Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методические аспекты мониторинга качества вод для зон повышенного экологического риска нефтегенных загрязнений

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Методические аспекты мониторинга качества вод для зон повышенного экологического риска нефтегенных загрязнений"

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ВОДНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах рукописи

Авандеева Ольга Петровна

Методические аспекты мониторинга качества вод для зон повышенного экологического риска нефтегенных загрязнений (на примере Чебоксарского водохранилища)

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

2 0 МАП 2015

Москва-2015

Работа начата в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Российском университете дружбы народов (экологический факультет, кафедра экологии и управления водными ресурсами) и завершена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте водных проблем Российской академии наук (ИВП РАН)

Баренбойм Григорий Матвеевич,

доктор физико-математических наук, профессор

Степановская Ираида Александровна

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Ясинский Сергей Владимирович,

доктор географических наук,

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской академии наук, ведущий научный сотрудник

Дацеико Юрий Сергеевич,

кандидат географических наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова», географический факультет, ведущий научный сотрудник кафедры гидрологии суши.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук.

Защита состоится «11» июня 2015 года в 14.00 на заседании Диссертационного совета Д.002.040.01 при ИВП РАН по адресу: Москва, ул. Губкина, д. 3, 416 ауд., ИВП РАН.

Текст автореферата диссертации размещен на официальном сайте Института водных проблем РАН: http://www.iwp.ru/ 10 апреля 2015 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИВП РАН.

Автореферат разослан «06» 2015 года

Отзыв на автореферат (2 экз.) просьба высылать по адресу: Москва, ул. Губкина, д. 3, Институт водных проблем РАН, Ученому секретарю.

Научный руководитель: Научный соруководитель:

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь Диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук, ^

профессор ¿^^ РГ ^Ж1ШШЮВ

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

БИБЛИОТЕКА 3 _2015_

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Несмотря на наметившуюся в последние годы положительную тенденцию уменьшения антропогенной нагрузки на отдельные водные объекты, заметного улучшения качества поверхностных вод не происходит. По данным государственного доклада «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2012 году» максимальную нагрузку от загрязнения испытывают бассейны рек Волги, Оби и Амура.

Одной из причин ухудшения качества природных вод является нефтегенное загрязнение. По данным Государственного доклада «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2013 году» только в течение 2013 г. на объектах нефтегазодобывающей промышленности и магистрального трубопроводного транспорта произошло 13 аварий, сопровождавшихся разливами нефти и нефтепродуктов, а также 12983 порыва промысловых нефтепродуктов.

К основным источникам нефтегенного загрязнения водных объектов относятся места добычи и переработки нефти, а также складирования и транспортировки нефти и нефтепродуктов трубопроводным, танкерным и железнодорожным транспортом. Защита водных объектов от загрязнений нефтью и нефтепродуктами связана с разработкой современных систем мониторинга качества вод в зонах, расположенных в непосредственной близости к источникам нефтегенного загрязнения.

В настоящей работе мониторинг качества поверхностных вод применительно к нефтегенному загрязнению - это система регулярных наблюдений за гидрохимическими, гидрофизическими и гидробиологическими показателями в зонах повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения с целью информационного обеспечения управленческих решений, направленных на минимизацию ущербов от негативного изменения качества вод и обеспечение водоохранных мероприятий. В рамках данной работы рассмотрены, прежде всего, гидрохимические показатели.

При этом под зонами повышенного экологического риска понимается территория или акватория, в пределах которой имеется потенциальная опасность возникновения чрезвычайных экологических ситуаций.

Нефть представляет собой многокомпонентную смесь углеводородных и неуглеводородных составляющих, и при попадании в водный объект её состав может сильно меняться. Поэтому система мониторинга нефтегенного загрязнения водных объектов должна включать:

- наблюдения в оперативном режиме за зонами повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения с использованием станций непрерывного контроля качества вод, позволяющих обнаруживать аварийный разлив нефти или нефтепродуктов на ранних стадиях, по определенному перечню показателей, характеризующих эти разливы;

- контроль качества вод применительно к анализу последствий аварийных разливов для биоты (включая гидробиоту) и населения по более широкому спектру веществ, содержащихся в нефти и привносящих негативное воздействие, путем анализа состава воды и донных отложений в специализированных лабораториях;

- использование современных информационных технологий в рамках системы поддержки управляющих решений по ликвидации последствий аварийных загрязнений нефтью.

Процесс создания такой системы требует ориентированных научных исследований и технологических разработок. В целом, подобную работу целесообразно организовать на примере конкретного водного объекта. В качестве такого объекта было выбрано Чебоксарское водохранилище, испытывающее сильное антропогенное воздействие из-за развитой инфраструктуры, в том числе нефтяной, в пределах своего бассейна, и являющееся одним из наиболее загрязненных в Волжско-Камском каскаде.

По данным Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в 2013 г. вода большинства створов (61%) характеризовалась как «очень загрязненная». При этом Чебоксарское водохранилище имеет важное народно-хозяйственное значение, является источником питьевого водоснабжения ряда городов и водоемом рыбохозяйственного значения.

В пределах бассейна Чебоксарского водохранилища расположены крупные источники нефтегенного загрязнения, в том числе, способные формировать зоны повышенного экологического риска. Важно отметить также, что его нормальный подпорный уровень не доведен до проектной отметки. В настоящее время рассматривается вопрос о возможности его подъема на 5 м и доведения до проектного уровня 68 м, в связи с чем разработка системы мониторинга зон повышенного экологического риска для Чебоксарского водохранилища является актуальной.

Целью работы является разработка методических основ определения показателей нефтегенного загрязнения вод и оценки опасности такого загрязнения, а также технологических решений раннего обнаружения нефтяных разливов, необходимых для создания системы мониторинга зон повышенного риска нефтегенных загрязнений как базовой для водных объектов на примере Чебоксарского водохранилища.

Для достижения названной цели необходимо решить следующие задачи:

1) провести по информационным источникам общую оценку качества вод Чебоксарского водохранилища, выявить зоны повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения водохранилища, оценить существующую систему мониторинга качества вод применительно к контролю нефтегенных загрязнений;

2) экспериментально выявить приоритетные компоненты нефтегенного загрязнения органического и неорганического происхождения, определить оптимальные методы их обнаружения и оценки их токсического действия;

3) разработать требования к системам детектирования ранних стадий нефтяных разливов, а также технологические основы автоматизированного и дистанционного контроля зон повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения;

4) разработать схему наблюдения за качеством вод на Чебоксарском водохранилище применительно к зонам повышенного экологического риска, формируемого нефтегенным загрязнением;

5) разработать информационное обеспечение в рамках системы мониторинга качества вод в зонах повышенного экологического риска нефтегенного происхождения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые представлена комплексная оценка содержания всех химических классов и групп веществ, загрязняющих водный объект при экстремальном нефтегенном загрязнении: углеводородов нефти, вторичных продуктов углеводородов (УВ) и хлорированных УВ, тяжелых металлов, включая редкоземельные элементы, и радионуклидов.

