Проблемы загрязнения атмосферы. Экологический мониторинг и нормы воздействия отраслей промышленности. Учебное пособие

ливается, как правило, на специально оборудованных гидрометеорологи-

ческих станциях (ГМС), огороженных металлической сеткой с размером ячеек 10 х 10 см. Площадь огороженной площадки составляет 5 х 10 м,

а высота сетки – 1,2-1,5 м. Площадка должна располагаться на расстоянии не менее десяти высот до ближайшего здания и не менее 30 м от дорог.

Площадка должна иметь травяной покров. Не допускается высаживание других растений, тем более кустарников и деревьев. На территории ГМС не ближе 4 м от домика и ограды устанавливаются марлевый планшет для сбора радиоактивных выпадений и термолюминесцентный дозиметр.

Установку для отбора проб воздуха лучше размещать в специальной буд-

ке с жалюзи, приподнятой над поверхностью земли на 80-100 см. Выброс воздуха, прошедшего через фильтры установки тип «Тайфун», должен производиться обязательно в противоположную от планшета сторону. Ес-

ли стационарный пункт не обеспечен электропитанием (трехфазное (5-10)

кВт), то вместо фильтрующей установки допускается использование мар-

левого конуса. Наблюдение за радиоактивностью атмосферного воздуха осуществляется систематически круглый год. Смена марли на планшетах и вертикальных экранах, а также фильтров в установках производится ежедневно в 7 ч 30 мин утра по местному декретному времени. С филь-

трующих установок фильтры могут сниматься как через 24 часа и в 7 ч

30 мин, так и через 12 ч, т.е. два раза в сутки. При двухразовом отборе установлено время работы установок: с 7 ч 30 мин до 13 ч 30 мин и с 19 ч 30 мин до 1 ч 30 мин. Скорость воздуха в установке определяется с помо-

щью расходомеров УС-125 или УС-175-12 три раза в сутки: в 7 ч 30 мин, 13 ч 30 мин и 1 ч 30 мин.

Местоположение стационарных постов выбирается совместно гидро-

метеорологической и санитарно-эпидемиологической службами и согласо-

вывается с главным архитектором города [16].

Выбору постов для отбора проб должно предшествовать:

21

–ознакомление с районной планировкой, технико-экономическими обоснованиями и генеральным планом развития города;

–изучение метеорологических особенностей района, оказывающих влияние на распространение вредных веществ в атмосфере, выявление участков городских территорий, характеризующихся застоем воздуха, хо-

рошо проветриваемых;

–изучение данных загрязнения атмосферного воздуха по результатам наблюдений, проводившихся ранее различными организациями;

–проведение предварительных маршрутных наблюдений за загряз-

нением воздуха в различных районах данного города.

Выбранные места должны, во-первых, располагаться на открытых,

проветриваемых со всех сторон площадках с непылящим покрытием (га-

зон, асфальт, твёрдый грунт), во-вторых, отражать характерное состоя-

ние воздушной среды города, с учётом различных районов исследуемой территории.

Количество стационарных (или маршрутных) постов в населённых пунктах определяется с учётом численности населения, площади и рельефа местности, развития промышленных комплексов в зоне, размещения мест отдыха и курортных зон. Необходимо уделить особое внимание районам перспективного жилищного строительства и территориям, примыкающим к магистралям с интенсивным движением автотранспорта.

Выбранные согласно требованиям посты наблюдений наносятся на план города, и за каждым постом закрепляется порядковый номер. Для каждого поста составляется краткое описание его местоположения. Опи-

сания постов хранятся в УГМС (ГМО), СЭС и у архитектора города.

Для размещения и хранения необходимого оборудования и прове-

дения наблюдений на стационарном посту устанавливается специальная лаборатория. Она включает я павильон; комплект приборов и оборудова-

ния для отбора проб воздуха на газовые, аэрозольные примеси

22

и проведения метеорологических измерений; мачту для установки датчи-

ка ветра.

Отбор проб воздуха на аэрозоли (пыль, сажа) проводится через один из люков в стенках павильона (расположенных на высоте 1,5 м от поверх-

ности земли и на расстоянии 20-30 см от угла павильона) в зависимости от направления ветра.

Для проведения метеорологических наблюдений на стационарных постах, оборудованных павильонами, используется ветромер и аспираци-

онный психрометр, который крепится на штативе ветромера. Штатив рас-

полагается на расстоянии 3-4 м от павильона с наветренной стороны. При отсутствии ветромера для измерения скорости ветра применяется ручной анемометр. Анемометр и психрометр устанавливаются на выносной стойке,

для определения направления ветра используется флюгер или лёгкий вым-

пел и компас [17].

2.3. Организация наблюдений на маршрутных постах

Маршрутный пост наблюдений - место на определенном маршруте в городе. Он предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фикси-

рованной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помо-

щью передвижной аппаратуры.

Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью специ-

альной передвижной лаборатории [18], в которой имеется необходимое оборудование и приборы. Отбор проб на автомашине по маршрутным постам организуется из расчёта, что за восьмичасовой рабочий день на одной автомашине можно провести 8-10 отборов проб. Одна автомашина может объехать 4-5 постов с учётом того, что отборы проб на каждом посту должны проводиться два раза в сутки. Маршрутным постам при-

сваивается порядковый номер, и их местоположение наносится на план

23

города. Определяется порядок объезда выбранных постов и утверждается маршрут автомашины. Порядок объезда маршрутных постов ежемесячно меняется так, чтобы отбор проб на каждом из них осуществлялся в разное время суток.

Передвижной экологический пост контроля атмосферы (ПЭП)

предлагаемый, фирмой ОАО «Лига» (г. Саратов)

Передвижной экологический пост контроля атмосферы (ПЭП) –

предназначен для мониторинга состояния санитарно-защитной зоны пред-

приятий, жилых районов города, области, а также для использования в рай-

онах нефтегазовых месторождений, металлургических, химических и дру-

гих производств. Он оснащен автоматическими газоанализаторами, позво-

ляющими измерять содержание основных загрязнителей в атмосферном воздухе.

Лаборатория состоит из переносных и стационарных измерительных приборов для анализа:

–стойка газоаналитическая;

–комплект воздухозаборных устройств;

–система жизнеобеспечения;

–метеорологический комплекс;

–автономное электропитание;

–система проверки достоверности показаний;

–автоматизированная система сбора и обработки полученной ин-

формации;

– беспроводная система передачи накопленных результатов изме-

рений.

Экологический контроль ведётся по следующим параметрам:

–определение массовой концентрации предельных, непредельных

иароматических углеводородов (фенол, бензол, толуол, этилбензол, кси-

24

лол, стирол) при их совместном присутствии в атмосферном воздухе, воз-

духе рабочей зоны и промышленных выбросах;

– анализ атмосферного воздуха на NH3, CO, H2S, SO2, O3, NOx, взве-

шенные вещества (мг/м3);

–контроль воздуха рабочей зоны (0…200 ppm);

–определение значений температуры, атмосферного давления, влаж-

ности, скорости и направления ветра;

– отбор проб воздуха на поглотительные фильтры и барботеры, сорб-

ционные трубки для их последующего анализа в стационарной лаборато-

рии на содержание загрязняющих веществ и пыли.

Лаборатория позволяет производить отбор, хранение, консервацию,

транспортировку проб для последующих исследований, метеорологические наблюдения для оценки экологического состояния.

2.4. Организация наблюдений в районе промышленных

предприятий (подфакельные наблюдения)

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника. Места отбора проб при подфакельных наблюдениях выбирают на разных расстояниях от источника загрязнения с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Наблюдения под фа-

келами дымовых труб предприятий проводятся с целью получения матери-

алов по распространению вредных веществ от отдельных источников вы-

бросов в зависимости от метеорологических условий и оценки влияния этих источников на загрязнение атмосферы [19]. При проведении подфа-

кельных наблюдений используются специальные автомашины с аппарату-

рой для отбора проб и оперативного размещения постов наблюдений под факелом исследуемого источника.

25

Наблюдения под факелом проводятся за типичными ингредиентами для данного предприятия с учётом количественных выбросов и их токсиче-

ских характеристик так, чтобы в зоне возможного максимального загрязне-

ния было отобрано не менее, чем 50-60 проб воздуха по каждому ингреди-

енту в разные сезоны года.

При выполнении подфакельных наблюдений существенной частью работы является определение направления факела и выбор местоположения постов для отбора проб. Направление факела определяется по визуальным наблюдениям за очертанием дыма. В случае отсутствия дымового облака направление факела определяется или по направлению ветра на высоте вы-

броса с учётом возможной высоты подъёма факела, или по факелам от близлежащих примерно равновысоких источников.

Отбор проб воздуха производится последовательно по направлению ветра на расстояниях от источника выброса 500, 1000 и 2000 м. Кроме того,

организуется пост по отбору проб воздуха с наветренной стороны от ис-

точника выбросов на расстоянии, исключающем влияние обследуемого ис-

точника на величину концентраций.

Отбор проб должен проводиться в местах, где можно ожидать наибо-

лее высокие концентраций примесей, т.е. на расстояниях от источника,

равных 10-40 средним высотам трубы, на высоте 1,5 м от поверхности зем-

ли в течение 20-30 мин. Интервал между отборами – порядка 10 минут.

26

3. КОМПЛЕКСНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В ГОРОДАХ

3.1. Организация комплексного обследования

Организация комплексного обследования загрязнения атмосферного воздуха проводится в соответствии с [20].

Выбор районов комплексного обследования определяется степенью развития промышленности, большими объемами выбросов, токсичностью выбрасываемых в атмосферу веществ, уровнями загрязнения, численно-

стью населения и жалобами от населения, поступающими в медицинские учреждения и государственные органы.

