-обменные свойства
Биологическая активность
Уровень грунтовых вод
Доля веществ, находящихся в
растворимой форме
57

58.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК И ЕГО ОЦЕНКА
Причины возникновения аварийной
ситуации
Природного Техногенного Смешанного
характера
характера
характера
58

59.

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Взрыв, пожар
Поломка механизмов и оборудования
Нанесение ущерба окружающей среде,
персоналу, третьим лицам
Снижение производства продукции и
остановка производства
59

60.

ВИДЫ ПРОМЫШЛЕННОГО РИСКА
Риск первичных явлений (техногенный и
природный риски)
• Непосредственное
воздействие
поражающих
факторов,
возникающих при авариях и опасных процессах, а также опасных
природных явлениях
Риск, связанный с долгосрочными
последствиями аварий (экологический риск)
• Изменения в окружающей среде под воздействием поражающих
факторов и опасных процессов, носящих экологический характер
60

61.

РЕЦИПИЕНТЫ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Компоненты
природной среды,
наиболее важные
для человека
Природные и
природноантропогенные
образования
Биоценозы и
экосистемы
Отдельные группы
людей из числа
населения и
производственных
коллективов
61