ФГУ «Государственный НИИ промышленной экологии»

Экоаналитическое обеспечение мониторинга объектов УХО: методология и основные направления 

РАССТЕГАЕВ О.Ю., д.х.н.

ЧУПИС В.Н., д.ф.-м.н.

ФБУ «ГосНИИЭНП» (Саратов)

Обеспечение экологической безопасности и мониторинг окружающей среды является важной составной частью концепции безопасности при уничтожении химического оружия в России [1].

Проведение химико-аналитических работ (экоаналитических исследований) является определяющим элементом инструментального обеспечения природоохранной деятельности предприятий [2, 3].

Задачами экоаналитического обеспечения СГЭКМ являются:

1. Разработка экологических нормативов для предприятия и последующий контроль установленных нормативов на объекте УХО;

2. Аналитические исследования состава природных сред при проведении экологического мониторинга с целью установления фонового состояния, контроля качества природных сред, а также экспериментального подтверждения расчетных данных, полученных на основании данных контроля на источниках выбросов (сбросов) предприятия.

Разработка экологических нормативов для предприятия и последующий контроль установленных нормативов на объекте УХО включает следующие виды работ, в ходе которых проводятся химико-аналитические исследования:

- установление состава и количественного содержания загрязняющих веществ (ЗВ) газовоздушных смесей (ГВС), выделяющихся из соответствующих источников выбросов, для разработки нормативов ПДВ (максимальная и валовая мощность выбросов) и формирования графика экоаналитического инструментального контроля на источниках выбросов;

- установление состава и количественного содержания загрязняющих веществ (ЗВ) сточных вод, сбрасываемых из соответствующих источников сбросов, для разработки нормативов ПДС и формирования графика экоаналитического инструментального контроля на источниках сбросов;

- контроль состава ГВС с целью определения эффективности систем очистки выбросов в соответствии с паспортом ГОУ;

- контроль состава сточных вод по нормативам ТУ и техрегламента с целью определения эффективности систем очистки стоков;

- контроль состава и свойств отходов для разработки паспортов опасных отходов, для установления соответствия паспортным данным.

В соответствии с ФЗ № 7 «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002, мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) определяется как комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. Экспериментальной базой экологического мониторинга являются химико-аналитические исследования природных сред.

Для целей экологического мониторинга проводятся аналитические исследования химического состава следующих природных сред: атмосферного воздуха, поверхностных природных вод, снежного покрова, почв, донных отложений, грунтовых вод.

Методологической основой экоаналитического обеспечения является применение вновь разработанных или имеющихся химических методов для контроля экологических нормативов и технологических норм, иначе говоря, проведение экологического контроля за соблюдением технологического процесса химическими методами. Реализация указанного подхода может быть выражена блок-схемой (см. рис.).

Рассмотрим блоки указанной схемы более детально.

Анализ технологического процесса является первым важнейшим этапом работы, в результате реализации которого определяются основные исходные данные, а именно: объекты экологического контроля; перечень технологических подразделений, в которых будет осуществляться контроль; перечень выбрасываемых веществ; пути поступления ЗВ в окружающую среду, а следовательно объем и перечень объектов экологического мониторинга.

Составление перечня загрязнителей, ранжирование перечня по «технологическому» принципу. Технологический принцип заключается в том, что перечень загрязнителей составляется и ранжируется, исходя из важности ЗВ в технологическом процессе, другие принципы, основанные на токсикологических, физико-химических и других свойствах ЗВ, применяются как вспомогательные.

Обоснование перечня контролируемых загрязнителей и параметров базируется на анализе следующих данных:

- технико-экономического обоснования строительства объекта;

- технологической документации (ТУ, техрегламент);

- ГОСТ, СанПиН, НД по природопользованию;

- фактических данных по исследованию состава выбросов, сбросов, отходов;

- анализа процессов деструкции ОВ в технологических объектах и природных средах.

Установление уровней экологического и технологического контроля. Уровни технологического контроля определяются технологическим регламентом, чтобы обеспечить выполнение технологических процессов.

С одной стороны, уровни экологического контроля соответствуют данной технологии и непосредственно устанавливаются исходя из уровней технологического контроля, то есть соблюдение экологических нормативов предприятия указывает на соблюдение технологического регламента.

С другой стороны, уровни экологического контроля определяются из условия соблюдения нормативов качества природных сред за пределами территории предприятия, а если при данной технологии это условие невозможно соблюсти, то устанавливаются допустимые уровни воздействия.

Основным принципом экоаналитического обеспечения является достаточность инструментальных аналитических средств и методической базы для контроля установленных уровней экологического и технологического контроля. Речь идет именно об уровнях контроля, а не о нормативах, поскольку норматив имеет конкретное значение.

Например, норматив контроля в выбросах хлористого водорода составляет 0,15 мг/м3, уровень контроля должен быть от 0,01 до 1 мг/м3 с тем, чтобы обеспечить возможные колебания фактических значений и возможного изменения самого норматива из-за изменения производительности или модификации газоочистного оборудования.

После определения номенклатуры загрязняющих веществ и уровня их контроля формируют методическую базу.

