1 Мониторинг на източници на замърсяване
Стокхолмската конференция за околната среда (1972 г.) инициира създаването на глобални системи за мониторинг на околната среда (GEMS), включително система за мониторинг на въздуха. Последната е сложна информационна система, работеща с данни на всички наземни мащаби и нива, от глобално ниво до ниво на действие.
Като цяло е удобно да се представи цялата система за наблюдение на въздуха под формата на пирамида, в самия връх на която се извършват фонови измервания в най-чистите места на планетата, на хиляди километри от местата на активна човешка дейност ( т.е. извършва се глобален фонов мониторинг.Под тази пирамида е системният регионален мониторинг, още по-ниско - въздействие.Последният термин идва от английската дума "impact", което означава пряко въздействие (въздействие).Така системите за наблюдение на въздействието са географски разположени на места на активна човешка дейност.
Системата би била непълна, ако не включва мониторинг на източниците на емисии в самите предприятия (мониторинг на източници). Предполагаше се, че такива наблюдения трябва да се правят в самите предприятия от съществуващите или създадени там услуги или ползващи външни услуги. В условията на добре функционираща икономика и развита регулаторна рамка на пазарните страни, последните доста бързо (макар и не безболезнено!) се адаптират към контрол на околната среда практически от две страни (което означава комбинация от контрол на зоните на въздействие и контрол в самото предприятие, което, разбира се, също е включено в зоната на въздействие).
Източниците в руски предприятия също се наблюдават от вътрешни служби. Това обаче не се прави навсякъде, а само в най-големите, напреднали предприятия или високорискови предприятия. Освен това неотдавнашната икономическа ситуация се превърна в основна пречка за развитието на вътрешнозаводския контрол на източниците на емисии. Реално тази пирамида за наблюдение на въздуха в Русия се оказа „виси във въздуха“. Ето защо в проекта на Единната държавна система за наблюдение на околната среда (EGSEN) мониторингът на източниците заема важно място в общата система за наблюдение на околната среда.
Препоръчително е да се изолират всички възможни източници на газови емисии и събраните газове да се изпращат към съответните системи за пречистване-неутрализиране. В този случай могат да се постигнат не само екологични цели, но и да се получи известна икономическа изгода от възстановяването на ценни компоненти. В случая се говори за организирани източници на газови емисии. За съжаление не всички източници могат да бъдат изолирани, т.е. организирано е целенасочено изтичане на газове през тръби и газопроводи към оборудването на пречиствателния процес.
В зависимост от степента на съвършенство в производството, организираните източници на капацитет варират от 0% (несъвършено производство) до почти 100% (перфектно производство). За руските предприятия тази цифра е средно близо 30%. Останалите 70% от газовите емисии се разпръскват през прозорци, фенери и други течове в сервиза. Това създава неорганизирана, като правило, площна емисия.
Според геометричните особености на източниците те могат да се разделят на точкови, линейни и областни. Условността на тези понятия е очевидна. Един град, като източник на замърсяване на въздуха, може да се разглежда като точка (на картата). В същото време не може да се разглежда като точка, когато се описва разпространението на замърсителите на разстояния от порядъка на диаметъра на самия град. В този случай градът е ареален източник. Пример за източник на линия е магистрала. Въведените понятия са важни при моделирането на процесите на разпространение на замърсители в атмосферата.
Видове замърсители.Наред с естеството на източниците е важно да се вземе предвид степента на консерватизъм 3Б. Примесът се счита за напълно консервативен, ако веществото, разпръснато в пространството, не реагира, не се абсорбира от дъждовни капки, не претърпява фотохимични трансформации, не се адсорбира от почвата и т.н. Такива вещества имат много дълъг живот в атмосферата и следователно се транспортират на дълги разстояния с въздушни течения без промяна. Смята се, че ако животът на замърсителя надвишава 1 година, тогава той може да бъде класифициран като глобален. Global 3B, изхвърлени на едно място, след една година се смесват толкова добре в атмосферата, че концентрацията им става практически същата. CO2, фреони и суперекотоксиканти като диоксини, дибензофурани и PCBs могат да служат като примери за глобални замърсители (GSP). IGBT създават проблеми в планетарен мащаб.
Регионалните 3B имат или по-кратък живот, или се изхвърлят в количество, което е значимо само в рамките на региона, а не на цялата планета; те възникват в резултат на регионална човешка дейност и създават проблеми на регионално ниво.
Местните 3B имат или дори по-кратък живот, или броят им е толкова малък, че не трябва да се отчита ефектът от такива 3B на регионално ниво. Въздействието на тези 3Bs е значително само на това място. В по-голямата част от случаите местните екологични комитети трябва да се справят с местните 3B.
Неконсервативните 3B, подложени на физични и химични трансформации, се трансформират в други вещества и продукти, които могат да бъдат както по-малко, така и по-токсични от оригинала (първичен 3B). Вторичните вещества и продукти, притежаващи различни свойства от първичните, намират своите геофизични и биологични бариери, които ги забавят придвижването им в пространството. За организиране на мониторинг (особено сложен, когато се извършват наблюдения върху всички среди, включително биотични), е много важно да се открият тези бариери, тъй като 3B се натрупва точно върху бариерите и в непосредствена близост до тях. Тази идеология прави мониторинга много по-евтин, тъй като отваря метод за наблюдение, който не изисква подробен мониторинг на замърсяването на околната среда в пространството и времето.
