6.1.1. Аэроғарыштық мониторинг. Атмосфера.

Аэроғарыштық мониторинг екіге бөлінеді: авиациялық және ғарыштық. Авиациялық мониторинг аймақтықжәнежергілікті ластануда байқалады. Мысалы, ормандарды тізімге алғанда, өртпеқ өндірістік ластанулармен, зиянды заттармен зақымдалған алаңқайды табуға көмектеседі.

Ғарыштық (космостық) мониторинг биосферадағы басқа әдістерде байқалмаған өгзерістерді табуда көмектеседі.

Алғашқы экологиялық жасанды жердің спутнигі (ЖЖС) «Космос- 1906» 1987 жылдың аяғында жіберілді. Бұл ұшудың мақсаты ара қашықтықтан (дистанционный) басқару арқылы Жерге, елдерге, Антрактида мен әлемдік мұхитты суретке тусіріп, мәліметтер алу. Ғарыштық бақылау нәтижесінде кең көлемде қоршаған ортаға, ондағы табиғи ресурстарға, шаруашылық әрекеттерге қандай есері бар екеніне зерттеу жүргізіледі.

Спутник әп-сәтте 8-ден 40 мың км² жер бетін суретке тусіріп, Ю минутта 1 млн км² жұмыс жасайды.Бұндай үлкен көлемдегі мәліметті тек АЕМ көмегімен жүреді. Спутникпен берілген мәліметтер бойынша, тундраның, орманды тундраның шекарасының өзгеруі (бұл ғаламдық жылыну динамикасын сипаттайды), ормандардың өсу динамикасы мен жағдайын, ауыл шаруашылық дақылдарының зиянкестерінің таралу аймағын, өсімдіктердің өсу динамикасын анықтауға болады. ҚазіргІ уақытта осы ғарыштан суретке түсіру нәтижесінде 300 астам ауыл шаруашылық мәселелері шешімін табуда және олардың тізімі күн санап өсуде.

Атмосфера - құрамы аралас газдардақ су буынан және шаңнан тұратын планетаның газ тәрізді қабаты. Атмосфера арқылы Жерден ғарышқа зат айналымы жүреді. Жер ғарыштық шаң мен метеориттік материалды алып, ең жеңіл газ -сутегі мен гелийді жоғалтады. Күн сәулесі радиациясы Жердің атмосферасын бойынан тесіп өтеді. Атмосфералық газдардың молекуласының диссоциясы мен атомдардың иондануын тудыратын, Жер планетасыныңбеткі бөлігінің жылулық режимін анықтайды.

Атмосфера бірнеше қабаттардан турады. Төменгі, ең тығыз қабаты -тропосфера. Жердің ендігіне байланысты оның биіктігі 10-нан 18 км дейін болуы мүмкін. Бунда физикалық процестердің жүруі, біздің планетамыздың әрбір аймағындағы ауа райы қубылысының болуы, атмосфералық массаның 80% және 80% су буы орналасуынан болады. Тропосфераның үстінде 40 км биіктікке дейін стратосфера қабаты орналасқан. Бунда ультракүлгін сәулелерінің үлкен бөлігін сіңіретін және Жердегі өмірді қорғап туратын озон қабаты бар. Одан кейін ионосфера қабаты, бұл газ молекулаларының жоғары иондану қабаты. Жоғары 10 000 км дейін экосфера қабаты жатыр, бунда биіктеген сайын ауаның тығыздығы өседі.

Атмосферадағы қосылыстардың өмір сүру узақтығына байланысты оларды: турақты және ауыспалы деп бөледі. Мысалы бұған атмосферада әр түрлі формада жэне мөлшерде болатын су жатады. Дегенменен, атмосфераны қураушы бөлшектердің бұлай белінуі салыстырмалы, себебі атмосферада узақ уақыттан соң бул бөлшектер бір-бірімен араласады.

Атмосфераны қураушы негізгі бөлік-азот, оттегі, аргон және кемір қышқыл газы.

Атмосфераның ең негізгі қосылыстарының бірі - озон (0₃). Оның пайда болуы және ыдырауы тірі организмдерге өте қауіпті Күннің ультракүлгін сәулесінен озон Жердің 20 % инфрақызыл сәулесінен ауа қабатын тығыздап қорғап түрады. Озонның негізгі массасы 22 - 24 км биіктікте жайылған. Озон қабатын көбінесе «озон экраны» деп те атайды.

Сонымен, ауа қабатының күштілігі, біздің планетамыздағы тіршілікті ғарыш әсерінен қорғайтын, жер масштабы бойынша айтарлықтай улкен -1,5 мың км немесе Жер радиусының шамамен % бөлігіндей, ғарыштық масштаб бойынша Жерден Күнге дейін өте кіші -1/100 ООО. Тропосферада төменгі бөлігінде ауаның төрттен бірі шоғырланған.

