7.4.1. Эколого-геофизический мониторинг отдельных видов физического загрязнения. В соответствии со схемой, показанной на рис. 7.1, эколого-геофизический мониторинг отдельных видов физического загрязнения может относиться к различным уровням мониторинга окружающей среды - от детального до регионального. На практике чаще всего используются два уровня - локальный (мониторинг загрязнения отдельных урбанизированных территорий, городов) и детальный (мониторинг загрязнения территорий промышленных предприятий, городских районов, рекреационных зон, производственных и жилых помещений). При организации мониторинга, как правило, исходят из необходимости решения конкретных задач, таких, как слежение за распространением загрязнения по площади, за изменением уровня загрязнения во времени; определение влияния загрязнения на состояние биоты и здоровье людей.

Методика проведения локального и детального мониторинга может быть различной. Так, при выполнении мониторинга отдельных видов физического загрязнения чаще всего используются аппаратура и сеть наблюдений, применяемые при однометодном эколого-геофизическом картировании (см. п. 6.3.2). Различие состоит в том, что выполняются многократные (режимные) наблюдения по одним и тем же профилям, местоположение которых во времени не меняется. Могут быть использованы также повторные наблюдения за уровнем загрязнения в отдельных точках исследуемой территории, представляющих наибольший интерес с позиции оценки влияния загрязнения на окружающую среду.

Ниже приводятся примеры детального и локального мониторинга некоторых видов физического загрязнения.

Мониторинг радиационного загрязнения является одной из важнейших составляющих экологического мониторинга окружающей

212

среды. Как известно, дозы излучения, вызванные распадом атомов нестабильных изотопов (радионуклидов), превышающие предельно допустимые, вызывают необратимые повреждения тканей и живых организмов, изменяют протекающие в них физиологические процессы (см. гл. 2, 3, 8). Для человека непосредственное поражение клеток кровеносных сосудов, костного мозга, репродуктивных органов и органов зрения имеет место при поглощенных дозах излучения (количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела), не превышающих 3 - 10 Гр (1 Гр = 1 Дж/кг). Малые дозы радиоактивного излучения приводят к негативным генетическим и соматическим последствиям, к возрастанию числа онкологических заболеваний, к генетическим нарушениям.

Как правило, при организации локального и детального радиационного мониторинга на урбанизированных территориях предусматривается выполнение режимных наблюдений, дающих возможность установить пространственно-временную динамику загрязнения и изменение его уровня в юридически обоснованных нормативах. При этом отдельно рассматриваются территории общего пользования (жилые массивы, улицы, рекреационные зоны) и территории с ограниченным доступом (промышленные предприятия, общественные здания и учреждения, больницы и т.п.). Такое разделение позволяет более дифференцированно выбрать расположение и плотность сети наблюдений (от детальной площадной и профильной съемок до наблюдений в отдельных фиксированных точках), а также установить необходимые временные интервалы радиационных измерений или пробоотбора. Чаще всего для наземных наблюдений используют автомобильную или пешеходную гамма-спектрометрическую съемку; природа радиоактивности изучается специальными концентрометрами и многоканальными спектрометрами (см. гл. 4). Оперативная информация об обнаружении радиоактивных аномалий, в пределах которых мощность эффективной дозы гамма-излучения превышает 60 мкР/ч, доводится до сведения природоохранных органов и санэпидемстанций.

Примером успешного применения детального радиационного мониторинга для изучения техногенного радиоактивного загрязнения рекреационных территорий являются работы, выполненные в районе г. Ухта. Более четверти века в этом районе из высокоактивных подземных вод добывался радий. Его извлечение велось с нарушениями правил радиационной безопасности, что способствовало радиоактивному загрязнению территории вдоль берегов рек Ухта и Чуть. Ныне здесь построены базы отдыха, дачные участки, расположены места рекреаций. Поэтому

213

для контроля радиационной обстановки был организован радиационный мониторинг наиболее посещаемых мест территории. Осуществлялась детальная пешеходная гамма-спектрометрическая съемка по закрепленным профилям и отбор проб на содержание радионуклидов из выявленных аномальных зон. Было обнаружено значительное число узколокальных (до 1 - 2 м в диаметре) радиоактивных пятен с превышением естественного фона в сотни, а в отдельных местах - в тысячи раз. По данным лабораторных анализов проб было установлено, что их радиоактивность обусловлена преимущественно повышенным содержанием радия. В ряде мест были зафиксированы концентрации, на несколько порядков превышающие ПДК. По данным мониторинга составлялись карты-схемы радиационного загрязнения, используемые для дезактивационных работ.