2. Выполнена на модельном эксперименте оценка распределения компонентов нефти в водном объекте по глубине, а также их токсического действия, с использованием информационных технологий, основанных на использовании баз данных по опасности химических соединений и на связи между структурой углеводорода и его биологической активностью.

3. Предложен новый метод идентификации сорта разлитой нефти в водном объекте по соотношению концентраций редкоземельных элементов, как дополнительный к другим подходам по идентификации нефти при аварийном разливе.

4. Разработаны технологические основы систем детектирования ранних нефтяных разливов, предусматривающие использование комплекса контактных и дистанционных средств наблюдения.

3. Предложена схема наблюдения за качеством вод на Чебоксарском водохранилище применительно к зонам повышенного экологического риска, формируемого нефтсгенным загрязнением.

6. Разработано информационное обеспечение в рамках системы мониторинга качества вод в зонах повышенного экологического риска как системы поддержки управляющих решений по ликвидации последствий аварийных загрязнений нефтью.

Практическая значимость диссертации состоит в разработке методических и технологических основ системы мониторинга качества вод Чебоксарского водохранилища применительно к зонам повышенного экологического риска, связанных с экстремальными нефтегенными загрязнениями, при использовании оригинальных измерительных и информационных технологий. Развитый подход включает возможность использования разработанной информационно-измерительной базы для других водных объектов.

Предложенные методические принципы, технические и информационные средства позволяют с большей полнотой анализировать текущее состояние качества вод контролируемого водного объекта для зон повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения, оценивать качество вод при аварийных разливах нефти, а также проводить обработку информации для принятия эффективных решений по управлению качеством вод, связанных с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов. Они могут быть применены и для других крупных водохранилищ.

Защищаемые положения

1. Система мониторинга зон повышенного риска экстремального нефтегенного загрязнения, включающая детектирование нефтяных разливов контактными и дистанционными методами, методы химического анализа компонентов нефти и информационную систему оценки и прогноза последствий нефтегенного загрязнения.

2. Обоснование перечня приоритетных загрязняющих веществ при экстремальном нефтегенном загрязнении, включающего индивидуальные углеводороды или их химические

группы, хлорорганические вещества, а также типичные для нефти металлы, радионуклиды и редкоземельные элементы.

3. Метод идентификации сорта разлитой нефти в водном объекте по соотношению концентраций редкоземельных элементов как дополнительный к другим подходам по идентификации нефти при аварийном разливе.

4. Технологические основы систем детектирования ранних нефтяных разливов как комплекс контактных и дистанционных средств наблюдения.

5. Современная информационно-аналитической система мониторинга качества вод Чебоксарского водохранилища как система поддержки принятия управленческих решений по контролю и ликвидации последствий нефтегенного загрязнения.

Научные, методические и созданные на их основе некоторые технические и информационные разработки (проект автоматической станции мониторинга, алгоритм функционирования информационной системы) приняты ОАО «Мосводоканал» в рамках договора между ИБП РАН и ОАО «Мосводоканал» (2009-2011 гг.), а также вошли в работу, выполненную в интересах Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации в рамках государственного контракта между ИВП РАН и ФГБУ «Центр развития водохозяйственного комплекса» (2012-2014 гг.).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной научной конференции молодых ученых и талантливых студентов «Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность» (Москва, 2010, 2011, 2012), XV научно-практической конференции «Устойчивое развитие регионов: ситуации и перспективы» (Переславль-Залесский, 2012), Всероссийской научной конференции «Вода и водные ресурсы: системообразующие функции в природе и экономике» (Цимлянск, 2012 г.), Международной научно-практической конференции «Науки о Земле: устойчивое развитие территорий - теория и практика» (Чебоксары, 2012), XII научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (пос. Быково, Подольский р-н, Московская область, 2012 г.), Общественных слушаниях «Экологические последствия подъема уровня Чебоксарского водохранилища до отметки 68 метров» (Москва, 2012 г.), Технической конференции (семинаре) по вопросам методического и лабораторного обеспечения совместного российско-китайского мониторинга качества трансграничных вод (Обнинск, Калужская область, 2012 г.), Межрегиональной научной конференции «Проблемы Чебоксарского водохранилища» (Нижний Новгород, 2013 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы комплексного обустройства техноприродных систем» (Москва, 2013 г.), Международной конференции «Управление развитием крупномасштабных систем (МЬ80')» (Москва, 2012,2013).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 27 печатных работ, из них 5 в изданиях по перечню ВАК. Получено два патента на изобретения, связанные с измерительными устройствами мониторинга.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и 4 приложений. Список использованной литературы содержит 153 наименования. Основной текст диссертации содержит 128 страниц машинописного текста, включая 43 рисунка, 24 таблицы. Приложения содержат 21 страниц машинописного текста, включая 3 таблицы.

Краткое содержание работы

Во Введении дано обоснование актуальности работы, а также сформулированы её цель и задачи.

В главе 1 представлены результаты оценки качества вод Чебоксарского водохранилища, выбранного в качестве водного объекта для разработки, согласно цели работы, научных и методических основ, а также технологических решений, необходимых для создания системы мониторинга зон повышенного риска нефтегенных загрязнений.

Чебоксарское водохранилище включает в себя широкий спектр источников загрязнения, как воздействующих на него в настоящее время, так и потенциальных. Оно является самым молодым в Волжско-Камском каскаде, имеет важное народно-хозяйственное значение. В рамках проведенного исследования были выявлены основные факторы, оказывающие негативное воздействие на качество вод Чебоксарского водохранилища, в том числе являющиеся постоянными (промышленное производство, сельское хозяйство, водный транспорт), а также формирующие зоны повышенного экологического риска (в первую очередь источники нефтегенного загрязнения).

Актуальность создания системы мониторинга качества вод Чебоксарского водохранилища в зонах повышенного экологического риска, формируемого источниками нефтегенного загрязнения, подтверждается данными, заимствованными из информационных источников, о регулярных аварийных разливах нефти и нефтепродуктов на водных объектах России. При этом такие разливы происходят как в непосредственной близости к местам добычи и переработки нефти, так и при их транспортировке трубопроводным, наземным и водным транспортом (например, аварийный разлив на р. Нева в 2002 г., когда после пожара затонула нефтеналивная баржа «Гага», разлилось 1000 тонн мазута и 315 тонн дизельного топлива).

К основным факторам, формирующим зоны повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения Чебоксарского водохранилища, относятся расположенные в пределах бассейна водохранилища нефтеперерабатывающие заводы, нефтепроводы на суше (в том числе имеющие подводные переходы через водохранилище и его крупные притоки), пути транспортировки нефти и нефтепродуктов нефтеналивными судами, склады горючесмазочных материалов, судовые перевозки пассажирского и грузового назначения, расположенные выше по течению производства по переработке нефти, и т.д.

