Мониторинг источников загрязнения атмосферного воздуха. Основные методы мониторинга воздуха. Новые контролируемые вещества

Мониторинг загрязнения атмосферы осуществляется на трех основных уровнях: -

импактном; -

региональном; -

глобальном.

Контроль за источниками загрязнения воздушного бассейна осуществляется в ходе плановых и срочных посещений предприятий, ходе которых проверяется состояние пылегазоочистного оборудования, эффективность его работы, степень оснащенности источников вредных выбросов аппаратами газоочистки.

Правильность данных отчетности предприятий по выбросам устанавливается путем технологических балансов производства, рабочих журналов, отражающих операции по поддержанию регламентных режимов технологических процессов, а также путем инструментальных замеров и отборов проб отходящих газов с последующим их анализом в лабораториях контроля выбросов вредных веществ.

Мониторинг на импактном уровне представляет собой оперативно-информационную подсистему режимных наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха основными и специфическими вредными веществами, содержащимися в газах, выбрасываемых предприятиями и транспортом.

Мониторинг осуществляется на сети стационарных постов, расположенных в основных селитебных зонах городов и промышленных центров, а также на границах санитарно-защитных зон промышленных районов.

Наблюдения на сети стационарных постов дополняются постоянными маршрутными и подфакельными наблюдениями, осуществляемыми с помощью специальных передвижных лабораторий.

Анализ данных импактного мониторинга и их ежегодное обобщение с ретроспективным обзором позволяет выявить тенденции изменения качества атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах, что необходимо для оценки эффективности принимаемых мер по охране воздушного бассейна на конкретной территории.

За качеством атмосферного воздуха населенных пунктов наблюдения ведутся со стационарных, маршрутных и передвижных (подфакельных постов. На стационарных устанавливаются специальные павильоны типа "Пост-1", "Пост-2", "Воздух", оснащенные аппаратурой для отбора проб воздуха и приборами для определения метеорологических параметров (направления воздуха, атмосферного давления).

На маршрутных постах проводится систематический отбор проб воздуха и метеорологические наблюдения с помощью передвижных автолабораторий типа "Атмосфера II". Передвижные наблюдения с автомашины эпизодически проводятся для определения концентрации вредных веществ под дымовыми или газовыми факелами предприятий на расстоянии не менее 500 м от источника выбросов.

Пункты наблюдения размещаются обычно на сравнительно открытых и продуваемых местах с непылящим покрытием (асфальт, газон, твердый грунт) в центральной части города, жилых районах с различным типом застройки (в первую очередь наиболее загрязненных), зонах отдыха, вблизи магистралей с интенсивным движением автотранспорта.

Проблема оптимального размещения необходимого и достаточного количества пунктов наблюдения носит весьма сложный характер. Казалось бы, с увеличением числа постов и учащением наблюдений на них характеристика временных и пространственных изменений состояния атмосферы будет намного полнее. Однако уже накоплено много материалов о пространственной структуре концентрации примесей в атмосфере городов, кроме этого функционирование сети требует существенных материальных и трудовых затрат, а увеличение числа постов приводит к резкому росту объема информации, которая полностью не может использоваться.

Результаты выполненных исследований показали, что даже при значительном числе постов и малых расстояниях между ними значения наблюдаемых концентраций примесей в каждый момент получаются с существенной погрешностью из-за реальной погрешности метода измерений, которая может быть больше измеренного значения концентрации. Поэтому увеличение плотности размещения постов наблюдения и уменьшение расстояния между ними лишь а небольшой степени повышают точность оценки пространственного распределения уровня загрязнения. Более важно повысить точность измерений. То есть практически можно ограничиться одним стационарным пунктом на площади 10-15 кв. км; в пересеченной местности и при неравномерном расположении производственных объектов плотность размещения пунктов следует увеличить.

Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и метеопараметрами на стационарных постах должны проводиться круглогодично, во все сезоны, независимо от погодных условий. Для постов наблюдений ГОСТ 17.2.3.07-86 "Правила контроля воздуха населенных пунктов" устанавливает четыре программы наблюдений: полную, неполную, сокращенную и суточную.

По полной программе наблюдения выполняются ежедневно в 1, 7,

13 и 19 ч. по местному времени с получением информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по неполной программе с целью получения информации о разовых концентрациях вредных примесей проводятся в сроки 7, 13 и 19 ч., по сокращенной программе в 7 и 13 ч. при температуре ниже 45 градусов Цельсия в местах, где содержание примесей низкое. В случае экстремально высокого загрязнения, неблагоприятных метеоусловий и роста содержания загрязняющих веществ предусматривается проведение учащенных наблюдений /30/.

При организации ОГСНК первоначально ставилась задача определения содержания выбрасываемых в атмосферу почти всеми источниками основных загрязняющих веществ (взвешенных - пыли, диоксида серы, окиси углерода, окислов азота). Далее дополнительно стали определять содержание в атмосфере веществ, характерных для каждого предприятия города: сероводорода и сероуглерода в городах с предприятиями целлюлозно-бумажной и химической промышленностью, фенола, металлов, аммиака и цианистого водорода в городах с предприятиями металлургии; сажи, свинца, бенз(а)пирена - в районах значительного скопления автотранспорта. В настоящее время на постах наблюдения в в стране ведется определение содержания более ста специфических вредных примесей.

Выбор с целью контроля содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе определяется в зависимости от количества выбросов этих веществ, их класса опасности, характерного размера города, рассеивающей способности атмосферы данного района. В тех случаях, когда выбросы невелики, создаваемая ими наземная концентрация примеси может оказаться на уровне фоновых значений; контроль за содержанием таких веществ не нужен.

Принцип выбора вредных веществ для контроля основан на использовании параметра потребления воздуха, т.е. объема воздуха, необходимого для разбавления выбросов вещества до уровня концентрации, не превышающей гигиенический норматив.

Методика, разработанная в Главной геофизической лаборатории позволяет составить приоритетные списки специфических загрязняющих веществ для городов с пунктами наблюдения, а также для определения приоритетности городов и поселков, где сеть наблюдений еще отсутствует и необходима ее организация.

Для установления приоритетного списка загрязняющих веществ чрезвычайно важна достоверность данных инвентаризации выбросов. Контроль за многими специфическими веществами существенно повышает информативность сети наблюдений, позволяет более полно оценить состояние атмосферы.

Загрязняющими атмосферу примесями являются газы, пары и твердые частицы. Для отбора проб воздуха используются приборы и устройства, которыми оборудованы павильоны (лаборатории типа "Пост") в пункте наблюдения. Система отбора состоит из воздухозаборной линии, распределительной гребенки для подключения поглотительных приборов, побудителей расхода воздуха и устройств, регистрирующих объем пропускаемого воздуха (реометры, ротаметры, счетчики). Пробы подразделяются на разовые, отобранные в течение 20-30 минут и средние суточные, определяемые осреднением 4-разовых проб, взятых через равные промежутки времени в течение суток.

По принципу отбора проб примеси легко разделить на аэрозоли, присутствующие в воздухе в виде твердых и жидких частиц с малой скоростью осаждения, и газовые примеси.

Пробы воздуха на содержание аэрозолей и крупных частиц пыли отбираются на аэрозольные фильтры различных типов; в основном фильтры изготовляются из волокон полимеров. Они позволяют с высокой эффективностью улавливать взвешенные в воздухе частицы при оптимальной скорости прокачивания воздуха.

Побудителем расхода являются электроаспираторы типа ЭА-2С, ЭА-З, автомобильный аспиратор. Все эти устройства обеспечивают значительную скорость прокачивания 100-200 л/мин; объем отобранной разовой пробы составляет 2-4 куб.м и более.

