13. Основные источники загрязнений и принципы организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы.

Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населенных пунктах регламентируются ГОСТом 17.2.3.01-86 "Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов". Согласно этому стандарту, наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на постах. Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на которой размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.

Посты наблюдений бывают трех категорий: стационарные, маршрутные, передвижные (подфакельные). Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных специфических загрязняющих веществ.

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

Подвижный (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов. Стационарные посты оборудованы специальными павильонами, которые устанавливаются в заранее выбранных местах. Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории которая оснащена необходимым оборудованием и приборами. Маршрутные посты также устанавливаются в заранее выбранных точках. Одна машина за рабочий день объезжает 4-5 точек. Порядок объезда дб одним и тем же, чтобы обеспечить сравнимость результатов. Под факелом предприятия наблюдения так же проводятся с помощью оборудованной автомашины. Подфакельные посты представляют собой точки, расположенные на фиксираванных растояниях от источника, они премещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника.

14. Способ определения перечня веществ, подлежащих контролю. Понятие «основные» и «специфические» показатели. Программы и сроки наблюдений за атмосферным воздухом.

В атмосферный воздух города поступает большое количество различных вредных веществ. Повсеместно выбрасываются такие вредные вещества как пыль (взвешенные вещества), диоксид серы, диоксид и оксид азота (наблюдения за оксидом азота проводят только в городах с числ нас более 250 тыс), оксид углерода, которые принято называть основными, а также ряд других веществ выбрасываемых отдельными производствами, которые называются специфическими.

Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливаются на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загряязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей. Определяются вещества которые выбрасываются предприятиями города и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ. В результате составляется список веществ, подлежащих контролю в первую очередь. Принцип выбора вредных веществ и составление списка приоритетных веществ основан на использовании параметра потребления воздуха (ПВ):

Реального -

ПВi = Мi\qi

И требуемого -

ПВтi = Mi\ПДКi

Где Mi - суммарное количество выбросов i-той примеси от всех источников, расположенных на территории города, qi - концентрация установленная по данным расчетов или наблюдений.

Устанавливается, не будет ли средняя или максимальная концетрация примеси превышать приданных выбросах соответственно среднюю суточную ПДКсс или максимально разовую ПДКмр. Если Пвтi  Пвi, то ожидаемая концентрация примеси в воздухе может быть равна ПДК или превысит ее, и следовательно, i-я примесь должна контролироваться. Перечень веществ для организации наблюдений устанавливается сравнением ПВ с ПВт, для средних (ПВсс) и максимальных (ПВмр) концентраций примесей.

Для выявления необходимости наблюдений за i-той примесью с использованием ПВсс предлагается графический метод. На рис показано семейство приямых линий, соответствующих q = ПДКсс по заданным значениям Мi, потенциала загрязнения (ПЗА) и характерного размера города Li, определяемого условно как радиус круга площадью Si, соответствующей площади города, те:Li = Si\. ПЗА для города определяется по географическим зонам.

На рис для i-той примеси по вначениям Мi и Li определяется местоположение точки по отношению к расчетной прямой qi = ПДКcci. Если точка попадает в область выше прямой или на прямую, то это означает, что ожидаемая средняя концентрация i-той примеси будет превышать санитарно-гигиеническую норму (ПДКсс) или будет равна ей и следовательно i-тую примесь необходимо контролировать. Если точка ложится ниже прямой. То контролировать i-тую примесь не следует (если при этом ожидаемое максимальное значение концентрации не будет превышать ПДК)

зависимость между суммарными выбросами Мi, характерным размером города L и средней концентрацией примеси Q = ПДК.(графики построены для города с ПЗА 3) При применении графического метода следует учитывать, что прямые на графике соответствуют значениям ПДКсс от 0.005 до 0.05 мг\дм³ . Если значение i-той примеси больше 0.05 (или меньше 0.005), используется прямая линия, соответствующая значению ПДКсс в 10 раз меньшему (или большему) чем ПДК, а значения М, нанесенные на оси координат, умножаются или делятся на 10. Например, для серной кислоты имеющей ПДКсс=0.1мг\дм, используем линию ПДКсс в 0.01мг\дм, значения М на оси ординат умножаем на 10.

