Лекция
Экологический мониторинг Саратовской области
Основные экологические проблемы Саратовской области
Загрязнение атмосферного воздуха промышленными и автомобильными выбросами является главной экологической проблемой Саратовской области:
На качество атмосферного воздуха на территории Саратовской области оказывают влияние выбросы более 400 наименований загрязняющих веществ различных классов опасности, поступающие в окружающую среду от стационарных и передвижных источников. Общая масса загрязняющих веществ, поступающих ежегодно в атмосферу, составляет более 400,0 тыс. тонн.В подавляющем большинстве источники выбросов сосредоточены в промышленных центрах области.
Более 50% от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на долю автомобильного транспорта.
Сброс загрязняющих веществ техногенного и биогенного происхождения в поверхностные водные объекты, служащие основными источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения для 80 % населения области – другая немаловажная проблема. Загрязнение водных объектов происходит в результате сброса неочищенных сточных вод. Ежегодно от предприятий области в водные объекты поступает со сточными водами более 100,0 тыс. т загрязняющих веществ более 20 наименований всех классов опасности.
Ухудшение состояния земельных ресурсов играет отрицательную роль вразвитии экономики Саратовской области. Снижение плодородия почв проявляется в уменьшении содержания в почвах гумуса и основных элементов питания (азота, фосфора и калия).
Увеличиваются площади кислых почв и солонцов, в последнее время заметно активизировались процессы эрозии и опустынивания земель.
Загрязнение почв вокруг промышленных центров области происходит в основном под воздействием выбросов вредных химических соединений промышленными предприятиями и транспортом. Интенсивным источником загрязнения почв являются несанкционированные свалки промышленных и бытовых отходов.
Ежегодно в области увеличивается общее количество образующихся промышленных и бытовых отходов , что обусловлено ростом промышленного производства на предприятиях и изменением структуры и состава твердых бытовых отходов (ТБО). На предприятиях области накоплено более 40 млн. т отходов производства и потребления различных классов опасности, из них более 90% составляет фосфогипс (отход производства фосфорной кислоты, накопленный на территории ООО «Балаковские минеральные удобрения»).
В области ежегодно образуется более 4 млн. м 3 твердых бытовых отходов, которые вывозятся для захоронения на полигоны и свалки ТБО. Подавляющее большинство существующих в населенных пунктах области объектов размещения отходов не обеспечивает их полную изоляцию и защиту окружающей среды, не отвечает санитарным требованиям. Это влечет за собой значительную эпидемиологическую опасность, нарушение природного ландшафта, загрязнение почвы, подземных и грунтовых вод, атмосферного воздуха.
Площадь особо охраняемых природных территорий (ООПТ) регионального значения составляет 0,67 % от площади области, а общая площадь ООПТ, включая территории федерального, регионального и местного значения, составляет 139,5 тыс. га, или 1,39 % от общей площади области. Несмотря на то, что за последний годы эта площадь увеличилась более чем в 2,5 раза, данный показатель значительно отличается от среднего по Приволжскому федеральному округу (6,3 %).
Мониторинг атмосферного воздуха
Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на территории Саратовской области проводятся Федеральным государственным бюджетным учреждением «Саратовский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (ФГБУ «Саратовский ЦГМС»).
Загрязнение атмосферного воздуха определяется по значениям концентраций примесей. Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с предельно допустимой концентрацией примеси в атмосферном воздухе (ПДК).
Высокое загрязнение (ВЗ) атмосферного воздуха – содержание одного или нескольких веществ, превышающее максимальную разовую ПДК в 10 и более раз.
Экстремально высокое загрязнение (ЭВЗ) – содержание одного или нескольких веществ, превышающее максимальную разовую ПДК:
В 20-29 раз при сохранении этого уровня более двух суток;
В 30-49 раз при сохранении этого уровня от 8 часов и более;
В 50 и более раз.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха города диоксидом серы низкий. Среднегодовая и максимально разовая концентрации значительно ниже ПДК.