Отбор разовых проб для определения содержания газовых загрязняющий веществ проводится на практике тремя способами: -

в жидкие поглотители, т.е. в стеклянные сосуды разной конфигурации, наполненные специальными растворами, способными при пропускании через них воздуха избирательно поглощать какую- либо составляющую его часть (вредное вещество); -

с помощью пленочных сорбентов в так называемые сорбционные трубки. В трубках стеклянные гранулы покрыты пленкой невысыхающего реагента. Развитая поверхность позволяет поглощать определенную часть (вредное вещество) из воздуха; -

в резиновые камеры или стеклянные емкости; -

на газовые примеси ведется с помощью электроаспираторов моделей ЭА-822, ЭА-1, ЭА-1А, ПРУ. Скорость прокачивания воздуха составляет 0,25-10 л/мин, а объем протянутого воздуха соответственно 5-200 л.

Внедрение методов отбора проб на пленочные сорбенты, разработанных в Главной геофизической лаборатории, демонстрирует преимущество перед жидкостными поглотителями. Раствор, нанесенный на гранулы, не испаряется при высоких температурах и не замерзает при низких; сорбционные трубки можно хранить в холодильнике, пересылать любым транспортом; они более компактны и менее хрупки.

Внедрение метода отбора проб на газовые примеси с помощью сорбционных трубок позволило расширить сеть мониторинга загрязнения атмосферы в городах, где нет лабораторий - осуществить так называемый безлабораторный контроль. Регулярная (еженедельная) доставка приготовленных к отбору сорбционных трубок на пост наблюдения из кустовой лаборатории обеспечивает получение режимной информации о загрязнении атмосферы.

Для проведения параллельных отбору проб метеорологических наблюдений за направлением и скоростью ветра, температурой и влажностью воздуха, давлением лаборатория "Пост" оборудована комплектом дистанционных приборов М-49, М-63 и ручных - анемометров, аспирационных психрометров, анероидов и др.

Для получения достоверной информации о загрязнении атмосферы необходимы надежные методы анализа отобранных проб. Основными требованиями к ним являются селективность и точность определения, воспроизводимость и предел обнаружения, составляющий 0.8 ПДК, экспрессность, низкая стоимость и доступность используемых химических реактивов. Используемые методы должны быть едины на всей сети. Отобранные на постах пробы доставляются в лабораторию, где проводится анализ.

Основные методы, используемые при анализе вредных примесей в атмосфере: -

фотометрический, основанный на сравнении оптических плотностей исследуемого и контрольного растворов. Этим методом в настоящее время определяется содержание практически всех газовых примесей (кроме окиси углерода). Используются однолучевые фотоколориметры КФК-2, КФК-3, спектрометры СФ-26, СФ-46, двухлучевые ФЭК-56М и др.; -

газохроматографический, основанный на селективном разделении соединений между двумя фазами (подвижной и неподвижной). Этот метод позволяет определить ничтожно малые количества веществ, не обладающих специфическими реакциями. Способ отбора проб воздуха с учетом необходимости концентрирования анализируемого вещества требует новых типов сорбентов, обеспечивающих полноту поглощения. Определение содержания углеводородов, органических кислот, пестицидов и других распространенных примесей требует создания крупных специализированных лабораторий с современной аппаратурой; -

спектрально-эмиссионный, в основе которого лежит излучение световой энергии атомами, ионами. Линейчатые спектры излучения не зависят от вида химических соединений, поэтому этот вид анализа используется для определения, например, металлов во взвешенных частицах; -

атомно-абсорбционный, основанный на способности свободных атомов элементов селективно поглощать резонансное излучение. По сравнению со спектрально-эмиссионным данный метод наиболее универсален, высокопроизводителен, особенно при серийных анализах; используется для определения тяжелых металлов в атмосферном воздухе.

Одним из путей совершенствования системы наблюдений является внедрение автоматизированных средств контроля: на первом этапе это измерение концентраций оксида углерода в дискретном и непрерывном режиме с помощью газоанализаторов ГМК-3 и "Палладий-3"; диоксида серы с помощью газоанализатора ГПК-1; использование для подфакельных обследований газоанализаторов "Атмосфера-1" и "Атмосфера-2".

На отдельных стационарных постах в стране внедрено автоматизированное средство для отбора проб "Компонент", обеспечивающее включение устройства для отбора проб газовых примесей без участия человека каждые 3 часа.

Второй этап предусматривает внедрение автоматизированных систем наблюдения и контроля, предназначенных для сбора, обработки и передачи информации об уровне загрязнения атмосферы в информационные центры, где ведется оперативная оценка ситуации по значениям ПДК и составляется краткосрочный прогноз уровня загрязнения контролируемыми примесями.

При анализе данных наблюдений и оценке уровня загрязнения атмосферного воздуха используются статистические методы, в которых концентрации примесей рассматриваются как случайные величины, в разные моменты времени принимающие разные значения. Статистические характеристики при обработке информации обычно рассчитываются за месяц, полугодие, год и т.д. из всех данных наблюдений за соответствующий период на определенном посту и на нескольких постах - в целом по городу.

Наиболее распространенными характеристиками уровня загрязнения атмосферы являются средняя концентрация примеси, среднее квадратическое отклонение, максимальная концентрация, повторяемость случаев с концентрацией выше ПДК, выше 5 и 10 ПДК.

Для сопоставимости результатов наблюдений, полученных в разных районах и в разное время, необходимо использовать единые унифицированные методы отбора и анализа, а также обработки и передачи информации.

По степени срочности информация подразделяется на три категории: экстренная, оперативная и режимная.

Экстренная информация а возникшем или ожидаемом экстремально высоком загрязнении атмосферы атмосферы и аварийных (залповых) выбросах загрязняющих веществ передается в контролирующие органы незамедлительно. Под экстремально высоким загрязнением атмосферы понимается: -

Визуальные признаки: -

появление устойчивого, не свойственного данной местности (сезону) запаха; -

обнаружение влияния воздуха на органы чувств человека -резь в глазах, слезотечение, затруднение дыхания, покраснение или другие изменения кожи (одновременно у нескольких десятков человек), рвота и др.; -

выпадение подкрашенных дождей и других атмосферных осадков, появление в осадках специфического запаха или несвойственного привкуса.

Оперативная информация содержит обобщенные результаты наблюдений за месяц в форме таблиц, справок. Режимная информация, содержащая оценку состояния загрязнения атмосферы, данные о средних и наибольших уровнях за длительный период (год), тенденцию изменения уровня в многолетнем режиме, обычно имеет форму обзоров, ежегодников.

Мониторинг на региональном уровне осуществляются в рамках выполнения совместных программ специализированными станциями, анализирующими содержание атмосферных примесей в приземном слое воздуха и атмосферных выпадениях на подстилающую поверхность. Данные о трансграничном загрязнении воздуха с помощью специальных самолетов-лабораторий.

Данные мониторинга, осуществляемого на региональном уровне учитываются в расчетах трансграничных потоков и выпадений загрязняющих веществ.

Мониторинг глобального загрязнения атмосферного воздуха осуществляется на фоновых станциях. В программу работ этих станций входит измерение наиболее важных загрязнителей, воздействующих на биоту.

Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.

В промышленных центрах степень загрязнения атмосферного воздуха может в ряде случаев превысить санитарно-гигиенические нормативы. Характер временной и пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе определяется большим числом разнообразных факторов. Знание закономерностей формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, тенденций их изменений является крайне необходимым для обеспечения требуемой чистоты воздушного бассейна. Основой для выявления закономерностей служат наблюдения за состоянием загрязнения воздушного бассейна.

Служба наблюдений и контроля за состоянием атмосферного воздуха состоит из двух систем: наблюдений (мониторинга) и контроля. Первая система обеспечивает наблюдение за качеством атмосферного воздуха в городах, населенных пунктах и территориях, расположенных вне зоны влияния конкретных источников загрязнения. Вторая система обеспечивает контроль источников загрязнения и регулирование выбросов вредных веществ в атмосферу.

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся в районах интенсивного антропогенного воздействия (в городах, промышленных и агропромышленных центрах и т.д.) и в районах, удаленных от источников загрязнения (в фоновых районах).