В связи с этим была проанализирована существующая система мониторинга качества вод Чебоксарского водохранилища применительно к рассматриваемой проблеме мониторинга нефтегенного загрязнения вод. В настоящее время все сведения о мониторинге качества вод Чебоксарского водохранилища собираются в Верхнее-Волжском бассейновом водном управлении. При этом, для контроля нефтегенного загрязнения водного объекта используется показатель «нефтепродукты», наблюдения осуществляются по установленным стандартным створам государственной наблюдательной сети, которые лишь частично охватывают зоны повышенного экологического риска. При сравнительно небольших нефтегенных загрязнениях оценки опасности путем сравнения с ПДК для «нефтепродуктов» (суммы гидрофобных УВ) достаточно. Однако при экстремальных нефтегенных загрязнениях, связанных с аварийными разливами нефти или нефтепродуктов, такой подход,

как показывают научные исследования и мировой опыт, недостаточен. В частности, требуется оценка содержания ряда индивидуальных углеводородов и/или их химических групп, неуглеводородных компонентов нефти и т.д.

Перечень приоритетных показателей, по которым необходимо осуществлять мониторинг последствий аварийных разливов нефти, в принципе, для конкретных типов нефтей должен быть определен заранее, формируя собой экологический «паспорт» нефти. Он должен включать качественную и количественную характеристики нефти по содержащимся в ней нефтегенным компонентам, а также перечень приоритетных загрязняющих веществ и привносимые ими токсические действия. Также такой экопаспорт позволяет идентифицировать источник аварийного разлива нефти в случае, если он не известен, по различным признакам, в том числе по соотношению отдельных нефтегенных компонентов.

Участки водных объектов, где возможны такие разливы, приводящие к чрезвычайным экологическим ситуациям, должны быть выделены в зоны повышенного экологического риска, которые, в свою очередь, требуют организации специальных видов мониторинга: профилактического, аварийного и поставарийного.

Разработке соответствующей системы мониторинга нефтегенного загрязнения Чебоксарского водохранилища и посвящена дальнейшая работа.

В главе 2 представлены результаты исследования качества вод Чебоксарского водохранилища в зонах повышенного экологического риска, генерируемого одним из факторов нефтегенного загрязнения (транспортировка нефти магистральными нефтепроводами). В качестве непосредственного объекта изучения была выбрана зона подводного перехода нефтепровода Альметьевск-Горький через р. Суру, впадающую в Чебоксарское водохранилище, которое, как было отмечено выше, служит источником водоснабжения ряда крупных населенных пунктов и является водоемом рыбохозяйственного значения. Была получена и проанализирована нефть из названного нефтепровода на содержание в ней углеводородных и неуглеводородных компонентов нефти.

Групповой состав и ряд индивидуальных соединений разных классов в нефти определялись в Лаборатории аналитической экотоксикологии Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. Было обнаружено 7 групп ароматических соединений, а также 47 индивидуальных углеводородов. Знание этого состава нефти в воде при последующем анализе токсичности этих веществ на основе различных информационных технологий справочного и расчетного характера позволяет дать более объективную оценку опасности разлива нефти и нефтепродуктов.

Известно, что компоненты разлитой нефти распределяются в воде в зависимости от плотности и способности к растворению и эмульгированию. В связи с этим нами был проведен модельный эксперимент по определению распределения индивидуальных углеводородов по толще воды. Для этого была использована делительная воронка объемом 1 л с градуированной шкалой, наполненная водопроводной водой. Далее в воду на дно воронки была добавлена анализируемая нефть. Следующие 3-е суток проба отстаивалась, после чего была послойно разделена на 4 пробы. Полученные пробы анализировались в Лаборатории аналитической экотоксикологии Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова (поверхностная нефтяная пленка при анализе не учитывалась; не

анализировалось также содержание тяжелых фракций, о которых известно, что при разливе они преимущественно локализуются в донных отложениях). На рисунке 1 представлены результаты, показывающие, что в разных слоях воды различны преобладающие группы углеводородов.

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Нижний слой Средний слой

Нижняя часть верхнего слоя

Наименование слоя

Верхняя часть верхнего слоя без пленки нефта

■ Сумма насыиэнных углеводородов

■ Сумма моноароматических углеводородов

В Сумма диароматических углеводородов

□ Сумма погиароматических угле воо родов

□ Сумма ароматических серосодержащих соединений

Рисунок 1 - Содержание нефтепродуктов и отдельных групп углеводородов, экстрагированных из различных слоев воды: относительное соотношение по нормировке по нижнему слою отдельных групп углеводородов Так, например, для среднего слоя соотношение рассмотренных групп практически одинаково, отмечается небольшое преобладание содержания ароматических серосодержащих углеводородов. Тогда как в верхней части верхнего слоя преобладают, в первую очередь, моноароматические углеводороды.

Такие изменения по содержанию и по качественному составу углеводородов, имеющих разную биологическую активность (БА), приводят к тому, что меняется также и негативное действие углеводородов на водные объекты по отдельным слоям. В связи с этим важно наблюдать не только за качеством поверхностного слоя воды, а также и за глубинным распределением УВ, т.к. привнесенное негативное воздействие нефтегенного загрязнения в водный объект и, следовательно, воздействие на гидробиоту, распространится по всей толще воды, даже при блокировании нефтяного разлива бонами и сборе локализованной нефти.

При этом, осуществленный в рамках работы модельный эксперимент не претендует на получение фактических данных, но показывает саму возможность учета распределения углеводородов и связанной с ними биологической активности по глубине водного объекта, правда без учета гидрологических характеристик в такой модели.

Анализ послойного определения индивидуальных углеводородов (УВ) нефти позволяет выявить наиболее опасные «слои» распределения БА и виды БА в этих слоях, что, в частности, позволяет в определенной степени оптимизировать установку боновых заграждений при нефтяном разливе. Существенно знание концентрации в придонных слоях и донных отложениях как потенциальных источниках вторичного загрязнения вод: там концентрируются тяжелые фракции нефти - носители «нефтяных» тяжелых металлов. Зная

эти виды БА в разных слоях и распределение гидробиоты по слоям, можно понять за какими негативными эффектами следует наблюдать в процессе биологического мониторинга.

Загрязнение вод нефтью или нефтепродуктами делает эти воды токсичными. Из числа 47 УВ, обнаруженных в анализируемой нефти, известно значение ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения лишь для двух соединений: 1,2,4-триметилбензол (0,5 мг/л), нафталин (0,004 мг/л). Кроме того, следует принимать во внимание токсичность УВ нефти, связанных с донными отложениями. Для этих УВ ПДК вообще отсутствует, хотя негативное воздействие таких «донных» УВ может воздействовать на гидробиоту как при непосредственном аварийном разливе нефти, так и после ликвидации последствий ввиду того, что большое количество компонентов нефтегенного загрязнения оседают в донные отложения, которые, таким образом, становятся потенциальным источником вторичного нефтегенного загрязнения вод.