Среднегодовая концентрация диоксида азота сохранилась на уровне 1,0 ПДК. Наиболее загрязнен данной примесью атмосферный воздух в районе ПНЗ-8, который расположен в непосредственной близи от пересечения автомагистралей с очень интенсивным движением грузового и пассажирского автотранспорта. Среднегодовая концентрация примеси на посту составила 1,8 ПДК, максимальная разовая концентрация 4,1 ПДК зафиксирована в сентябре при штилевой погоде.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха оксидом азота низкий. Значение среднегодовой концентрации соответствовало 0,4 ПДК.
Запыленность города осталась на уровне прошлого года. Среднегодовая концентрация составила 0,5 ПДК. Рост концентраций наблюдался с апреля по октябрь, когда преобладала сухая, ветреная погода с высоким температурным режимом и дефицитом осадков. В течение этого периода было зафиксировано 54 дня с неблагоприятными метеорологическими условиями (НМУ). Среднемесячные концентрации примеси в этот период в целом по городу составляли от 0,5 до 1,6 ПДК.
Среднегодовая концентрация примеси оксида углерода на уровне 0,6 ПДК. В большей степени загрязнен примесью район расположения ПНЗ-8, именно здесь зафиксировано наибольшее число случаев превышения допустимых нормативов (в 1,6 % пробах воздуха, тогда как в целом по городу – в 0,5 %).
Определение примеси формальдегида проводится на всех постах города. Уровень загрязнения атмосферного воздуха незначительно снизился по сравнению с предыдущим годом, но остается достаточно высоким. Среднегодовая концентрация составила 5,0 ПДК. В большей степени данной примесью загрязнен атмосферный воздух в районе размещения ПНЗ-6, который расположен вблизи промышленных предприятий и автомагистрали с интенсивным движением легкового и грузового транспорта. Среднегодовая концентрация примеси здесь достигала 6,3 ПДК (не соответствовало норме 13,5 % проб, тогда как в целом по городу – 6,6 % проб).
Бенз(а)пирен определяется на трех стационарных постах: ПНЗ-1, ПНЗ-2 и ПНЗ-5. Среднегодовая концентрация примеси составила 1,4 ПДК.
фенола проводится на ПНЗ-2, ПНЗ-5, ПНЗ-6 и ПНЗ-8. Средняя концентрация примеси за год составила 0,3 ПДК. Уровень загрязнения атмосферного воздуха данной примесью в течение пяти лет снизился (рис. 36). В большей степени данной примесью загрязнен атмосферный воздух в районе расположения ПНЗ-5 и ПНЗ-8, среднегодовая концентрация примеси здесь составила 0,7 ПДК.
Определение содержания примеси гидрофторид а проводится на двух постах ПНЗ-6 и ПНЗ-8. Уровень загрязнения атмосферного воздуха примесью низкий, среднегодовая концентрация, как и в предыдущем году, составила 0,4 ПДК.
Определение содержания примеси аммиака в атмосферном воздухе проводится на двух стационарных постах ПНЗ-2 и ПНЗ-7. В течение года концентрации примеси не превышали санитарных норм, среднегодовая концентрация составила 0,4 ПДК.
Определение содержания примеси гидрохлорида проводится на двух постах ПНЗ-1 и ПНЗ-7. Уровень загрязнения атмосферного воздуха примесью низкий. Средняя концентрация составила 0,2 ПДК. Максимальная разовая концентрация гидрохлорида 1,0 ПДК была зарегистрирована в августе на ПНЗ-1 в дневное время при слабом восточном ветре.
Сероводород определяется на ПНЗ-1, ПНЗ-2. Средняя концентрация за год составила 0,001 мг/м 3 , как и в прошлом году. Максимальная разовая концентрация примеси 1,0 ПДК была зарегистрирована на ПНЗ-1 в октябре в вечернее время суток при слабом южном ветре.
Ароматические углеводороды о пределяются на стационарном посту ПНЗ-2. Средние концентрации составили: по бензолу – 0,1 ПДК, по ксилолам – 0,05 ПДК, по толуолу – 0,02 ПДК, по этилбензолу – 0,0 ПДК. Максимальные разовые концентрации достигали значений: по этилбензолу – 3,5 ПДК, по бензолу – 1,2 ПДК, по толуолу и ксилолам – 1,1 ПДК.
