Роль данных мониторинга
Сети мониторинга атмосферного воздуха могут быть не только источником данных о сиюминутных концентрациях загрязняющих веществ, но и источниками информации для оценки долговременного воздействия окружающей среды на здоровье населения. Поэтому для обеспечения необходимого уровня качества данных для целей оценки воздействия на здоровье Всемирной организацией здравоохранения выпущены рекомендации по организации сетей мониторинга атмосферного воздуха. В данной статье мы расскажем об этих рекомендациях, в значительной мере их цитируя.
Результат работы сети мониторинга атмосферного воздуха – это массив данных об уровнях концентраций загрязняющих веществ, распределенных в пространстве и во времени. Такие данные могут служить основой для оценки экспозиции населения факторам негативного воздействия на здоровье (экспозиция учитывает уровень воздействия негативного фактора и длительность этого воздействия). Экспозиция, в свою очередь, - ключевая характеристика, позволяющая оценивать воздействие негативного фактора на здоровье населения на данной территории.
Таким образом, для обеспечения оценки экспозиции в ходе мониторинга следует измерять концентрации загрязнителей в тех местах, где находится население, принимая во внимание не только территории с максимальными уровнями загрязнения, но и районы с высокой плотностью населения.
Роль данных мониторинга в схеме оценки воздействия негативных факторов на здоровье населения
«Понять, что такое персональная экспозиция очень просто, если представить, что человек, где бы он ни находился и чем бы они ни занимался, имеет при себе индивидуальный датчик, непрерывно измеряющий текущее значение концентрации определенной примеси. Тогда среднее за некоторый промежуток времени значение измеренной таким образом “персональной” концентрации и будет персональной экспозицией. Учет групповых стереотипов поведения населения дает методологию перехода от персональной экспозиции к экспозиции населения.»
Основные вопросы при оценке экспозиции:
- Где находится население?
- Каковы концентрации загрязняющих веществ, оказывающих воздействие на здоровье населения, и какова продолжительность экспозиции?
- Каковы приоритетные загрязняющие вещества?
- В каких районах и микросредах проблема экспозиции вызывает тревогу?
Общие принципы организации сети мониторинга
В общем случае количество и местоположение станций мониторинга атмосферного воздуха зависят от площади территории, которую необходимо охватить сетью мониторинга, пространственной изменчивости регистрируемых загрязняющих веществ и целей использования получаемых данных.
Количество станций мониторинга определяется с учетом следующих факторов:
- предполагаемые области и цели использования получаемых данных,
- площадь территории, подлежащей охвату,
- пространственная изменчивость загрязняющих веществ,
- наличие необходимых ресурсов,
- конкретный набор установленных измерительных приборов.
Поскольку уровень загрязнения воздуха в городе является неоднородным как в пространственном, так и во временном масштабах, для проведения оценки экспозиции нередко требуется расположить посты наблюдения таким образом, чтобы они были ориентированы:
- как на конкретные источники загрязнения,
- так и на регистрацию фонового загрязнения.
Из чего складывается концентрация загрязняющих веществ (ЗВ) в городе:
- региональный фон формируется суммой всех источников «региона», окружающего город,
- городской фон – суммой всех городских источников (в результате рассеивания загрязнений),
- а всплески отражают локальный вклад местных источников, будь то автотрассы или ТЭЦ.
В зависимости от загрязняющих веществ, концентрации которых необходимо измерять, для воссоздания комплексной картины воздействия условий окружающей среды на здоровье человека могут понадобиться данные, поступающие из самых разных мест расположения постов наблюдения.
Расположение станций зависит от типа территории, загрязнение воздуха на которой нужно охарактеризовать.
Существует несколько подходов к организации сети мониторинга и выбора участков для постов наблюдения:
1. Регулярная сеть - когда пункты наблюдений размещаются в узлах регулярной сети станций. Чтобы обеспечить репрезентативность данных, такой подход требует привлечения многих ресурсов, что ограничивает его широкое применение. Чтобы уменьшить потребности в ресурсах, можно воспользоваться сетевым принципом расположения постов, одновременно обеспечивая периодический отбор проб или использование подвижных пробоотборников (маршрутных наблюдений).
