Мониторинг атмосферы

Антропогенная деятельность приводит к значительным изменениям атмосферного воздуха, и с каждым историческим этапом ее масштабы возрастают, становясь одной из глобальных проблем. С целью ограничения вредных выбросов в атмосферу и внедрению современных методов очистки воздуха необходимо проводить мониторинг его состояния.

Источники загрязнения атмосферного воздуха

Воздушная оболочка Земли формирует атмосферу радиусом 20 км. Объемная доля газов, формирующих эталонный состав атмосферного воздуха, следующая: 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа, 0,01% неона, гелия, метана, радона и других газов. Каждый из них по своему важен для окружающей среды и человека.

В связи с бурным развитием промышленности и ростом производственной мощности происходит сжигание больших объемов топлива. При этом темпы потребления кислорода и накопления углекислого газа в атмосфере сильно увеличились. В результате происходит нарушение круговорота углерода в природе, что может привести к экологической катастрофе.

Загрязнение атмосферного воздуха – внесение в атмосферу или образование в ней новых, нехарактерных для нее физических, химических, и биологических веществ, а также превышения концентраций основных ее компонентов.

Загрязнение атмосферного воздуха является глобальной проблемой, особенно острой для индустриально развитых стран. В связи с тем что, в результате загрязнения атмосферного воздуха наносится значительный ущерб людям и природе, возникает необходимость в разработке системы охраны воздушного бассейна. С целью ограничения вредных выбросов в атмосферу и внедрению современных методов очистки воздуха необходимо проводить мониторинг его состояния.

органическое

Источники загрязнения атмосферного воздуха

Естественное загрязнение. В атмосфере всегда находится пыль, которая образуется в результате природных явлений. По происхождению она может быть:

- минеральной – в результате разрушения и выветривания горных пород, извержения вулканов, лесных и болотных пожаров и соли при испарении морской воды;

- органическая пыль образуется в результате жизнедеятельности растений и животных, а также продуктами гниения и разложения остатков флоры и фауны.

- космическая пыль представляет собой остатки и несгоревших в верхних слоях атмосферы метеоритов.

Естественная пыль играет роль ядер конденсации водяного пара.

Искусственное загрязнение. Образуется в результате антропогенной деятельности, при этом значительно меняется состав атмосферного воздуха. По особенности строения и влияния различают следующие виды загрязнителей:

- механические – выбросы цементных заводов, дым, сажа и т. д.

- химические – газообразные вещества, способные вступать в реакции с компонентами воздуха, например CO, CO₂, SO₂, NO_x.

В Украине ежегодно автотранспорт выбрасывает в атмосферу до 2 млн. т. вредных веществ, что составляет 31% от общего загрязнения в т.ч. 63% свинца, 54% оксида углерода и 25% оксида азота. Выбрасывается также со стационарных источников до 4 млн. т. в год загрязняющих веществ.

Таблица – Масса выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ (т/год)

Вещество	Естественное происхождение	Искусственное происхождение
СО	-	3,5∙108
SO2	1,4∙108	1,45∙108
NOx	1,4∙109	(1,5 – 2) 107
Аэрозоль (пыль)	(7,7 – 22)∙1010	(10 – 26)∙1010
Полихлорвинил	-	2 106
O3	2∙109	-
Углеводы	109	106
Pb	-	2 106
Hg	-	5 103
CO2	1012	0,18 1011
H2S	2∙107	0,36 107

Загрязнение атмосферы вызывает такие глобальные проблемы как потепление климата (парниковый эффект), кислотные дожди, разрушение озонового слоя, опустынивание и другие.

Общие требования по организации наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха.

Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду требует использования разносторонней и детальной информации о его влиянии. Такая информация нужна для оценки реальной ситуации атмосферы, прогнозу ее состояния, налаживании рациональной системы природоохранной деятельности и контроля качества атмосферного воздуха.

Организация наблюдений за уровнем загрязнений воздуха в городах и населенных пунктах Украины осуществляется в соответствии ГОСТу 17.2.3.01­86. «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов».

Организация мониторинга атмосферного воздуха является сложной и многоплановой задачей. Система мониторинга атмосферного воздуха подобно общей системе экологического мониторинга состоит нескольких подсистем: наблюдений, оценки, прогноза и контроля (управления). Под прогнозом подразумевают научно-обоснованное предсказание появления и развития процессов, влекущих изменение состояния окружающей среды. Управление – комплекс мероприятий способствующих ликвидации или уменьшению негативного воздействия на окружающую среду.

Организация наблюдений предусматривает контроль за распространением вредных примесей как в самой атмосфере так и в системе: «атмосфера – гидросфера – литосфера – биосфера». Для этой деятельности необходима:

1. Информация про имеющиеся и перспективные источники загрязнения атмосферы (с учетом экономического развития региона);

2. характеристика загрязняющих веществ (токсичность, физико-химические свойства);

3. гидрометеорологические данные;

4. результаты предыдущих исследований (ретроспективный анализ);

5. данные о загрязнении атмосферы в других районах, регионах и странах;

Система наблюдений обеспечивает наблюдения за качеством атмосферного воздуха в населенных пунктах и территориях размещенных за зоной влияния источников загрязнения. Наблюдения ведут службы Госкомитета гидрометеорологии, которые предоставляют данные о метеорологических условиях и концентрацию вредных веществ. Министерство охраны здоровья ведут наблюдения за уровнем заболеваемости населения в различных населенных пунктах. Научный комитет Национальной академии наук Украины организует авиационно-космические наблюдения за состоянием озонового слоя и глобальным загрязнением атмосферы.

Система контроля осуществляет контроль над источниками загрязнения и выбросами вредных веществ в атмосферу. Для этого Минэкоресурсов следит за соблюдением норм ПДВ предприятий, контролирует реализацию мероприятий по охране воздуха и соблюдение требований по проектировке, размещению, строительству и введению в эксплуатацию новых предприятий.

Наблюдения над радиоактивным загрязнением атмосферы осуществляется как на фоновом уровне, так и в зонах влияния атомных станций. На расстоянии 50 – 100 км от источника ведется фоновый мониторинг с использованием фоновых станций. В радиусе 25 – 30 км от объекта используют специальные посты наблюдения, оснащенные датчиками гамма-излучения. В пределах СЗЗ создают посты дистанционного контроля.

Большое значение при мониторинге атмосферы имеют станции транскордонного наблюдения и математические модели рассеивания вредных веществ в атмосфере.