Тяжелые металлы (железо, кадмий, магний, марганец, медь, никель, свинец, цинк и хром) определяются на одном посту - ПНЗ-7. Все среднемесячные концентрации металлов находились в пределах гигиенических норм.
Динамика загрязнения атмосферного воздуха города за последние пять лет представлена в таблице 1
Таблица 1
Динамика загрязнения атмосферного воздуха г. Саратова основными
и специфическими примесями за 2007-2011 годы, мг/м 3
| Наименование ЗВ | Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ | ПДК с.с. | ||||
| 2007 г. | 2008 г. | 2009 г. | 2010 г. | 2011 г. | ||
| Пыль (взвешенные в-ва) | 0,09 | 0,08 | 0,09 | 0,08 | 0,08 | 0,15 |
| Диоксид серы | 0,002 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,002 | 0,05 |
| Оксид углерода | 3,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 3,0 |
| Диоксид азота | 0,06 | 0,06 | 0,06 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| Оксид азота | 0,05 | 0,01 | 0,01 | 0,03 | 0,03 | 0,06 |
| Сероводород | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 | - |
| Гидрофторид | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,002 | 0,002 | 0,005 |
| Аммиак | 0,02 | 0,01 | 0,02 | 0,01 | 0,02 | 0,04 |
| Фенол | 0,004 | 0,003 | 0,003 | 0,002 | 0,001 | 0,003 |
| Формальдегид | 0,026 | 0,022 | 0,019 | 0,016 | 0,015 | 0,003 |
| Гидрохлорид | 0,004 | 0,003 | 0,003 | 0,002 | 0,002 | 0,01 |
В течение последних пяти лет прослеживалась тенденция снижения уровня загрязненияатмосферного воздуха города фенолом, формальдегидом, диоксидом азота, бенз(а)пиреном.
Мониторинг качества атмосферного воздуха - это систематические наблюдения за состоянием атмосферы, содержанием в ней вредных веществ. Эта работа очень важна в связи с ростом загрязненности. Для обеспечения мониторинга атмосферного воздуха города используется современная организационная и технологическая база. Наблюдение может осуществляться на стационарных постах или в передвижных лабораториях.
Основные загрязнители
Человеческая деятельность способствует увеличению концентрации в атмосферном воздухе пыли, сажи, жидких аэрозолей и молекул химических веществ.
- Пылевое загрязнение связано как с естественными причинами, так и с сельскохозяйственными работами, строительством, промышленностью, движением машин и т. д. Любая пыль (а не только промышленная) вредна для органов дыхания человека. Самой вредной считается асбестовая пыль. Некоторые виды пыли могут содержать радиоактивные вещества и другие вредные компоненты. Пылевое загрязнение влияет на радиационный баланс и характер выпадения атмосферных осадков. Оно слегка тормозит вызванное человеком глобальное потепление. Для борьбы с атмосферной пылью создаются защитные лесополосы, посадки деревьев, фильтры. Иногда применяют обводнение территории, насыпку грунта, на который затем сажаются растения. Тем, кто вынужден постоянно или часто вдыхать пыль, рекомендуются индивидуальные средства защиты.
- Выбросы сажи связаны с работой автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий, мусорных свалок. Она выделяется при сжигании пластмассы, угля, нефти и нефтепродуктов, биомассы, а иногда и природного газа. Сажа может абсорбировать вредные вещества и в этом случае она вредна для здоровья человека. Сама по себе сажа - это продукт сжигания органики, который не является токсичным. Она уменьшает поток солнечного излучения, а при попадании на снег или лед ускоряет его таяние, способствуя глобальному потеплению.
- Химические аэрозоли образуются при реакции соединений серы или азота с водяным паром с образованием капелек кислот. Выпадая на поверхность, они могут вызвать кислотные дожди. Также аэрозоли являются причиной увеличения облачности и повышения отражательной способности Земли. Аэрозоли заметно тормозят глобальное потепление. Соединения серы и азота выделяются при работе автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий. А так же при вулканических извержениях.