Жоғарыдан атмосфераның тыгыздығы айтарлықтай темендейді, тіпті теңіздің де деңгейі шамамен 0,001 г/см² қурайды, яғни су тығыздығынан 1000 есе аз деген сөз. Тұрмыстық өлшем бойынша ол қорғауға жатпайды. Дегенмен де «салмақсыз» ауа -ғарыштың әсерінен планетадағы тірліктің қарсылықсыз қорғанысы.

6.1.2 Атмосфералық ауа жағдайын тексеру және атмосфераға шығарылатын зиянды қосылыстарды нормалау

Атмосфералық ауада зиянды қосылыстардың концентрациясының таралуы және тасымалдануы турбулентті диффузия механизміне байланысты. Турбуленттікараласудың қарқындылығы (интенсивтілігі) конвективтік жағдайда өсіп, талғаусыз жағдайда және инверсияда азаяды.

Теориялық зерттеулер мен экспериментті мәліметтер бойынша, жердің беткі бөлігінде ластаушы көзден белгілі бір қашықтықта концентрацияның максимальды мәні есетіні байқалған. Желдің жылдамдығының азаюына байланысты концентрация кебейеді, ал ластану кезінен максимум қашықтаған сайын азаяды,

Ластану көзінен шыққан зиянды қосылыстың қоршаған ауамен салыстырмалы қызуы, бастапқы кетерілісі, зиянды қосылыстың (лриместің) таралуы жэне концентрация мөлшері, кебінесе ластаушы көздің биіктігіне, сонымен қатар жоғарыдағы желдің өзгеруіне және температураға байланысты. Жай дамыған турбулентті жэне инверциядан, ластаушы көздің аласа биіктіктен таралуы зиянды қосылыстың осы ластаушы кэздің қасында шоғырлануына әкеледі.

Жоғары ластану кезінде жоғарғы концентрация дамыған турбуленттік араласуда байқалады.

Максимальды (жоғары) концентрация мына формуламен есептеледі.

С_м = Мср(А, Н, V, AT, г, ... + с J, (7)

бунда С_м- қолайсыз жағдайдағы максимальды концентрация; М- ластаушы көзден шыққан зиянды қосылыстардың саны; А- қолайсыз климаттық жағдайдың сипаттамасы; Н- ластаушы көздің биіктігі; V жэне AT- шығарылған газдың көлемі жэне қызуы (қоршаған орта температурасына салыстырмалы); г- жер бедерінің сипаттамасы; с - қаладағы барлық ластаушы көздерден немесе ендірістік аймақтардан шыққан зиянды қосылыстарды сипаттайтын фондық концентрация; ф-теориялықзерттеулер усынған функция.

Бір біріне жақын орналасқан ластаушы көзден шыққан қызған зиянды қосылыстың қолайсыз метеорологиялықжағдайға байланысты максимальды концентрациясын мына формуламен есептейміз бунда F, m, n - зиянды заттардың атмосфералық ауада отыруы және турбадан шыққан зиянды газ тәрізді затты сипаттайтын шексіздік коэффициенті.

с_м =

Салқын шығарылыстар (выброс) үшін

AMFnDN (9)

шү^ъ4Н

бунда D - тұрба диаметрі.

Зиянды қосылыстардың максимальды концентрациясы қауіпті қатты желдің жылдамдығындағы и_м байқалады, ол жылы лақтырылыстардың пропорциональды параметрі х_м тең.

°^{м= (10)} и= 2 м/с болса u = u , u > 2 м/с болса u = u (1+0,12 Jf).

W M M M M M v

Мунда / = 10³ —^—-, қайдаоз -турбадан шығып жатқан газдың

Н²АТ

орташа жылдамдығы (м/с).

(11)

Л

Ірі жылу элекгр станциял арына 5-7 м/с қатты желдің жылдамдығы қауіпті болса, металл шығару өндірісіне 2-7 м/с, химия өндірісіне - 1 - 2 м/с.

ПДВ жасаған уақытта негізгі талаптарға

С_м < ПДК қолданады.

Сонда (1) формула

М - ПДВ

жэне

1

ПДВ = ~ (ПДК - Сф) ₍₁₃₎

Қызған зиянды ластырылыстың ПДК-дан концентрациясы жер бетіндегі қабатта атмосфераға шекті мөлшерінің аспауын мына формула бойынша есептейміз

(ПДК-с_±)Н< VAT

ПДВ = " ^ф І^г (¹⁴)

AFmnr V V

Салқын шығарылыстар үшін -

₌ 8(ПДК - Сф )Һ⁴ ' ³У _{15)

AFnNDr

Сонымен, ПДВ жэне ПДК арасында тікелей байланыстылық бар. ПДВ сақталуы ПДК шамадан аспауы жағдайын қадағалайды. Лақтырылыстарды нормалау (шамалау) жоба жасалған уақыттан басталады.

