<<
>>

Основные задачи и содержание мониторинга загрязнения атмосферы

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: -

содержание одного или нескольких веществ, превышающих предельно допустимую концентрацию: в 20-29 раз при сохранении этого уровня более 2 суток; в 30-49 раз - от 8 часов и более; в 50 и более раз.

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.

<< | >>
Источник: Л.Н. Бельдеева. Экологический мониторинг: Учебное пособие./АлтГТУ им. И.И.Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ.122 с.. 1999

Еще по теме Основные задачи и содержание мониторинга загрязнения атмосферы:

  1. 3.2.1. Основные задачи и содержание мониторинга загрязнения поверхностных вод в Российской Федерации
  2. Загрязнение атмосферы Земли
  3. 1.2. Основные цели и задачи экологического мониторинга
  4. 3.1. Мониторинг атмосферы
  5. 3.5. Мониторинг загрязнения снежного покрова
  6. 2.1. Система фонового мониторинга загрязнения природной среды
  7. 15.4. Задачи разведывательного мониторинга
  8. 17.5.1. Мониторинг: основные виды и подходы
  9. ПРОЕКТНАЯ ЗАДАЧА № 14. МОНИТОРИНГ ТЕКУЩЕЙ ЗАГРУЗКИ ПО ЗАПУЩЕННЫМ В ПРОИЗВОДСТВО ЗАКАЗАМ
  10. 18.1. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ, СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА
  11. 10.1. СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ ВНУТРИФИРМЕННОГО ПЛАНИРОВАНИЯ. ВИДЫ ПЛАНОВ
  12. § 27. Обязательство, основные моменты его содержания. Виды и различие обязательств по их предмету, содержанию и по участию субъектов