Создание и внедрение в практику экологического контроля и мониторинга судовых природоохранных комплексов

• Автор: Гуральник, Дмитрий Леонтьевич
• Шифр специальности: 03.00.16, 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 423 с. : ил.

Введение
Глава 1. Систематизация источников и состава поступлений загрязняющих веществ ЗВ в акватории. Анализ существующих методов экологического контроля. Цели и задачи работы. Обоснование приоритетного перечня контролируемых параметров и основные направления работ с использованием СПК.

1.1. Источники, объемы, состав поступлений ЗВ в акватории от береговых объектов.

1.2. Поступление ЗВ в акватории от подвижных источников.

1.3. Требования нормативных документов по контролю качества вод.

1.4. Анализ существующих методов экологического контроля, базирующихся на дискретном пробоотборе. Цели и задачи работы. Обоснование приоритетного перечня контролируемых параметров для СПК.
1.5. Основные направления работ с использованием СПК в системе государственных природоохранных органов и экологических служб ВС РФ.
Выводы.
Глава 2. Методология оперативного экологического контроля водных объектов с использованием мобильных носителей. Концепция построения судовых природоохранных комплексов как принципиально нового средства автоматизированного оперативного экологического контроля.

Технический облик, структура, базовый состав, средства измерения.

2.1. Концепция методология оперативного контроля экологического состояния водных объектов на основе судовых природоохранных комплексов СПК.
2.2. Обоснование требований и разработка предложений по техническому облику и структуре принципиально нового средства автоматизированного оперативного экологического контроля СПК. Базовый состав СПК.
2.3. Средства измерения и контроля судовых природоохранных комплексов.
2.3.1. Погружные измерители основных гидрофизикохимических показателей.
2.3.2. Система контроля радиационной обстановки.
2.3.3. Средства экспрессного гидрохимического анализа.
2.4. Специализированный комплекс средств, обеспечивающий заглубление и буксировку измерителей и непрерывный пробоотбор.
2.5. Аппаратура дистанционного оптического лоцирования водной поверхности для обнаружения пленок нефти и нефтепродуктов и комплект приборов для отбора проб с поверхности воды и измерения толщины пленки.
2.6. Аппаратура ультразвукового зондирования толщи
2.7. Средства визуального наблюдения.
2.8. Средства анализа и представления информации.
2.8.1. Центральная вычислительная система ЦВС.
2.8.2. Географическая информационная система ГИС
эколога.
2.9. Устройства пробоогбора и стандартные аналитические приборы.
2.9.1. Устройства отбора проб донных отложений и пробоотборные системы для отбора проб воды.
2.9.2. Стандартные аналитические приборы.
2 Судовые природоохранные комплексы.
Выводы.
Глава 3. Организация и методы обработки информации в судовых природоохранных комплексов.
3.1. Обобщенная схема обработки информации в СПК.
3.2. Алгоритмы автоматизированного определения
физикохимических показателей свойств воды, измеряемых с помощью погружных преобразователей.
3.3. Алгоритмы определения концентрации загрязняющих веществ с помощью проточных анализаторов.
3.4. Алгоритмы определения параметров радиационной обстановки.
3.5. Алгоритмы обработки информации канала
ультразвукового зондирования толщи воды УЗК и оптического локатора поверхности воды.
3.6. Алгоритмы автоматического выделения аномалий.
3.7. Алгоритм автоматизированной оценки объема сброса загрязняющих веществ при маневрировании судна с СПК в районе загрязнения.
3.8. Алгоритмы визуализации, документирования и
архивирования информации интерфейс операторсистема.
3.9. Методические основы построения распределения
характеристик состава и свойств воды по площади акватории по данным измерений с помощью СПК.
3 Метод разграничения поверхностных вод разного происхождения и выделения аномальных зон по совокупности результатов измерений, полученных с помощью СПК по разным показателям.
3 Методы анализа корреляционных связей между измеряемыми параметрами при исследовании характеристик состава и свойств водной среды.
3 Метод обнаружения экологических аномалий техногенного происхождения и классификации типа их источников с использованием возможностей СПК.
Выводы.
Глава 4. Методы использования СПК и анализ результатов натурной апробации в различных регионах.
4.1. Методы использования СПК и их отличительных особенностей при решении природоохранных задач.
4.2. Опыт обеспечения экологической безопасности деятельности Вооруженных Сил с применением СПК.
4.2.1. Экологический мониторинг в районе подъема судна с радиоактивными отходами на Ладожском озере.
4.2.2. Контроль за воздействием на природную среду при проведении испытаний и отработке новой техники.
4.2.3. Экологический мониторинг водных гаваней Кронштадта, Ломоносова и Севастополя.
4.3. Экологический мониторинг акваторий с применением СПК в районах расположения потенциально экологически опасных объектов.
4.4. Экологический мониторинг внутренних и морских водных объектов с применением СПК.
4.5. Анализ результатов практического использования
предложенных методов обработки и представления многопараметрической информации СПК.
4.6. Практическая значимость создания и внедрения в практику экологического контроля и мониторинга судовых природоохранных комплексов.
Выводы
Литература