Әрбір мекеме үшін турбадан зиянды қосылыстарды (примесей) ауаға шығару (лақтырылыс) мөлшері әртүрлі. Лақтырылыс мөлшері жеке ластаушы көздерінде олардың ПДВ сияқты қаралады және өндірісті эксплуатация жасағанда қадағаланады. Күрделі рельф жағдайында орналасқан өндірісте ауаға лақтырылыс мөлшері шектеулі болады. ПДВ (лақтырылыс нормасы) сақтау атмосфералық ауа сапасыныңжақсаруында маңызды роль атқарады.

Отынды жаққан кезде ауаға шығатын зиянды қосылыстардың шектеулі мүмкін мөлшерін (ПДТ)) т/сағ мына формуламен шығаруға болады.

бунда Л^жэне V_m- 1 кг отынды жаққан кездегі зиянды қосылыстың лақтырылуы мөлшері мен газдың көлемі.

Атмосфералық ауаны қорғауда басты бағыт, тазалау қондырғыларын жетілдіру мен лақтырылыстарды нормалау арқылы, лақтырылыстарды болдырмау және оларды тазарту.

Ауа райының ауытқу жағдайында қауіпті лақтырылыстардан сақтау уақытша сипат алады және ластанудың бағытына қарай орындалады.

Қалада және өндіріс орындары шоғырланған аймақтарда ауаның жерге жақын қабатының ластануы метеорологиялықжағдайларға да байланысты. Қолайсыз метеорологиялық жағдайларда зиянды заттардың қосылысы жердің беткі бөлігіне шоғырланып, қауіпті деңгейге дейін жетеді. Бұндай жағдайларда дүркін-дүркін «залповый» лақтырылыс болмауы керек.

Бұлардың бәрі ластану деңгейі туралы сақтандыру мен болжамның өндіріс орындары, жылу электр станциялары және басқа нысаналарда қолайсыз жағдайлар болмас үшін өте қажетті.

Зиянды қосылыстардың концентрациям қаншалықты болатынын, атмосфера жағдайынсипаттауда, метеорологиялықжағдайды қалыпты (нормальные) және ауытқулы (аномальный) деп бөледі. Жағымсыз жағдайдағы қалыпты түрге атмосфера жағдайының тұрақсыздығымен, ластаушы көзден жер бетіне зиянды қосылыстардың таралу куштілігімен ерекшеленеді.

Жағымсыз жағдайдағы ауытқулы түрге ластаушы көз орналасқан жерден жердің төменгі бөлігінен, зиянды заттардың күшеюімен ерекшеленеді. Ластаушы көздің деңгейі темен болған сайын, оған инверсия қабатының негізі жақын, соған байланысты жерге жақын қабаттағы зиянды қосылыстардың мөлшері де жоғары болады. Жоғарылау инверсиясы жерге жақын концентрацияда қызған лақтырылыстарға қарағанда, салқын лақтырылыстарда кептеу. Жоғарылау инверсиясы салқын лақтырылыстағы ластаушы көздің үстінде болса және жердің бетінде жай жел немесе тымық болса, онда қатты ластану байқалады. Зиянды қосылыстардың мөлшері, зиянды қосылыстар туман күндері ылғалмен қосылып улы заттар түзуінен концентрациясы етеді.

Әрбір ластаушы көздің өзінің қолайсыз метеорологиялық жағдайы болады, олар алдын ала жан-жақты зерттелуі керек.

Қаладағы атмосфералык, ауаға ластаушы кез, егер өндіріс орны қаланың шетінде орналасса, желдің бағытымен ауаның ластануын әкеледі. Сондықтан зерттеліп жатқан ластануды болжау әдісі, аймақтық, ал кейде жергілікті сипат алады. Мысалы, қыста жерден пайдалы қазбаларды ашық өндіру әдісінде карьерлерде ластану деңгейі жоғары болады. Қолайсыз метеорологиялықжағдайға болжам карьер зонасынан адамдарды дер кезінде әкетуге кемектеседі.

Қала шетінде бірнеше ластаушы көздердің болуынан қалада фондықластану қүралады. Метеорологиялық параметрлермен зиянды қосылыстардың концентрациясы аз мелшерде коррелияциялануынан, болжау орталықтарында ауаның ластануын жалпы бір жылға белгілейді. Олар кездейсок, тербелістерге көп ұшырамайды, концентрация туралы бірен-саран мәліметтер метеорологиялық факторлардың жинақты әсері болып есептеледі. Қаладағы атмосфераның ластану деңгейін силаттау үшін

Р- т/п (17)

бунда /7— берілген кун ішінде қаладағы бекеттерден алынған зиянды қосылыстардың концентрациясының жалпы саны, т - берілген кун ішінде қаладағы бекеттерден алынған зиянды қосылыстардың концентрациясы с>1,5 с болса, бунда с - берілген мезгїлдегі концентрацияның орташа мелшері, өткен жылғы ауаның ластануының өзгеруін есепке алганда.