2. В соответствии с более гибким подходом к планированию сети мониторинга, которая бы соответствовала городскому или общенациональному масштабу, станции мониторинга или места отбора проб должны располагаться на тщательно отобранных репрезентативных участках, местоположение которых было определено в соответствии с намеченными областями применения получаемых данных, а также на основании изученной структуры распределения выбросов и рассеивания анализируемых загрязняющих веществ.
Этот подход к планированию сети позволяет развернуть значительно меньшее число постов наблюдения по сравнению со стратегией, основанной на принципе “регулярной сети”, и, следовательно, связан с меньшими расходами на его обеспечение. В этом случае места расположения постов наблюдения должны быть тщательно выбраны, чтобы получаемые при этом данные оказались полезными.
Планирование сети мониторинга: факторы, принимаемые во внимание при выборе участка для поста наблюдения
- Расположение основных источников или выбросов загрязняющих веществ на данной территории
При принятии решений о выборе участков под посты наблюдения особенно полезными могут оказаться данные об источниках загрязнения и выбросах. С помощью таких данных можно определить наиболее загрязненные районы, а также иные типы территорий со значительной экспозицией населения. Если полной информации об инвентаризации выбросов не имеется, то для оценки вероятных очагов загрязнения можно воспользоваться такими статистическими данными для приближенных оценок, как плотность населения, потоки автотранспорта и уровни потребления топлива.
- Основные объекты и среды, подвергающиеся воздействию загрязняющих веществ
- Погодные условия и топографические данные
Преобладающие погодные условия и топографические особенности местности оказывают сильное влияние на рассеивание воздушных загрязнителей, а также воздействуют на образование в атмосфере вторичных загрязняющих веществ.
- Результаты имитационного моделирования структуры рассеивания загрязнителей на данной территории
- Имеющаяся информация о качестве атмосферного воздуха (например, полученная в результате скрининговых исследований)
При выборе участков под посты наблюдения следует также учитывать пространственное распределение и изменчивость газообразных загрязняющих веществ и взвешенных частиц в окружающей среде города.
- Демографические данные, информация о состоянии здоровья населения и землепользовании
Информация иного рода, например касающаяся демографической структуры, состояния здоровья людей, плотности населения и землепользования, может оказаться ценной при решении вопроса о размещении постов наблюдения для получения репрезентативных данных о фоновой экспозиции и экспозиции, формирующейся по «наихудшему» сценарию.
Как правило, планируемые направления обследований, важнейшие загрязняющие вещества и количество необходимых постов наблюдения зависят от поставленных общих задач мониторинга.
Скорее всего для восполнения пробелов в той или иной стратегии мониторинга потребуется использование такого приема, как моделирование, или других методов получения объективной оценки.
Для получения осмысленных и репрезентативных результатов измерений следует также учитывать макромасштабные факторы размещения постов наблюдения. Например, если ставится задача по уточнению фоновых уровней загрязнения, то посты мониторинга должны располагаться на достаточном расстоянии от местных источников (например, от дорог или небольших котельных) или стоков (например, вблизи густой растительности) атмосферных примесей.
Для обеспечения репрезентативности данных необходимо, чтобы вблизи воздухозаборного отверстия было свободное движение воздуха; по этой причине следует также не допускать забора проб воздуха в микросреде с застойным воздухом или же в местах, тщательно укрытых от воздействия внешней среды.
Для проведения оценки воздействия загрязнения на здоровье высота установки пробоотборников должна как можно точнее, но не в ущерб технологической целесообразности, соответствовать высоте расположения зоны дыхания соответствующих контингентов населения.
Для каждого города или городской агломерации с определенной численностью населения определяется число действующих пунктов мониторинга и характеристики каждого из них и уточняется информация о достоверности проводимых ими наблюдений. На основании критериев достоверности данных, полученных на пункте наблюдений, производится расчет годового и сезонного распределения экспозиции населения по тем загрязнителям, которые представляют интерес.
Кроме того, важное значение играет выбор приборов и методов мониторинга, процедуры обеспечения качества данных и построение работы системы мониторинга в целом. Однако это темы для отдельных публикаций.