Специфическим видом радиационного мониторинга является радоновый мониторинг (слежение и оценка изменения концентрации радона внутри помещений). Радон - радиоактивный газ, продукты распада которого попадают в организм вместе с вдыхаемым воздухом, - представляет значительную опасность для здоровья человека (см. гл. 8). Радон может накапливаться в жилых и производственных помещениях при пользовании газом, водопроводом; он может проникать через полы, фундаменты, стены из горных пород. При выполнении мониторинга концентрации радона используются методы пробоотбора воздуха, осуществляемого в последовательные промежутки времени. При этом измеряется либо накопленная во времени доза альфа-излучения радона и продуктов его распада, либо "мгновенная" концентрация радона в больших объемах анализируемого воздуха. Соответственно применяются либо специальные детекторы содержания радона - при пассивном пробоотборе, либо различные эманометры, реализующие способ активного пробоотбора (см. гл. 4). Единицей измерения радиоактивности воздуха служит Бк/л, что равно одному распаду в секунду в одном литре анализируемого воздуха. Величина ПДК радона для персонала, связанного с радиоактивным производством (категория А), составляет 1,11 Бк/л, а для населения (категория Б) - 0,037 Бк/л. Методика радоновых съемок чаще всего сводится к так называемым экранированным измерениям, т.е. к определению концентрации радона в самом небольшом по объему закрытом помещении нижнего этажа инспектируемого здания. Это дает информацию о максимальной концентрации радона, воздействию которого могут подвергаться обитатели здания. Если результат экранированного эксперимента не превышает ПДК, необходимость в дополнительных контрольных измерениях отпадает.

214

В противном случае следует продолжить измерения содержания радона в других помещениях здания для принятия немедленного и обоснованного решения о целесообразности его дальнейшей эксплуатации.

Примером мониторинга радоновой опасности могут служить исследования, проводимые в течение ряда лет в г. Биробиджане. Измерения в подвалах и подъездах жилых домов показали, что в центральной части города более четверти обследованных помещений характеризуется повышенным содержанием радона. Первоначально предполагалось, что радоновое загрязнение обусловлено состоянием фундаментов зданий и особенностями их эксплуатации, однако анализ многолетних данных позволил прийти к выводу о приуроченности мест выхода радона к сети активных разломов и ослабленных зон верхней части литосферного пространства. Оказалось, что эти разломы, и в особенности узлы их пересечений, могут эффективно влиять на миграцию и вторичную концентрацию радона. Поэтому априорные данные о местоположении разломов необходимо учитывать при организации радонового мониторинга и выборе сети наблюдений.

Мониторинг электромагнитного загрязнения окружающей среды имеет целью изучение влияния работы промышленных электротехнических и радиотехнических устройств, транспортных систем (ЛЭП электрифицированного транспорта), бытовых электро- и радиоприборов на состояние биоты и здоровье человека (см. гл. 8). Так, например, электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые открытыми распределительными устройствами и проводами воздушных линий электропередач сверхвысокого напряжения (ЛЭП СВН) - от 330 до 1150 кВ, негативно влияют на организм человека. По существующим нормативам величина напряженности поля, создаваемого ЛЭП, не должна превышать в жилых зданиях 0,5, в жилых микрорайонах 1,0, на пересечениях ЛЭП с автодорогами 10,0, в пределах сельхозугодий 15,0 кВ/м. При электромагнитном загрязнении окружающей среды, создаваемом работой радио- и телевизионных станций, лабораторной и бытовой радиоаппаратуры и другими источниками в радиоволновом диапазоне, предельно допустимые уровни ЭМП не должны превышать для длинных волн 20; для средних - 10; для коротких - 4; для ультракоротких - 2 В/м. Превышение этих норм приводит к нарушениям работы иммунной системы, различным соматическим заболеваниям и нервным расстройствам.