Жалпы жағдайда Р мәні 0-ден 1 дейін езгереді. Қаланың ластануының үш деңгейін (топ) бөледі. Төменделген (Н< 0,20), жоғарылаған (0,20 < Р < 0,35) және жоғары (Р>0,35). Әртүрлі қала үшін Р шектік және әртүрлі болуы мүмкін.

Ластануды болжаған кезде Р параметрі негізгі дел қабылданады және олардың мәні желдің жылдамдығы, атмосфераның түрақтылық көрсеткішіне және тағы басқа факторларға байланысты.

Ластанудың бастапқы мәліметі бойынша және метеорологиялык, параметрлер бойынша, ауаның жоғары жэне темен деңгейде ластануы жөнінде болжам жасай алады , Бул заңдылықтар атмосфераны тексеру женіндегі нусқауда (руководство) келтірілген. Олардың дәлдігі 70 - 80% дәлелденген. Бір тәулікке және қолайсыз жағдайлар туралы алдын-ала хабар, ең алдымен атмосфералық ауаға көп мөлшерде зиянды қосылыстарды шығаратын өндіріс басшыларына хабарланады. қауіпті ластану туралы болжамды бергеннен кейін: 1) қауіпті ластану деңгейі болмауы мүмкін метеорологиялық параметрлерге бақылау жүргізу; 2) қауіпті ластану деңгейі болған жағдайда, сол мезгілдің бәрінде зиянды қосылыстар концентрациясына жиі-жиі бақылау жүргізіледі (жылжымалы бақылау бекеттерінде әрбір 2 сағат сайын, стационарлы бекеттерде әрбір 3 сағат сайын) және лақтырылыстар мөлшерін төмендетуге шаралар хабарланады.

Қалалық фондық ластануды қурауда болжамның екі турі бар. Алдын ала және дәл. Алдын ала болжау бір тәулік бурын беріледі, ал дэл болжау - 6 - 8 сағаттарда (сол күні таңертең, сол күні күндіз және түнде). Тутынушыларға тек жоғары ластану болғанда ғана ескертіледі.

Қауіпті атмосфералық ластануды ескертудің үш түрі бар.

Ескертудің бірінші түрі - жеке нысаналар үшін, қауіпті ластанудың болатындығы туралы бір тәулікбурын, ал қала бойынша, егер жоғары ластану алдын ала болжам бойынша дэлелденсе ескертіледі.

Ескертудің екінші турі - жоғары ластану болайын деп жатқанда хабарланады, ал қала бойынша болжамды анықтаған соң беріледі. Тутынушыларға лақтырылыс мөлшері қысқаруға арналған шаралар туралы хабарланады.

Ластану деңгейі жоғарылау кезінде өнеркәсіптік технологиялық режиміне және газ-шаң тазалау қондырғыларының дурыс бекітілуін қадағалау, тазалау аппараттарын (фильтр) сөндіру және жөндеуге қою керек. Сонымен қатар, уйымдаслаған лақтырылыстарды қысқартужәне дуркін-дуркін лақтырылыстарды (залповый) болдырмау, сапалы отынды пайдалану ұсынылады.

Ескертудің үшінші түрі - атмосфераның ластану деңгейі төтенше қауіпті деңгейден асуы мүмкін болған жағдайда ғана құрылады. Бул жағдайда кейбір заттарды өндіруге немесе өндірісті мүлде тоқтату усынылады.

Егер ластану жоғарғы деңгейге жетсе, бірақ алдын ала білмеген болса, онда тұтынушыларға хабарландыру жасалады.

Қаладағы және өнеркәсіп аймағындағы тетенше ластану қаупі туралы болжамды ендірістегі диспетчерлік қызметтен қалалық әкімшілік және санитарлық қызметке хабарланады.

Жоғары ластану деңгейі болуы мүмкін жағдайда УГКС өндіріс басшыларымен біріге отырып, оларды хабарлау жүйесін талдайды. Қазіргі жағдайда ауа райының болжамы бірнеше қалаларда жасалады. Бул кейбір қалаларда азот тотықтарының мөлшерін 3-4 есе төмендетуге, ал сынап пен қорғасынның мөлшерін 2 есе темендетті. Осы сияқты алдын ала хабарлау басқа елдерде де талқылануда.

Әр түрлі ендірістік және климаттық зоналарда ауаның ластану деңгейінің қалыптауы синоптикалық - метеорологиялық жағдайда әр түрлі.