Как отмечалось во введении, в районах с повышенной антропогенной нагрузкой сосредоточены как гражданские объекты, так и значительная часть объектов ВМФ. При этом влияние антропогенной нагрузки на экологическое состояние морского бассейна осуществляется, в том числе, и посредством поступлений ЗВ из внутренних водоемов. Нева Финский залив Балтийского моря, в системе Волжский бассейн Каспийское море и т. Рассмотрим наиболее характерные примеры загрязнений и объемы поступлений ЗВ в воды внутренних водоемов для указанных регионов, характеризующихся очень высокой антропогенной нагрузкой. Как правило, службы Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в качестве интегральной характеристики загрязненности поверхностных вод используют классы качества воды. Очень чистые воды относятся к I классу, чистые И, умеренно загрязненные III, загрязненные IV, грязные V, очень грязные VI, чрезвычайно 1рязные к VII классу. Отнесение к классу качества по гидрохимическим показателям проводится по величине индекса загрязненности воды ИЗВ, комплексного показателя, характеризующего сумму нормированных отнесенных к ПДК среднегодовых значений концентраций загрязняющих веществ. IV ИЗВ 2,5 5 и т. В регионе СанктПетербурга, несмотря на сохраняющуюся тенденцию снижения объема сброса ЗВ в водные объекты см. Таблица 5. БПКП0ЛНтыс. Азот общий, тыс. Азот аммонийный, тыс. Азот нитритов, тыс. Азот нитратов, тыс. Взвешенные вещества, тыс. Нефтепродукты, тыс. Фосфор общий, тыс. Железо, тыс. Алюминий, тыс. Контроль объемов поступлений ЗВ в р. Неву и Невскую губу, а также регулярное наблюдение за качеством поверхностных вод осуществляется государственной системой наблюдения. Однако в последнее время сеть пунктов контроля и частота отбора проб существенно сократилась. Приведенная таблица достаточно полно отражает набор и величины концентраций ЗВ и значения гидрофизикохимических показателей, характерных для акваторий, прилегающих к промышленным центрам. Сельскохозяйственное производство приводит к повышенному загрязнению акваторий внутренних водоемов азотом и фосфором, калием, ядохимикатами и пр. В качестве примера в таблице 6 приведены количественные данные по азоту и фосфору, вносимым в Ленинградской области на сельскохозяйственные угодья водосборов Ладожского озера, р. Невы и восточной части Финского залива. Таблица 6. Количество т минеральных веществ, вносимых на сельскохозяйственные угодья водосборов Ладожского озера, р. Ладожское озеро г. Свирь р. Оять р. Паша р. Волхов р. Сясь реки Карелии р. Вуокса р. Южный водосбор реки Стрелка, Коваша, Систа, Луга, Орсдсж и др. Экологическое состояние вод Волжского бассейна подробно рассмотрено в работах , , ,. В Волжском бассейне сконцентрировано около промышленного и примерно сельскохозяйственного производства страны. При этом среднегодовая токсическая нагрузка на экосистемы Волги и ее притоки в 5 раз превосходит среднегодовую токсическую нагрузку на водные экосистемы других регионов России. Особенно велико водопотребление в волжском бассейне по сравнению с бассейнами других рек. По данным отчетности только в году из водных объектов забрано ,6 кубических километров свежей воды, что составило всего водозабора в России. В поверхностные водоемы бассейна ежегодно отводится около кубических километров сточных вод, в том числе без очистки или недостаточно очищенных более кубических километров. Объем загрязненных сточных вод, сбрасываемых в бассейн р. Волги, составляет общего объема загрязненных сточных вод, образующихся на территории России. Несмотря на относительно высокую обеспеченность района очистными сооружениями, эффективность их работы крайне низка, в результате чего в водные объекты поступает большое количество загрязняющих веществ нефтепродуктов 3, тыс. БПК5 6 тыс. На прилегающих к реке и водохранилищам землях идут процессы подтопления и заболачивания, в результате чего деградируют природные экосистемы Волжского бассейна, отмечено исчезновение ряда ценных видов флоры и фауны, происходит снижение плодородия почв, накопления в них токсических веществ, развитие эрозионных процессов.