UNIWERSYTET GDAŃSKI WYDZIAŁ CHEMII Pracownia studencka Katedry Analizy Środowiska Teoria do ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie wstępne Monitoring - wstęp MONITORING ŚRODOWISKA Gdańsk, 2010
MONITORING ŚRODOWISKA Rozwój sfery przemysłowej i związany z tym popyt na coraz wyższy standard życia pociągnął za sobą degradację i dezintegrację środowiska naturalnego w skali globalnej. Ocenia się, że w ostatnich 10 latach do środowiska naturalnego przedostało się tyle substancji zanieczyszczających, ile w poprzednich 70 latach a tempo zanieczyszczania dalej rośnie. Zanieczyszczeniu ulega gleba (przede wszystkim toksycznymi metalami ciężkimi, promieniotwórczymi nuklidami i pestycydami), woda oraz powietrze. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego, poza bezpośrednimi skutkami, prowadzi do zmniejszenia warstwy ozonowej i ocieplenia klimatu. Skutki wysokiego stopnia ingerencji człowieka w środowisko naturalne mogą być nieodwracalne i w przyszłości zagrozić życiu biologicznemu, w tym istnieniu ludzi. Według Światowej Organizacji Zdrowia 75% wszystkich chorób człowieka wynika ze złego stanu środowiska naturalnego. Do tzw. ekologicznych zachorowań zalicza się m.in. nowotwory złośliwe, upośledzenie funkcji wątroby, niektóre choroby układu odpornościowego, astmę oskrzelową i upośledzenie reprodukcji (poronienia, bezpłodność, wady rozwojowe). Często uważa się, że przemysł chemiczny jest głównym sprawcą zanieczyszczenia środowiska naturalnego, choć najwięcej zanieczyszczeń do środowiska odprowadzają energetyka i transport. Natomiast dzięki rozwojowi przemysłu chemicznego powstają coraz czulsze techniki analityczne pozwalające kontrolować zmiany w naszym otoczeniu. Rozwój chemii analitycznej umożliwia wykrywanie obecności i oznaczanie coraz mniejszych stężeń substancji toksycznych, śledzenie ich przemian i analizę wpływu na środowisko naturalne. Umożliwia to ocenę stanu środowiska, obserwację oraz prognozowanie zmian w nim zachodzących. Wymienione działania noszą wspólną nazwę - monitoring środowiska. Monitoring środowiska może obejmować obszar oddziaływania konkretnego zakładu przemysłowego (lokalny), kraju, kontynentu lub całego globu (światowy) oraz dotyczyć całości lub poszczególnych jego elementów (np. powietrza atmosferycznego, wody, gleby). Monitoring obejmuje pomiary poziomu zanieczyszczeń znajdujących się w poszczególnych elementach środowiska naturalnego określanych wspólną nazwą - imisja. Imisją nazywa się te z emitowanych zanieczyszczeń, które zostaną włączone, przyjęte i zaistnieją w powietrzu atmosferycznym, w wodzie czy glebie. Jest to więc rzeczywiste stężenie zanieczyszczeń w środowisku naturalnym, wyrażane w jednostkach masy na masę lub objętość poszczególnego elementu środowiska. Imisja jest ściśle związana z wielkością emisji, warunkami rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń oraz od wpływu zanieczyszczeń transgranicznych. Ważnymi dla monitoringu środowiska są też pomiary emisji. Emisją nazywa się wprowadzanie
do środowiska naturalnego zanieczyszczeń w postaci substancji stałych, ciekłych lub gazowych. Emisja zanieczyszczeń następuje z miejsca, w którym wytwarza się substancje zanieczyszczające. Miejsce to nazywa się źródłem emisji lub emiterem. Dla zapewnienia wiarygodności informacji o stanie środowiska utworzono, ustawą z dnia 20 lipca 1991 roku o Inspekcji Ochrony Środowiska, Państwowy Monitoring Środowiska (PMŚ). W myśl tej ustawy (art.23 p. 2) Państwowy Monitoring Środowiska jest "systemem pomiarów, ocen i prognoz stanu środowiska, realizowanym przez jednostki organizacyjne organów administracji państwowej i rządowej, organów gmin, jak również przez szkoły wyższe i podmioty gospodarcze". Celem PMŚ (art.23 p. 3) "jest zwiększenie skuteczności działania na rzecz ochrony środowiska poprzez zbieranie, analizowanie i udostępnianie danych dotyczących stanu środowiska i zmian w nim zachodzących". Informacje z Państwowego Monitoringu Środowiska są wykorzystywane przez organa administracji rządowej i samorządowej do: - zarządzania środowiskiem za pomocą instrumentów prawnych (np. pozwolenie na wprowadzenie do środowiska substancji, plan ochrony środowiska, plan zagospodarowania przestrzennego i inne), - monitorowania skuteczności działań w ochronie środowiska, planowania zrównoważonego rozwoju regionu uwzględniającego stan i ochronę przed zanieczyszczeniami, - realizacji umów międzynarodowych, podpisanych i ratyfikowanych przez Polskę, - dla opracowywania stanowisk negocjacyjnych w zakresie ochrony środowiska w ramach Unii Europejskiej. Prawidłowa realizacja wymienionych zadań musi być oparta na wysokiej jakości danych, dlatego głównym celem PMŚ jest wdrażanie nowych programów i technik monitoringowych, w tym akredytacja laboratoriów badawczych i pomiarowych, kontrola uzyskiwanej dokładności metod analitycznych również przez udział w krajowych i międzynarodowych badaniach porównawczych i współpraca z Komisją Europejską i Europejską Agencją Środowiska. Zbieranie informacji przez Państwowy Monitoring Środowiska odbywa się cyklicznie, według jednolitych metod i w trzech kategoriach, określających ich funkcje: - blok - presje (emisje), - blok - stan (imisja, jakość), - blok - oceny i prognozy. Informacje dla bloku "presje" dostarczane są z systemu administracyjnego i Inspekcji Ochrony Środowiska. Jednostki administracyjne zobowiązane są do prowadzenia (wg
wymogów unijnych) Rejestru Uwalniania i Transferu Zanieczyszczeń (PRTR) do powietrza, wód i gleby, rejestru danych dotyczących obciążenia hałasem, tzw. map akustycznych, a także badań obciążenia środowiska promieniowaniem elektromagnetycznym (PEM) z linii energetycznych czy stacji telefonii komórkowych. Blok "stan" jest główną częścią systemu Państwowego Monitoringu Środowiska. Obejmuje on następujące podsystemy: 1) monitoring jakości powietrza 2) monitoring jakości śródlądowych wód powierzchniowych: a) monitoring rzek, b) monitoring jezior, 3) monitoring jakości śródlądowych wód podziemnych, 4) monitoring jakości Morza Bałtyckiego, 5) monitoring jakości gleby i ziemi, 6) monitoring hałasu, 7) monitoring pól elektromagnetycznych, 8) monitoring promieniowania jonizującego, 9) monitoring lasów, 10) monitoring przyrody. Poszczególne podsystemy dostarczają danych dotyczących aktualnego stanu poszczególnych elementów środowiska. Informacje te, zwane pierwotnymi, razem z danymi z bloku "presje" są podstawą zintegrowanej oceny i prognozy stanu środowiska oraz analizy przyczynowoskutkowej zależności: stan środowiska a działalność społeczno-gospodarcza człowieka. Oceny, analiza i prognozowanie wykonywane są w ramach bloku "oceny i prognozy". Przepływ informacji w systemie Państwowego Monitoringu Środowiska przedstawiono na Rys. 1. Działalnością Państwowego Monitoringu Środowiska w kraju koordynuje Główny Inspektor Ochrony Środowiska podległy Ministrowi Ochrony Środowiska. Wojewódzkie Inspektoraty Środowiska podlegają wojewodzie, marszałkowi województwa i Głównemu Inspektorowi Środowiska. Sposób badania, oceny i działań naprawczych jakości środowiska określają akty prawne, ustawy i wynikające z nich akty wykonawcze, które m. in. zawierają wykazy substancji zagrażających środowisku naturalnemu i dopuszczalne stężenia w poszczególnych jego elementach.
Ministerstwo Środowiska Instytuty naukowobadawcze Główny Inspektorat Ochrony Środowiska Wojewoda Marszałek województwa Wojewódzkie Inspektoraty Ochrony Środowiska i ich delegatury Prowadzący instalacje i/lub urządzenia Organy administracji publicznej Służby i inspekcje Zarządzający drogami, lotniskami, koleją Rys. 1. Schemat działania Państwowego Monitoringu Środowiska. Ochronę środowiska przed zanieczyszczeniem regulują i dostosowują do ustawodawstwa Unii Europejskiej ustawy, takie jak: a) z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo Ochrony Środowiska (Dz. U. Nr 25, poz. 150 z późniejszymi zmianami, ostatnia z dnia 20 listopada 2009, Dz. U. Nr 215 poz. 1664), b) z dnia 18 lipca 2001 r. PRAWO WODNE (Dz. U. z 2005 r. Nr 239, poz. 2019 z późniejszymi zmianami), c) z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz. U. z 2007 r. Nr 39, poz. 251 ze zmianami), d) z dnia 11 maja 2001 r. o opakowaniach i odpadach opakowaniowych (Dz. U. Nr 63 poz. 638 z późniejszymi zmianami), e) z dnia 11 maja 2001 r. o obowiązkach przedsiębiorców w zakresie gospodarowania niektórymi odpadami oraz o opłacie produktowej i opłacie (Dz. U. z 2007 r. Nr 90 poz. 607),
f) z dnia 16.kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody (Dz. U. Nr 92, poz. 880), g) z dnia 20 kwietnia 2004 r. o substancjach zubożających warstwę ozonową (Dz. U. Nr 121, poz. 1263), h) z dnia 30 lipca 2004 r. o międzynarodowym obrocie odpadami (Dz. U. Nr 191, poz. 1956), i) z dnia 22 grudnia 2004 r. o handlu uprawnieniami do emisji do powietrza gazów cieplarnianych i innych substancji (Dz. U. Nr 281, poz. 2784), j) z dnia 29 czerwca 2007 r. o zmianie ustawy o recyklingu pojazdów wycofanych z eksploatacji (Dz. U. Nr 176, poz. 1236). Szczegółowymi aktami wykonawczymi są Rozporządzenia Ministra Środowiska, jak np.: Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r. w sprawie katalogu odpadów (Dz. U. Nr 112 poz.1206), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 czerwca 2002 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów niektórych substancji w powietrzu, alarmowych poziomów niektórych substancji w powietrzu oraz marginesów tolerancji dla dopuszczalnych poziomów niektórych substancji (Dz. U. Nr 87, poz.796), Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 20 lipca 2002 r. w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych (Dz. U. Nr 129, poz. 1108, zmiany: Dz.U. z 2003 r. Nr 163, poz. 1585), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 sierpnia 2002 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz. U. Nr 134, poz. 1140, sprostowanie Dz. U. Nr 155, poz. 1299), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi (Dz. U. Nr 165, poz. 1359). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 października 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody śródlądowe będące środowiskiem życia ryb w warunkach naturalnych, w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać morskie wody wewnętrzne i wody przybrzeżne będące środowiskiem życia skorupiaków i mięczaków (Dz. U. Nr 176, poz. 1455), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia (Dz. U. Nr 204, poz.1728), Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2002 r.:
a) w sprawie kryteriów wyznaczania wód wrażliwych na zanieczyszczenie związkami azotu ze źródeł rolniczych (Dz. U. Nr 241, poz. 2093), b) w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać programy działań mających na celu ograniczenia odpływu azotu ze źródeł rolniczych (Dz. U. Nr 4, poz. 44), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 sierpnia 2003 r. w sprawie standardów emisyjnych z instalacji (Dz. U. Nr 163, poz. 1584), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów (Dz. U. Nr 192, poz. 1883). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 października 2003 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku oraz sposobów sprawdzania dotrzymania tych poziomów (Dz. U. Nr 192, poz. 1883). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód (Dz. U. Nr 32, poz. 284). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 8 lipca 2004 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 168, poz. 1763), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 lipca 2004 r. w sprawie dopuszczalnych mas substancji, które mogą być odprowadzane w ściekach przemysłowych (Dz. U. Nr 180, poz. 1867), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz. U. Nr 137, poz. 984), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 grudnia 2006 r. w sprawie dróg, linii kolejowych i lotnisk, których eksploatacja może powodować negatywne oddziaływanie akustyczne na znacznych obszarach, dla których jest wymagane sporządzanie map akustycznych oraz sposobu określania granic terenów objętych tymi mapami (Dz. U. z 2007 Nr 1, poz. 8), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (Dz. U. Nr 120, poz. 826), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 12 listopada 2007 r. w sprawie zakresu i
sposobu prowadzenia okresowych badań poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku (Dz. U. Nr 221, poz. 1645). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 marca 2008 r. w sprawie stref, w których dokonuje się oceny jakości powietrza (Dz. U. Nr 52, poz. 310), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 25 kwietnia 2008 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących rejestru zawierającego informacje o stanie akustycznym środowiska (Dz. U. Nr 82, poz. 500), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 3 czerwca 2008 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (Dz. U. Nr 47, poz. 281), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych (Dz. U. Nr 143, poz. 896), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód (Dz. U. Nr 162, poz.1008), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 17 grudnia 2008 r. w sprawie dokonywania ocen poziomów substancji w powietrzu (Dz. U. Nr 5, poz. 31), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 maja 2009 r. w sprawie form i sposobu prowadzenia monitoringu jednolitych części wód powierzchniowych i podziemnych (Dz. U. Nr 81, poz. 685), Art.83 ust.3. ustawy Prawo ochrony środowiska. Minister właściwy do spraw środowiska, w porozumieniu z ministrem właściwym do spraw zdrowia może określić, w drodze rozporządzenia, standardy zapachowej jakości powietrza i metody oceny zapachowej jakości powietrza.