В первую очередь обследованию подвергаются города с предприяти-

ями металлургии, нефтехимии и нефтепереработки, химии, стройматериа-

лов, с мощными тепловыми электростанциями, коксохимзаводами и т.п.

При равных уровнях развития промышленности города, расположенные в условиях пересеченной местности или подверженные наиболее частому влиянию неблагоприятных метеорологических условий, а также районы,

где предполагается строительство новых крупных объектов народнохозяй-

ственного значения, необходимо обследовать раньше, чем другие.

Для качественной оценки загрязнения атмосферы городов и метеоро-

логических особенностей распространения вредных примесей в атмосфере организуются эпизодические комплексные обследования [21]. Результаты обследования позволяют детально оценить роль крупных промышленных объектов города как источников загрязнений воздушной среды, а также выявить районы, наиболее подверженные загрязнению выхлопными газами от автотранспорта.

Для достаточной надежности таких наблюдений их следует прово-

дить в отдельные периоды на протяжении двух-трех лет с учетом возмож-

27

ных изменений погоды. На основе такого обследования составляется свод-

ка состояния загрязнения воздушного бассейна города, и намечаются пути его оздоровления.

Обследования загрязнения воздуха в городах проводятся, как правило,

совместно органами Росгидромета и санитарно-эпидемиологическими станциями.

Этапы работы при обследовании

В период предварительного ознакомления проводятся следующие мероприятия:

–изучение общей характеристики города, его физико-

географического положения, особенностей метеорологического режима и размещения основных источников загрязнения, основных выбрасывае-

мых примесей; расположения жилых и промышленных районов, а также территорий перспективного строительства;

– оценка загрязнения атмосферы города в целом по имеющимся дан-

ным гидрометеослужбы и СЭС;

– составление сводки основных характеристик загрязнения по имею-

щимся материалам;

– ознакомление с основными принципами технологии производства,

количественной характеристикой выбросов вредных веществ по всем ин-

гредиентам, условиям выбросов, с размещением источников выбросов по площади и стабильностью выбросов в течение суток и др.;

– согласование с другими организациями вопросов о совместном проведении обследования.

Рекомендации по обследованию местности

для проектируемых городов

При обследовании местности необходимо провести подготовитель-

ные работы:

28

составить характеристику условий местности, на основании ана-

лиза материалов климатических справочников и атласов, в которой особое внимание должно уделяться режиму ветра (скорости и направлению ветра у земли, вертикальному распределению ветра до высоты 3 км), повторяе-

мости атмосферных явлений: осадков, туманов, дымки, слабых скоростей ветра и штилей, выявлению особенностей годового и суточного хода всех рассматриваемых характеристик и периодов с условиями погоды, способ-

ствующими высоким уровням загрязнения воздуха (слабый ветер, инверсия температуры, туман);

получить детальные морфометрические характеристики террито-

рии и оценить влияние рельефа на изменение метеорологических элемен-

тов, используя крупномасштабные карты;

выявить микрометеорологические особенности местности путём проведения специальных экспериментальных работ;

определить фоновые концентрации вредных веществ на обследуе-

мой местности по измеренным и рассчитанным на основании сведений о выбросах близлежащих промышленных источников данным.

3.2. Организация наблюдений

за загрязнением атмосферы при проведении обследования

При определении химического состава воздуха основным видом наблюдений должен быть отбор проб воздуха на стационарных и маршрут-

ных постах. В случае, когда источники вредных выбросов сосредоточены на одной промышленной площадке и загрязнение воздуха города определя-

ется главным образом этими источниками, отбор проб производится в ос-

новном под факелами этих источников на различных расстояниях.

При проведении обследований наблюдения под факелом основных источников выброса обязательно организуются по расширенной програм-

29

ме. Расширенная программа предусматривает одновременный отбор проб в зоне действия факела на разных расстояниях от источника в нескольких пунктах, как это показано на рис. 1.

Рис. 1. Схема размещения постов отбора проб воздуха при проведении подфакельных наблюдений по полной программе:

1, 2, 3 – расстояние от источника до мест отбора проб

Такое расположение точек наблюдений даёт возможность проследить изменение концентраций по длине факела и получить достоверные данные на отдельных дистанциях. В целях контроля достоверности данных наблю-

дений организуется параллельный отбор проб в одной точке. Автомашины устанавливаются под осью факела на разных расстояниях от источника вы-

броса. Слева и справа от автомашины по линии, перпендикулярной оси фа-

кела, располагаются выносные точки, обеспечиваемые автономным элек-

тропитанием. Расстояние между центральными и выносными пунктами за-

висит от ширины факела и должно составлять примерно 5% расстояния от источника выброса до пункта наблюдений [22].

Для оценки загрязнения атмосферы выхлопными газами от авто-

транспорта в различных районах города мониторинг проводят не реже од-

ного раза в год в течение двух-трёх недель.

При комплексном изучении загрязнения атмосферного воздуха в го-

родах и вокруг отдельных источников большое значение имеют сведения

30