После отбора примесей, подлежещих контролю, определяется очередность организации контроля за специфическими примесями, выбрасываемыми различными источниками. Для этого рассчитывается параметр требуемого потребления воздуха (Пвтi) по фформуле:

ПВтi1 = Mi\ПДКссi

Если ПВti1  ПВтi2  ПВтi2 …., то первой в списке котролируемых примесей войдет примесь с наибольшим значением ПВтi и тд. То составляется первый предварительный список примесей в порядке 1,2,3 … Если несколько примесей имеют одинаковые значения Пвтi, то сначала записывается примесь 10го класса опасности, затем 2, 3, 4.

Значение ожидаемой максимальной концентрации примеси, зависит от высоты выброса (автотраспорт  20м, неск пом ист =50м, высокие трубы - ТЭЦ, ГРЭС = 100-250 м), от температуры выброса, скоростей выхода из трубы и

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

Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняются ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз при обяязательном отборе в 1, 7, 13, и 19 ч по местному времени.

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

Наблюдения по сокращенной программе проводятся при температуре ниже 45С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1\20 ПДК мр или меньше нижнего предела диапазона измерений используемого метода.

Допускается для наблюдения за разовыми концентрациями использовать скользящий график (в 77.10,13 ч во вт чтв и суб, и в 16,19,22 ч в пн ср и пятн).

Программа суточного отбора проб предназначена для получения информаци о среднесуточной концентрации. В отдичие от наблюдений по полной программе, наблюдения проводятся путем непрерывного суточного отбора проб, что не позволяет получить разовые значения конценрации.

Все программы наблюдений позволяют получать концентрации среднемесячные, среднегодовые и средние за более длительный период времени.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности.

Наблюдения на маршрутных постах могут проводится по полной, неполной или сокращенной программам. Сроки отбора проб воздуха при подфакельных наблюдениях должны обеспечить выявление наибольших концентраций примесей, связанных с особенностями режима выбросов и метеорологических особенностей рассеивания примесей, онимогут отличаться от сроков наблюдений на стационарных и маршрутных постах.

В период неблагоприятных метеорологическх условий, сопровождающихся значительным возрастанием содержания примесей до высокого уровня загрязнений (ВЗ), проводят наблюдения через каждые 3 ч. при этом отбирают пробы на территории с наибольшей плотностью населения на стационарных или маршрутных постах или под факелом основных источников загрязнения по усмотрению комгидромета.

15. Основные принципы отбора проб воздуха через поглотительные системы. Определение оптимального объема воздуха. Приведение объема воздуха к нормальным условиям.

16. Отбор проб воздуха на твердые сорбенты: краткая характеристика основных групп твердых сорбентов, сорбционные устройства.

17. Основные принципы отбора проб воздуха на фильтрующие материалы .

18. Особенности организации мониторинга снежного покрова как объекта мониторинга атмосферы.

Под устойчивым снежным покровом, который и дает полноценную информацию о состоянии атмосферы, понимают покров, который держится не менее одного месяца с перерывами, на превышающими трех дней.

Источники загрязнения снежного покрова:

Загрязнение снегового покрова происходит в два этапа. Во-первых, это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и выпадения на местность - так называемое влажное выпадение загрязняющих веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега, в результате сухого выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из подстилающих почв и горных пород.

В начале зимы, когда отсутствует сплошной снежный покров, загрязнение снега может происходить в результате ветровой эрозии обнаженных участков замерзших почв.

Загрязнение снега обусловлено влиянием многих источников. Так, характерная высота поступления загрязняющих веществ от промышленных предприятий и тепловых станций составляет 150 м. Эта оценка учитывает высоту труб, начальный подъем газопылевого факела, распределение мощности выброса по отдельным типам источников.

Поступление в атмосферу природных веществ (продуктов ветровой эрозии, летучих соединений, морских брызг) происходит непосредственно с поверхности Земли. Продукты вулканических извержений забрасываются в тропосферу, а при наиболее мощных извержениях и в стратосферу. Среднее время пребывания в атмосфере антропогенных и природных веществ связано с высотой первоначального выброса и физико-химическими свойствами. Время пребывания растет с высотой выброса и увеличением дисперсности аэрозольных частиц. Оно оказывается наибольшим для газов со слабой химической активностью, для сернистого газа и окислов азота, составляет несколько суток. Время пребывания мелкодисперсных аэрозолей в нижней тропосфере, включая сульфаты и нитраты, образующиеся из сернистого газа и окислов азота, составляет несколько суток, обычно не более пяти. Крупные частицы могут находиться в нижней тропосфере в основном не более нескольких десятков минут, мелкодисперсных аэрозолей в верхней тропосфере до 10-20 дней, а в стратосфере - более года.