Это привело к необходимости дать прогноз БА обнаруженных соединений методами химиоинформатики. Для получения данных об экспериментальных или прогнозных видах БА обнаруженных углеводородов в качестве инструментов химиоинформатики были использованы:

1) Информационные источники данных по опасности химических соединений (ХС): нормативные документы по ПДК и ОДУ, международные и национальные списки приоритетных токсичных веществ, международные сериальные справочники по токсичности ХС, специализированные базы данных по токсичности ХС.

2) Технология расчетного прогноза опасности ХС - компьютерная программа Prediction of Activity Spectra for Substances (PASS) 10.1, которая прогнозирует более 4000 видов биологической активности.

Знание структур обнаруженных индивидуальных углеводородов было использовано нами для оценки их биологической активности путем информационного поиска в международных, национальных и исследовательских базах данных о токсичности веществ. Для каждого из них был проведен расчет по программе PASS, и было выделено 10 индивидуальных соединений с наиболее опасными видами БА (канцерогенное, мутагенное, тератогенное, токсическое, эмбриотоксическое): п-бутилцикло-гексан, декалин, декан, 1,2-диметилцикло-гексан, нафталин, 1,2,3,4-тетраметил-бензол, 1,2,4-триметил-бенэол, фенантрен, фитан, 1-этил-З-метилцикло-гексан.

Также было проанализировано содержание в нефти хлорорганических соединений (ХОС), которые могут относиться к суперэкотоксикантам и содержатся в растворенном виде в нефти. При попадании в воду ХОС остаются в ней на протяжении нескольких недель или даже месяцев. Одновременно вещества поглощаются водными организмами и накапливаются в них. Определение проводилось по ГОСТ Р 52247-2004 «Нефть. Методы определения хлорорганических соединений» в Научно-производственном объединении (НПО) «СПЕКТРОН» (г. Санкт-Петербург), в анализируемом образце нефти содержится 0,018 мкг/г хлорорганических соединений.

В главе 3 представлены результаты исследования содержания в анализируемой нефти сопутствующих неуглеводородных компонентов нефти. Анализ содержания некоторых доминантных тяжелых металлов проводился также в НПО «СПЕКТРОН» методом рентгенофлуоресценции (СПЕКТРОСКАН MAKC-GV компании НПО «СПЕКТРОН»), В

анализируемом образце содержание никеля составляет 23 мкг/г, ванадия - 69 мкг/г, железа -5 мкг/г.

Для определения более широкого состава тяжелых металлов определенный объем нефти с известным весом сжигался (в лаборатории НПО «Тайфун»), полученная зола проанализирована в Аналитическом сертификационном испытательном центре ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М.Федоровского» атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой (спектрометр 0рйта-4300 ЭУ компании «Регкт-Е1тег», США) и масс-спектральным методом с индуктивно-связанной плазмой (Е1ап-6100 компании «Регкт-Е1тег», США). Были обнаружены типичные для нефти металлы (ванадий, никель, молибден) и радионуклиды (уран, торий).

В принципе, рассмотренные выше доминантные металлы присутствуют в любых нефтях в разных соотношениях. Их роль и методы определения изучены достаточно хорошо. В последние годы все больше обращается внимание на роль редкоземельных элементов (РЗЭ) в загрязнении окружающей среды, а также на факторы, привносящие это загрязнение. Такой интерес связан, в первую очередь, с увеличением объемом потребления редкоземельных элементов в широком спектре производств, и, соответственно увеличением объемом отходов, привносящих в окружающую среду РЗЭ. В связи с этим, далее рассмотрен вклад нефтегенных факторов в загрязнение РЗЭ Чебоксарского водохранилища, а также проанализирована необходимость включения контроля содержания РЗЭ в рамках системы мониторинга зон повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения.

В анализируемой нефти были обнаружены редкоземельные элементы (15 лантаноидов, за исключением прометия, а также иттрий и скандий), которые, как подтверждают различные информационные источники, в большинстве своем содержатся в нефти и в пластовых водах. Их роль в загрязнении вод при разливах нефти изучена слабо. Это может бьггь связано с тем, что токсичность редкоземельных элементов (РЗЭ) при попадании в водные объекты практически не изучена. Известно лишь, что РЗЭ могут производить разнообразные (в основном негативные), изменения в организме, например, такие как торможение мышечного сокращения, блокировка нервной передачи, деминерализация и др.

Известно, что для нефтей различных месторождений характерно разное соотношение содержания РЗЭ. Так, например, для Волго-Уральской нефти соотношение скандия и иттрия равно 6, а для Восточно-Сибирской 15,6. В связи с этим они могут быть дополнительным индикатором нефтегенного загрязнения водных объектов, а также источником их вторичного загрязнения, т.к. имеют свойство накапливаться в донных отложениях. Также РЗЭ могут являться маркерами типа (происхождения) нефти при экстремальных нефтегенных загрязнениях водных объектов, когда не определен источник аварийного разлива или несанкционированного сброса нефти, и нефть необходимо идентифицировать. Поэтому важно установить в зонах источников нефтегенного загрязнения существующие концентрации РЗЭ в воде и в донных отложениях для использования их как фоновые. Соответствующие исследования были проведены нами для воды и донных отложений Чебоксарского водохранилища. Также была проведена работа по выбору оптимальных

методов определения РЗЭ в воде и в донных отложениях. При определении РЗЭ в воде рекомендуется атомно-эмиссионный анализ с индуктивно-связанной плазмой. Для выявления РЗЭ в донных отложениях целесообразно использование такого же метода анализа или нейтронно-активационного, а также определение валового состава и состава азотно-кислой вытяжки.

Полученные данные подтверждаются также тем, что содержание в донных отложениях р. Сура большинства типичных для нефти металлов ниже по течению от прохождения магистрального нефтепровода «Альметьевск-Горький» заметно увеличивается по сравнению с содержанием аналогичных веществ выше по течению от нефтепровода.

Полученные нами данные свидетельствуют, что при крупномасштабных разливах нефти, исчисляемых в десятках и сотнях тонн, в окружающую среду попадают десятки и сотни кг «нефтяных» металлов, десятки грамм радионуклидов и т. д. Основной вклад в токсичность нефти, разумеется, вносят углеводороды. Однако, все обнаруженные в анализируемом образце нефти неуглеводородные компоненты, а также хлорорганнческие соединения являются, в принципе, токсикантами и могут проявлять свое токсическое действие, начиная с определенных пороговых концентраций, которые могут достигаться при аварийных разливах нефти.

