Спостереження за станом атмосферного повітря на стаціонарних, маршрутних та пересувних постах



Скачати 123.56 Kb.
Дата конвертації11.12.2016
Розмір123.56 Kb.
Лекція № 9

Тема: Спостереження за станом атмосферного повітря на стаціонарних, маршрутних та пересувних постах.

План

  1. Організація спостережень за станом атмосфери.

  2. Автоматизовані системи спостережень і контролю за станом атмосфери.

  3. Пости спостережень, програми і терміни спостережень.


Атмосфера є складовою частиною біосфери. Це газоподібна оболонка Землі, що обертається разом з нею як єдине ціле. Ця оболонка шарувата. Кожен шар має свою назву і характерні фізико-хімічні властивості. Умовно атмосферу поділяють на дві складові частини: верхню і нижню. Найбільш цікавою для нас є нижня частина атмосфери, головним чином тропосфера, оскільки в ній відбуваються основні метеорологічні явища, що впливають на процеси забруднення атмосфери.

Атмосферне повітря є одним з основних життєво важливих елементів навколишнього природного середовища. Його охорону забезпечують основні державні законодавчі акти:  Конституція України, Закон України “Про охорону навколишнього природного середовища”, Закон України “Про охорону атмосферного повітря”, “Порядок організації та проведення моніторингу в галузі охорони атмосферного повітря“, “Перелік найбільш поширених і небезпечних забруднюючих речовин, викиди яких в атмосферу підлягають регулюванню”.

  1. Організація спостережень і контролю стану забруднення атмосферного повітря.

  У великих промислових центрах рівень забруднення атмосферного повітря може іноді перевищувати санітарно-гігієнічні нормативи. Характер почасових і просторових змін концентрацій шкідливих речовин в атмосферному повітрі визначається великою кількістю різних факторів. Знання закономірностей формування рівня забруднення атмосфери, тенденцій його змін є необхідною умовою для забезпечення необхідної чистоти повітря. Основою для виявлення закономірностей служать спостереження за станом забруднення повітряного басейну.

Від своєчасності, повноти, достовірності та якості результатів спостережень  залежить  ефективність  атмосфероохоронної   діяльності в цілому і атмосфероохоронних заходів зокрема.

Служба спостережень і контролю за станом атмосферного повітря складається з двох частин, чи підсистем: спостережень (моніторингу) і контролю.

Перша підсистема забезпечує спостереження за станом і якістю атмосферного повітря в містах, населених пунктах і територіях, розміщених поза зоною впливу конкретних джерел забруднення.

Друга підсистема забезпечує контроль джерел забруднення і регулювання обсягів викидів шкідливих речовин в атмосферу. Спостереження за станом атмосферного повітря проводяться в районах інтенсивного антропогенного впливу (у містах, промислових і агропромислових центрах тощо) і в районах, віддалених від джерел забруднення (у фонових контрольних районах).

Спостереження в контрольних районах, що значно віддалені від джерел забруднення, дозволяють виявити особливості відгуку біоти на вплив фонових концентрацій забруднюючих речовин. Як правило, фонові спостереження за спеціальною програмою фонового екологічного моніторингу проводяться в біосферних заповідниках і заповідних територіях. У біосферних заповідниках здійснюється оцінка і прогнозування забруднення атмосферного повітря шляхом аналізу вмісту в ньому зважених часток, свинцю, кадмію, миш'яку, ртуті, бенз(а)пирена, сульфатів, діоксиду сірки, оксиду азоту, діоксиду вуглецю, озону, ДДТ та інших хлорорганічних сполук.

Мережа фонових станцій, розміщена на території нашої країни, залучена до Глобальної системи моніторингу навколишнього середовища (ГСМОС), що функціонує відповідно до програми ООН із проблем навколишнього середовища під єгідою ЮНЕП. Інформація, одержувана з фонових станцій, дозволяє оцінювати стан і тенденції глобальних змін забруднення атмосферного повітря. Фонові спостереження проводяться також і на науково-дослідних кораблях у морях і океанах.