Известно е, че ефективният транспорт на 3B на дълги разстояния в космоса се осъществява главно чрез въздуха, дори за тези вещества, които имат много ниско парциално налягане на техните пари (например PCBs, диоксини). В този случай обаче прехвърлянето се извършва в състояние, адсорбирано върху аерозолни частици, а бариерите стават отлагащи елементи на екосистемите (почви, дънни седименти, места за натрупване на мортна маса от животни и растителни организми и др.)
Не всички 3B трябва да се разглеждат като обекти на наблюдение в различни програми за наблюдение, а само приоритетни. Това се дължи преди всичко на силно променливите ефекти на 3B върху човешкото здраве. Тъй като програмите за мониторинг, посочени в това ръководство, са насочени специално към запазване на човешкото здраве (хомоцентричната концепция за мониторинг), санитарните и хигиенните аспекти са централни за приоритизирането. Като цяло методологията за избор на приоритетни вещества беше демонстрирана от група експерти, които изготвиха решенията на вече наречената Стокхолмска конференция (група от експерти, работила до 1972 г. в Найроби). Съгласно тази методология, определящите фактори при избора на приоритет на веществата са следните:
1) размерът на действителното или потенциалното въздействие върху човешкото здраве, климата и екосистемите;
2) склонността на 3В да се разгражда или натрупва в човешките тъкани и елементи от неговите трофични вериги;
3) възможността за трансформация на 3B в различни среди и системи, както и възможността за образуване на вторични 3B, по-токсични или по-податливи на натрупване в човешките тъкани;
4) мобилност 3В;
5) действителни или възможни тенденции в концентрациите на 3B в околната среда;
6) честота на експозиция;
7) способността да се наблюдава 3B.
2.3.2 Характеристики на програмите за наблюдение
Нека разгледаме систематичен подход към анализа на данни от наблюдения в различни програми за наблюдение и да идентифицираме какви характеристики се въвеждат от фактора на географския мащаб на наблюденията при изпълнението на конкретна програма.
Мониторинг на източника.Съставът на газовите емисии при източника се определя изцяло в качествено и количествено отношение от технологията и нейното съвършенство. Нивата на концентрация на 3B в източника надвишават MPCss с десетки хиляди пъти. Аналитичната задача не е трудна, тъй като съставът е известен и достатъчно стабилен, а нивата на концентрация са високи и не изискват предварителна концентрация на пробата. Трудно е да се вземе представителна проба от източника, тъй като газовите потоци често са хетерогенни, нагрети до високи температури и неравномерни по време и диаметър на канала. Обещаващи тук са безконтактните методи за анализ, които не изискват вземане на проби. Това ниво на наблюдение не е обхванато в това ръководство.
Мониторинг на въздействието.Съставът и нивата на концентрация се определят до голяма степен (но не напълно) от производствените технологии, които създават замърсяването. В този случай физикохимичните процеси в околната среда и метеорологичните условия започват да играят съществена роля в създаването на наблюдаваните нива на концентрация на 3B. Последните понякога надвишават MPCs с десетки пъти. Наблюдава се тясна връзка между местоположението на източниците, техните характеристики, посоката и скоростта на вятъра и концентрационните полета 3B. Наблюденията се извършват на стационарни, подвижни и под факелни постове. Стационарните постове са оборудвани с метеорологично оборудване и инструменти за наблюдение на 3-4 приоритетни вещества. Мобилните постове са лаборатории на колела, които служат за изясняване на местоположението на стационарните стълбове. Това уточнение се налага поради динамиката на стопанската дейност и промените в характера на сградата. Факелните постове следят разпространението на емисиите от фабричните комини, отчитайки случаи на критични ситуации, особено в условията на NMW. Тези служби са оборудвани и с мобилни лаборатории.
Регионален мониторинг.Значителното отдалечаване от предприятията води до факта, че нивата на концентрация на 3В са по-близо до фона, обикновено в рамките на ПДКd или дори по-ниски. Аналитичният проблем се усложнява не само от необходимостта от предварителна концентрация на примесите, но и от силната вариабилност на техните стойности и качествен състав. В този случай наблюдението се отнася до аероаналитични задачи, при които ролята на въздушните течения е изключително голяма. Необходимо е да се вземат предвид всички регионални дейности, включително селскостопански, и не е лесно да се установи пряка връзка между замърсяването на въздуха и специфичните технологии. Обикновено човек трябва да има работа с редица вторични вещества, произтичащи от фотохимични и биологични процеси.
Регионалният мониторинг дава възможност да се комбинират данни от въздействието и данните от глобалния фонов мониторинг, а също така дава възможност да се идентифицират основните пътища на разпространение на 3B на дълги разстояния. Пряка информация за състоянието на замърсяването на въздуха на регионално ниво може да се получи от наблюдения в малки населени места, разположени далеч от големите градове, при условие че в тези точки няма източници на замърсяване на въздуха. Информация за регионалното фоново замърсяване на въздуха се получава и от данните на мрежата от наблюдателни пунктове за трансграничен транспорт на замърсители.
Данните за химичния състав на пробите от атмосферни валежи и снежна покривка могат да служат като косвен индикатор за състоянието на замърсяването на въздуха. Тези данни характеризират замърсяването на атмосферния слой, в който се образуват облаци, протича газообмен и от който падат валежи и сухо вещество при липса на валежи.
Данните за съдържанието на вещества в снежната покривка са най-важният материал за оценка на регионалното атмосферно замърсяване през зимата на големи територии на страната и идентифициране на зоната на разпространение на замърсители от индустриални центрове и градове. Химическият анализ на съдържанието на вредни вещества се извършва чрез методи, използвани при изследване на проби от атмосферни валежи или проби от въздух.
Глобален мониторинг.Увеличаването на емисиите на вредни вещества в атмосферата в резултат на процесите на индустриализация и урбанизация води до увеличаване на съдържанието на примеси на значително разстояние от източниците на замърсяване и до глобални промени в състава на атмосферата, което от своя страна може да доведе до до много нежелани последствия, вкл. и изменението на климата. В тази връзка е необходимо да се определя и непрекъснато следи нивото на замърсяване на атмосферата далеч извън зоната на пряко действие на промишлените източници и тенденцията на по-нататъшните му промени.
През 60-те години на миналия век Световната метеорологична организация (СМО) създаде световна мрежа от станции за наблюдение на фоновото замърсяване на въздуха (BATTMoN). Неговата цел е да получи информация за фоновите нива на концентрация на атмосферните компоненти, техните вариации и дългосрочни промени, която може да се използва за преценка на въздействието на човешката дейност върху състоянието на атмосферата.
Нарастващата сериозност на проблема със замърсяването на околната среда в глобален мащаб доведе до създаването през седемдесетте години на Комитета по околна среда на ООН (UNEP), който реши да създаде Глобална система за мониторинг на околната среда (GEMS), предназначена да следи фоновото състояние на биосферата като цяло и преди всичко за процесите на нейното замърсяване.
Фоновите станции за наблюдение на атмосферата (станции BAP-MoN) отговарят за провеждането на наблюдения и навременното изпращане на получените първични данни до техните надзорни отдели по хидрометеорология (UGM) и Главна геофизична обсерватория (GTO) на името на V.I. А. И. Воейкова.
На UGM са поверени задачите по осигуряване и наблюдение на работата на фоновите станции, както и въвеждане на нови методи за наблюдение на фоновото състояние на атмосферата, предложена за мрежата. MGO е национален научно-методически център за работа по фонов атмосферен мониторинг в рамките на програмата BAP-MON.
Поставяне на станции.Комплексна станция за фонов мониторинг (SCFM), по отношение на нейните ландшафтни и климатични характеристики, трябва да бъде представителна за региона.
След избора на района е необходимо да се вземат предвид наличните източници на замърсяване в района. При наличие на големи местни източници (административни и индустриални центрове с население над 500 хиляди души), разстоянието до обхвата на наблюдение на SCFM трябва да бъде най-малко 100 km. Ако това не е възможно, тогава SCFM трябва да се позиционира така, че повторяемостта на въздушния поток, предизвикващ пренос на замърсители от източника към станцията, да не надвишава 20-30%.
SCFM включва стационарен полигон за наблюдение и химическа лаборатория. Обхватът на наблюдение се състои от места за вземане на проби, измервателни станции и в някои случаи кладенци за наблюдение. На депото се вземат проби от атмосферен въздух и валежи, вода, почва, растителност, както и хидрометеорологични и геофизични измервания.
Мястото с размери 50x50 m, на което са разположени станциите за вземане на проби и измервателните уреди, се нарича еталонна (базова) площадка на фоновата станция. Той трябва да бъде разположен на равна площ на ландшафта с ниска степен на затваряне на хоризонта, далеч от сгради, горски пояси, хълмове и други препятствия, които допринасят за възникването на местни орографски смущения. Обектът е оборудван с уреди за вземане на проби от въздух, утаечни колектори, газови анализатори и типичен набор от метеорологични инструменти.
Химическата лаборатория на станцията се намира на разстояние най-малко 500 m от опорната площадка; лабораторията обработва и анализира тази част от пробите, която не може да бъде изпратена в регионалната лаборатория: съдържание на суспендирани частици (прах), сулфати и серен диоксид в атмосферния въздух; измерване на pH, електропроводимост, концентрация на аниони и катиони в атмосферните валежи.
BAPMon станции – Фоновите станции попадат в три категории: базови, регионални и континентални.
Базовите станции трябва да бъдат разположени на най-чистите места, в планините, на изолирани острови. Основната задача на базовите станции е да контролират глобалното фоново ниво на атмосферно замърсяване, което не се влияе от никакви местни източници.
Регионалните станции трябва да бъдат разположени в селските райони, най-малко на 40 км от основните източници на замърсяване. Целта им е да откриват дългосрочни колебания в атмосферните компоненти в района на станцията поради промени в земеползването и други антропогенни влияния.
Континенталните станции покриват по-широк спектър от изследвания от регионалните станции. Те трябва да бъдат разположени в отдалечени райони, така че да няма източници в радиус от 100 km, които биха могли да повлияят на местните нива на замърсяване.
2.3.3 Програми за наблюдение на интегрирани станции за фонов мониторинг
В станциите на KFM се прилага един от принципите на фоновия мониторинг - цялостно изследване на съдържанието на замърсители в компонентите на екосистемите. В тази връзка програмата за наблюдение в СКФМ включва систематични измервания на съдържанието на замърсители едновременно във всички среди (виж Таблица Ю), допълнени с хидрометеорологични данни.
Списъкът на веществата, включени в програмата, е съставен, като се вземат предвид техните свойства като разпространение и стабилност в околната среда, способност за миграция на дълги разстояния, степента на отрицателно въздействие върху биологични и геофизични системи от различни нива.
В атмосферния въздух се измерват средните дневни концентрации:
1) суспендирани твърди вещества;
3) въглеродни и азотни оксиди;
4) серен диоксид;
5) сулфати;
6) 3,4-бенз (а) пирен;
7) ДДТ и други хлорорганични съединения;
8) олово, кадмий, живак, арсен;
9) индикатор за аерозолна мътност на атмосферата;
При атмосферни валежи в общите месечни проби трябва да се измерват следните концентрации:
1) олово, живак, кадмий, арсен;
2) 3,4-бенз (а) пирен;
3) ДДТ и други хлорорганични съединения – РН;
4) аниони и катиони.
Метеорологичните наблюдения включват наблюдения на:
1) температура и влажност на въздуха;
2) скорост и посока на вятъра;
3) атмосферно налягане;
4) облачност (количество, форма, височина);
5) слънчево греене;
6) атмосферни явления (мъгла, виелици, гръмотевични бури, прашни бури);
7) атмосферни валежи (количество и интензитет);
8) снежна покривка (височина, съдържание на влага);
9) температура на почвата (на повърхността и в дълбочина);
10) състоянието на почвената повърхност;
11) радиация (пряка, разсеяна, обща и отразена) и радиационен баланс;
12) градиенти на температура, влажност и скорост на вятъра на височина 0,5-10 m;
13) градиенти на температура, влажност на почвата на дълбочина 0-20 cm;
14) топлинен баланс.
Задължителната програма за наблюдение на базовите станции BAPMoN включва наблюдения на съдържанието на серен диоксид, аерозолната мътност на атмосферата, радиацията, суспендираните аерозолни частици и химичния състав на валежите (Таблица 2.6).
На регионалните станции програмата за наблюдение включва измерване на атмосферната мътност, концентрацията на суспендирани аерозолни частици и определяне на химичния състав на атмосферните валежи.
Всички наблюдения по програмата за фонов мониторинг трябва да бъдат придружени от задължителни метеорологични наблюдения. Поради това е желателно да се извършват фонови наблюдения на базата на метеорологични станции.
Таблица 2.6 - Списък на компонентите, подлежащи на контрол в SCFM
Изхвърлянето на замърсители може да се извършва в различни среди: атмосфера, вода, почва. Емисиите във въздуха са основните източници на последващо замърсяване на водата и почвата в регионален мащаб, а в някои случаи и в световен мащаб.
В индустриалните центрове степента на замърсяване на въздуха в някои случаи може да надвишава санитарните и хигиенните стандарти. Характерът на временната и пространствената променливост на концентрациите на вредни вещества в атмосферния въздух се определя от голям брой различни фактори. Познаването на закономерностите на формиране на нивата на замърсяване на въздуха, тенденциите на тяхното изменение е изключително необходимо за осигуряване на необходимата чистота на въздушния басейн. Основата за идентифициране на закономерности е наблюдението на състоянието на замърсяването на въздуха.
Службата за наблюдение и контрол върху състоянието на атмосферния въздух се състои от две системи: наблюдение (мониторинг) и контрол. Първата система осигурява мониторинг на качеството на атмосферния въздух в градове, населени места и територии, разположени извън зоната на влияние на специфични източници на замърсяване. Втората система осигурява контрол на източниците на замърсяване и регулиране на емисиите на вредни вещества в атмосферата.
Наблюденията на състоянието на атмосферния въздух се извършват в райони с интензивно антропогенно въздействие (в градове, индустриални и агропромишлени центрове и др.) и в райони, отдалечени от източници на замърсяване (в фонови зони).
В биосферни резервати и защитени територии се извършват фонови наблюдения по специална програма за фонов мониторинг на околната среда.
Биосферните резервати оценяват и прогнозират замърсяването на атмосферния въздух чрез анализиране на съдържанието на суспендирани частици, олово, кадмий, арсен, живак, бензо (а) пирен, сулфати, серен диоксид, азотен оксид, въглероден диоксид, озон, ДДТ и други хлорорганични съединения. . Програмата за фонов мониторинг на околната среда включва също определяне на фоновото ниво на антропогенни замърсители във всички среди, включително биотата. Освен измерване на състоянието на замърсяването на въздуха, метеорологичните измервания се извършват и на фонови станции.
При наблюдение на фоновите нива на замърсяване на атмосферния въздух се разработват модели на пренос на примеси и се определя ролята на хидрометеорологичните и техногенните фактори в транспортните процеси. На фоновите станции се изследват и усъвършенстват: критериите за създаване на мрежа за наблюдение, списъци с контролирани примеси, методи за наблюдение и обработка на измервателни данни, методи за обмен на информация и инструменти, методи за международно сътрудничество. Например, според международните споразумения, базова и регионална станция за наблюдение трябва да бъдат разположени на разстояние 40-60 km от големи източници на замърсяване от подветрената страна. На прилежащите към станцията територии, в радиус от 40-400 км, естеството на човешката дейност не трябва да се променя. Установено е също, че пробите от въздуха трябва да се вземат на височина най-малко 10 m над растителната повърхност.
В станциите за фонов мониторинг се извършва мониторинг на качеството на атмосферния въздух по физични, химични и биологични показатели.
Необходимостта от организиране на контрол на замърсяването на въздуха в зоната на интензивно антропогенно въздействие се определя от предварителни експериментални (в рамките на 1-2 години) и теоретични изследвания с използване на методи на математическо и физическо моделиране. Този подход дава възможност да се оцени степента на замърсяване на определена примес на атмосферния въздух в град или друго населено място, където има стационарни и мобилни източници на емисии на вредни вещества.
За да се получи представителна информация за пространствената и времева променливост на замърсяването на въздуха, е необходимо първо да се проведе проучване на метеорологичните условия и естеството на пространствената и времева променливост на замърсяването на въздуха с помощта на мобилни превозни средства. За това най-често се използва мобилна лаборатория, която взема и понякога анализира въздушни проби по време на спирания. Този метод на изследване се нарича разузнаване. Широко се използва в чужбина.
Върху карта-схема на град (населено място, област) се прилага обикновена мрежа със стъпка 0,1; 0,5 или 1,0 км. На земята, съгласно специално разработена програма за произволно вземане на проби, се вземат проби и се анализират в точки, съвпадащи с възлите на решетката, насложена върху схематичната карта. За да се получат статистически надеждни средни стойности на измерените концентрации, се извършва анализ на комбинациите от точки в мрежата, комбинирани в квадрати, например с площ от 2-4 km 2, като се вземат предвид посоките на вятъра в посоките. Този метод дава възможност да се идентифицират както границите на индустриалните комплекси и възли, така и зоните на тяхното влияние. В същото време е възможно да се сравнят получените резултати с изчислените данни на математическите модели. Използването на техники за моделиране в тези произведения е задължително.
Ако се установи, че има възможност за повишаване на концентрацията на примес над установените стандарти, тогава съдържанието на такъв примес в идентифицираната зона трябва да се наблюдава. Ако няма такава вероятност и няма перспективи за развитие на промишлеността, енергетиката и автомобилния транспорт, създаването на стационарни постове за наблюдение на състоянието на атмосферния въздух е непрактично. Това заключение не се отнася за организацията на наблюдения на фоновото ниво на замърсяване на въздуха извън населените места.
След като се установи степента на замърсяване на атмосферния въздух от всички примеси, отделяни от съществуващи и планирани за изграждане и пускане източници, както и естеството на промените в полетата на концентрация на примеси на територията и във времето, като се вземе предвид въздуха карти на замърсяването, изградени въз основа на резултатите от математическото и физическото моделиране, можете да започнете да разработвате схема за поставяне на стационарни наблюдателни пунктове на територията на града и програмата за тяхната работа. Програмата е разработена въз основа на задачите на всяка точка на измерване и характеристиките на променливостта на концентрацията на всеки примес в атмосферния въздух.
При поставяне на наблюдателни пунктове се дава предпочитание на жилищни райони с най-висока гъстота на населението, където са възможни случаи на превишаване на установените прагови стойности на хигиенните параметри на ПДК. Наблюденията трябва да се извършват за всички примеси, чиито нива надвишават ПДК.
Основните, най-често срещаните замърсители на въздуха, като прах, серен диоксид, въглероден оксид и азотни оксиди, се измерват непременно. Изборът на други вещества, изискващи контрол, се определя от спецификата на производството и емисиите в дадена област, честотата на превишаване на максимално допустимата концентрация.
Важен метод за контрол на трансграничния транспорт на глобални потоци от замърсители, пренасяни на големи разстояния от мястото на изпускане, е система от наземни и самолетни станции, съчетани с математически модели на разпространението на замърсители. Мрежата от трансгранични преносни станции е оборудвана със системи за вземане на проби от газ и аерозоли, събиране на сухи и мокри утайки и анализиране на съдържанието на примеси в избрани проби. Информацията отива в метеорологичните синтезиращи центрове, които извършват:
· Събиране, анализ и съхранение на информация за трансграничния транспорт на замърсители в атмосферата;
· Прогнозиране на транспорта на замърсители въз основа на метеорологични данни;
· Идентифициране на областите на емисии и източници;
· Регистриране и изчисляване на утаяване на примеси от атмосферния въздух върху подстилащата повърхност и други работи.
За да се съпоставят резултатите от наблюдения, получени в различни географски и времеви условия, се използват единни унифицирани методи за вземане на проби и анализ на проби, обработка и предаване на информация.
Информацията, получена в мрежата за наблюдение, според степента на спешност се разделя на три категории: аварийна, оперативна и рутинна. Аварийната информация съдържа информация за резки промени в нивата на замърсяване на въздуха и се предава незабавно на съответните (контролни, икономически) организации. Оперативната информация съдържа обобщените резултати от наблюдения за месеца, а режимната - за годината. Информация за последните две категории се предава на заинтересовани и контролиращи организации по отношение на тяхното натрупване: месечно и годишно. Режимната информация, съдържаща данни за средните и най-високите нива на замърсяване на въздуха за дълъг период, се използва при планиране на мерки за опазване на атмосферата, определяне на емисионни норми, оценка на щетите, нанесени на националната икономика от замърсяването на атмосферния въздух.
Мониторинг на състоянието на атмосферния въздух през 2012 г. е извършен на 36 автоматични станции за мониторинг на атмосферното замърсяване (ASKZA), които денонощно в реално време измерват съдържанието на 22 замърсители в атмосферния въздух, които са характерни за емисии от антропогенни източници в Москва, включително суспендирани частици от по-малко от 10 микрона и по-малко от 2,5 микрона (съответно PM10 и PM2,5) и органични съединения. През 2012 г. приключи работата по въвеждане в експлоатация на АСКЗА „Люблино”, която беше временно изведена от експлоатация през предходни години, в SEAD на Москва. Гарите са разположени във всички квартали, на различни отстояния от центъра на града и покриват различни функционални зони. В близост до магистрали има 3 станции и 7 станции на третия транспортен пръстен, в жилищни райони - 9, естествени - 2, 9 станции са разположени в жилищни райони, които попадат под пряко влияние на емисиите от промишлени предприятия (според поведението на група "индикаторни" вещества при известни метеорологични условия, значително влияние на такива предприятия като ОАО "Газпромнефт-Московска нефтена рафинерия", пречиствателни съоръжения Куряновск и Люберци, ТЕЦ-26, ТЕЦ-21, депа за твърди отпадъци в Кожухово и някои други). Има две станции извън града за контрол на преноса на замърсяване и станция на три нива на телевизионната кула Останкино (включително за анализ на въздействието на емисиите от високи комини на ТЕЦ върху образуването на повърхностното ниво на замърсяване) . Замърсители, характерни за емисиите на повечето антропогенни източници, като въглероден оксид (CO), азотен диоксид (NO 2), азотен оксид (NO), сумата от въглеводородни съединения (CH x), озон (O 3), суспендирани твърди вещества с размери под 10 микрона и по-малко от 2,5 микрона (съответно PM 10 и PM 2,5), серен диоксид (SO 2), се контролира в целия град, съдържанието на специфични вещества (H 2 S, NH 3) се контролира в близост до източници, на третия транспортен пръстен се измерват 16 замърсители (включително формалдехид, фенол, бензол, толуен, стирен, етилбензен и др.).
Мониторинговата система на Москва отговаря и на изискванията на директивите на ЕС (Дир. 2008/50 / EC) по отношение на наличието на автоматични станции в Москва, контролирани параметри, методи и средства за контрол.
Измерванията на станциите се извършват в съответствие с федералните изисквания за еднаквост на измерванията, инструментите се калибрират и проверяват редовно. По-рано, през 2011 г., апаратите на Държавната бюджетна институция „Мосекомониторинг“ преминаха междулабораторни сравнителни тестове в рамките на организираното от Сътрудническия център на СЗО европейското интеркалибриране на автоматични уреди за измерване на озон, въглероден оксид, азотен оксид и диоксид и серен диоксид. към Федералната агенция по околна среда на Федерална република Германия (лаборатории от страни от Европейския регион на СЗО участваха във интеркалибрирането).
Данните за замърсяването на атмосферния въздух от АСКЗА в реално време се изпращат в Единния градски фонд за данни за мониторинг на околната среда (към сървъра на Държавна бюджетна институция „Мосекомониторинг“). Информационно-аналитичният център извършва съхранение, анализ и обработка на мониторингови данни. Работата се извършва ежедневно, за да се гарантира качеството на данните. Дейностите по осигуряване на качеството включват осигуряване на качеството на измерванията (работа на средствата за измерване) и ежедневен контрол на качеството на данните (повече от 51 хиляди индикатора на ден), годишно валидиране на данните.
Освен измерване на концентрациите на замърсители в автоматичните станции се следят и метеорологични параметри, които влияят върху условията за разпръскване на вредни примеси. Резултатите от измерването са необходими за анализа на данните от мониторинга на замърсяването на въздуха и разработването на методи за прогнозиране на атмосферното замърсяване. На всички станции се следят скоростта и посоката на вятъра, температурата, налягането и влажността. Телевизионната кула Останкино (пост на голяма надморска височина) получава данни за температурата и профила на вятъра до надморска височина от 503 m, както и налягането, влажността и температурата на точката на оросяване на нивото на земята. Инсталиран метеорологичен акустичен радар (содар) "Волна-4" и температурен профилер МТП-5, които измерват профилите на температурата и вятъра в реално време и позволяват да се определи интензивността на вертикалното смесване на въздуха и височината на смесителния слой, 9 автоматични дъждомери.
Създаденият софтуер ще позволи своевременно откриване на нарушения на установените стандарти за допустимото съдържание на замърсители в атмосферния въздух, извършване на статистически анализ на серията от измервания.
автоматичен контрол на въздуха
Регионалните проблеми, свързани със състава на атмосферния въздух, трябва да се разглеждат, без да се излиза от особеностите на човешката дейност и природните условия.
Въпреки различията в климатичните, метеорологичните, природните и ландшафтните условия, има много общо в състава и моделите на атмосферните процеси в урбанизираните региони. Това дава възможност да се обсъжда проблемът от детерминистична гледна точка и да се извършва мониторинг, който, както беше споменато, се състои от три етапа: наблюдение, оценка и прогноза за състоянието на атмосферата в градовете, крайградските райони и преходните зони между местата на активна човешка дейност и местата на нейното пълно отсъствие.
Един от основните замърсители по тегло е въглеродният диоксид. Заедно с кислорода, той е едно от хранителните вещества в атмосферата, което се контролира главно от биота. През XX век. има увеличение на концентрацията на CO2, която се увеличава с почти 25% в течение на един век.
Приносът на Русия към атмосферните въглеродни емисии е много голям и възлиза на около 800 милиона тона / година, тоест малко по-малко от 13% от общото количество въглерод, изпускан в атмосферата. Една от причините за увеличаването на концентрацията на CO2 е обезлесяването – около 50 милиона тона/годишно, друга причина – загубата на хумус върху обработваемата земя – около 80 милиона тона/годишно. В дренираните територии торфът се „изгаря“ поради дейността на гъбички и микроорганизми (площта на отводняване е 6,2 милиона хектара), но е трудно да се оцени годишната въглеродна емисия. Също така е трудно да се оцени емисиите на въглероден диоксид в резултат на частичното му освобождаване от студените капани на влажните зони в Русия, но величината може да достигне стотици милиони тонове годишно.
Процесите, протичащи във влажните зони и преовлажнените райони на Северна Русия, също допринасят за емисиите на друг парников газ - метан СН 4, тъй като антропогенното въздействие нарушава дейността на бактериалния "метанов филтър" във влажните почви. Друг източник на метан са течовете на газ от кладенци за добив на нефт и газ (главно в Западен Сибир).
Хлорофлуоровъглеводородите, газове с чисто антропогенен произход, са важен парников газ (група газове). Въглеродният диоксид, метанът и хлорфлуоровъглеводородите осигуряват съответно 49, 19 и 14% от потенциалния парников ефект.
Водеща роля в емисиите на парникови газове принадлежи на CO2, чийто основен източник е енергетиката – изгарянето на изкопаеми горива (фиг. 2.1). Леко намаляване на дела на азотния оксид N 2 0 в общите емисии е свързано с намаляване на използването на азотни торове, поради икономическото състояние на земеделските производители.
Ориз. 2.1.Антропогенни емисии на парникови газове в RFс изключение на използването на земята, промяната в земеползването и горското стопанство
В 123 града (54,2 милиона души, което е 52% от градското население на Русия) населението е под влияние на високо и много високо замърсяване на въздуха, от които в 13 региона (Москва, Санкт Петербург, Астрахан, Новосибирск, Омска, Оренбургска, Самарска и Свердловска (и Екатеринбургска) области, Камчатка и Хабаровски територии, Чувашката република, Република Хакасия и Таймирския автономен окръг) - повече от 75% от градското население.
Приоритетният списък на градовете в Русия с много високо ниво на замърсяване на въздуха (API> 14) през 2012 г. включва 28 града с общо население от 19,1 милиона души (фиг. 2.2), а през 2013 г. - 30 града с общ брой на жителите в тях са 18,7 милиона души.
В почти всички градове много високо ниво на замърсяване се свързва със значителни концентрации на бензо (а) пирен, формалдехид, суспендирани твърди вещества, азотен диоксид и фенол (Таблица 2.1).
Приоритетният списък включва три града с предприятия от нефтохимическата промишленост и нефтопреработката, шест града - с предприятия от цветната металургия и химическата промишленост.
Броят на градовете (%), където нивото на замърсяване е много високо (API> 14) , високо (7-13) . повишено (5-6), ниско (
Ориз.
Таблица 2.1.Тенденцията на изменение на средните концентрации на примеси в градовете на Руската федерация за периода 2008-2012 г.
мързел. В много градове горивно-енергийните предприятия и превозните средства имат решаващ принос за замърсяването.
Въздушните течения пренасят замърсители далеч извън градовете и индустриалните зони, в резултат на което замърсителите се срещат почти навсякъде в Русия. Регионалните особености на фоновото замърсяване на въздуха в Русия съответстват на разпределението на населението и индустрията: най-голямо е в европейската част, а в Сибир и Далечния изток, като правило, е с порядък по-ниско.
В по-голямата част от територията на Русия няма значително разпределение на киселинните валежи (рН на стопената вода обикновено е 5,5-6,0), които падат главно в северозападната част на европейската част на Русия - в Карелия и на Колския полуостров.
Организирането на наблюдения на нивото на замърсяване на въздуха в градовете се извършва в съответствие с GOST 17.2.3.01 - 86 „Опазване на природата. Атмосфера. Правила за контрол на качеството на въздуха в населените места”. Извършват се наблюдения на нивото на замърсяване на въздуха при пост, което представлява предварително избрано за целта място (точка на терена), на което се намира павилион или автомобил, оборудван със съответни устройства.
Наблюдателни постовеустановени са три категории: стационарни, маршрутни и мобилни (факелни).
Стационарен посте проектиран да осигури непрекъснато записване на съдържанието на замърсители или редовно вземане на проби от въздуха за последващ анализ. От броя на стационарните постове има стационарни опорни постове, които са предназначени да идентифицират дългосрочни измервания на съдържанието на основните и най-често срещаните специфични замърсители.
Пост за маршрутае предназначен за редовно вземане на проби от въздуха в случай, че е невъзможно (непрактично) да се създаде пост или е необходимо да се проучи по-подробно състоянието на замърсяването на въздуха в определени райони, например в нови жилищни райони.
Мобилна (ненагорещена) публикацияслужи за вземане на проби под димна (газова) горелка с цел идентифициране на зоната на влияние на този източник на промишлени емисии.
Стационарни стълбове оборудвани със специални павилиони, които се монтират на предварително избрани места. Наблюденията на маршрутните постове се извършват с помощта на мобилна лаборатория, оборудвана с необходимото оборудване и инструменти. Насочване на мнения също се инсталира на предварително избрани точки. Една кола пътува около 4 ... 5 точки на работен ден. Процедурата за заобикаляне на вредителите по избрания маршрут с автомобил трябва да бъде същата, така че определянето на концентрацията на примеси да се извършва в постоянно време. Наблюденията под факела на предприятието се извършват и с помощта на специално оборудван автомобил. Подсветка на мнения са точки, разположени на фиксирани разстояния от източника. Те се движат в съответствие с посоката на пламъка на изследвания източник на емисия.
Всеки пост, независимо от категорията, е разположен на открито, вентилирано от всички страни (на асфалт, твърда земя, морава).
Стационарни и маршрутни стълбове са организирани на места, избрани, като се вземе предвид задължителното предварително проучване на замърсяването на въздуха на града от промишлени емисии, емисии от превозни средства, битови и други източници, както и като се вземе предвид изследването на метеорологичните условия за разпръскване на примеси чрез епизодични наблюдения и изчисления на полетата на максимални концентрации на примеси. В този случай трябва да се вземе предвид честотата на посоката на вятъра над територията на града. В определени посоки емисиите от множество инсталации могат да създадат обща факла, сравнима с тази на голям източник. Ако честотата на такива посоки на вятъра е висока, тогава зоната с най-високо средно ниво на замърсяване ще се образува на разстояние 2 ... 4 km от основната група предприятия, а понякога може да се намира в покрайнините на градът. За да се характеризира разпределението на концентрацията на примеси в града, стълбовете трябва да бъдат монтирани преди всичко в онези жилищни райони, където са възможни най-високи средни нива на замърсяване, след това в административния център на населеното място и в жилищни райони с различни видове сгради, както и в паркове и зони за отдих. Най-замърсените райони включват зоните с най-високи максимални еднократни и среднодневни концентрации. Тези концентрации се създават от емисии от промишлени предприятия. Такива зони са разположени на разстояние 0,5 ... 2 km от източници с ниски емисии и 2 ... 3 km от високи. Такива концентрации могат да създадат и магистрали с интензивен трафик, тъй като влиянието на магистралата се открива само в непосредствена близост до нея (на разстояние 50 ... 100 m).
Редовните наблюдения на стационарни постове се извършват по една от четирите програми за наблюдение: пълна (P), непълна (NP), намалена (CC), дневна (C).
1.Пълна програманаблюденията са предназначени за получаване на информация за еднократни и средни дневни концентрации. Наблюденията в този случай се извършват ежедневно чрез непрекъснат запис с автоматични устройства или дискретно, на равни интервали, най-малко четири пъти със задължително вземане на проби в 1, 7, 13 и 19 часа местно стандартно време.
2.По непълна програмаНаблюденията се извършват с цел получаване на информация за еднократни концентрации дневно в 7, 13 и 19 часа местно лятно часово време.
3.По съкратена програмаНаблюденията се извършват с цел получаване на информация само за еднократни концентрации дневно в 7 и 13 часа местно лятно часово време. Наблюденията по съкратената програма се допускат да се извършват при температура на въздуха под 45 ° C и на места, където средните месечни концентрации са под 1/20 от максималната еднократна ПДК или по-ниска от долната граница на диапазона на измерване от концентрацията на примеса по използвания метод.
Разрешено е да се извършват наблюдения по плъзгащ се график: в 7, 10 и 13 часа - вторник, четвъртък и събота, в 16, 19 и 22 часа - в понеделник, сряда и петък. Наблюденията с плъзгаща се графика имат за цел да предоставят информация за еднократни концентрации.
4.Ежедневна програмавземането на проби е предназначено за получаване на информация за средната дневна концентрация. За разлика от пълната програма, наблюденията в този случай се извършват чрез непрекъснато ежедневно вземане на проби, докато получаването на еднократни стойности на концентрация е изключено. Всички програми за наблюдение предоставят информация за средните месечни, средногодишни и средни концентрации за по-дълъг период.
