4. Контроль качества атмосферного воздуха

Воздух представляет собой смесь определенных газов, повсюду на Земле представленных приблизительно в равных объемных долях. Загрязнение воздуха имеет место в том случае, если в смеси имеются вещества в таких количествах и так долго, что создают опасность для человека, животных и растений. От загрязнения воздуха страдают все живые организмы, но особенно растения. По этой причине растения, в том числе низшие, наиболее пригодны для обнаружения начального изменения состава воздуха. Соответствующие индексы дают количественное представление о токсичном эффекте загрязняющих воздух веществ [8].

Общие выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от промышленных предприятий по Белгородской области за период с 2008 по 2012 г. растёт. Абсолютные объемы выбросов, отходящих от стационарных источников в сравнении с 2008 годом (115,5 тыс. т) на 2012 г. составили 133,9 тыс. т, в том числе по основным промышленным центрам: городам Белгороду – 7,81 тыс. т, Губкину – 26,97 тыс. т, Старому Осколу – 66,26 тыс. т.

В 2012 году организациями города на проведение природоохранных мероприятий по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу было использовано 5,1 млн. рублей, что обеспечило снижение выбросов. В результате принятых мер (выполнение воздухоохранных мероприятий) в 2012 г. было уловлено и обезврежено 208,7 тыс. т. (96,4 %) загрязняющих веществ. Экстремально высоких уровней загрязнения атмосферы за многолетний период наблюдений не выявлено [23].

Это говорит нам о том, что такое качество воздуха достигнуто в результате реализации региональных программ по снижению негативного воздействия производства, предотвращению природных и техногенных рисков, деятельности предприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ, внедрению новых технологий, а также работе государственных органов в области контроля и охраны окружающей среды.

Важнейшим условием функционирования системы управления качеством окружающей среды является наличие полной и достоверной информации о степени вредного влияния на нее результатов антропогенной деятельности. Работы по оценке масштабов этого влияния на атмосферный воздух в соответствии с законом Российской Федерации «Об охране атмосферного воздуха» проводятся в рамках «Государственного учета вредных воздействий на атмосферный воздух и их источников».

В этом вопросе особое внимание уделяется мониторингу окружающей среды, а также контролю за соблюдением природоохранного законодательства в регионах, которые характеризуются высокой техногенной нагрузкой.

Современная биосфера адаптирована к существующему климату и к химическому составу атмосферы Земли. Состав сухого незагрязненного воздуха у земной поверхности в объемных процентах выражается следующими цифрами: азот – 78,08 %; кислород – 20,95 %; аргон – 0,93 %; углекислый газ – 0,03 %. Содержание остальных газов (неон, гелий, метан, криптон, водород, оксиды серы и азота, аммиак, ксенон, озон, радон и др.) не превышает 0,01 %. Во влажном воздухе у земной поверхности содержание водяного пара составляет в среднем от 0,2 % в полярных широтах до 2,5 % у экватора. Значительные изменения в составе атмосферного воздуха неизбежно повлекут за собой необратимые изменения в биосфере [15].

Высокая освоенность территории, плотность населения, развитая транспортная сеть несут антропогенную и техногенную нагрузки, отрицательно влияют на окружающую среду. Поэтому качество воздуха зависит в основном от выбрасываемых загрязняющих веществ в атмосферу, промышленными предприятиями и транспортом.

Выброс автотранспорта представляет собой смесь следующих газов: оксида углерода, угарного газа, азота, диоксида азота, циклических углеводородов, бензола, свинца, твердых частиц, сажи, водяного пара.

Выделяют группы, загрязняющие атмосферу:

1) аэродисперсные системы, состоящие из твердых и жидких частиц, взвешенных в воздухе (пыль, туман, дым, смог);

2) газообразные вещества (оксиды углерода, аммиак, сероводород и другие);

3) пары веществ (углеводороды, ароматические углеводороды).

В системе Росгидромета за качеством атмосферного воздуха населенных пунктов ведутся наблюдения со стационарных, маршрутных и передвижных постов. Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа.

Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных загрязняющих веществ.

Маршрутный пост наблюдения предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижного оборудования.

Передвижной пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.

Правила контроля воздуха населенных пунктов устанавливают программы наблюдений. Устанавливают четыре программы наблюдений на стационарных постах:

1) полную,

2) неполную,

3) сокращенную,

4) суточную.

Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняют ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз с обязательным отбором в 1,7, 13, 19 ч по местному декретному времени. Допускается проводить наблюдения по скользящему графику 7, 10, 13 ч во вторник, четверг, субботу и в 16, 19, 22 ч в понедельник, среду, пятницу.

Наблюдения по неполной программе разрешается проводить с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 ч местного декретного времени.

По сокращенной программе наблюдения проводят с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в сроки 7 и 13 ч местного декретного времени. Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить при температуре воздуха ниже минус 45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже его разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений примеси используемым методом.

Программа суточного отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. Наблюдения по этой программе проводятся путем непрерывного суточного отбора проб.

В период неблагоприятных метеорологических условий и значительного возрастания содержания загрязняющих веществ, проводят наблюдения через каждые 3 ч. При этом отбирают, пробы под факелами основных источников загрязнения и на территории наибольшей плотности населения.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. На отдельных постах допускается смещение всех сроков наблюдений на один час. Допускается не проводить наблюдения в воскресные и праздничные дни.