Таким образом, проблема снижения последствий аварийных разливов нефти актуальна и вплотную связана с задачей создания надежной системы раннего обнаружения и мониторинга аварийного разлива нефти, что позволит минимизировать выброс нефти в окружающую среду на начальной стадии аварийной ситуации.

Некоторые результаты по разработке такой системы представлены в главе 4. Проблема снижения последствий аварийных разливов нефти для Чебоксарского водохранилища вплотную связана с задачей создания надежной системы раннего обнаружения и мониторинга аварийного разлива нефти, осуществляющей профилактическое наблюдение в этих зонах, а также наблюдение в аварийный и поставарийный периоды в автоматическом режиме. Исходя из особенностей нефтегенного загрязнения, был определен перечень контролируемых характеристик применительно к задачам непрерывного автоматического мониторинга зон повышенного экологического риска, а также определен диапазон измерений каждого выбранного показателя.

Далее, совместно с Компанией Seba Hydrometrie GmbH&Co, при нашем участии, был разработан технический проект такой автоматической станции мониторинга ранних нефтяных разливов (АСМ). Она способна обеспечивать передачу команд управления и регистрируемых сигналов по проводной, сотовой и космической связи в зависимости от условий размещения. Технические особенности разработанной станции позволяют размещать её на внешних конструктивах гидротехнических сооружений, на неподвижной плавающей платформе в противоволновом исполнении, в погружной гильзе (что позволяет работать в условиях ледового покрова). В рамках работы нами была разработана схема размещения подобной АСМ для зоны водозабора г. Чебоксары на Чебоксарском водохранилище. Следует отметить, что в данном случае возможна установка и береговой станции мониторинга, однако преимуществом выбранного варианта установки является

возможность при необходимости превратить его в транспортируемую платформу. К недостаткам АСМ относится сравнительно низкая чувствительность контактных датчиков, обнаружение только показателей, характеризующих наличие растворенной и эмульгированной нефти, что при аварийном разливе нефти проявляется позже, чем появление нефтяной пленки. Также возможно замазучивание контактных датчиков. В связи с этим далее были рассмотрены возможности использования лидеров (сочетание лазера и приемного устройства для регистрации отраженного или флуоресцентного излучения, испускаемого зондируемым объектом) для дистанционных измерений.

В рамках работы были проведены стендовые и натурные испытания подобного малогабаритного флуоресцентного лидара BlueHawk, предназначенного для обнаружения нефтяных пленок на воде в непрерывном автоматическом режиме. Зондирование, обработка и выдача сигналов тревоги проводятся в режиме реального времени. К достоинствам этого лидара относятся также всепогодный дизайн, возможность применения в труднодоступных местах, малый вес и экономное энергопотребление, регулируемый порог загрязнения для отфильтровывания незначительных результатов обнаружения, удаленный доступ для настройки рабочих параметров, возможность использования как автономное или сетевое устройство.

В рамках работы была подготовлена и реализована программа испытаний данного лидара, которая включала в себя лабораторную оценку зависимости интенсивности регистрируемого сигнала от высоты расположения лидара, чувствительности лидара к изменению толщины нефтяной пленки, а также оценку функционирования лидара на водном объекте при проведении измерений с катера. Полученные результаты показали, что функциональные возможности лидара позволяют использовать его для обнаружения нефтепродуктов на поверхности воды, в том числе в режиме реального времени. Он достаточно чувствителен к появлению в воде тонких нефтяных пленок (от 0,5 мкм в модельном эксперименте) и к изменению их толщины.

Малые габариты и низкая энергоемкость испытанного лидара позволили предложить его размещение также непосредственно в одном контейнере с контактными датчиками, что позволит одновременно регистрировать появление нефтяной пленки и растворенных и диспергированных компонентов нефти в условиях ледового покрова и подводного размещения контейнера. Также была рассмотрена возможность установки такой системы из двух типов измерений с базированием на мостовых опорах в зоне прохождения магистрального нефтепровода Альметьевск-Горький. В качестве платформы для установки измерительных средств и средств управления были выбраны опоры автомобильного моста, через который проходит федеральная трасса М7 «Волга» (Горьковское шоссе).

Далее была проведена работа по подбору датчиков для разработанного проекта АСМ. В связи с этим была разработана специализированная справочно-информационная система поиска оптимальных измерительных средств мониторинга водных объектов совместно со специалистами Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. В справочной базе допускается навигация по типам применения, включая портативные (носимые), лабораторные, датчики и пр., а также по видам регистрируемых параметров, включая

1и1Яыий Новгород

[звржи!

1*бо>сар£|

ЧУВАШСКАЯ РЕСПУБЛИКА,

гидрологические, гидрофизические, гидрохимические и др., и далее по регистрируемым характеристикам.

Далее была подготовлена схема расположения систем детектирования ранних нефтяных разливов, использующих комплекс контактных и дистанционных средств наблюдения, на Чебоксарском водохранилище. На картосхеме (рисунок 2) отмечены створы, по которым необходимо осуществление мониторинга нефтегенного загрязнения в

оперативном режиме, т.е. с использованием автоматических станций мониторинга.

НИЖЕГОРОДСКАЯ ОБЛАС

Условные обозначения:

л

Нефтепроводы

Нефтеперекачиващая станция

itl

Нефтеперерабатыващие заводы

Танкеры

Рвэервуарные парки

^ Автоматические станции мониторинга (ACM): 1 - АСМ на входе в водохранилище; 2 - АСМ на фарватере; 3 - АСМ в зоне прохождения магистрального нефтепровода «Альметьевск-Горький»; 4 - АСМ в районе водозабора г. Чебоксары; 5 - АСМ ниже по течению от плотины Чебоксарской ГЭС Рисунок 2 - Общая схема расположения станций непрерывного контроля качества вод в зонах повышенного нефтегенного загрязнения Чебоксарского водохранилища

Более подробная характеристика выбранных створов с указанием типа АСМ, рекомендуемой к использованию в каждом конкретном створе, представлена в тексте диссертации. При этом процедура выбора мест установки соответствующих АСМ основана на учете факторов, формирующих зоны повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения как в пределах водного объекта, так и расположенных выше по течению. Также учитывается вклад самого водного объекта на качество вод ниже по течению, а также зоны водозаборов крупных городов либо зоны, определяющие функциональное назначение водного объекта.

При этом, важно отметить, что представленные измерительные средства представляют собой, в первую очередь, систему раннего обнаружения аварийных разливов нефти главным образом определением появившейся нефтяной пленки на поверхности и в

толще воды. Определение представленных в главах 2 и 3 углеводородных и неуглеводородных компонентов нефти необходимо осуществлять в соответствующих специализированных стационарных лабораториях, в том числе с использованием методов, выбранных в качестве оптимальных в рамках данной работы.

Таким образом, предложенная в работе система мониторинга нефтегенного загрязнения Чебоксарского водохранилища включает в себя как методы раннего обнаружения нефтяных разливов, так и методы оценки негативного воздействия таких разливов по приоритетному перечню показателей, характеризующих это загрязнение.

Для достижения цели эффективного управления водными ресурсами, в том числе применительно к нефтегенному загрязнению, необходима полная, своевременная, непротиворечивая информация о текущем и прогнозируемом состоянии водного объекта. Результаты работы по созданию информационной системы мониторинга, учитывающей эти требования, представлены в главе 5. Применительно к Чебоксарскому водохранилищу разработка такой системы предназначена, в первую очередь, обеспечить прием и обработку данных ол-1ше от выбранных для применения на водохранилище автоматических станций мониторинга, обеспечить возможность работы со специализированными прогнозными и аналитическими программами обработки данных, обеспечить возможность подготовки данных, необходимых для принятия управленческих решений, направленных на минимизацию рисков нефтегенного загрязнения.

Разработка структуры такой многофункциональной информационной системы мониторинга водных объектов (МИСМ ВО) была осуществлена в работе с применением (>п(1-технологий, позволяющих объединять разные территориально распределенные и административно разобщенные системы экологического мониторинга в единую коммуникационную сеть, позволяющую дистанционно использовать любое количество сетевых ресурсов.

К основным и обязательным функциональным возможностям системы мониторинга относятся: а) прием и сбор информации одновременно от всех возможных источников контроля качества вод в зонах высокого экологического риска (ЗВЭР) или/ всего водного объекта (ВО) посредством специально разработанного Web-пopтaлa; б) формирование автоматического извещения при экстремальном превышении показателей качества вод ВО; в) прогнозирование переноса загрязняющих веществ; г) прогнозирование биологической активности веществ, для которых отсутствуют нормативные значения предельно-допустимых концентраций; д) прямой вывод данных на геоинформационные системы; е) составление сводного отчета, позволяющего формировать управленческие сценарии, направленные на снижение экологических рисков. Алгоритм такой системы представлен на рисунке 3.

| Буферное хранение ■1 Импорт данных

j данных ЩМ П ГХД

НзГХД

Первичная обработка данных ■ ГХД ~Г

Сравнение концентраций полученных данных с ПДК И ОДУ Построение трендов изменений концентрации ХС

Обработка другу* показателей, включая гидробиологические

Формирование сообщении о ЧЭС

Отправка сообщения о ЧЭС а

Обращение к модели переноса загрязняющих _веществ

Импорт перечня организаций, получающих сведения о ЧЭС

Формирование предварительного отчета о качестве вод

К ГИС по решению оператора

По решению оператора переход к дополнительному аналитическому этапу или импорт в итоговый отчет

Из ГХД

Вычпенение ХС, для которых отсутствуют ПДК и ОДУ и формирование перечня ХС

Формирование

перечня органических ксенобиотиков

IК итоговому отчету

Из гхд

Импорт данных об источниках антропогенного воздействия

Информационный

анализ БА ХС с

4----

К ГИС по ПРИС (поисковая

решению часть)

1

Формирование

отчета по

результатам

информационного

анализа

моделирование антропогенной нагрузки a

пределах бассейна рассматриваемого водного объекта

^ Отображение выходных ^ данных в структуре ГИС

Ваза данных об

источниках антропогенного воздействия

1П

Информационный анализ БА ХС с использованием ПРИС (расчетная часть. PAS3)

Формирование отчета по результатам PASS

£

К ГИС по ^ решению оператора

Прогнозирование распространения

загрязняощих веществ на основе модели переноса

7

Формирование отчета по результатам использования модели переноса

Формирование итогового отчета о состоянии под i сформированных на промежуточных этапах отч

Экспертное заключение, в т.ч. сценарии управляющих решений

Рассылка соотвествующей информации исходя их специфики организации, осуществляющей деятельность по регулированию использования и состояния водных объектов

Сокращения: БА - биологическая активность, ГИС - геоинформационная система, ГХД - геоинформационное хранилище данных, ОДУ - ориентировочно-допустимый уровень, ПДК - предельно-допустимая концентрация. ПРИС - поисково-расчетная информационная система. ХС - химическое соединение, ЧЭС - чрезвычайная экологическая ситуация

Рисунок 3 - Общая схема алгоритма функционирования информационной подсистемы

мониторинга

Сбор сведений о состоянии водного объекта осуществляется с помощью Web -технологий сайта-интегратора, принимающего регулярные сводки о состоянии ВО, получаемые от всех возможных источников контроля состояния ВО, включая

автоматические станции мониторинга или их сеть, на различных уровнях (отдельные ВО, их комплекс, бассейн ВО), в едином формате практически в режиме реального времени.

Поступившие от сайта-интегратора данные проходят верификацию, после чего сведения проходят первичную обработку в геоинформационном хранилище данных (ГХД), сравниваются с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК). Результатом подобной обработки являются формирование предварительного отчета о качестве вод и выявление экстремальных превышений ПДК исходя из определенных заранее порогов экстремальных показателей, которые хранятся в ГХД. При обнаружении подобных превышений формируются сообщения о чрезвычайных экологических ситуациях и отправляются в соответствующие организации, список которых также определен заранее, но он может корректироваться исходя из конкретных ситуаций. При необходимости, по указанию оператора, задействуется модель переноса загрязняющих веществ, которая рассмотрена подробнее ниже.

Таким образом, предварительный отчет включает в себя полученные сведения о качестве вод, сравнение их с ПДК, а также дополняется построением прогнозных трендов изменения концентраций ХС. На этом этапе, по указанию оператора, сформированный отчет передается непосредственно эксперту для анализа полученных данных и разработки сценариев управляющих решений, направленных на минимизацию экологических рисков, либо данные предварительно обрабатываются, отображаются в геоинформационной системе и после этого отправляются эксперту, либо оператор переходит к дополнительному аналитическому этапу.

Дополнительный аналитический блок представляет собой 3 независимых, но взаимодополняющих инструментальных блока:

1) Поисково-расчетная информационная система (ПРИС) - поисковая часть, ориентированная на поиск сведений об опасности химических соединений по международным и национальным базам данных.

2) Поисково-расчетная информационная система (ПРИС) - расчетная часть: PASS, ориентированная на идентификацию и оценку биологической опасности обнаруженных углеводородных компонентов нефти в виде компьютерной программы PASS (разработка Института биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича РАМН).

3) Модель переноса загрязнений на акватории ВО в растворенном и эмульгированном виде (разработка ИВП РАН, лаборатория внутриводоемных процессов, для которой в рамках данной была поставлена задача, представлены все необходимые первичные данные).

Все эти инструментальные блоки независимы, базируются на сервис-ориентированной архитектуре (COA). COA - модульный подход к разработке программного обеспечения, основанный на использовании распределённых, слабо связанных заменяемых компонентов, оснащённых стандартизированными интерфейсами для взаимодействия по стандартизированным протоколам. По указанию оператора, анализ полученных данных может быть остановлен после прохождения каждого этапа, последовательность прохождения по ним также определяется оператором.