Газы с низкой химической активностью (окись и двуокись углерода, многие углеводороды, включая ПАУ, легкие нефтяные углеводороды, фреоны) имеют среднее пребывание от месяца до нескольких лет.

Состав веществ, загрязняющих снежный покров

В районах, подверженных интенсивному антропогенному воздействию местных промышленных источников: Н+, S0²₄, NОз, NH4. S0²₄ и N03 образуются при растворении в атмосферных осадках серной и азотной кислот, ион аммония NH4 возникает вследствие нейтрализующего влияния аммиака в атмосферном воздухе.

Микроэлементы в снеге находятся в твердой (условно нерастворимой фракции) и жидкой (водно-растворимой фракции). Микроэлементы в водно-растворимой фракции попадают при фильтровании растопленной пробы в фильтрат, твердой (взвешенные вещества) — остаются на фильтре. В городском снеге большинство изученных элементов находятся в труднорастворимой форме (73-92%). Часть микроэлементов в твердой фазе связаны с различными органическими соединениями (низкомолекулярные кислоты, аминокислоты и т. д.). С ними могут быть связаны до 33% Fе, Со, 46% Сu, 74% Нg и 96% Аu. Ядра снежных кристаллов наиболее часто бывают представлены частицами глинистых минералов микронного размера

Основными загрязнителями, поступающими на поверхность земли в городе, вместе с мокрыми и твердыми осадками, являются сульфатно-карбонатная пыль, а также окислы серы и азота в составе аэрозолей.

Снеговая вода представляет собой раствор, содержащей ионы Nа⁺, К⁺, Са²⁺, Сl, SО4, НСО₃. Являясь электролитом, снеговая вода характеризуется определенным сопротивлением. Удельное сопротивление равно сопротивлению столба жидкости длиной 1 см и поперечным сечением 1 см², т. е. сопротивлению 1 см³. Удельная электропроводимость представляет собой величину, обратную удельному сопротивлению. Единица измерения удельной электропроводимости - Сименс \см (См\см).

Снеговые воды Минска содержат преимущественно неорганические вещества, определяемые интенсивным сжиганием органического топлива автомобильным транспортом, промышленными предприятиями и ТЭЦ, а так же присутствием пыли, содержащей ионы металлов и органических примесей. В результате воздействия с атмосферными примесями снеговые воды города представляют собой в основном растворы смесей сильных электролитов. Т.о. удельная электропроводимость снеговых вод служит показателем суммарной концентрации ионов Nа⁺, К⁺, Са²⁺, Сl, S0²₄

Для отбора проб снега используются: стандартный снегомер - плотномер, снегомерная рейка, полиэтиленовый пакет вместимостью 10-12 дм³ или полиэтиленовое ведро с крышкой для пробы снега, полиэтиленовая пленка - подкладка под крышку ведра размером 50x50 см. При отборе пробы фиксируются данные: место отбора пробы (название метеостанции); дата отбора пробы; дата установления устойчивого снежного покрова; тип маршрута (полевой, лесной); средний влагозапас в снеге (в мм) на маршруте в день отбора пробы; суммарное количество атмосферных осадков (по осадкомеру), выпавших со дня установления устойчивого снежного покрова; средняя высота снега, измеренная в местах взятия кернов снега; количество кернов снега в пробе; средняя плотность снега на маршруте в день отбора пробы; наличие или отсутствие проталин или оголенных участков вблизи места отбора пробы.

В химических лабораториях выполняются следующие виды работ: сушка, взвешивание и упаковка фильтров «синяя лента», которые отправляются на метеостанции; сушка, взвешивание фильтров с осадком, поступивших с метеостанций после предварительной обработки проб; измерение в жидкой фазе проб снега значений рН и электропроводности; аналитическое определение в жидкой фазе проб концентрации ионов водорастворимых соединений: гидрокарбоната, сульфата, нитрата, хлорида, аммония, калия, натрия, магния, кальция, а также специфических для данной территории водорастворимых загрязняющих веществ; внутренний контроль проводимых анализов; составление таблиц, с результатами анализов; пересылка фильтров с осадком в централизованные лаборатории для анализа на содержание металлов и ПАУ.