- Газовые (молекулярные) вещества очень разнообразны и выделяются при различных естественных и антропогенных процессах. Наибольшее значение имеют выбросы вредных для здоровья веществ и парниковых газов. Парниковые и озоноразрушающие газы нередко остаются в атмосфере на столетия и оказывают повсеместное воздействие на радиационные потоки. Выше всего в атмосферу проникает метан, который имеет самую легкую молекулу, что делает его универсальным парниковым газом.
Зачем проводится экологический мониторинг
Концентрация загрязнителей в атмосферном воздухе непостоянна и зависит от многих причин. Поэтому требуются систематические наблюдения за его составом. Они позволяют вычислить средний уровень загрязненности, зависимость уровня загрязнения от направления ветра, определить динамику загрязнения и его состав. Наиболее важен мониторинг вблизи автотрасс, промышленных предприятий, в центральных частях города, а также в местах, удаленных от человеческой деятельности.
Результаты экологического мониторинга атмосферного воздуха важны для принятия решений, как на местном, так и на государственном уровне. Высокое транспортное загрязнение говорит о необходимости разгрузки автотрасс, строительстве объездных путей вокруг города. Если сильное загрязнение обнаруживается вблизи промышленных объектов, то это значит, что необходимы меры по улучшению работы очистных сооружений или требуется расширить санитарно-защитную зону. Рост содержания загрязняющих веществ на удаленных станциях свидетельствует о неблагоприятных региональных или глобальных тенденциях, когда решение проблемы возможно только на государственном или международном уровне.
Методы мониторинга
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха может проводиться по-разному. Обычно используют 3 варианта:
- Стационарный, когда все наблюдения производят из одной наблюдательной станции.
- Маршрутный, когда для наблюдения используют несколько точек для отбора проб.
- Передвижной, когда замеры производят из разных точек, в зависимости от направления ветров.
Стационарный мониторинг
Стационарный мониторинг используется для длительного и качественного наблюдения, сходного с наблюдением на метеостанции. Такие лаборатории размещают в наиболее удобных местах. Полученные данные позволяют оценить динамику уровня загрязнения в течение длительного времени. Причем как в целом, так и по отдельным компонентам. Отбор проб производится регулярно.
Маршрутный вид мониторинга
Маршрутные наблюдения позволяют охватить сразу несколько точек, когда установка постов в каждой из них является нецелесообразной. При этом получается довольно детальное исследование состава воздуха на определенной территории. Для осуществления таких наблюдений используется автотранспорт. Отбор проб производится в одних и тех же точках местности. Лаборатория на колесах может осилить до 10 наблюдательных точек в день, однако в среднем для наблюдений используют от 3 до 5 точек. Замеры проводятся в одно и тоже время, а порядок посещения мест не меняется.
Передвижной мониторинг
Передвижные посты наблюдения, которые часто называют подфакельными, используются для взятия проб непосредственно возле предприятия. Для таких наблюдений также используют автотранспорт. При этом соблюдается некоторое расстояние от дымовых труб до мест замеров. Количество точек замеров велико, их местоположение и время замера определяется по ситуации или спонтанно. Взятие проб происходит в течение короткого промежутка времени.
Общими правилами для любых точек замеров является открытая местность и наличие под ногами плотного грунта или покрытия.
Особенности стационарных наблюдений
Перед установкой стационарных павильонов производятся следующие мероприятия:
- Определяются предварительные концентрации загрязняющих веществ, для чего используют расчеты и данные других постов наблюдений.
- Изучаются особенности рельефа и характер застройки.
- Изучаются планы по будущей застройке данной территории, особенно в отношении промышленных предприятий.
- Осуществляются комплексные исследования метеорологической обстановки в данной местности.
- Определяется предполагаемая роль транспорта и энергетики.
Число стационарных постов в населенном пункте определяется его размерами, числом жителей, экологической обстановкой, количеством зелени. Если экологическая обстановка не является благоприятной, то посты могут размещаться из расчета: 1 пост на 5-10 км. Располагаются наблюдательные посты в разных экологических условиях: возле трасс, в зеленых насаждениях, в жилых и промышленных зонах.
В нашей стране для стандартизации наблюдений используют однотипные павильоны типа «ПОСТ», которые имеют одинаковое оборудование. Такая стандартизация позволяет минимизировать разброс возможных ошибок, которые могли бы возникнуть из-за различий в технических особенностях аппаратов. Все стационарные наблюдения проводят каждый день, независимо от времен года и погодных условий.
Особенности передвижных лабораторий
В качестве передвижной лаборатории в нашей стране используется стандартная модель «Атмосфера-П». Помимо оборудования для измерения качества воздуха, она оснащена приспособлениями для метеорологических измерений. Ее используют для маршрутных и передвижных наблюдений. Имеются некоторые ограничения в условиях эксплуатации:
- Температура внутри салона автомобиля не должна быть выше 35 °С.
- Допустимые величины атмосферного давления должны находиться в пределах 680-790 мм рт. ст.
- Верхний предел допустимой влажности составляет 80 процентов.
- Даже на твердом искусственном покрытии скорость движения не должна превышать 50 км/ч.
Для определения направления и скорости ветра используют датчик, который находится на крыше автомобиля.
Что дает мониторинг качества воздуха
Системы мониторинга атмосферного воздуха важны в связи с влиянием вредных веществ на здоровье человека и состояние окружающей среды. В некоторых странах, например, в Индии, загрязнение воздуха является одной из главных причин болезней и преждевременной смертности. Измерения состава атмосферного воздуха позволяет оценить концентрацию загрязняющих веществ и выявить случаи превышения их уровня над ПДК. При наличии такового может иметь смысл разработка комплекса мер по снижению уровня до безопасного. Основные цели мониторинга загрязнения атмосферного воздуха:
- Сбор информации по количеству и динамике загрязняющих веществ в зоне наблюдений.
- Разработка адекватных мер по снижению загрязненности.
- Снижение вреда от работы промышленных предприятий для проживающих в зоне наблюдений людей.
- Оценка уровня транспортного загрязнения на улицах городов.
- Оценка целесообразности размещения на исследуемой территории новых промышленных предприятий или транспортных развязок.
- Создание базы данных по экологической ситуации на исследуемой территории.
Государственный мониторинг атмосферного воздуха
Вся информация, полученная при наблюдении за качеством атмосферного воздуха, затем анализируется экологами. С течением времени методики измерений становятся более простыми и доступными. В России государственный мониторинг загрязнения атмосферного воздуха ведется повсеместно. Он является одним из компонентов государственного мониторинга окружающей среды. Осуществляется федеральными и другими органами исполнительной власти в соответствии с порядком, принятом Правительством РФ. Список объектов, где мониторинг атмосферного воздуха является обязательным, устанавливается территориальными органами власти.
Заключение
Таким образом, мониторинг состояния атмосферного воздуха - это очень важная в современном мире работа. От ее качества зависит здоровье и благополучие многих людей. Методы мониторинга атмосферного воздуха различны и зависят от поставленных задач и условий местности. Естественно, что одного лишь слежения недостаточно для решения экологических проблем. Оно лишь предоставляет властным структурам и общественности необходимую информацию. На ее основе необходимо принимать адекватные меры по снижению уровня загрязненности атмосферы.
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.
Объектами наблюдения являются приземный слой атмосферы и атмосферные осадки (в том числе снежный покров). Мониторинг атмосферного воздуха способствует решению следующих задач :
Сбор, анализ и обобщение информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха отдельными химическими элементами и их соединениями;
Обеспечение федеральных и местных органов государственной и исполнительной власти информацией о состоянии воздушного бассейна;
Контроль за соблюдением государственных и международных стандартов качества атмосферного воздуха; - прогнозирование перспективных изменений состояния данного воздушного бассейна;
Информирование общественности о качестве атмосферного воздуха и развертывание систем предупреждения о резком повышении уровня загрязнения.
Система мониторинга атмосферного воздуха включает в себя в подсистемы: подсистему наблюдения за качеством воздуха, и подсистему контроля.
Подсистема наблюдения за качеством атмосферного воздуха наблюдает за состоянием воздуха на обширных территориях (крупный населенный пункт, административный район и пр.). Посты наблюдения, входящие в эту подсистему, собирают информацию об общем состоянии местного воздушного бассейна, поэтому они располагаются вне зоны влияния конкретных источников выбросов (на удалении от крупных заводов, ТЭЦ, котельных и пр.).
Подсистема контроля качества атмосферного воздуха -контролирует конкретные источники загрязнения воздуха и регулирует промышленные выбросы вредных веществ в атмосферу. Поэтому посты, входящие в подсистему контроля, располагаются вблизи конкретных заводов, фабрик, ТЭЦ и т. п. Посты наблюдения за состоянием атмосферного воздуха делятся на стационарные и передвижные.
Стационарный пост наблюдения представляет собой павильон размерами около 250 метров, в котором установлен комплект газоанализаторов (для определения концентрации загрязняющих веществ в воздухе), и управляющий контроллер для передачи данных в местный вычислительный центр. На крыше павильона устанавливается мачта с метеодатчиками (для наблюдения за погодой). Кроме того, павильон обязательно оборудуется системами жизнеобеспечения (свет, вентиляция, отопление, система пожаротушения). Наблюдения на стационарном посту ведутся круглосуточно, при этом могут использоваться 2 программы наблюдения: полная и неполная.
Полная программа включает в себя ежедневные замеры параметров воздуха в 1-00, 7-00, 13-00 и 19-00 ч по местному времени. Наблюдения ведутся ежедневно, кроме воскресений; субботы чередуются.
При использовании неполной программы наблюдения проводятся ежедневно в 7-00, 13-00 и 19-00 ч, ежедневно (суббота и воскресенье чередуются).
Измеряются температура воздуха, относительная влажность, скорость и направление ветра, концентрация диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота и оксида азота, сумма оксидов азота, метан, сумма углеводородов без метана и общая сумма углеводородов.
Территория, на которой располагается стационарный пост, должна хорошо проветриваться, поэтому пост необходимо размещать вне аэродинамической тени зданий и вне зоны зеленых насаждений. Также не допускается размещение стационарных постов вблизи источников низких выбросов в атмосферу (небольших котельных, заводов с низкими трубами, АЗС и автостоянок и т.п.). Количество стационарных постов в населенном пункте зависит от числа жителей. Также при выборе количества и местоположения стационарных постов в конкретном населенном пункте необходимо принимать во внимание местный рельеф, особенности климата (роза ветров, количество штилевых дней в году и пр.), и особенности размещения жилой, промышленной и зеленой зон.
Передвижной пост наблюдения представляет собой микроавтобус, внутри которого установлены приборы для отбора проб, оборудование для анализа химического состава воздуха и компьютер для первичной обработки данных и передачи их в вычислительный центр. В зависимости от маршрута своего перемещения, передвижные посты подразделяются на маршрутные и подфакельные.
Маршрутный пост наблюдения предназначен для регулярного отбора проб воздуха в точках местности, лежащих на определенном маршруте. Например, маршрутные посты используются для контроля качества воздуха на крупных городских улицах.
Подфакельный пост наблюдения используется для отбора проб воздуха внутри дымового или газового фонаря конкретного промышленного предприятия. Пробы берутся на расстояниях в 200 м, 500 м, 1 км, 2 км, 6 км, 8 км, 10 км и 15 км от источника выбросов, при этом подфакельный пост постепенно удаляется от источника по направлению господствующего ветра.
Методы и технические средства, используемые для анализа проб загрязненного воздуха, весьма разнообразны:
1) Адсорбционный метод спектрального анализа газов основан на способности веществ избирательно поглощать часть проходящего сквозь них электромагнитного излучения. В процессе исследования получают спектрограмму для спектра поглощения; расположение пиков на ней показывает, какие именно загрязняющие вещества присутствуют в данной пробе воздуха, а высота пиков передает концентрацию соответствующих загрязнителей.
2) Пламенно-ионизационный метод основан на ионизации углеводородов в водородном пламени. В чистом водородном пламени содержание ионов незначительно, а при введении в пламя углеводородов количество ионов резко увеличивается, и под действием приложенного электрического поля возникает ионизационный ток. Его сила пропорциональна концентрации углеводородов. Прибор, используемый при этом методе анализа, называется пламенно-ионизационный газоанализатор , или анализатор углеводородов .
3) Хемилюминесцентный метод анализа основан на реакции оксида азота и озона, одновременно поступающих в реакционную камеру. В результате реакции наблюдается свечение с длиной волны от 600 до 2400 нм, с максимумом в районе 1200 нм. Интенсивность этого свечения пропорциональна концентрации оксида азота, и регистрируется фотоумножителем. В настоящее время этот метод является основным методом контроля концентрации оксидов азота в промышленных выбросах.
4) Флуоресцентный метод используется для выявления наличия в пробе воздуха сероводорода или диоксида серы. Пробу воздуха, предположительно содержащую диоксид серы, облучают ультрафиолетовым излучением с длиной волны 214 нм. Молекулы диоксида серы, возбуждаясь, начинают испускать ответное флуоресцентное излечение с длиной волны 350 нм. Интенсивность излучения пропорциональна концентрации диоксида серы и регистрируется фотоумножителем. Если проба воздуха исследуется на наличие в ней сероводорода, то предварительно сероводород окисляется до диоксида серы с помощью конвертора, входящего в состав оборудования.
5) Пламенно-фотометрический метод также используется для выявления наличия в пробе воздуха сероводорода и диоксида серы. В ходе исследования пробу воздуха помещают в пламя смеси водород+воздух, при этом молекулы диоксида серы или сероводорода восстанавливаются до молекул чистой серы, которые испускают излучение в ультрафиолетовой зоне спектра (длина волны от 360 до 440 нм).
6) Радиометрический метод - используется для анализа пробы воздуха на содержание пыли. Метод основан на ослаблении радиоактивного β-излучения частицами пыли. Используемый прибор - радиационный пылемер , состоящий из пробоотборного устройства, источника радиоактивного излучения и счетчика Гейгера.
7) Электрохимический метод основан на использовании химических сенсорных датчиков (ХСД). ХСД представляют собой пару чувствительных элементов с химическим покрытием, которое непосредственно контактирует с пробой воздуха, и на котором адсорбируется анализируемое загрязняющее вещество (оксид углерода, сероводород или диоксид серы). В зависимости от принципа функционирования, ХСД делятся на потенциометрические, кулонометрические, полярографические и т. д. Используемый прибор - электрохимический газоанализатор .
8) Метод газовой хроматографии - наиболее распространенный метод анализа проб воздуха на наличие и концентрацию загрязняющих веществ. Метод основан на разделении пробы воздуха на хроматографической колонке, заполненной сорбентом. Проходя через колонку, разные загрязняющие вещества оседают на разных участках сорбента. Используемый прибор - газовый хроматограф . Существует множество различных моделей хроматографов, как стационарных, предназначенных для использования в лабораториях и исследовательских центрах, так и переносных, входящих в комплектацию передвижных постов наблюдения за качеством воздуха.
Все восемь вышеизложенных методов анализа качества воздуха относятся к контактным методам мониторинга, то есть предполагают непосредственное лабораторное исследование пробы воздуха. Однако, наряду с ними, также широко используется и неконтактный метод мониторинга загрязнения воздуха, а именно - лидарное зондирование атмосферы . Этот метод позволяет выявить наличие в воздушной среде аэрозолей (взвешенных в воздухе частиц твердых или жидких веществ, диаметром 0,5 мкм и меньше). Суть метода состоит в том, что лазерное (лидарное) излучение по-разному рассеивается частицами разных загрязняющих веществ. Используемый прибор - лидар . Лидары могут быть как стационарные (кругового обзора), так и передвижные.
Стационарный лидар устанавливается в промышленной зоне и предназначен для непрерывного круглосуточного контроля аэрозольных выбросов в радиусе от 7 до 15 км. Также он позволяет измерять азимут и расстояние до источника выбросов. При обнаружении высокой концентрации аэрозоля в воздухе, оператор стационарного лидара подает команду на выезд передвижной лидарной установки для уточнения ситуации. Масса стационарного лидара около 3 000 кг, дальность действия - около 5 км днем, и около 7 км ночью.
Передвижной лидар устанавливается на автомобиле, и предназначен для анализа состава выбросов из конкретных дымовых труб и вентиляционных шахт, а также - для определения границ загрязненной зоны при промышленной аварии. Его вес - около 1 000 кг, дальность действия - от 500 м до 1 км.
60. Особенности мониторинга атмосферного воздуха.
Статья 23. Мониторинг атмосферного воздуха
1. В целях наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, комплексной оценки и прогноза его состояния, а также обеспечения органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций и населения текущей и экстренной информацией о загрязнении атмосферного воздуха Правительство Российской Федерации, органы государственной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления организуют государственный мониторинг атмосферного воздуха и в пределах своей компетенции обеспечивают его осуществление на соответствующих территориях Российской Федерации, субъектов Российской Федерации и муниципальных образований.
2. Государственный мониторинг атмосферного воздуха является составной частью государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды) и осуществляется федеральными органами исполнительной власти в области охраны окружающей среды, другими органами исполнительной власти в пределах своей компетенции в порядке, установленном уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти.
3. Территориальные органы федерального органа исполнительной власти в области охраны окружающей среды совместно с территориальными органами федерального органа исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областях устанавливают и пересматривают перечень объектов, владельцы которых должны осуществлять мониторинг атмосферного воздуха.
Постановление Правительства от 2013г. №477 «О гос мониторинге состояния и загрязнения окружающей среды». Государственный мониторинг осуществляется на основе государственной системы наблюдений, включающей в себя стационарные и подвижные пункты наблюдений за состоянием атмосферного воздуха.
Государственная система наблюдений включает в себя государственную наблюдательную сеть, формирование и функционирование которой обеспечивается Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также территориальные системы наблюдений за состоянием окружающей среды, формирование и обеспечение функционирования которых осуществляется органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации в установленном порядке.
При формировании государственной системы наблюдений учитываются пункты и системы наблюдений за состоянием окружающей среды в районах расположения объектов, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду и владельцы которых в соответствии с федеральными законами осуществляют мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды в зоне воздействия этих объектов (далее - локальные системы наблюдений).
5. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с участием других уполномоченных федеральных органов исполнительной власти и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации в соответствии с их компетенцией, установленной законодательством Российской Федерации, при осуществлении государственного мониторинга обеспечивает:
а) проведение наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, оценку происходящих в ней изменений, а также прогнозирование следующих опасных явлений и факторов:
опасные природные явления, приводящие к стихийным бедствиям;
неблагоприятные природные условия для отдельных направлений хозяйственной деятельности;
химическое, радиоактивное и тепловое загрязнение, физические, химические и биологические (для поверхностных водных объектов) процессы;
изменение компонентов природной среды, приводящее в том числе к изменению климата;
б) предоставление органам государственной власти Российской Федерации, органам государственной власти субъектов Российской Федерации и органам местного самоуправления сведений (данных) о фактическом состоянии окружающей среды, а также информации о происходящих и прогнозируемых изменениях в ее состоянии;
в) предоставление федеральным органам исполнительной власти, органам исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органам местного самоуправления и организациям, входящим в единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, оперативной фактической и прогностической информации о состоянии окружающей среды в целях обеспечения безопасности населения и снижения ущерба экономике от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
г) предоставление органам, уполномоченным осуществлять федеральный государственный санитарно-эпидемиологический надзор, информации о состоянии окружающей среды для решения задач социально-гигиенического мониторинга;
д) предоставление специально уполномоченным государственным органам Российской Федерации в области охраны окружающей среды информации для комплексного анализа и оценки состояния окружающей среды и использования природных ресурсов;
е) предоставление заинтересованным организациям и населению текущей и экстренной информации об изменении окружающей среды, предупреждений и прогнозов ее состояния;
ж) организацию согласованного функционирования государственной наблюдательной сети, территориальных систем наблюдения за состоянием окружающей среды и локальных систем наблюдения с целью обеспечения необходимой полноты и достоверности информации о состоянии окружающей среды, а также сопоставимость этой информации на всей территории страны, оптимизацию использования наземных, авиационных и космических систем наблюдений;
з) организацию согласованного функционирования государственной системы наблюдений с аналогичными международными системами.