Итогом обработки данных в каждом из блоков является отчет. По указанию оператора, для визуализации и получения более полной картины о состоянии водных объектов, информация передается в обработку в геоинформационную систему (за исключением модели

переноса загрязняющих веществ, в связи с тем что она изначально разработана на базе ГИС и в отчете выдает картографические сведения). В представленном алгоритме используется ГИС «Панорама». Возможно также использование открытого программного обеспечения.

Таким образом, все полученные сведения, предварительный отчет о качестве вод, сведения о ЧЭС в случае их возникновения, результаты обработки данных в дополнительном аналитическом блоке, сведения, представленные в структуре ГИС, передаются эксперту, для аналитической обработки и разработки сценариев управленческих решений, направленных на минимизацию экологических рисков.

Достоинством предлагаемой МИСМ ВО является универсальность её использования. Все аналитические блоки могут быть быстро перенастроены на любые другие водные объекты либо бассейны водных объектов. Исключение составляет модель переноса загрязняющих веществ, её разработка для отдельных водных объектов всегда индивидуальна, однако алгоритм действий при её создании не меняется.

Также в рамках работы были определены пути развития информационно-аналитической системы мониторинга качества вод на основе геоинформационных, включая геопортальные, ртс1-сетевых и облачных технологий. Необходимо также более расширенное использование программ по моделированию переноса аварийных разливов нефти по поверхности воды.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. Проведена по информационным источникам общая оценка качества вод Чебоксарского водохранилища, выявлены зоны повышенного экологического риска нефтегенного загрязнения водохранилища, выполнен анализ существующих систем мониторинга применительно к контролю нефтегенных загрязнений.

2. Выявлены приоритетные показатели нефтегенного загрязнения, а именно индивидуальные углеводороды и их химические группы, сумма хлорорганических соединений, а также типичные для нефти тяжелые металлы (ванадий и никель), радионуклиды и редкоземельные элементы; проведена оценка биологической активности некоторых из них.

3. Экспериментально промоделировано послойное распределение индивидуальных углеводородов по толще воды. Измерено послойное содержание углеводородов нефти и, соответственно, видов их биологической активности.

4. В качестве дополнительных показателей идентификации источника нефтегенного загрязнения водного объекта выбраны редкоземельные элементы, соотношение содержания которых способствует выявлению источника нефтегенного загрязнения в случае, если он неизвестен.

5. Разработаны технологические основы систем детектирования ранних нефтяных разливов с повышенной специфичностью такого опознавания за счет использования комплекса контактных и дистанционных средств наблюдения.

6. Создана специализированная справочно-информационная система поиска оптимальных измерительных средств мониторинга водных объектов.

7. Проведены испытания маломощных портативных флуоресцентных лидеров и доказана возможность их использования в рамках системы мониторинга качества вод Чебоксарского водохранилища, определены места их возможной установки.

8. Предложена схема наблюдения за качеством вод на Чебоксарском водохранилище применительно к зонам повышенного экологического риска, формируемого нефтегенным загрязнением.

9. Разработано информационное обеспечение в рамках системы мониторинга качества вод в зонах повышенного экологического риска, в первую очередь связанного с экстремальным нефтегенным загрязнением.

10. Структура, алгоритм функционирования, а также практически все реализованные инструментальные блоки предложенной системы мониторинга качества вод могут быть использованы на других водных объектах различного типа.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Баренбойм Г.М., Чиганова М.А., Авандеева О.П. Методические аспекты анализа загрязнений снегового покрова в связи с их влиянием на качество природных вод. Часть 1. // Вода: химия и экология. № 11, 2010. с. 13-23.

2. Баренбойм Г.М., Чиганова М.А., Авандеева О.П. Методические аспекты анализа загрязнений снегового покрова в связи с их влиянием на качество природных вод. Часть 2. Экспериментальные исследования // Вода: химия и экология. № 1, 2011. с. 11-18.

3. Авандеева О.П., Баренбойм Г.М., Борисов В.М., Савека А.Ю., Степановская И.А., Христофоров О.Б. Система раннего обнаружения и мониторинга аварийных разливов нефти на водных объектах арктической эоны//Инженерная экология. № 6. 2013. С. 30-47.

4. Авандеева О.П., Баренбойм Г.М., Борисов В.М., Савека А.Ю., Степановская И.А., Христофоров О. Б. Система оценки токсичности индивидуальных углеводородов в контуре мониторинга аварийных разливов нефти на водных объектах// Датчики и Системы, №12. 2013. С. 49-57.

5. Баренбойм Г.М., Авандеева О.П., Коркина Д.А. Редкоземельные элементы в водных объектах (экологические аспекты)//Вода: химия и экология. № 5. 2014. С. 42-55.

Статьи в других изданиях:

1. Авандеева О.П., Чиганова М.А. Методические аспекты загрязнений снегового покрова в связи с их влиянием на качество природных вод // Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность: сборник трудов Четвертой международной научной конференции молодых ученых и талантливых студентов Учреждения Российской академии наук Института водных проблем РАН; 6-8 декабря 2010 г. - М: ИВП РАН, 2010. С. 45-48.

2. Баренбойм Г.М., Веницианов Е.В., Чиганова М.А., Кирпичникова Н.В., Авандеева О.П., Савека А.Ю. Мониторинг органических ксенобиотиков, включая лекарства, на водных объектах (проблемы оценки биологической активности) // Сборник трудов всероссийской научной конференции «Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования», Калининград, 25-30 июля 2011 г. С. 16-24.

3. Авандеева О.П., Степановская И.А., Баренбойм Г.М. Некоторые аспекты создания инормационного обеспечения систем мониторинга водных объектов // Сборник научных трудов 12-ой специализированной выставки «Изделия и технологии двойного назначения. Диверсификация ОПК» научно-практической конференции «Ог инноваций к технике будущего», Москва, Крокус Экспо, 15-18 ноября 2011 г. (электронное издание).

4. Авандеева О.П. Некоторые аспекты создания информационного обеспечения систем мониторинга водных объектов // Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность: сборник трудов Пятой международной научной конференции молодых ученых и талантливых студентов Учреждения Российской академии наук Института водных проблем РАН, 23-25 ноября 2011 г.-М: ИВП РАН, 2011. С. 33-36.

5. Авандеева О.П. Разработка модели межведомственного управления экологической безопасностью водных объектов на основе данных мониторинга и Интернет-технологий // Устойчивое развитие регионов: ситуации и перспективы. Сборник докладов XV научно-практической конференции, 24 апреля 2012 г., Переславль-Залесский, Дзержинский, 2012. С. 20-28.

6. Степановская И.А., Авандеева О.П., Баренбойм Г.М. Web-технологии для мониторинга водных объектов//Методы оценки соответствия. № 3. 2012. С. 22-28.

7. Авандеева О.П. Разработка модели межведомственного управления экологической безопасностью водных объектов на основе данных мониторинга и интернет-технологий // Науки о Земле: устойчивое развитие территорий - теория и практика: сб. материалов Междунар. науч.-практ.конф. -Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2012. С. 151-160.

8. Перекальский В.М., Абрамов H.H., Авандеева О.П. Моделирование динамики течения и массопереноса в речных системах// Вода и водные ресурсы: Системообразующие функции в природе и экономике: сб. науч. тр. / отв. ред. В.Г.Пряжинская. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2012. С. 300-305.

9. Баренбойм Г.М., Авандеева О.П., Степановская И.А. Некоторые научные и технологические аспекты развития систем мониторинга качества природных вод // Вода и водные ресурсы: Системообразующие функции в природе и экономике: сб. науч. тр. / отв. ред. В.Г.Пряжинская. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2012. С.365-375.

10. Авандеева О.П., Степановская И.А., Баренбойм Г.М. Разработка информационной системы мониторинга водных объектов для чрезвычайных экологических ситуаций//Проблем прогнозирования чрезвычайных ситуаций. XII научно-практическая конференция. 17-18 октября 2012 г. Сборник материалов. М.: ФКУ Центр «Антистихия» МЧС России. 2012 г. С. 5-6.

11. Баренбойм Г.М., Борисов В.М., Христофоров О.Б., Савека А.Ю., Авандеева О.П. Разработка автоматизированной системы раннего обнаружения и мониторинга аварийных разливов нефти на водных объектах//Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций. XII научно-практическая конференция. - М.: ФКУ Центр «Антистихия» МЧС России. 2012. С. 21-30.

12. Авандеева О.П., Степановская И.А., Баренбойм Г.М. Разработка многофункциональной информационной системы мониторинга водных объектов (с учетом чрезвычайных экологических ситуаций)//Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций. XII научно-практическая конференция. - М.: ФКУ Центр «Антистихия» МЧС России. 2012. С. 103-1II.

13. Степановская И.А., Авандеева О.П. Баренбойм Г.М. Разработка системы информационного обеспечения экологического мониторинга водных объектов// Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2012). Материалы 6-ой Международ, конф. 1-3 окт.2012 г., Москва, Россия. Т.2. М„ ИПУ РАН, 2012. С. 41М13.

14. Авандеева О.П., Баренбойм Г.М., Степановская И.А. Разработка информационного обеспечения экологического мониторинга водных объектов //Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2012). Шестая международная конференция. 1-3 окт.2012 г. Москва. - Труды: в 2 томах/общ. ред.: С.Н. Васильев, А.Д.Цвиркун. - М.: ИПУ РАН, 2012. Т.Н. С. 387 - 396.

15. Авандеева О.П. Разработка информационной системы мониторинга водных объектов для зон высокого экологического риска// Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность: сборник трудов Шестой международной научной конференции молодых ученых и талантливых студентов Учреждения Российской академии наук Института водных проблем РАН, 28-30 ноября 2012 т. - М: ИВП РАН, 2012. С. 57-60.

16. Авандеева О.П., Степановская И.А., Баренбойм Г.М. Проектирование информационной системы мониторинга качества вод (с учетом особенностей нефтегенного загрязнения)// Ресурсы и качество вод суши: оценка, прогноз и управление. Сборник трудов Второй открытой конференции Научно-образовательного центра, 20-21 декабря 2012 г., М., ИВП РАН, Кафедра гидрологии МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012. С. 12-26.

17. Авандеева О.П., Степановская И.А., Баренбойм Г.М. Разработка многофункциональной информационной системы мониторинга водных объектов // Сборник трудов конференции «Экологические проблемы Подмосковья» - М.: РАЕН, Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 2013. С. 113-118.

18. Авандеева О.П., Степановская И.А., Баренбойм Г.М. Разработка многофункциональной информационной системы мониторинга водных объектов на примере Чебоксарского водохранилища // Проблемы Чебоксарского водохранилища. Материалы научной конференции 4-5 апреля 2013 г. С.11-12.

19. Баренбойм Г.М., Авандеева О.П. Степановская И.А. О проблеме комплексности системы мониторинга водных объектов в связи с задачей её информационного сопровождения // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2013): Материалы Седьмой международной конференции 30 сент. - 2 окт. 2013г., Москва: в 2 т./Ин-т проблем упр. им. В.А. Трапезникова РАН; под общ. ред. С.Н.Васильева, А.Д. Цвиркуна. - Т.2. Секции 4-10. -М.: ИПУ РАН, 2013. С. 395-397.

20. Авандеева О.П., Баренбойм Г.М., Борисов В.М., Савека А.Ю., Степановская И.А., Христофоров О. Б. Некоторые научные и технологические аспекты контроля качества природных вод при аварийных разливах нефти и нефтепродуктов // Водная стихия: опасности, возможности прогнозирования, управления и предотвращения угроз: материалы Всероссийской научной конференции, г. Краснодар, 07-13 октября 2013 г. - Новочеркасск: ЛИК. 2013. С. 265-272.

21. Barenboim, G„ Borisov, V., Saveka, A., Avandeeva, О., Khristoforov, О., Slepanovskaya, I. Development of a system for the early detection and monitoring of oil spills on water bodies with a glance to its use in the Arctic zone // Proceedings of the 36th AMOP Technical Seminar on Environmental Contamination and Response, Canada, 2013, pp. 565-590.

22. Avandeeva O.P., Barenboim G.M., Borisov V.M., Saveka A.Yu., Stepanovskaya 1.А., Khristoforov O.B. A Toxicity Estimation System for Individual Hydrocarbons in the Monitoring Loop of Emergency Oil Spills on Water Bodies//Automation and Remote Control, 2014, Vol. 75, No. 11, pp. 2023-2033.

Патенты на изобретения:

1. Патент 2521246 Российская Федерация, С1 МПК G01N21/00 (2006.01). Погружной комплекс экологического мониторинга водных объектов/ Авторы и заявители: Авандеева О.П., Баренбойм Г.М., Борисов В.М., Данилов-Данильян В.И., Савека А.Ю., Христофоров О.Б. Опубл. 27.06.2014. Бюл. № 18.

2. Патент 2522821 Российская Федерация, С1 МПК G01S17/00 (2006.01). Система обнаружения и мониторинга загрязнений морского нефтегазового промысла/Авторы и заявители: Авандеева О.П., Баренбойм Г.М., Борисов В.М., Данилов-Данильян В.И., Савека А.Ю., Христофоров О Б. Опубл. 20.07.2014. Бюл. № 20.

2012476849

Подписано в печать: 24.04.15 Заказ № 9481 Тираж: 170 экз.

Типография «ОПБ-Принт» ИНН 7715893757 107078, г. Москва, Мясницкий пр-д, д. 2/1 (495) 777 33 14 www.opb-print.ru

2012476849