Формирование методической базы контроля проводится таким образом, чтобы по возможности удовлетворить следующим требованиям. Все выбранные методики выполнения измерений (МВИ) должны обеспечивать контроль экологических и технологических нормативов как по номенклатуре показателей (цвет, хлориды, сульфаты) и объектов контроля (сбросы, выбросы), так и по диапазонам и погрешностям измерений; МВИ должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к методикам, используемым в аккредитованной лаборатории, то есть МВИ должны иметь метрологическую аттестацию, контрольный экземпляр МВИ - иметь утверждение разработчика с синей печатью и со всеми приложениями с указанием измеряемых компонентов, объектов контроля, диапазонов измерения и параметров метрологического контроля.

МВИ использует аналитический метод, который обеспечивает требуемую производительность по числу анализов, удобство в работе, доступность реагентов, желательно, чтобы возможно было использование операторов средней квалификации в минимальном количестве.

Выбор и проверка аналитических методов. Выбор аналитических методов проводится с учетом двух основных факторов: в соответствии с выбранными МВИ и принципом дополнительности, чтобы методы дополняли и при необходимости заменяли друг друга. Важно, чтобы в лаборатории была некоторая избыточность аналитических возможностей, чтобы при введении новой методики соответствующий аналитический метод и приборное обеспечение уже были в наличии. Проверка аналитических методов проводится в три этапа: при постановке методики, при проверке метрологических характеристик на модельных смесях и при анализе реальных объектов с дополнительным использованием методов разбавления и добавки.

Формирование лабораторной базы по «модульному» принципу состоит в том, что выбранные МВИ группируются в соответствии с аналитическим методом или группой родственных методов, например - нефелометрический метод может быть выделен в самостоятельный модуль, если количество таких анализов велико (более 500-1000 в год), или добавлен в фотометрический модуль, если таких анализов мало. Каждый модуль в лаборатории локализован территориально и приборно обеспечен.

Модульный принцип позволяет повысить производительность лаборатории, обеспечить взаимозаменяемость сотрудников, наладить эффективный метрологический контроль. Кроме того, обеспечивается прозрачность структурных изменений в лаборатории в целом: численное и качественное соотношение методов или даже их нехватка.

Доработка и расширение имеющейся методической базы контроля. После выполнения вышеописанных блоков становится ясным, каких элементов не хватает или какие блоки требуют дополнений и изменений. Доработка и расширение имеющейся методической базы контроля может быть связана с изменениями в технологическом регламенте или с переходом к другому этапу работ. Между последними двумя блоками на схеме изображена двойная стрелка, поскольку доработка и расширение методической базы проводится постоянно, и сразу вносятся изменения в соответствующие модули. Без взаимодополнения двух этих блоков развитие лабораторного комплекса остановится, а контроль будет малоэффективным.

Разработка программ и схемы контроля, проведение контроля. На заключительном этапе формирования системы контроля проводится непосредственно разработка программ и схемы контроля, которые, как правило, согласуются экологической службой предприятия как с внутренними участниками контроля (технологические подразделения, в которых имеются источники выбросов, сбросов, образования отходов, профильные службы - главного технолога, энергетика, механика), так и с внешними (контролирующие и надзорные органы, профильные подразделения вышестоящих организаций). Проведение контроля не должно формально сводиться только к выполнению соответствующих графиков аналитических работ, результаты контроля должны обсуждаться специалистами, выделяться отличительные особенности при его проведении и при необходимости вноситься коррективы в соответствующие блоки схемы.

Указанная методология и принципы были реализованы в 2001-2008 гг. при организации и функционировании 7 экоаналитических лабораторий в шести региональных центрах СГЭКиМ по Саратовской, Кировской, Пензенской, Брянской, Курганской областям и Удмуртской республике. Общие принципы построения и структура СГЭКиМ изложены в [5].

Указанные принципы построения СГЭКиМ были реализованы для каждого региона в соответствующем «Проекте СГЭКиМ», которые были обсуждены на различных совещаниях и утверждены контролирующими территориальными органами.

В соответствии с «Проектом СГЭКиМ» в каждом регионе были построены региональные центры, в состав которых входят экоаналитические лаборатории. Лаборатории аккредитованы в Системе аккредитации аналитических лабораторий (СААЛ, Орган по аккредитации - ОАО ФНТЦ «Инверсия»), ряд которых прошли аккредитацию на второй срок.

Разработанные методология и основные направления экоаналитического обеспечения СГЭКиМ объектов УХО могут быть рекомендованы при формировании систем экологического контроля и мониторинга на потенциально экологически опасных предприятиях других отраслей промышленности.

Литература

Холстов В.И. Пути решения проблемы безопасности объектов по уничтожению химического оружия //Российский химический журнал, 1995. - Т. 39, № 4, с. 65.

Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Г.К. Будников. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996, 317 с.

Система экологического мониторинга при уничтожении химического оружия в Саратовской области /Под ред. А.Н. Маликова, В.Н. Чуписа. - МПР России. Саратов, ГосНИИЭНП, 2002, 217 с.

Жданов В.А., Кошелев В.М., Новиков В.К., Шувалов А.А. Методы уничтожения фосфорорганических отравляющих веществ // Российский химический журнал. 1993. - Т. 37, № 3, с. 22-25.

Чупис В.Н. Экологический мониторинг объектов уничтожения химического оружия - опыт создания и перспективы развития// Теоретическая и прикладная экология. 2007. № 2, с. 35-41.