На опорных стационарных постах проводятся наблюдения за содержанием пыли, сернистого газа, окиси углерода, двуокиси азота (основные загрязняющие вещества) и за специфическими (веществами, которые характерны для промышленных выбросов данного населенного пункта).

На стационарных (неопорных) постах проводятся наблюдения за специфическими загрязняющими веществами. Наблюдения за основными загрязняющими веществами на этих постах допускается проводить по сокращенной программе и не проводить их, если среднемесячные концентрации этих веществ в течение года не превышают 0,5 среднесуточной ПДК.

Перечень веществ для контроля на каждом стационарном посту в городе устанавливается местными органами Государственного комитета по гидрометеорологии и контролю природной среды и санитарно – эпидемиологической службы.

На маршрутных постах проводятся наблюдения за основными загрязняющими веществами и специфическими веществами, характерными для промышленных выбросов данного населенного пункта.

На передвижных (подфакельных) постах проводятся наблюдения за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия.

При проведении эпизодических обследований наблюдения проводятся по программе, включающей необходимый минимум регулярной программы.

Отбор проб:

1) Продолжительность отбора проб загрязняющих веществ при определении разовых концентраций составляет 20 – 30 мин.

2) Продолжительность отбора проб загрязняющих веществ для определения среднесуточных концентраций при дискретных наблюдениях по полной программе составляет 20 – 30 мин, при непрерывном отборе – 24 ч.

3) Отбор проб при определении приземной концентрации примеси в атмосфере проводят на высоте от 1,5 до 3,5 м от поверхности земли.

4) Конкретные требования к способам и средствам отбора проб, необходимым реактивам, условиям хранения и транспортирования образцов, индивидуальным для каждого загрязняющего вещества, устанавливаются в нормативно-технических документах на методы определения загрязняющих веществ.

По данным о загрязнении атмосферы определяют величины концентраций примесей: разовые (20 – 30 мин), среднесуточные, среднемесячные и среднегодовые.

Среднесуточные концентрации определяют как среднее арифметическое значение разовых концентраций, полученных по полной программе через равные промежутки времени, включая обязательные сроки 1,7, 13, 19 ч, а также по данным непрерывной регистрации в течение суток.

Среднемесячные значения концентраций загрязняющих веществ определяют как среднее арифметическое значение всех разовых или среднесуточных концентраций, полученных в течение месяца.

Среднегодовую концентрацию загрязняющего вещества определяют как среднее арифметическое значение разовых или среднесуточных концентраций, полученных в течение года.

Так, специализированной лабораторией мониторинга окружающей среды Белгородского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также Старооскольской комплексной лабораторией по мониторингу окружающей среды проводится ежедневный контроль за состоянием атмосферного воздуха. Отбор проб воздуха осуществляется на стационарных постах. В основных промышленных городах области расположено 9 постов наблюдений: в г. Белгороде – 4, Старом Осколе – 3, Губкине – 2. Посты условно подразделяются на «городские, фоновые» - в жилых районах; «промышленные» - вблизи предприятий и «авто» - вблизи автомагистралей или в районах с интенсивным движением транспорта.

Программой работ предусматривается определение 8 вредных веществ.

Контроль осуществляется по 4 основным ингредиентам: пыли (взвешенные вещества), диоксиду серы, оксиду углерода и диоксиду азота.

Кроме того на постах производятся отборы проб воздуха на специфи­ческие ингредиенты: растворимые сульфаты, оксид азота, формальдегид, бенз (а) пирен, тяжелые металлы.

Силами работников Белгородского филиала ФГУ «Специализированная инспекция аналитического контроля по Центральному региону» регулярно отбираются и анализируются пробы воздуха на стационарных источниках выбросов.

Статистическая обработка результатов анализов производится на компьютере с применением программы «АСОИЗА». Ежемесячно в территориальное управление, а также заинтересованным организациям передается справка о состоянии загрязнения атмосферы по городам. По результатам работ за год выпускается годовой отчет о состоянии загрязнения воздуха в городах.

В связи с постоянно увеличивающейся техногенной нагрузкой в последние годы такая система контроля уже не может дать объективной оценки загрязнения атмосферы: количество стационарных постов недостаточное, оборудование морально устарело [19].

С целью усиления государственного контроля и расширения системы экологического мониторинга за качеством атмосферного воздуха Государственной экологической инспекцией Белгородской области приобретена передвижная станция контроль атмосферы, которая оснащена самым современным оборудованием. Использование этой станции позволяет полу­чать своевременную и достоверную информацию о состоянии атмосферного воздуха, а также о фактах хозяйственной и иной деятельности, создающих угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан.

Таким образом, система совместного отбора и анализа проб лабораториями различных природоохранных структур исключает ошибки и дает высокоэффективные результаты. Для лаборатории областного гидрометеоцентра, мониторинг атмосферы является прямой обязанностью.

Для оценки состояния атмосферного воздуха нами был выбран метод биоиндикационного исследования. Из биоиндикационного метода использовался метод по определению степени чистоты атмосферного воздуха по сосне обыкновенной [16].