Фоновые наблюдения по специальной программе фонового экологического мониторинга проводятся в биосферных заповедниках и заповедных территориях.

В биосферных заповедниках осуществляется оценка и прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха путем анализа содержания в нем взвешенных частиц, свинца, кадмия, мышьяка, ртути, бенз(а)пирена, сульфатов, диоксида серы, оксида азота, диоксида углерода, озона, ДДТ и других хлорорганических соединений. Программа фонового экологического мониторинга включает также определение фонового уровня загрязняющих веществ антропогенного происхождения во всех средах, включая биоты. Кроме измерения состояния загрязнения атмосферного воздуха, на фоновых станциях производятся также метеорологические измерения.

При наблюдении за фоновыми уровнями загрязнения атмосферного воздуха разрабатываются модели переноса примесей, и определяется роль в процессах переноса гидрометеорологических и техногенных факторов. На фоновых станциях исследуются и уточняются: критерии создания сети наблюдений, перечни контролируемых примесей, методики контроля и обработки данных измерений, способы обмена информацией и приборами, методы международного сотрудничества. Так, например, по международным соглашениям станция базисного и регионального мониторинга должна размещаться на расстоянии 40-60 км от крупных источников загрязнения с подветренной стороны. На территориях, примыкающих к станции, в радиусе 40-400 км не должен изменяться характер деятельности человека. Было также установлено, что пробы воздуха должны отбираться на высоте не менее 10 м над поверхностью растительности.

На станциях фонового мониторинга наблюдение за качеством атмосферного воздуха осуществляется по физическим, химическим и биологическим показателям.

Необходимость организации контроля загрязнения атмосферного воздуха в зоне интенсивного антропогенного воздействия определяется предварительными экспериментальными (в течение 1-2 лет) и теоретическими исследованиями с использованием методов математического и физического моделирования. Такой подход позволяет оценить степень загрязнения той или иной примесью атмосферного воздуха в городе или любом другом населенном пункте, где имеются стационарные и передвижные источники выбросов вредных веществ.

Для получения репрезентативной информации о пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха, нужно предварительно провести обследование метеорологических условий и характера пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха с помощью передвижных средств. Для этого чаще всего используется передвижная лаборатория, производящая отбор, а иногда и анализ проб воздуха во время остановок. Такой метод обследования называется рекогносцировочным. Он находит достаточно широкое применение за рубежом.

На карту-схему города (населенного пункта, района) наносится регулярная сетка с шагом 0,1; 0,5 или 1,0 км. На местности по специально разработанной программе случайного отбора проб отбираются и анализируются пробы в точках, совпадающих с узлами сетки, наложенной на карту-схему. Для получения статистически достоверных средних значений измеренных концентраций проводится анализ комбинаций точек на сетке, объединенных в квадраты, например, площадью 2-4 км 2 , с учетом направлений ветра по направлениям. Такой метод позволяет выявить как границы промышленных комплексов и узлов, так и зоны их влияния. При этом обеспечивается возможность сравнения полученных результатов с расчетными данными математических моделей. Использование методов моделирования в этих работах является обязательным.

Если обнаруживается, что существует вероятность роста концентрации примеси выше установленных нормативов, то за содержанием такой примеси в выявленной зоне следует установить наблюдение. Если же такой вероятности нет и отсутствуют перспективы развития промышленности, энергетики и автотранспорта, установление стационарных постов наблюдений за состоянием атмосферного воздуха нецелесообразно. Такой вывод не распространяется на организацию наблюдений за фоновым уровнем загрязнения воздуха вне населенных пунктов.

Установив степень загрязнения атмосферного воздуха всеми примесями, выбрасываемыми существующими и намечаемыми к строительству и пуску источниками, а также характер изменения полей концентрации примесей по территории и во времени, с учетом карт загрязнения воздуха, построенных по результатам математического и физического моделирования, можно приступить к разработке схемы размещения стационарных постов наблюдений на территории города и программы их работ. Программа разрабатывается исходя из задач каждого измерительного пункта и особенностей изменчивости концентрации каждой примеси в атмосферном воздухе.

При размещении постов наблюдений предпочтение отдается районам жилой застройки с наибольшей плотностью населения, где возможны случаи превышения установленных пороговых значений гигиенических показателей ПДК. Наблюдения должны проводиться за всеми примесями, уровни которых превышают ПДК.

В обязательном порядке измеряются основные, наиболее часто встречающиеся загрязняющие воздух вещества: пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота. Выбор других веществ, требующих контроля, определяется спецификой производства и выбросов в данной местности, частотой превышения ПДК.

Важными методами контроля трансграничного переноса глобальных потоков примесей, переносимых на большие расстояния от места выброса, является система наземных и самолетных станций, сопряженных с математическими моделями распространения примесей. Сеть станций трансграничного переноса оборудуется системами отбора газа и аэрозолей, сбора сухих и мокрых выпадений анализа содержания примесей в отобранных пробах. Информация поступает в метеорологические синтезирующие центры, которые осуществляют:

· сбор, анализ и хранение информации о трансграничном переносе примесей в атмосфере;

· прогнозирование переноса примесей на основе метеорологических данных;

· идентификацию районов выбросов и источников;

· регистрацию и расчет выпадений примесей из атмосферного воздуха на подстилающую поверхность и другие работы.

Информация, получаемая на сети наблюдений, по степени срочности подразделяется на три категории: экстренная, оперативная и режимная. Экстренная информация содержит сведения о резких изменениях уровней загрязнения атмосферного воздуха и передается в соответствующие (контролирующие, хозяйственные) организации незамедлительно. Оперативная информация содержит обобщенные результаты наблюдений за месяц, а режимная - за год. Информация по последним двум категориям передается заинтересованным и контролирующим организациям в сроки их накопления: ежемесячно и ежегодно. Режимная информация, содержащая данные о среднем и наибольшем уровнях загрязнения воздуха за длительный период, используется при планировании мероприятий по охране атмосферы, установлении нормативов выбросов, оценках ущерба, наносимого народному хозяйству загрязнением атмосферного воздуха.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Атмосферный воздух – это уникальная смесь газов, которая дает возможность существовать громадному биоразнообразию живых существ на планете. Поэтому важно поддерживать чистоту и естественный состав воздуха. Мониторинг атмосферного воздуха на содержание вредных примесей требуются по ГОСТУ и дают представление о содержании определенных веществ в атмосфере.

Такие наблюдения помогают контролировать экологическую обстановку, что особенно важно в промышленных зонах или в населенных пунктах с высоким потоком автотранспорта. Мониторинг загрязнения атмосферы производится на постах, так как требует работы точного оборудования. Приборы могут быть установлены в павильонах или в автомобильных лабораториях.

Организация замеров

Все наблюдательные посты делят на три типа по методу организации работы:

Стационарные. Главная задача – оценка состояния атмосферного воздуха в долгосрочной перспективе.
Маршрутные. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха в нескольких точках.
Передвижные. Исследования на подфакельных территориях.

Стационарные существуют длительное время, обычно расположены на благоприятной для наблюдений местности предназначены для постоянной оценки загрязнения атмосферного воздуха в течение максимально длительного периода. Все выводы о годовом изменении концентраций в определенных регионах базируются в основном на данных таких постов. На них производится плановый, регулярный отбор проб для последующего комплексного анализа. На стационарных постах могут проводиться исследования, как по общей загрязненности атмосферы, так и по оценке содержания конкретных веществ.

Маршрутные посты также занимаются регулярным отбором проб в таких точках, в которых особенности местности не позволяют создать постоянный павильон. Задача – детальное изучение состав воздуха на обозначенной территории.

Особенности:

Наблюдения производятся с помощью автотранспорта.
Замеры производятся в выбранных точках.
Передвижная лаборатория в среднем посещает 3-5 точек за день, но особенности оборудования позволяют проводить до десятка замеров за день.
Порядок посещения точек обязательно должен быть одинаковым – как и время посещения точки.

Передвижной пост называют также подфакельным, потому что его устанавливают под газовым факелом для контроля его действия на состав атмосферы.

Особенности:

Наблюдения также производятся из автотранспорта.
Посты расположены на некотором удалении от факела – расстояние определяется для каждого конкретного случая.
Посты перемещаются и производят замеры в разных точках за маленький промежуток времени.

Все посты наблюдения в обязательном порядке размещаются на открытой местности, на твердой почве или на твердом покрытии.

Цикличность наблюдения

Существует всего три программы наблюдения.

Полная программа заключается в расчете разовых и среднесуточных концентраций определенной категории веществ. Соответственно, наблюдения и замеры проводятся ежедневно. На данный момент регистрация осуществляется с помощью автоматики. Замеры проводят не менее 4 раз. Стандартное время для замеров – час ночи, семь часов утра, час дня и семь часов вечера.
Неполная программа подразумевает ежедневные исследования для установления разовых концентраций трижды в день – замеры не проводят ночью.
Сокращенная программа – это размеры дважды в светлое время суток. Наблюдения по сокращенной программе проводят в местах с благоприятной экологической обстановкой – в зеленых зонах, расположенных далеко от промышленных кварталов. Исследования по сокращенной программе и неполной можно проводить по скользящему графику, сдвигая время измерения.

Все три программы позволяют получить данные для расчета среднемесячной и среднегодовой концентрации.

Особенности исследований в павильонах

Перед установкой проводятся специальные подготовительные мероприятия:

Рассчитывают все возможные примеси, а также проводят предварительные расчеты их концентраций, основываясь на информации от других постов наблюдения, а также от экологических служб промышленных предприятий.
Изучают особенности застройки и рельефа местности.
Изучают перспективы развития предприятий и строительства в выбранной местности.
Изучают состояние энергетики.
Рассчитывают предполагаемое влияние транспорта на уровень загрязнения.
В обязательном порядке проводят комплексные метеорологические исследования.

Количество стационарных павильонов в населенном пункте зависит от экологической обстановки, количества населения, от соотношения зеленых и жилых зон. Рекомендуемая плотность для населенных пунктов с неблагоприятной экологической обстановкой составляет один пост на 5-10 км. Важно располагать посты равномерно с различных функциональных зонах: промышленной, жилой, зеленой. Также требуется проводить замеры рядом с крупнейшими автомобильными магистралями.

В настоящее время для обеспечения оптимальных условий наблюдений в России производятся стандартизированные павильоны типа «ПОСТ» со стандартизированным оборудованием. Существует несколько модификаций комплекта оборудования. Так как замеры производятся с помощью стандартных моделей оборудования, исключаются серьезные инструментальные неточности – все аппаратные ошибки будут лежать в одном диапазоне.

Стационарные функционируют и проводят наблюдения круглогодично и ежедневно, независимо от метеорологических условий.

Передвижные лаборатории

Мониторинг атмосферы на таких постах позволяет производить замеры в разных точках. Ежедневное определение загрязняющих веществ производится в местах, на которых невозможно установить стационарные павильоны.

На данный момент стандартный маршрутный пост представлен автомобильной лабораторией модели «Атмосфера-П». Она оснащена оборудованием для экспертизы воздуха и для проведения метеорологических замеров. Та же лаборатория используется для подфакельных исследований.

Условия эксплуатации лаборатории:

Мониторинг атмосферы возможен при температуре до 35°С внутри салона автомобиля.
Максимально допустимая влажность – 80% при температуре 20 °С.
Диапазон допустимого атмосферного давления от 680 до 790 мм.рт.столба.
На асфальтовом покрытии скорость автомобиля – не более 50 км/ч.

Внутри автомобиля два отсека: приборный (непосредственно оборудование) и вспомогательный. Во вспомогательном отсеке размещены датчики влажности и температуры, туда же выведена электропроводка, расположены аккумуляторы и другое вспомогательное оборудование, которое требуется для обслуживания основных приборов. Датчик скорости и направления ветра, а также специальные крепления для установки выносных датчиков размещены на крыше в специальном контейнере.

Транспортное загрязнение

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом крайне важен, так как автомобили – основной источник загрязнения.

Замеры проводятся на всех автотранспортных предприятиях. Они позволяют ежеминутно контролировать содержание вредных веществ в двигателе. Также на предприятиях автотранспорта регулярно проводят независимые проверки на соблюдение всех установленных норм. Помимо этого, для персонала предприятия предусмотрено экологическое обучение.

Исследования с помощью стационарных и маршрутных постов ограничены, так как примеси от автотранспорта распределяются необычным образом: замерить максимум можно только на самой магистрали, а при удалении от нее концентрация примесей резко падает.

Поэтому наблюдения организованы таким образом:

Определяют максимум концентрации на автомагистралях при разных метеоусловиях и разном трафике.
Рассчитывают границы снижения концентрации при удалении от магистрали.
Проводят более тщательный экологический мониторинг в жилых и зеленых зонах, расположенных рядом с магистралями.
Учитывают распределение транспортных потоков внутри городской зоны.

На автотранспортных магистралях проводят ежедневные проверки. Приборы обычно размещают на тротуаре, а точки наблюдения выбираются по интенсивности движения транспорта.

Значение для природы и человека

Оценка загрязнения атмосферного воздуха имеет большое значение для экологии – на основе полученных данных можно предсказать превышение ПДК, а также разработать комплекс мер по снижению вреда от примесей.

Исследование атмосферного воздуха проводится с такими целями:

Обеспечить экологическую безопасность для проживающих в районах промышленного загрязнения.
Собрать сведения о динамике концентрации примесей вредных веществ в атмосферном воздухе.
Разработать меры уменьшения вреда от факельных выбросов.
Проконтролировать количество углеродных выбросов от автотранспорта, не допустить стремительного роста загрязнения.
Создать базу данных по отдельным территориям.
Предсказать возможность и целесообразность размещения промышленных объектов в тех или иных регионах.

Таким образом, посты для мониторинга выполняют важнейшие функции, помогая собирать информацию, которую затем будут обрабатывать экологи. Непрерывное исследование воздуха – одно из основных направлений защиты окружающей среды. Со временем способы и методы модифицируются, исследования становятся проще и доступнее. На данный момент мониторинг проводится повсеместно.

Мониторинг атмосферного воздуха – это система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения.

Источники
Источники выбросов в атмосферу подразделяют на естественные,

обусловленные природными процессами, и антропогенные (техногенные),

являющиеся результатом деятельности человека.

К числу естественных источников загрязнения атмосферного воздуха

относят пыльные бури, массивы зеленых насаждений в период цветения, степные

и лесные пожары, извержения вулканов. Примеси, выделяемые естественными

источниками:

1. пыль растительного, вулканического, космического происхождения,
продукты эрозии почвы, частицы морской соли;

1. туманы, дым и газы от лесных и степных пожаров;
Естественные источники обычно бывают площадными (распределенными) и

действуют сравнительно кратковременно. Уровень загрязнения атмосферы

естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением

Антропогенные (техногенные) источники загрязнения атмосферного

воздуха, представленные главным образом выбросами промышленных

предприятий и автотранспорта, отличаются многочисленностью видов.
Источники выбросов промышленных предприятий бывают стационарными

(источники 1-6), когда координата источника выброса не изменяется во

времени, и передвижными (нестационарными) (источник 7 - автотранспорт).

Источники выбросов в атмосферу подразделяют на: точечные, линейные и

площадные.

Каждый из них может быть затененный и незатененный.

Точечные источники (на рис. 1- 1, 2, 5, 7) - это загрязнения,

сосредоточенные в одном месте. К ним относятся дымовые трубы,

вентиляционные шахты, крышные вентиляторы.

Линейные источники (3) имеют значительную протяженность. Это

аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные

вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы.

Площадные источники (4, 6). Здесь удаляемые загрязнения рассредоточены

по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам

относятся места складирования производственных и бытовых отходов,

автостоянки, склады горюче-смазочных материалов.

Незатененные (1), или высокие, источники расположены в

недеформированном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники,

выбрасывающие загрязнения на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных

по близости зданий и других препятствий.

Затененные источники (2-7) расположены в зоне подпора или

аэродинамической тени здания или другого препятствия.

Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу подразделяют на

организованные и неорганизованные.

Из организованного источника (1, 2, 7) загрязняющие вещества поступают

в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды трубы.

Неорганизованный источник выделения загрязняющих веществ (5, 6)

образуется в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия

или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу пыли и газов, в

места загрузки, выгрузки или хранения продукта. К неорганизованным

источникам относят автостоянки, склады горюче-смазочных или сыпучих

материалов другие площадные источники.
3.Характеристика загрязняющих атмосферу веществ.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами, поступающими в

атмосферный воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода СО;

диоксид серы SO2; оксиды азота NOx; углеводорода CmHn; пыль.

Оксид углерода (СО) - самая распространенная и наиболее значительная

примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в

естественных условиях от 0,01 до 0,2 мг/м3. Основная масса выбросов СО

образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в

двигателях внутреннего сгорания. Содержание СО в воздухе крупных городе

колеблется в пределах 1- 250 мг/м3, при среднем значении 20 мг/м3. Наиболее

высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях городов с

интенсивным движением, особенно у перекрестков. Высокая концентрация СО в

воздухе приводит к физиологическим изменениям в организма человека, а

концентрация более 750 мг/м3 - к смерти. СО - исключительно агрессивный

газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образует карбоксигемоглобин.

Состояние организма при дыхании воздухом, содержащим угарный газ,

характеризуется данными в табл.

|карбоксигемоглобина,% | |

|0.4-2 |Ухудшение остроты зрения и способности |

| |оценивать длительность интервала времени |

|2-5 |Нарушение психомоторных функций головного |

|5-10 |Изменение деятельности сердца и легких |

|10-80 |Головные боли, сонливость, спазмы, нарушение|

| |дыхания, смертельные исходы |

Степень воздействия СО на организм человека зависит также от

длительности воздействия (экспозиции) и вида деятельности человека.

Например, при содержании СО в воздухе 10-50 мг/м3, которое наблюдается на

перекрестках улиц больших городов, при экспозиции ~ 60 мин отмечаются

нарушения, приведенные в п.1, а при экспозиции от 12 часов до 6 недель - в

п.2. При тяжелой физической работе отравление наступает в 2-3 раза быстрее.

Образование карбоксигемоглобина - процесс обратимый, через 3-4 ч содержание

его в крови уменьшается в 2 раза. Время пребывания СО в атмосфере

составляет 2-4 месяца.

Диоксид серы (SO2) - бесцветный газ с острым запахом. На его долю

приходится до 95% от общего объема сернистых соединений, поступающих в

атмосферу от антропогенных источников. До 70% выбросов SO2 образуется при

сжигании угля, мазута - порядка 15%.

При концентрации диоксида серы 20-30 мг/м3 раздражается слизистая

оболочка рта и глаз, во рту возникает неприятный привкус. Весьма

чувствительны к SO2 хвойные леса. При концентрации SO2 в воздухе 0,23-0,32

мг/м3 в результате нарушения фотосинтеза происходит усыхание хвои в течение

2- 3 лет. Аналогичные изменения у лиственных деревьев происходят при

концентрациях SO2 0,5-1 мг/м3.

Основной техногенный источник выбросов углеводородов (CmHn - пары

бензина, метан, пентан, гексан) - автотранспорт. Его удельный вес

составляет более 50% от общего объема выбросов. При неполном сгорании

топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих

канцерогенными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится

в саже, выбрасываемой дизельными двигателями. Из углеводородов в

атмосферном воздухе наиболее часто встречается метан, что является

следствием его низкой реакционной способности. Углеводороды обладают

наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение. При

вдыхании в течение 8 часов паров бензина с концентрацией более 600 мг/м3

возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.

Оксиды азота (NOX) образуются в процессе горения при высоких

температурах путем окисления части азота, находящегося в атмосфере. Под

общей формулой NOX обычно подразумевают сумму NOи NO2.

Основные источники выбросов NOx: двигатели внутреннего сгорания, топки

промышленных котлов, печи.

NO2 - газ желтого цвета, придающий воздуху в городах коричневатый

оттенок. Отравляющее действие NOx начинается с легкого кашля. При повышении

концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота.

При контакте NOx с водяным паром, поверхностью слизнете оболочки образуются

кислоты HNO3 и HNO2, что может привести к отеку легких. Продолжительность

нахождения NO2 в атмосфере - около 3 суток

Размер пылинок колеблется от сотых долей до нескольких десятков мкм

Средний размер частиц пыли в атмосферном воздухе - 7-8 мкм. Пыль оказывает

вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, поглощает

солнечную радиацию и тем самым влияет на термический режим атмосферы и

земной поверхности. Частицы пыли служат ядрами конденсации при образовании

облаков и туманов. Основные источники образования пыли: производство

строительных материалов, черная и цветная металлургия (оксиды железа,

частицы А1, Си, Zn), автотранспорт, пылящие и тлеющие места складирования

бытовых и производственных отходов. Основная масса пыли вымывается из

атмосферы осадками.

называются аэрозолями. Общее число разновидностей загрязняющих атмосферу

аэрозолей составляет несколько сотен.
^ Организация наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха

В крупных промышленных центрах степень загрязнения атмосферного воздуха может в ряде случаев превысить санитарно-гигиенические нормативы. Характер временной и пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе определяется большим числом разнообразных факторов. Знание закономерностей формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, тенденций их изменений является крайне необходимым для обеспечения требуемой чистоты воздушного бассейна. Основой для выявления закономерностей служат наблюдения за состоянием загрязнения воздушного бассейна.

От возможностей и качества проводимых наблюдений зависит эффективность всех воздухо-охранных мероприятий.

Служба наблюдений и контроля за состоянием атмосферного воздуха, как следует из названия, состоит из двух частей, или систем: наблюдений (мониторинга) и контроля. Первая система обеспечивает наблюдение за качеством атмосферного воздуха в городах, населенных пунктах и территориях, расположенных вне зоны влияния конкретных источников загрязнения. Вторая система обеспечивает контроль источников загрязнения и регулирование выбросов вредных веществ в атмосферу.

Наблюдения в районах, значительно удаленных от источников загрязнения, позволяют выявить особенности отклика биоты на воздействие фоновых концентраций загрязняющих веществ.

Как правило, фоновые наблюдения по специальной программе фонового экологического мониторинга проводятся в биосферных заповедниках и заповедных территориях. Ранее биосферные заповедники были расположены по всей территории СССР. В биосферных заповедниках осуществляется оценка и прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха путем анализа содержания в нем взвешенных частиц, свинца, кадмия, мышьяка, ртути, бенз(а)пирена, сульфатов, диоксида серы, оксида азота, диоксида углерода, озона, ДДТ и других хлорорганических соединений. Программа фонового экологического мониторинга включает также определение фонового уровня загрязняющих веществ антропогенного происхождения во всех средах, включая биоты. Кроме измерения состояния загрязнения атмосферного воздуха, на фоновых станциях производятся также метеорологические измерения.

Сеть фоновых станций, расположенная на территории нашей страны, включена в Глобальную систему мониторинга окружающей среды (ГСМОС), функционирующую в соответствии с программой ООН по проблемам окружающей среды (ЮНЕП) под эгидой ЮНЕП. Информация, получаемая с фоновых станций, позволяет оценивать состояние и тенденции глобальных изменений загрязнения атмосферного воздуха. Фоновые наблюдения проводятся также с помощью научно-исследовательских судов в морях и океанах.

Обычно расположение источников выбросов и их параметры известны или их можно определить. Зная метеорологические параметры, в том числе "розу ветров" можно с использованием математических и физических моделей рассчитать поля концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе для любой ситуации. Но адекватность принятых моделей реальным ситуациям все равно должна проверяться экспериментально.

На карту-схему города (населенного пункта, района) наносится регулярная сетка с шагом 0,1; 0,5 или 1,0 км. На местности по специально разработанной программе случайного отбора проб отбираются и анализируются пробы в точках, совпадающих с узлами сетки, наложенной на карту-схему. Для получения статистически достоверных средних значений измеренных концентраций проводится анализ комбинаций точек на сетке, объединенных в квадраты, например, площадью (2-4) км 2 , с учетом направлений ветра по направлениям. Такой метод позволяет выявить как границы промышленных комплексов и узлов, так и зоны их влияния. При этом обеспечивается возможность сравнения полученных результатов с расчетными данными математических моделей. Использование методов моделирования в этих работах является обязательным.

Установив степень загрязнения атмосферного воздуха всеми примесями выбрасываемыми существующими и намечаемыми к строительству и пуску источниками, а также характер изменения полей концентрации примесей по территории и во времени с учетом карт загрязнения воздуха, построенных по результатам математического и физического моделирования, можно приступить к разработке схемы размещения стационарных постов наблюдений на территории города и программы их работ. Программа разрабатывается исходя из задач каждого измерительного пункта и особенностей изменчивости концентрации каждой примеси в атмосферном воздухе. Пост наблюдений может давать информацию об общем состоянии воздушного бассейна, если пост находится вне зоны влияния отдельных источников выбросов и осуществлять контроль за источниками выбросов, если пост находится в зоне влияния источников выбросов.

Контроль за радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха осуществляется как на фоновом уровне, так и в зонах влияния атомных электростанций и других источников возможных выделений или выбросов радиоактивных веществ. При контроле радиоактивного загрязнения на фоновом уровне используются существующие фоновые станции или специальные станции, установленные на расстоянии 50-100 км от возможного источника радиоактивного загрязнения. При контроле в радиусе до 25 км от возможных источников выбросов радиоактивных веществ используется как существующая сеть контроля. так и специальные посты наблюдений, где устанавливаются датчики гамма- излучения и приборы для отбора проб и анализа воздуха. Рекомендуется в зоне до 25 км иметь 10-15 специализированных пунктов контроля, оснащенных дистанционными системами и высокопроизводительными фильтрующими воздух установками, а также около 30 дополнительных стационарных пунктов контроля радиационной обстановки, оснащенных интегрирующими термолюминесцентными дозиметрами. При этом в пределах санитарно-защитной зоны создаются посты дистанционного контроля радиоактивного загрязнения атмосферного воздуха. Подсистемы дистанционного контроля оборудуются каналами связи. Для повышения достоверности информации в каждом пункте устанавливается несколько датчиков.

В 80-e годы на базе сетевых снегомерных съемок была создана новая сеть контроля переноса загрязняющих веществ воздушными массами. Мониторинг загрязнения территории на основе снегомерной съемки позволяет контролировать уровни загрязнения атмосферного воздуха как в незагрязненных (фоновых) районах, так и в городах, и других населенных пунктах.

Важными методами контроля так называемого трансграничного переноса глобальных потоков примесей, переносимых на большие расстояния от места выброса, является система наземных и самолетных станций, сопряженных с математическими моделями распространения примесей. Сеть станций трансграничного переноса оборудуется системами отбора газа и аэрозолей, сбора сухих и мокрых выпадений анализа содержания примесей в отобранных пробах. Информация поступает в метеорологические синтезирующие центры, которые осуществляют:

сбор, анализ и хранение информации о трансграничном переносе примесей в атмосфере;

прогнозирование переноса примесей на основе метеорологических данных;

идентификацию районов выбросов и источников;

регистрацию и расчет выпадений примесей из атмосферного воздуха на подстилающую поверхность и другие работы.

В целях сопоставимости результатов наблюдений, полученных в разных географических и временных условиях, используются единые унифицированные методы отбора и анализа проб, обработки и передачи информации. Информация, получаемая на сети наблюдений, по степени срочности подразделяется на три категории: экстренная, оперативная и режимная. Экстренная информация содержит сведения о резких изменениях уровней загрязнения атмосферного воздуха и передается в соответствующие (контролирующие, хозяйственные) организации незамедлительно. Оперативная информация содержит обобщенные результаты наблюдений за месяц, а режимная - за год. Информация по последним двум категориям передается заинтересованным и контролирующим организациям в сроки их накопления: ежемесячно и ежегодно. Режимная информация, содержащая данные о среднем и наибольшем уровнях загрязнения воздуха за длительный период, используется при планировании мероприятий по охране атмосферы, установлении нормативов выбросов, оценках ущерба, наносимого народному хозяйству загрязнением атмосферного воздуха.

Для того чтобы воздухо-охранные мероприятия были эффективными, информация должна быть полной и достоверной. Полнота информации определяется числом контролируемых ингредиентов, сроками наблюдений, размещением сети наблюдений. Достоверность информации достигается строгим соблюдением нормативных требований, обеспечивающих получение репрезентативных данных, однородность информации, полноту наблюдений, правильность статистической обработки и санитарно-гигиенической оценки по данным наблюдений загрязнения атмосферного воздуха, корректность объяснения причин повышенных уровней загрязнения и тенденций (или их отсутствие) изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха во времени и по территории, учет метеорологических условий переноса и рассеяния примесей режима выбросов в данном районе.

Достоверность информации в значительной степени зависит от ее однородности. Необходимо иметь однородный ряд наблюдений за период, для которого средние характеристики оказываются достаточно устойчивыми и слабо зависящими от новых результатов измерений. В городах в результате застройки и реконструкции происходят изменения микроклиматических и метеорологических условий, поэтому получение среднего значения концентрации примеси для периода, в который меняется характер воздействия источников выбросов на атмосферу, является проблемной задачей. Средние годовые концентрации из-за погрешностей измерений, неоднородности рядов наблюдений, изменения метеоусловий и структуры городской застройки, могут значительно варьировать. В связи с этим для повышения качества воздухо-охранных рекомендаций необходимо использовать данные наблюдений за более длительные сроки (5 лет).

Существующая в нашей стране сеть наблюдений загрязнения атмосферного воздуха включает посты ручного отбора проб воздуха и автоматизированные системы наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС). Посты наблюдений загрязнения (ПНЗ) могут быть стационарными, маршрутными и передвижными (подфакельными). С постов ручного отбора пробы для анализа доставляются в химические лаборатории. Системы АНКОС являются стационарными, они оснащены устройствами непрерывного отбора и анализа проб воздуха и передачи информации по каналам связи в центр управления и регулирования состоянием атмосферного воздуха в заданном режиме.

^ Посты наблюдений загрязнения атмосферного воздуха

Стационарный пост наблюдений - это специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологических параметров по установленной программе. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных или наиболее распространенных загрязняющих веществ. Место для установки стационарного поста выбирается, как правило, с учетом метеорологических условий формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха. При этом заранее определяется круг задач: оценка средней месячной, сезонной, годовой и максимальной разовой концентраций, вероятности возникновения концентраций, превышающих ПДК и др.

Перед установкой поста следует проанализировать: расчетные поля концентраций по всем ингредиентам от совокупности выбросов всех стационарных и передвижных источников; особенности застройки и рельефа местности: перспективы развития жилой застройки и расширения предприятий промышленности, энергетики, коммунального хозяйства; транспорта и других отраслей городского хозяйства, функциональные особенности выбранной зоны; плотность населения; метеорологические условия данной местности и др. Пост должен находиться вне аэродинамической тени зданий и зоны зеленых насаждений, его территория должна хорошо проветриваться, не подвергаться влиянию близкорасположенных низких источников (стоянок автомашин, мелких предприятий с низкими выбросами т.п.). Количество стационарных постов в каком-либо городе (населенном пункте) определяется численностью населения, рельефом местности, особенностями промышленности, функциональной структурой (жилая, промышленная, зеленая зона и т.д.), пространственной и временной изменчивостью полей концентраций вредных веществ. Для населенных пунктов со сложным рельефом и большим числом источников рекомендуется устанавливать один пост на каждые (5-10) км 2 . Чтобы информация о загрязнении воздуха учитывала особенности города, рекомендуется ставить посты наблюдений в различных функциональных зонах - жилой, промышленной и зоны отдыха. В городах с большой интенсивностью движения автотранспорта посты устанавливаются также и вблизи автомагистралей.

Для обеспечения оптимальных условий проведения стационарных наблюдений отечественной промышленностью выпускаются стандартные павильоны-посты наблюдений или комплектные лаборатории типа ПОСТ. Лаборатория ПОСТ - это утепленный, обитый дюралевыми ячейками павильон, в котором установлены комплекты приборов и оборудования для отбора проб воздуха, проведения метеорологических измерений: скорости и направления ветра, температуры, влажности. Практически все стационарные пункты контроля загрязнения оборудованы комплектными лабораториями ПОСТ-1. Выпускаются и устанавливаются более новые модификации лаборатории - ПОСТ-2 и ПОСТ-2a, которые отличаются более высокой производительностью отбора проб и степенью автоматизации.

На стационарных постах наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и метеорологическими параметрами должны проводиться круглогодично, во все сезоны, независимо от погодных условий. Для постов наблюдений, как правило, устанавливаются три программы наблюдения: полная, неполная и сокращенная. По полной программе наблюдения проводятся ежедневно (выходные-воскресенья, субботы - чередуются) в 1, 7, 13 и 19 часов местного декретного времени, либо по скользящему графику: вторник, четверг, суббота - 7, 10 и 13 ч; понедельник, среда, пятница - 15, 18 и 21 ч. Наблюдения по первой программе предусматривают измерения содержания в воздухе как основных, так и специфических загрязняющих веществ. По неполной программе наблюдения проводятся ежедневно (воскресенья и субботы чередуются), но только в 7. 13 и 19 ч местного декретного времени.

В районах, где температура воздуха ниже 45 o С, наблюдения проводятся по сокращенной программе ежедневно, кроме воскресенья, в 7 и 13 ч по местному декретному времени. Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить также в местах, где средние месячные концентрации меньше 1/20 ПДКмр или меньше нижнего предела диапазона измерений примеси используемым методом.

При неблагоприятных метеорологических условиях (туман, продолжительная инверсия температур и др.) отбор проб воздуха на всех постах наблюдений должен производиться через каждые 3 ч. Одновременно следует отбирать пробы под факелами основных источников загрязнения на территории наибольшей плотности населения. Подфакельные наблюдения осуществляются за характерными для данного предприятия примесями.

Стационарный пункт контроля радиоактивного загрязнения атмосферного воздуха представляет собой либо стационарный павильон типа ПОСТ, либо домик размером 3х3х3 м. Он устанавливается, как правило, на специально оборудованных гидрометеорологических станциях (ГМС), огороженных металлической сеткой с размером ячеек 10х10 см. Площадь огороженной площадки составляет 5х10 м, а высота сетки - 1,2-1,5 м. Площадка должна располагаться на расстоянии не менее десяти высот до ближайшего здания и не менее 30 м от дорог. Площадка должна иметь травяной покров. Не допускается высаживание других растений, тем более кустарников и деревьев.

На территории ГМС не ближе 4 м от домика и ограды устанавливается марлевый планшет для сбора радиоактивных выпадений и термолюминесцентный дозиметр. Установку для отбора проб воздуха лучше размещать в специальной будке с жалюзи, приподнятой над поверхностью земли на 80 - 100 см. Выброс воздуха, прошедшего через фильтры установки типа "Тайфун", должен производиться обязательно в противоположную от планшета сторону. Если стационарный пункт не обеспечен электропитанием (трехфазное (5-10) кВт), то вместо фильтрующей установки допускается использование марлевого конуса.

Наблюдение за радиоактивностью атмосферного воздуха осуществляется систематически круглый год. Смена марли на планшетах и вертикальных экранах, а также фильтров в установках производится ежедневно в 7 ч 30 мин утра по местному декретному времени. С фильтрующих установок фильтры могут сниматься как через 24 ч - в 7 ч 30 мин, - так и через 12 ч, т.е. два раза в сутки. При двухразовом отборе установлено время работы установок: с 7 ч 30 мин до 13 ч 30 мин и с 19 ч 30 мин до 1 ч 30 мин. Скорость воздуха в установке определяется с помощью расходомеров УС-125 или УС-175-12 три раза в сутки: в 7ч 30 мин, 13 ч 30 мин и 1 ч 30 мин.

Средняя скорость воздуха, проходящего через фильтры, помещенные в кассетный фильтродержатель, определяется по формуле:

где V 1, V 2 и V 3 - значения скорости соответственно в 7 ч 30 мин, 13 ч 30 мин и 1 ч 30 мин следующих суток (км/ч). Объем прошедшего через фильтры воздуха (Q, м 3 /ч) находится из соотношения:

где S-площадь сечения сопла измерительной насадки (S = 70 см 2), t - время работы установки, ч.

Для определения количества воздуха, прошедшего через экран, ручной анемометр помещают над центром экрана, и скорость ветра измеряют четыре раза в сутки: в 7 ч 30 мин, 13 ч 30 мин, 19 ч 30 мин и 1 ч 30 мин. Среднюю скорость ветра определяют как среднее арифметическое, а объем воздуха, прошедшего через экран, находят по уравнению:

здесь S 1 - площадь экрана, м 2 ; t - время экспозиции экрана, с: f-продуваемость экрана, равная примерно 45%.

Маршрутный пост наблюдений - место на определенном маршруте в городе. Онпредназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижной аппаратуры. Маршрутные наблюдения осуществляются на маршрутных постах с помощью автолабораторий. Такая передвижная лаборатория имеет производительность около 5000 отборов проб в год, в день на такой машине можно произвести отбор 8 - 10 проб воздуха. Порядок объезда маршрутных постов ежемесячно меняется таким образом, чтобы отбор проб воздуха на каждом пункте проводился в разное время суток. Например, в первый месяц машина объезжает посты в порядке возрастания номеров, во втором - в порядке их убывания, а в третий - с середины маршрута к концу и от начала к середине и т.д.

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника. Подфакельные наблюдения осуществляются по специально разрабатываемым программам и маршрутам за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия. Места отбора проб при подфакельных наблюдениях выбирают на разных расстояниях от источника загрязнения с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Отбор проб воздуха производится последовательно по направлению ветра на расстояниях (0,2 - 0,5); 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 15 и 20 км от стационарного источника выброса, а также с наветренной стороны источника. Наблюдения под факелом проводятся за типичными для данного предприятия ингредиентами с учетом объема выбросов и их токсичности. В зоне максимального загрязнения (по данным расчетов и экспериментальных замеров) отбирается не менее 60 проб воздуха, а в других зонах минимум должен быть не меньше 25. Отбор проб воздуха при проведении подфакельных наблюдений производится на высоте 1,5 м от поверхности земли в течение 20 - 30, мин не менее чем в трех точках одновременно. В течение рабочего дня под факелом можно отобрать пробы последовательно в 5 - 8 точках.

^ Автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды

Автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС-АГ) предназначена для автоматизированного сбора, обработки и передачи информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха. Система позволяет непрерывно получать информацию о концентрации примесей и метеорологических параметрах в населенных пунктах или около крупных промышленных предприятий. Технические возможности регистрации, передачи, хранения и обработки данных о загрязнении атмосферного воздуха позволили разработать основные принципы функционирования автоматизированных систем наблюдения за состоянием атмосферного воздуха.