На фонових станціях досліджуються й уточнюються критерії створення мережі спостережень, перелік контрольованих домішок, методики контролю й обробки даних вимірів, способи обміну інформацією і приладами, методи міжнародного співробітництва. Так, за міжнародною угодою станція базисного і регіонального моніторингу повинна розміщатися на відстані 40-60 км від великих джерел забруднення з підвітряного боку. На територіях, що примикають до станції, у радіусі 40-400 км не повинен змінюватися характер діяльності людини. Було також установлено, що проби повітря повинні відбиратися на висоті не менш 10 м над поверхнею рослинності. На станціях фонового моніторингу спостереження за якістю атмосферного повітря здійснюється за фізичними, хімічними і біологічними показниками. Необхідність організації контролю забруднення атмосфери в зоні інтенсивного антропогенного впливу визначається попередніми експериментальними (протягом 1-2 років) і теоретичними дослідженнями з використанням методів математичного і фізичного моделювання. Такий підхід дозволяє оцінити ступінь забруднення атмосфери тією чи іншою домішкою в місті чи будь-якому іншому населеному пункті, де є стаціонарні чи пересувні джерела викидів шкідливих речовин.

Пост спостереження може давати інформацію про загальний стан повітряного басейну, якщо він знаходиться поза зоною впливу окремих джерел викидів, а також здійснювати контроль за джерелами викидів, якщо він знаходиться в зоні впливу джерел викидів. При розміщенні постів спостереження перевага віддається районам житлової забудови з найбільшою щільністю населення, де можливі випадки перевищення встановлених граничних значень гігієнічних регламентів (ГДК). Спостереження повинні проводитися за всіма домішками, рівні яких перевищують ГДК. В обов'язковому порядку виконується відбір проб основних забруднюючих речовин і речовин, що найбільш часто зустрічаються в досліджуваних зонах забруднення атмосферного повітря: пил, діоксид сірки, оксид вуглецю, оксиди азоту. Необхідність заміру концентрації інших речовин для контролю визначається специфікою виробництва та викидів у даній місцевості та частотою їх перевищення ГДК.

Важливим аспектом моніторингу атмосфери є його здатність забезпечувати контроль так званого трансграничного перенесення  потоків домішок за рахунок розповсюдження забруднюючих речовин на великі віддалі від місця викиду. Цей контроль здійснюється системою наземних і авіаційних станцій. Мережа станцій трансграничного перенесення обладнується автоматичними системами відбору газу й аерозолей, збору сухих і мокрих опадів,  аналізу  вмісту домішок у відібраних пробах.

Інформація надходить у центри, що здійснюють:

- збір, аналіз і збереження інформації про трансграничне перенесення домішок в атмосфері;

- прогнозування перенесення домішок на основі метеоданих;

- ідентифікацію районів викидів і джерел;

- реєстрацію і розрахунок випадінь домішок з атмосферного повітря на підстилаючу поверхню та інші роботи.

З метою порівнянності результатів спостережень, отриманих у різних географічних і часових умовах, використовуються єдині уніфіковані методи відбору й аналізу проб, обробки і передачі інформації.

Щоб атмосфероохоронні заходи були ефективними, інформація повинна бути достатньою, повною і достовірною. Повнота інформації визначається числом контрольованих інгредієнтів, термінами спостережень та розміщенням мережі пунктів спостережень. Це досягається дотриманням нормативних вимог. Вони забезпечують одержання репрезентативних даних, однорідність інформації, повноту спостережень, правильність статистичної обробки і санітарно-гігієнічної оцінки, коректність пояснення причин змін рівня забруднення та тенденцій (чи їх відсутності), зміни рівня забруднення в часі і по території, облік метеоумов перенесення і розсіювання домішок, режиму викидів.


  1. Автоматизовані системи спостережень і контролю за станом атмосфери.

Існуюча в нашій країні мережа спостережень забруднення атмосферного повітря містить пости ручного відбору проб повітря й автоматизовані системи спостережень і контролю навколишнього середовища (АНКНС).

Системи АНКНС є стаціонарними. Вони оснащені пристроями безупинного відбору й аналізу проб повітря і передачі інформації каналами зв'язку в центр регулювання стану атмосферного повітря в заданому режимі.

Впровадження АСКЗ-А забезпечує безперервний, більш якісний контроль забруднення атмосфери і значно скорочує сумарні витрати на його здійснення в порівнянні з звичайними методами, якщо їх проводять штат спостерігачів і використовують звичайні методи збору і обробки інформації. Однак такий автоматизований контроль вимагає значних затрат на купівлю та монтаж дорогого оснащення.