При организации локального и детального мониторинга ЭМП прежде всего исходят из необходимости выявления динамики

215

электромагнитного загрязнения в пространстве и изменения его уровня и частоты во времени. Сеть наблюдений в зависимости от конфигурации источников загрязнения может быть линейной (профильной), площадной или точечной. Мониторинг может осуществляться как на локальных территориях, так и в пределах отдельных промышленных объектов, жилых и производственных зданий, помещений и т.п. Получение исходных данных о частотах и напряженности регистрируемых техногенных ЭМП может осуществляться путем проведения повторных аэро-, авто- или пешеходных наблюдений; с помощью автоматизированных систем сбора информации, поступающей от датчиков, размещенных на исследуемых площадях или профилях; с использованием данных геофизических обсерваторий, расположенных в непосредственной близости от объектов мониторинга. Для контроля электромагнитной обстановки используются различные типы индикаторов ЭМП с магниточувствительными датчиками, регистраторы магнитной активности (РМА) и другая аппаратура, позволяющая оперативно измерять, визуализировать и передавать в компьютерные сети данные об уровне загрязнения. Получаемая информация может поступать в органы санэпидемслужбы, в муниципальные и федеральные природоохранные учреждения, а также в абонентскую телефонную сеть (в режиме автоответчика), в средства массовой информации, в сеть INTERNET.

Мониторинг вибрационного загрязнения представляет собой наблюдения за одним из основных физических факторов, определяющих экологическую обстановку в городских поселениях. В особой мере это относится к городам с развитым промышленным производством и густой сетью автомобильных и железнодорожных транспортных магистралей, которые и являются основными источниками так называемой бытовой вибрации. С физических позиций вибрация представляет собой механические колебания частиц грунта или инженерных конструкций, вызываемые действием различных источников. Частотный диапазон виброколебаний составляет от 4 - 7 до 200 Гц. С экологических позиций наиболее существенными являются виброколебания низких и инфранизких частот (4 - 10 Гц), поскольку оказывают прямое воздействие на внутренние органы человека.

В табл. 7.1 приведены характеристики отдельных, наиболее распространенных источников вибрации, с которыми приходится встречаться в повседневной жизни практически каждому городскому жителю. Для сравнения в этой же таблице приведены нормативные параметры вибрационного поля, определяющие допустимые пределы вибрационного воздействия, а также уровни физиологической и инженерной безопасности. Из сопоставления всех приводимых в таблице данных следует, что в ряде

216

случаев наблюдается многократное превышение уровня реально действующего вибрационного поля над нормативно определенными пределами. Это обстоятельство является одной из побудительных причин организации эколого-геофизического мониторинга вибрационного воздействия на территории промышленно-городских агломераций.

Таблица 7.1

Характеристики источников вибрационного воздействия

Вид источника	Основная частота, Гц	Виброускорение, мм/с2	Ширина зоны воздействия, м
Внешние источники:
Рельсовый и автомобильный транспорт .	1 - 200	6 - 2 · 103	40 - 300
Промышленные агрегаты, строительные машины и механизмы	0,6 - 104	0,3 - 2 · 104	10 - 250
Внутренние источники:
Бытовые приборы, установки и механизмы - водяные компрессоры, двигатели лифтов, вентиляторы	4 - 103	0,3 - 63	10 - 50
Норма для жилых комнат в жилых зданиях, комнат в школах и дошкольных учреждениях		7,2
Норма для коллективных комнат в общественных зданиях и учреждениях		14,4
Фоновый уровень в крупных городах		0,6-0,8
Уровень физиологической безопасности		16
Уровень инженерной безопасности		28

Как пример возможной схемы мониторинга вибрационного воздействия можно рассматривать измерения поля вибрации, проводившиеся в разных районах г. Москвы в производственных, общественных, жилых и других помещениях. Приводимые в табл. 7.2 данные показывают, что в некоторых помещениях, например в фабричных производственных помещениях, в здании магазина, в одном из жилых домов, уровень виброускорения (один из параметров, характеризующих поле вибрации) превышает норму для коллективных комнат в общественных зданиях и учреждениях. Это создает дискомфортную экологическую ситуацию.

217

Таблица 7.2

Уровень вибрации (величина виброускорения)
в зданиях различного назначения
(г. Москва)

Объект	Местоположение объекта	Виброускорение, мм/с2
Фабричное производственное помещение	р-н Павелецкого вокзала	60 - 80
Фабричное административное здание	р-н Павелецкого вокзала	6 - 40
Школа	Зеленый просп.	3 - 10
Магазин	Волгоградский просп.	10 - 20
Редакция газеты	ст. метро "Тверская"	0,3 - 10
Научное учреждение	ст. метро "Чистые пруды"	9 - 10
Жилой дом (Дом Полярника)	Никитский б-р	4 - 20
Жилой дом	ст. метро "Юго-Западная"	1 - 2

Повторение виброизмерений через определенные промежутки времени или проведение их в разное время суток создает информативную базу мониторинга, пригодную для анализа и принятия необходимых решений, направленных на снижение уровня вибрационного воздействия там, где это воздействие превышает регламентируемые нормативными документами показатели.

218