В состав разработанной отечественной промышленностью АНКОС-АГ входят следующие технические средства:

павильон, конструктивно представляющий собой металлический каркас прямоугольной формы размером 2300x4700x7600 мм;

мачтовое устройство с комплектом метеодатчиков, установленных на крыше павильона, для измерения скорости и направления ветра, температуры, влажности;

устройства отопления, вентиляции, освещения, кондиционирования и пожаротушения;

газоанализаторы оксида углерода, диоксида серы, оксида, диоксида и суммы оксидов азота, озона, суммы углеводородов без метана;

устройство сбора и обработки информации на базе микроЭВМ.

Обмен информацией между системой АНКОС и Центром обработки информации осуществляется по коммутируемым телефонным каналам общего пользования при помощи аппаратов передачи данных (АПД) и мультиплексора передачи данных (МПД). АПД, устанавливаемые на станциях АНКОС, совместно с АПД и МПД Центра обработки информации образуют автоматическую централизованную подсистему сбора информации от систем АНКОС. размещенных по городу или региону. Состав технических средств центра обработки информации:

специализированный вычислительный комплекс на базе ЭВМ;

мультиплексор передачи данных на базе микроЭВМ;

пульт диспетчера;

мнемосхема;

вспомогательное и сервисное оборудование;

программное обеспечение (пакета программ первичной и вторичной обработки данных измерений, банки данных, диспетчерские программы и др.).

Системы АНКОС-АГ и Центра обеспечивают:

систематическое измерение заданных параметров атмосферного воздуха;

автоматический сбор информации со станций АНКОС;

сбор информации от неавтоматизированных звеньев наблюдений (например, от стационарных и передвижных постов);

оперативную оценку ситуации по известным значениям ПДК;

краткосрочный прогноз уровней загрязнения контролируемых примесей;

обработку и выдачу информации.

Средства математического обеспечения включают следующие основные алгоритмы обработки данных:

алгоритм первичной обработки (проверка достоверности служебной информации о загрязнении, приведение информации к виду, удобному для обработки и др.);

алгоритм статистической обработки (определение числовых, вероятностных характеристик параметров загрязнения, метеорологических параметров и др.);

алгоритм экспресс-информации о состоянии загрязнения во всех районах города в заданный момент времени;

алгоритм краткосрочного и долгосрочного прогнозирования загрязнения воздуха;

алгоритм управления, определяющий временной режим работы системы, последовательность этапов функционирования, контроль работоспособности системы, приоритет программ обработки данных и др.

Время усреднения данных о концентрациях примесей составляет не менее 20 - 30 мин, что соответствует времени отбора проб в поглотительные приборы. Частота выдачи информации автоматизированной системы может составлять от нескольких минут до нескольких часов.

^ Мониторинг атмосферного воздуха - слежение за его состоянием и

предупреждение о критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья

людей и других живых организмов.

Для обеспечения мониторинга в развитых странах созданы

автоматизированные системы контроля загрязнения воздуха (АСКЗВ).

Задачи, решаемые АСКЗВ:

1. автоматическое наблюдение и регистрация концентраций загрязняющих

2. анализ полученной информации с целью определения фактического состояния

загрязнения воздушного бассейна;

3. принятие экстренных мер по борьбе с загрязнением;

4. прогноз уровня загрязнения;

6. уточнение и проверка расчетов рассеивания примесей.

АСКЗВ рассчитаны на измерение концентраций одного или нескольких

ингредиентов из следующего ряда: SO2; CO; NOx; O3; CmHn; H2S; NH3;

взвешенных веществ, а также определения влажности, температуры, направления

и скорости ветра.

Сейчас происходит постоянное развитие АСКЗВ путем увеличения числа

стационарных станций и применения передвижных постов наблюдений. Дальнейшее

совершенствование этой системы становится возможным благодаря пониманию

необходимости глобального контроля над состоянием атмосферы путем

объединения локальных, региональных и национальных служб наблюдения за

Организация наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населенных пунктах осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01 - 86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы производятся на посту , представляющем собой заранее выбранное для этой цели место (точку местности), на котором размещается павильон или автомобиль, оборудованный соответствующими приборами.

Посты наблюдений устанавливаются трех категорий: стационарные, маршрутные и передвижные (подфакельные).

Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных измерений содержания основных и наиболее распространенных специфических загрязняющих веществ.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха в том случае, когда невозможно (нецелесообразно) установить пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах, например в новых жилых районах.

Передвижной (подфакельный) пост служит для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов.

Стационарные посты оборудованы специальными павильонами, которые устанавливают в заранее выбранных местах. Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории, оснащенной необходимым оборудованием и приборами. Маршрутные посты также устанавливают в заранее выбранных точках. Одна машина за рабочий день объезжает 4...5 точек. Порядок объезда автомашиной выбранных маршрутных пестов должен быть одним и тем же, чтобы определение концентраций примесей проводилось в постоянные сроки. Наблюдения под факелом предприятия также ведутся с помощью специально оборудованной автомашины. Подфакельные посты представляют собой точки, расположенные на фиксированных расстояниях от источника. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника выбросов.

Каждый пост независимо от категории размещается на открытой, проветриваемой со всех сторон площадке (на асфальте, твердом грунте, газоне).

Стационарный и маршрутный посты организуются в местах, выбранных с учетом обязательного предварительного исследования загрязнения воздушной среды города промышленными выбросами, выбросами автотранспорта, бытовыми и другими источниками, а также с учетом изучения метеорологических условий рассеивания примесей путем эпизодических наблюдений и расчетов полей максимальных концентраций примесей. При этом следует учитывать повторяемость направления ветра над территорией города. В определенных направлениях выбросы от многочисленных предприятий могут создавать общий факел, соизмеримый с факелом крупного источника. Если повторяемость таких направлений ветра велика, то зона наибольшего среднего уровня загрязнения будет формироваться на расстоянии 2...4 км от основной группы предприятий, причем иногда она может располагаться и на окраине города. Для характеристики распределения концентрации примеси по городу посты необходимо устанавливать в первую очередь в тех жилых районах, где возможны наибольшие средние уровни загрязнения, затем в административном центре населенного пункта и в жилых районах с различными типами застройки, а также в парках и зонах отдыха. К числу наиболее загрязненных районов относятся зоны наибольших максимальных разовых и среднесуточных концентраций. Эти концентрации создаются выбросами промышленных предприятий. Такие зоны находятся на расстоянии 0,5... 2 км от низких источников выбросов и 2... 3 км от высоких. Такие концентрации могут создавать также магистрали интенсивного движения транспорта, поскольку влияние автомагистрали обнаруживается лишь в непосредственной близости от нее (на расстоянии 50... 100 м).

Регулярные наблюдения на стационарных постах проводятся по одной из четырех программ наблюдений: полной (П), неполной (НП), сокращенной (СС), суточной (С).

1.Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения в этом случае выполняются ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно, через равные промежутки времени, не менее четырех раз при обязательном отборе проб в 1, 7, 13и19ч по местному декретному времени.

2.По неполной программе наблюдения проводятся с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13 и 19 ч местного декретного времени.

3.По сокращенной программе наблюдения проводятся с целью получения информации только о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 ч местного декретного времени. Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить при температуре воздуха ниже 45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1/20 максимальной разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений концентрации примеси используемым методом.

Допускается проводить наблюдения по скользящему графику: в 7, 10 и 13 ч - во вторник, четверг и субботу, в 16, 19 и 22 ч - в понедельник, среду и пятницу. Наблюдения по скользящему графику предназначены для получения информации о разовых концентрациях.

4.Суточная программа отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. В отличие от полной программы наблюдения в этом случае проводятся путем непрерывного суточного отбора проб, при этом исключается получение разовых значений концентрации. Все программы наблюдений позволяют получать информацию о среднемесячных, среднегодовых и средних концентрациях за более длительный период.