Це положення привело до необхідності пошуку нових, більш дешевих методів і засобів для оперативного контролю забруднення повітряного басейну, зокрема, використання в цих цілях лазерів. Діапазон довжини хвиль, які випромінюються лазерами, охоплює видимий спектр, інфрачервону і ультрафіолетову області електромагнітних коливань з довжиною хвиль, мкм: 0,49…0,51; 0,53; 0,63; 0,694; 1,06; 10,6. Основою лазерної локації як дистанційного методу контролю забруднення атмосфери є розсіювання електромагнітних хвиль на компонентах-забруднювачах повітря. Імпульс випромінювання лазера направляється в повітряний простір по раніше вибраній траєкторії і перетинає досліджувану частину атмосфери; розсіяна частина випромінювання реєструється чутливим приймачем і за спеціальним складом випромінювання і його інтенсивності визначається вид забруднення, оцінюється його концентрація, а за запізненням сигналу – відстань забруднюючого шару від земної поверхні. Зонування атмосфери може здійснюватися на базі серійного лазерного обладнання (станція РМС-1), доповненої розробленою для цих цілей реєструючою апаратурою.

Лазернолокаційні вимірювання атмосфери можуть проводитись на висоті від 20 – 100 м до 40 – 50 км, а радіус лазерної локації становить декілька кілометрів (по горизонталі 3 – 10 км). Звичайно концентрація аерозолей, яку вимірюють знаходиться в межах від 0,001 до 10 мг/м3; за степеню забруднення виділяють 6 класів, мг/м3: менше 0,15; 0,15 – 0,5; 0,3 – 0,45; 0,45 – 0,75; 0,75 – 1, більше 1.

Місце встановлення лазерного локатора повинно бути вибрано з врахуванням рівномірного перекриття площі всього міста, на максимально високих дахах приміщень, які забезпеченні виводом електросилової сітки напругою 380/220 В. Такий дистанційний метод контролю атмосфери з допомогою лазерної локації дає можливість здійснювати картографування забруднення повітряного басейну міста на різних висотах, вивчити динаміку виникнення і розповсюдження їх в окремих регіонах, встановити небезпечні вогнища забруднення і оперативно їх ліквідувати. Отримані при цьому карти забруднення і якості атмосфери є основою для розробки комплексу заходів по оздоровленню повітряного басейну, базою для проектних заходів по організації санітарно-захисних зон промислових підприємств, виносу найбільш інтенсивних джерел викидів за межі міста, раціональному розміщенню зон відпочинку і зелених насаджень, удосконалення технології виробництва і схеми транспортних магістралей і т. п. Лазерна локація дозволяє: систематично контролювати ефективність розроблених на її основі і здійснених в місті природоохоронних заходів по захисту атмосфери від забруднення; підвищувати рівень охорони навколишнього природного середовища; значно знизити витрати часу і засобів.


  1. Пости  спостереження  за  рівнем  забрудненням атмосферного повітря

Пости спостережень (ПС) за забрудненням можуть бути стаціонарними, маршрутними і пересувними (підфакельними). З постів ручного відбору проби для аналізу доставляються в хімічні лабораторії.

Стаціонарний пост спостережень - це спеціально обладнаний павільйон, у якому розміщена апаратура для реєстрації концентрацій забруднюючих речовин і метеорологічних параметрів за встановленою програмою.



Зі стаціонарних постів виділяються опорні пости. Вони призначені для виявлення довгострокових змін вмісту основних чи найбільш розповсюджених забруднюючих речовин.

Місце для установки стаціонарного посту вибирається з урахуванням метеорологічних умов формування рівня забруднення атмосферного повітря. При цьому заздалегідь визначається коло завдань (оцінка середньомісячної, сезонної, середньорічної і максимально разової концентрацій, імовірності виникнення концентрацій, що перевищують ГДК тощо).

Перед установкою посту слід проаналізувати:

  • розрахункові поля концентрацій за всіма інгредієнтами від сукупності викидів усіх стаціонарних і пересувних джерел;

  • особливості забудови і рельєфу місцевості;

  • перспективи розвитку житлової забудови і розширення підприємств промисловості, енергетики, комунального господарства, транспорту й інших галузей міського господарства;

  • функціональні особливості обраної зони;

  • щільність населення;

  • метеорологічні умови даної місцевості й інші.

Пост повинен знаходитися поза аеродинамічною тінню будинків і зони зелених насаджень. Його територія повинна добре провітрюватися і не підпадати під вплив близькорозміщених низьких джерел (стоянок автомашин, дрібних підприємств із низькими викидами тощо). Кількість стаціонарних постів у будь-якому місті (населеному пункті) визначається чисельністю населення, рельєфом місцевості, особливостями домінуючого виду промисловості, функціональною структурою (житлова, промислова, зелена зона і т.д.), просторовою і часовою мінливістю полів концентрацій шкідливих речовин тощо.

Визначення кількості стаціонарних постів



Чисельність населення, тис. осіб

< 50

50–100

100–200

200–500

500–1000

1000–2000

> 2000

Кількість постів, шт.

1

2

3

3–5

5–10

10–15

15–20

Щоб інформація про забруднення повітря враховувала особливості міста рекомендується ставити пости спостережень у різних функціональних зонах - житловій, промисловій і зонах відпочинку. У містах з великою інтенсивністю руху автотранспорту пости встановлюються також і поблизу автомагістралей.  

Для проведення стаціонарних спостережень вітчизняною промисловістю випускаються стандартні павільйони-пости та лабораторії типу ПОСТ. Це утеплений дюралевий павільйон, у якому встановлені комплекти приладів і устаткування для відбору проб повітря і проведення метеорологічних вимірів (швидкості і напрямки вітру, температури, вологості). Практично всі стаціонарні пункти контролю забруднення повітря обладнані такими лабораторіями.

На стаціонарних постах спостереження за забрудненням атмосфери і метеорологічних параметрів проводиться цілорічно в усі сезони незалежно від погодних умов. Для таких постів встановлюються, як правило, три програми спостереження: повна, неповна і скорочена.

Згідно з повною програмою спостереження проводяться щодня о 1, 7, 13 і 19 годині за місцевим декретним часом (неділі і суботи чергуються). Спостереження за першою програмою передбачають заміри вмісту в повітрі як основних, так і специфічних забруднюючих речовин.

За неповною програмою спостереження проводяться щодня (неділі і суботи чергуються) тільки о 7, 13 і 19 годині місцевого часу.

У районах з температурою повітря нижче 45оС спостереження проводять за скороченою програмою щодня о 7 і 13 годині за місцевим декретним часом (крім неділі).

За несприятливих метеорологічних умов (туман, тривала інверсія температур) відбір проб повітря на всіх постах  необхідно проводити через кожні 3 год.

Одночасно слід відбирати проби під факелами основних джерел забруднення на території з найбільшою щільністю населення. Підфакельні спостереження проводять за характерними для даного підприємства домішками.

Маршрутний пост спостережень - це місце на визначеному маршруті. Він призначений для регулярного відбору проб повітря у фіксованій точці місцевості при спостереженнях за допомогою апаратури, встановленої в автолабораторії. Така пересувна лабораторія має продуктивність близько 5000 відборів проб за рік. За день на ній можна зробити відбір 8-10 проб повітря. Порядок об'їзду маршрутних постів щомісяця змінюється таким чином, щоб відбір проб на кожному пункті проводився в різний час доби.

Наприклад, у перший місяць автолабораторія об'їжджає пости у порядку зростання номерів, на другий - у порядку їх спадання, а на третій місяць - із середини маршруту до кінця і від початку до середини і т.д.

Підфакельні спостереження здійснюються за спеціально розробленими програмами і маршрутами лише за специфічними забруднюючими речовинами, характерними для викидів даного підприємства. Місця відбору проб при цьому вибирають на різних відстанях від джерела викидів з урахуванням закономірностей поширення забруднюючих речовин в атмосфері.

Відбір проб повітря здійснюється послідовно за напрямком вітру на відстанях 0,2-0,5, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 15 і 20 км від стаціонарного джерела викидів та з навітряного боку джерела.

Спостереження під факелом виконуються за типовими для даного підприємства інгредієнтами з урахуванням обсягу викидів і їх токсичності. У зоні максимального забруднення (за даними розрахунків і експериментальних вимірів) відбирається не менше 60 проб повітря. В інших зонах мінімум має бути не менше 25. Відбір проб при проведенні підфакельних спостережень здійснюється на висоті 1,5 м від поверхні землі протягом 20-30 хв. не менше ніж у трьох точках одночасно. Протягом робочого дня під факелом можна відібрати проби послідовно в 5-8 точках. При дослідженні атмосферного забруднення важливе значення  мають не тільки рівні забруднення у місті в цілому (для цього використовуються стаціонарні і маршрутні пости спостережень системи моніторингу навколишнього середовища).

Якщо великий внесок у забруднення повітря міста вносить якесь підприємство, слід сконцентрувати більше уваги саме на підфакельних спостереженнях. При цьому найбільш істотною частиною цієї роботи є встановлення напрямку руху факела і вибір розміщення пунктів відбору проб. Якщо димовий факел візуально не видно, то напрямок його руху визначається за напрямком вітру на висоті викиду, запаху характерного інгредієнта досліджуваного джерела і за видимими факелами прилеглих джерел.




База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка