2.3.1 Taršos šaltinių stebėjimas
Stokholmo konferencija (1972 m.) aplinkos klausimais pažymėjo pasaulinių aplinkos stebėjimo sistemų (GEMS / GEMS), įskaitant atmosferos oro būklės stebėjimo sistemą, kūrimo pradžią. Pastaroji yra sudėtinga informacinė sistema, kuri veikia su duomenimis visais antžeminiais masteliais ir lygiais, nuo pasaulinio iki poveikio lygių.
Apskritai, visą oro stebėjimo sistemą patogu pavaizduoti piramidės pavidalu, kurios pačiame viršuje atliekami foniniai matavimai švariausiose planetos vietose, nutolusiose tūkstančius kilometrų nuo aktyvios žmogaus veiklos vietų ( y., vykdomas visuotinis foninis monitoringas.. Po šia piramide yra sistema regioninis monitoringas, dar žemesnė – poveikio.Paskutinis terminas kilęs iš angliško žodžio „impact“, reiškiančio tiesioginę įtaką (poveikis).Taigi poveikio stebėjimo sistemos yra geografiškai esantys aktyvios žmogaus veiklos vietose.
Sistema būtų nepilna, jei neapimtų emisijų šaltinių monitoringo pačiose įmonėse (šaltinių monitoringas). Buvo daroma prielaida, kad tokie stebėjimai turėtų būti atliekami pačiose įmonėse, naudojant ten turimas ar kuriamas paslaugas arba naudojant išorines paslaugas. Nusistovėjusios ekonomikos ir išplėtotos rinkos šalių reguliavimo ir teisinės bazės sąlygomis pastaroji gana greitai (nors ir neskausmingai!) prisitaikė kontroliuoti aplinkos situaciją iš tikrųjų iš dviejų pusių (tai yra poveikio zonų kontrolės derinys ir kontrolė pačioje įmonėje, kuri, žinoma, taip pat įtraukta į poveikio zoną).
Šaltinių stebėjimą Rusijos įmonėse taip pat atlieka vidaus tarnybos. Tačiau tai daroma ne visur, o tik didžiausiose, pažangiausiose ar padidinto pavojaus įmonėse. Be to, pastaruoju metu susiklosčiusi ekonominė padėtis tapo pagrindine kliūtimi plėtoti išmetamųjų teršalų šaltinių kontrolę gamykloje. Realiai minėta oro stebėjimo piramidė Rusijoje pasirodė „kabanti ore“. Būtent todėl vieningos valstybinės aplinkos stebėjimų sistemos (EGSEN) projekte svarbi vieta bendroje aplinkos stebėjimų sistemoje skiriama šaltinių monitoringui.
Patartina izoliuoti visus galimus dujų emisijos šaltinius, o surinktas dujas nukreipti į atitinkamas valymo ir neutralizavimo sistemas. Tokiu atveju galima pasiekti ne tik aplinkosaugos tikslus, bet ir gauti tam tikros ekonominės naudos iš vertingų komponentų atgavimo. Šiuo atveju kalbama apie organizuotus dujų išmetimo šaltinius. Deja, ne visus šaltinius galima išskirti; organizuojamas tikslingas dujų nutekėjimas vamzdžiais ir dujotiekiais į valymo proceso įrangą.
Priklausomai nuo gamybos tobulumo laipsnio, organizuoti šaltiniai pagal pajėgumą svyruoja nuo 0% (netobula gamyba) iki beveik 100% (tobula gamyba). Rusijos įmonėse šis skaičius vidutiniškai siekia beveik 30%. Likę 70% išmetamų dujų išsklaido per langus, stoglangius ir kitus dirbtuvių nuotėkius. Taip sukuriamas neorganizuotas, kaip taisyklė, zonos leidimas.
Pagal šaltinių geometrines ypatybes juos galima skirstyti į taškinius, tiesinius ir plotinius šaltinius. Šių sąvokų sąlygiškumas yra akivaizdus. Miestas, kaip oro taršos šaltinis, gali būti laikomas tašku (žemėlapyje). Kartu tai negali būti vertinama kaip taškas apibūdinant teršalų plitimą atstumais pagal paties miesto skersmenį. Šiuo atveju miestas yra regioninis šaltinis. Linijinio šaltinio pavyzdys yra greitkelis. Pateiktos sąvokos yra svarbios modeliuojant priemaišų plitimo atmosferoje procesus.
Teršalų rūšys. Be šaltinių pobūdžio, svarbu atsižvelgti į 3B konservatyvumo laipsnį. Priemaiša laikoma visiškai konservatyvia, jei erdvėje pasklidusi medžiaga nereaguoja, nėra sugeriama lietaus lašų, nevyksta fotocheminių virsmų, nėra adsorbuojama dirvožemio ir pan. Tokios medžiagos labai ilgai gyvena atmosferoje, todėl oro srovėmis jos pernešamos dideliais atstumais nepakitę. Manoma, kad jei teršalo gyvavimo laikas viršija 1 metus, jis gali būti klasifikuojamas kaip pasaulinis. Vienoje vietoje išmetami globalūs 3B po metų taip gerai susimaišo atmosferoje, kad jų koncentracija tampa beveik vienoda. CO2, freonai ir itin ekotoksiškos medžiagos, tokios kaip dioksinai, dibenzofuranai ir PCB, gali būti pasaulinių teršalų pavyzdžiai. GZV sukuria problemas planetos mastu.
Regioninių 3B eksploatavimo laikas yra trumpesnis arba jų išmetamas toks kiekis, kuris yra reikšmingas tik regione, o ne visoje planetoje; jos kyla dėl regioninės žmogaus veiklos ir sukelia regioninio lygmens problemų.
Vietinių 3B eksploatavimo laikas arba dar trumpesnis, arba jų skaičius toks mažas, kad į tokių 3B poveikį regioniniu lygmeniu atsižvelgti nereikėtų. Šių 3B poveikis reikšmingas tik šioje vietoje. Daugeliu atvejų vietos aplinkosaugos komitetai turi bendrauti su vietiniais 3B.
Nekonservatyvus 3B, vykstantis fizinėms ir cheminėms transformacijoms, paverčiamas kitomis medžiagomis ir produktais, kurie gali pasirodyti mažiau arba labiau toksiški nei originalūs (pirminis 3B). Antrinės medžiagos ir produktai, turintys kitų savybių nei pirminės, randa savo geofizinius ir biologinius barjerus, neleidžiančius jiems judėti erdvėje. Stebėjimo organizavimui (ypač sudėtingam, kai stebėjimai atliekami visose aplinkose, taip pat ir biotinėje) labai svarbu aptikti šias kliūtis, nes 3B kaupiasi būtent ant užtvarų ir jų artimoje aplinkoje. Tokia ideologija labai atpigina monitoringą, nes atveria stebėjimo metodą, nereikalaujantį detalaus aplinkos taršos stebėjimo erdvėje ir laike.
Yra žinoma, kad efektyvus 3B pernešimas dideliais atstumais erdvėje daugiausia atliekamas per orą, net ir toms medžiagoms, kurių garų dalinis slėgis yra labai mažas (pavyzdžiui, PCB, dioksinai). Tačiau šiuo atveju pernešimas vyksta ant aerozolio dalelių adsorbuotos būsenos, o kliūtys (dirvožemis, dugno nuosėdos, gyvūnų ir augalų organizmų skerdimo vietos ir kt.) tampa deponuojančiais ekosistemų elementais.
Ne visi 3B turi būti laikomi stebėjimo objektais įvairiose monitoringo programose, o tik prioritetiniais. Taip yra visų pirma dėl labai skirtingo 3B poveikio žmonių sveikatai. Kadangi šiame vadove aptariamos stebėsenos programos yra skirtos būtent žmonių sveikatai išsaugoti (homocentrinė monitoringo samprata), sanitariniai ir higieniniai aspektai yra pagrindinis prioritetas nustatant prioritetą. Apskritai prioritetinių medžiagų atrankos metodiką pademonstravo jau pavadintos Stokholmo konferencijos sprendimus rengusi ekspertų grupė (ekspertų grupė, dirbusi iki 1972 m. Nairobyje). Pagal šią metodiką lemiami veiksniai pasirenkant medžiagų prioritetą yra šie:
1) faktinio ar galimo poveikio žmonių sveikatai, klimatui ir ekosistemoms dydis;
2) 3B polinkis skaidytis arba kauptis žmogaus audiniuose ir jo trofinių grandinių elementuose;
3) 3B transformacijos galimybė įvairiose aplinkose ir sistemose, taip pat galimybė susidaryti antriniams 3B, kurie yra toksiškesni arba labiau linkę kauptis žmogaus audiniuose;
4) mobilumas 3B;
5) esamos arba galimos 3B koncentracijos aplinkoje tendencijos;
6) poveikio dažnis;
7) 3V stebėjimo galimybė.
2.3.2 Stebėsenos programų ypatybės
Panagrinėkime sisteminį stebėjimo duomenų analizės metodą įvairiose monitoringo programose ir išsiaiškinkime, kokias ypatybes geografinio stebėjimų masto veiksnys įneša vykdant konkrečią programą.
Šaltinio stebėjimas. Išmetamų dujų sudėtį šaltinyje kokybiniu ir kiekybiniu požiūriu visiškai lemia technologija ir jos tobulumas. 3B koncentracijos lygiai šaltinyje viršija MPC dešimtis tūkstančių kartų. Analitinė užduotis nėra sudėtinga, nes sudėtis yra žinoma ir gana stabili, o koncentracijos lygiai yra aukšti ir nereikalauja išankstinio mėginio koncentravimo. Sunkumai yra susiję su reprezentatyvaus mėginio paėmimu iš šaltinio, nes dujų srautai dažnai būna nevienalyčiai, kaitinami iki aukštos temperatūros ir nevienodo laiko bei dujų kanalo skersmens. Čia perspektyvūs nekontaktiniai analizės metodai, kuriems nereikia imti mėginių. Šiame vadove šis stebėjimo lygis neaprašytas.
Poveikio stebėjimas. Sudėtį ir koncentracijos lygius daugiausia (bet ne visiškai) lemia taršą sukeliančios gamybos technologijos. Šiuo atveju fiziniai ir cheminiai procesai aplinkoje bei meteorologinės sąlygos pradeda vaidinti reikšmingą vaidmenį kuriant stebimus 3B koncentracijų lygius. Pastarieji kartais viršija MPC dešimtis kartų. Tarp šaltinių vietos, jų charakteristikų, vėjo krypties ir greičio bei 3B koncentracijos laukų yra glaudus ryšys. Stebėjimai atliekami stacionariuose, mobiliuose ir po degikliu esančiuose postuose. Stacionariuose postuose įrengta meteorologinė įranga ir prietaisai 3-4 prioritetinių medžiagų stebėjimui. Mobilūs stulpai - laboratorijos ant ratų, kurios padeda išsiaiškinti stacionarių stulpų vietą. Toks paaiškinimas reikalingas dėl ekonominės veiklos dinamiškumo ir plėtros pobūdžio pokyčių. Degimo postai stebi išmetamųjų teršalų plitimą iš gamyklos kaminų, pranešdami apie kritinių situacijų atvejus, ypač NMU sąlygomis. Tokiose tarnybose įrengtos ir mobilios laboratorijos.
Regioninis stebėjimas. Didelis atstumas nuo įmonių lemia tai, kad 3B koncentracijos lygiai yra arčiau fono, dažniausiai MPC arba net mažesni. Analitinė užduotis tampa sudėtingesnė ne tik dėl išankstinės priemaišų koncentracijos poreikio, bet ir dėl didelio jų verčių kintamumo bei kokybinės sudėties. Stebėjimas šiuo atveju reiškia aeroanalitines užduotis, kuriose oro srovių vaidmuo yra ypač didelis. Būtina atsižvelgti į visas regionines veiklas, įskaitant ir žemės ūkio veiklą, o tiesioginį ryšį tarp atmosferos taršos ir specifinių technologijų nėra lengva. Paprastai tenka susidurti su daugybe antrinių medžiagų, susidarančių dėl fotocheminių ir biologinių procesų.
Regioninis monitoringas leidžia susieti poveikio duomenis ir pasaulinio foninio monitoringo duomenis, taip pat nustatyti pagrindinius 3B plitimo dideliais atstumais būdus. Tiesioginę informaciją apie oro taršos būklę regioniniu lygiu galima gauti iš stebėjimų mažose gyvenvietėse, esančiose toli nuo didžiųjų miestų, su sąlyga, kad šiuose taškuose nėra oro taršos šaltinių. Informacija apie regioninę foninę oro taršą taip pat gaunama iš duomenų iš stebėjimo postų tinklo, skirto teršalų pernešimui per sieną.
Netiesioginis atmosferos užterštumo rodiklis gali būti duomenys apie atmosferos kritulių ir sniego dangos mėginių cheminę sudėtį. Šie duomenys apibūdina atmosferos sluoksnio, kuriame susidaro debesys, vyksta dujų mainai, iš kurio iškrenta krituliai ir iškrenta sausosios medžiagos, užterštumą, kai nėra kritulių.
Duomenys apie medžiagų kiekį sniego dangoje yra svarbiausia medžiaga, leidžianti įvertinti regioninę atmosferos taršą žiemą didelėse šalies teritorijose ir nustatyti teršalų iš pramonės centrų ir miestų pasiskirstymo zoną. Cheminė kenksmingų medžiagų kiekio analizė atliekama metodais, naudojamais tiriant kritulių mėginius arba oro mėginius.
Pasaulinis stebėjimas. Didėjantis kenksmingų medžiagų išmetimas į atmosferą dėl industrializacijos ir urbanizacijos procesų lemia priemaišų kiekio padidėjimą dideliu atstumu nuo taršos šaltinių ir visuotinius atmosferos sudėties pokyčius, o tai savo ruožtu gali sukelti daugeliui nepageidaujamų pasekmių, įskaitant. ir klimato kaitai. Atsižvelgiant į tai, būtina nustatyti ir nuolat stebėti atmosferos taršos lygį toli už tiesioginio pramonės šaltinių veikimo zonos ir tolesnių jo pokyčių tendencijas.
1960-aisiais Pasaulio meteorologijos organizacija (PMO) sukūrė pasaulinį foninės atmosferos taršos (BATTMon) stebėjimo stočių tinklą. Jo tikslas buvo gauti informaciją apie atmosferos sudedamųjų dalių foninės koncentracijos lygius, jų kitimą ir ilgalaikius pokyčius, pagal kuriuos būtų galima spręsti apie žmogaus veiklos įtaką atmosferos būklei.
Vis didėjanti aplinkos taršos problema pasauliniu mastu paskatino septintajame dešimtmetyje sukurti Jungtinių Tautų aplinkos komitetą (UNEP), kuris nusprendė sukurti Pasaulinę aplinkos stebėjimo sistemą (GEMS), skirtą foniniam stebėjimui. visos biosferos būklės ir pirmiausia jos taršos procesams.
Fono atmosferos stebėjimo stotys (BAP-MoN stotys) yra atsakingos už stebėjimų atlikimą ir gautų pirminių duomenų siuntimą laiku į hidrometeorologijos skyrius (UGM) ir pagrindinę geofizinę observatoriją (GTO), pavadintą A.I. A.I. Voeikova.
UGM pavedama užtikrinti ir kontroliuoti foninių stočių darbą, taip pat diegti naujus tinklui siūlomus foninės atmosferos būklės stebėjimo metodus. GGO yra nacionalinis mokslinis ir metodologinis foninio atmosferos stebėjimo centras pagal BAP-MoN programą.
Stoties išdėstymas. Integruotos fono stebėjimo stotys (ICFM) turėtų reprezentuoti tam tikrą regioną pagal savo kraštovaizdžio ir klimato ypatybes.
Pasirinkus teritoriją, būtina atsižvelgti į toje teritorijoje esančius taršos šaltinius. Esant dideliems vietiniams šaltiniams (administraciniams ir pramonės centrams, kuriuose gyvena daugiau nei 500 tūkst. žmonių), atstumas iki SKFM stebėjimo vietos turėtų būti ne mažesnis kaip 100 km. Jei tai neįmanoma, SCFM turėtų būti įrengtas taip, kad oro srauto, sukeliančio teršalų pernešimą iš šaltinio stoties kryptimi, pakartojamumas neviršytų 20-30%.
SCFM apima stacionarią stebėjimo aikštelę ir cheminę laboratoriją. Stebėjimo diapazoną sudaro mėginių ėmimo vietos, hidropostai ir kai kuriais atvejais stebėjimo šuliniai. Aikštelėje atliekamas atmosferos oro ir kritulių, vandens, dirvožemio, augalijos mėginių ėmimas, hidrometeorologiniai ir geofiziniai matavimai.
50x50 m dydžio aikštelė, kurioje yra mėginių ėmimo įrenginiai ir matavimo prietaisai, vadinama foninės stoties atskaitos (bazine) aikštele. Jis turėtų būti išdėstytas plokščioje kraštovaizdžio vietoje su mažu horizonto uždarymo laipsniu, atokiau nuo pastatų, miško juostų, kalvų ir kitų kliūčių, kurios prisideda prie vietinių orografinių trikdžių. Aikštelėje bus įrengti oro mėginių ėmimo įrenginiai, nuosėdų rinktuvai, dujų analizatoriai, standartinis meteorologinių prietaisų komplektas.
Stoties chemijos laboratorija yra ne arčiau kaip 500 m atstumu nuo referencinės vietos, laboratorija apdoroja ir analizuoja tą dalį mėginių, kurių negalima siųsti į regioninę laboratoriją: skendinčių dalelių (dulkių) kiekį, sulfatai ir sieros dioksidas atmosferos ore; pH, elektrinio laidumo, anijonų ir katijonų koncentracijos matavimas atmosferos krituliuose.
BAPMON stotys – foninės stotys skirstomos į tris kategorijas: bazinę, regioninę ir žemyninę.
Bazinės stotys turėtų būti švariausiose vietose, kalnuose, izoliuotose salose. Pagrindinis bazinių stočių uždavinys – kontroliuoti pasaulinį atmosferos taršos foninį lygį, kuriam įtakos neturi jokie vietiniai šaltiniai.
Regioninės stotys turėtų būti įrengtos kaimo vietovėse, mažiausiai 40 km atstumu nuo pagrindinių taršos šaltinių. Jų tikslas – aptikti ilgalaikius atmosferos komponentų svyravimus stoties teritorijoje dėl žemės paskirties pokyčių ir kitų antropogeninių poveikių.
Kontinentinės stotys apima platesnį tyrimų spektrą nei regioninės stotys. Jie turėtų būti išdėstyti atokiose vietovėse, kad 100 km spinduliu nebūtų šaltinių, galinčių turėti įtakos vietinei taršos lygiui.
2.3.3 Stebėjimo programos integruotose foninio stebėjimo stotyse
CPM stotyse įgyvendinamas vienas iš foninio monitoringo principų – visapusiškas teršalų kiekio ekosistemos komponentuose tyrimas. Atsižvelgiant į tai, SCFM stebėjimo programa apima sistemingus teršalų kiekio matavimus vienu metu visose terpėse (žr. 10 lentelę), papildytus hidrometeorologiniais duomenimis.
Į programą įtrauktų medžiagų sąrašas sudaromas atsižvelgiant į tokias savybes kaip jų paplitimas ir stabilumas aplinkoje, gebėjimas migruoti dideliais atstumais, neigiamo poveikio įvairaus lygio biologinėms ir geofizinėms sistemoms laipsnis.
Vidutinės paros koncentracijos atmosferos ore turi būti matuojamos:
1) skendinčios medžiagos;
3) anglies ir azoto oksidai;
4) sieros dioksidas;
5) sulfatai;
6) 3,4-benz(a)pirenas;
7) DDT ir kiti organiniai chloro junginiai;
8) švinas, kadmis, gyvsidabris, arsenas;
9) atmosferos aerozolio drumstumo indikatorius;
Kritulių koncentracijos, kurias reikia išmatuoti bendruose mėnesio mėginiuose:
1) švinas, gyvsidabris, kadmis, arsenas;
2) 3,4-benz(a)pirenas;
3) DDT ir kiti organiniai chloro junginiai -RN;
4) anijonai ir katijonai.
Meteorologiniai stebėjimai apima:
1) oro temperatūra ir drėgmė;
2) vėjo greitis ir kryptis;
3) atmosferos slėgis;
4) debesuotumas (kiekis, forma, aukštis);
5) saulės šviesa;
6) atmosferos reiškiniai (rūkas, pūga, perkūnija, dulkių audros);
7) atmosferos kritulių kiekis (kiekis ir intensyvumas);
8) sniego danga (aukštis, drėgnumas);
9) dirvožemio temperatūra (paviršiuje ir gylyje);
10) dirvožemio paviršiaus būklė;
11) spinduliuotė (tiesioginė, išsklaidyta, suminė ir atspindėta) ir spinduliuotės balansas;
12) temperatūros, drėgmės ir vėjo greičio gradientai 0,5-10 m aukštyje;
13) temperatūros gradientai, dirvožemio drėgmė 0-20 cm gylyje;
14) šilumos balansas.
Į privalomą BAPMON bazinių stočių stebėjimų programą įtraukti sieros dioksido kiekio, atmosferos aerozolio drumstumo, radiacijos, suspenduotų aerozolių dalelių, kritulių cheminės sudėties stebėjimai (2.6 lentelė).
Regioninėse stotyse stebėjimo programa apima atmosferos drumstumo, suspenduotų aerozolių dalelių koncentracijos matavimą, atmosferos kritulių cheminės sudėties nustatymą.
Atliekant bet kokius stebėjimus pagal foninio stebėjimo programą, turi būti atliekami privalomi meteorologiniai stebėjimai. Todėl pageidautina atlikti foninius stebėjimus meteorologinių stočių pagrindu.
2.6 lentelė. SCFM komponentų, kuriuos reikia valdyti, sąrašas
Teršalų išmetimas gali būti vykdomas įvairiose aplinkose: atmosferoje, vandenyje, dirvožemyje. Išmetimai į atmosferą yra pagrindiniai vėlesnės vandenų ir dirvožemio taršos šaltiniai regioniniu, o kai kuriais atvejais ir pasauliniu mastu.
Pramonės centruose atmosferos oro užterštumo laipsnis kai kuriais atvejais gali viršyti sanitarinius ir higienos standartus. Kenksmingų medžiagų koncentracijų atmosferos ore laiko ir erdvinio kintamumo pobūdį lemia daugybė įvairių veiksnių. Norint užtikrinti reikiamą oro baseino švarą, būtina žinoti atmosferos oro taršos lygių formavimosi dėsningumus, jų kitimo tendencijas. Oro užterštumo būklės stebėjimai yra pagrindas nustatyti dėsningumus.
Atmosferos oro būklės stebėjimo ir kontrolės paslauga susideda iš dviejų sistemų: stebėjimo (stebėjimo) ir valdymo. Pirmoji sistema leidžia stebėti atmosferos oro kokybę miestuose, miesteliuose ir teritorijose, esančiuose už konkrečių taršos šaltinių įtakos zonos ribų. Antroji sistema užtikrina taršos šaltinių kontrolę ir kenksmingų medžiagų išmetimo į atmosferą reguliavimą.
Atmosferos oro būklės stebėjimai vykdomi intensyvaus antropogeninio poveikio teritorijose (miestuose, pramonės ir agropramonės centruose ir kt.) bei nuo taršos šaltinių nutolusiose teritorijose (foninėse zonose).
Fono stebėjimai pagal specialią foninio aplinkos monitoringo programą atliekami biosferos rezervatuose ir saugomose teritorijose.
Biosferos rezervatai atmosferos oro taršą įvertina ir prognozuoja analizuodami jame esančių skendinčių dalelių, švino, kadmio, arseno, gyvsidabrio, benz (a) pireno, sulfatų, sieros dioksido, azoto oksido, anglies dioksido, ozono, DDT ir kitų organinių chloro junginių kiekį. . Fono aplinkos monitoringo programa apima ir antropogeninės kilmės teršalų foninio lygio nustatymą visose aplinkose, įskaitant biotą. Be atmosferos oro taršos būklės matavimo, meteorologiniai matavimai atliekami ir foninėse stotyse.
Stebint atmosferos oro taršos foninius lygius, kuriami priemaišų perdavimo modeliai, nustatomas hidrometeorologinių ir technogeninių veiksnių vaidmuo pernešimo procesuose. Foninėse stotyse tiriama ir tikslinama: stebėjimo tinklo kūrimo kriterijai, kontroliuojamų priemaišų sąrašai, matavimų duomenų stebėjimo ir apdorojimo metodai, keitimosi informacija ir instrumentais metodai, tarptautinio bendradarbiavimo metodai. Taigi, pavyzdžiui, pagal tarptautinius susitarimus bazinė ir regioninė monitoringo stotis turėtų būti įrengta 40-60 km atstumu nuo didelių taršos šaltinių pavėjuje. Teritorijose, esančiose prie stoties, 40-400 km spinduliu, žmogaus veiklos pobūdis neturėtų keistis. Taip pat nustatyta, kad oro mėginiai turi būti imami ne mažesniame kaip 10 m aukštyje virš augalijos paviršiaus.
Fono monitoringo stotyse atmosferos oro kokybė stebima fizikiniais, cheminiais ir biologiniais rodikliais.
Būtinybė organizuoti atmosferos oro taršos kontrolę intensyvaus antropogeninio poveikio zonoje nustatoma preliminariais eksperimentiniais (per 1-2 metus) ir teoriniais tyrimais taikant matematinio ir fizinio modeliavimo metodus. Šis metodas leidžia įvertinti užterštumo vienokiomis ar kitokiomis atmosferos oro priemaišomis laipsnį mieste ar bet kurioje kitoje gyvenvietėje, kurioje yra stacionarių ir mobilių kenksmingų medžiagų išmetimo šaltinių.
Norint gauti reprezentatyvios informacijos apie oro taršos erdvinį ir laiko kintamumą, būtina atlikti išankstinį meteorologinių sąlygų ir oro taršos erdvinio ir laiko kintamumo pobūdžio tyrimą naudojant mobilias transporto priemones. Tam dažniausiai naudojama mobili laboratorija, kuri sustojimų metu paima ir kartais analizuoja oro mėginius. Šis tyrimo metodas vadinamas žvalgyba. Jis plačiai naudojamas užsienyje.
Miesto (gyvenvietės, rajono) žemėlapio schemai taikomas įprastas tinklelis 0,1 žingsniu; 0,5 arba 1,0 km. Žemėje pagal specialiai sukurtą atsitiktinės atrankos programą mėginiai imami ir analizuojami taškuose, kurie sutampa su scheminiame žemėlapyje esančiais tinklelio mazgais. Norint gauti statistiškai patikimas išmatuotų koncentracijų vidutines vertes, atliekama tinklelio taškų, sujungtų į kvadratus, pavyzdžiui, kurių plotas 2-4 km 2, derinių analizė, atsižvelgiant į vėją. kryptys kryptimis. Šis metodas leidžia nustatyti tiek pramoninių kompleksų ir mazgų ribas, tiek jų įtakos zoną. Tai suteikia galimybę palyginti gautus rezultatus su apskaičiuotais matematinių modelių duomenimis. Šiuose darbuose modeliavimo metodų naudojimas yra privalomas.
Nustačius, kad priemaišos koncentracija gali padidėti virš nustatytų normų, tuomet reikia stebėti tokios priemaišos kiekį nustatytoje zonoje. Jeigu tokios tikimybės nėra ir nėra perspektyvų plėtoti pramonę, energetiką ir autotransportą, stacionarių atmosferos oro būklės stebėjimo postų steigti nepatartina. Ši išvada netaikoma organizuojant oro taršos foninio lygio stebėjimus už gyvenviečių ribų.
Nustačius atmosferos oro užterštumo visomis priemaišomis, išmetamomis iš esamų šaltinių ir planuojamomis statyti bei pradėti eksploatuoti, laipsnį, taip pat priemaišų koncentracijos laukų pokyčių pobūdį teritorijoje ir laiku, atsižvelgiant į sudarytus oro taršos žemėlapius. remiantis matematinio ir fizinio modeliavimo rezultatais, galima pradėti rengti stacionarių stebėjimo postų išdėstymo miesto teritorijoje schemą ir jų darbo programą. Programa parengta remiantis kiekvieno matavimo taško užduotimis ir kiekvienos priemaišos koncentracijos atmosferos ore kintamumo charakteristikomis.
Statant stebėjimo postus, pirmenybė teikiama gyvenamosioms vietovėms, kuriose yra didžiausias gyventojų tankumas, kur galimi MPC higieninių rodiklių ribinių verčių viršijimo atvejai. Reikėtų stebėti visas priemaišas, kurių lygis viršija MPC.
Privaloma išmatuoti pagrindinius, dažniausiai pasitaikančius oro teršalus: dulkes, sieros dioksidą, anglies monoksidą, azoto oksidus. Kitų kontrolės reikalingų medžiagų pasirinkimą lemia gamybos ir emisijų specifika tam tikroje srityje, DLK viršijimo dažnis.
Svarbus pasaulinių priemaišų srautų, gabenamų dideliais atstumais nuo išleidimo vietos, tarpvalstybinio pernešimo kontrolės metodas yra antžeminių ir orlaivių stočių sistema, susieta su matematiniais priemaišų pasiskirstymo modeliais. Tarpvalstybinių perpylimo stočių tinkle įrengtos dujų ir aerozolių mėginių ėmimo, sausų ir šlapių nuosėdų surinkimo bei priemaišų kiekio paimtuose mėginiuose analizės sistemos. Informacija ateina į meteorologinius sintezės centrus, kurie atlieka:
· informacijos apie tarpvalstybinį priemaišų pernešimą atmosferoje rinkimas, analizė ir saugojimas;
· priemaišų pernešimo prognozavimas remiantis meteorologiniais duomenimis;
· emisijos zonų ir šaltinių nustatymas;
priemaišų nusodinimo iš atmosferos oro ant apatinio paviršiaus registravimas ir skaičiavimas bei kiti darbai.
Stebėjimų, gautų skirtingomis geografinėmis ir laiko sąlygomis, rezultatų palyginimui naudojami vieningi mėginių ėmimo ir analizės, informacijos apdorojimo ir perdavimo metodai.
Stebėjimo tinkle gaunama informacija pagal skubos laipsnį skirstoma į tris kategorijas: avarinę, operatyvinę ir režimo. Avarinėje informacijoje pateikiama informacija apie staigius atmosferos oro užterštumo lygių pokyčius ir nedelsiant perduodama atitinkamoms (kontroliuojančioms, ūkinėms) organizacijoms. Operacinėje informacijoje pateikiami apibendrinti mėnesio stebėjimų rezultatai, o režimo informacijoje – per metus. Informacija apie paskutines dvi kategorijas suinteresuotoms ir kontroliuojančioms organizacijoms perduodama jų kaupimo sąlygomis: kas mėnesį ir kasmet. Režimo informacija, kurioje yra duomenys apie vidutinį ir didžiausią oro taršos lygį per ilgą laikotarpį, naudojama planuojant atmosferos apsaugos priemones, nustatant emisijos normas, vertinant oro taršos žalą šalies ūkiui.
2012 m. buvo atliktas atmosferos oro būklės monitoringas 36 automatinėse oro taršos monitoringo stotyse (ASKZA), kurios visą parą realiu laiku matuoja 22 teršalų kiekį atmosferos ore, būdingą išmetimams iš antropogeninių šaltinių. Maskvoje, įskaitant skendinčias daleles, kurių dydis yra mažesnis nei 10 mikronų ir mažesnis nei 2,5 mikronų (atitinkamai PM10 ir PM2,5) ir organinius junginius. 2012 metais Maskvos pietryčių administraciniame rajone buvo baigtas ankstesniais metais laikinai nutraukto Lyublino ASKZA paleidimo darbai. Stotelės yra visuose rajonuose, skirtingais atstumais nuo miesto centro ir apima įvairias funkcines zonas. Šalia greitkelių yra 3 stotys ir 7 stotys trečiajame transporto žiede, gyvenamuosiuose rajonuose - 9, natūraliuose - 2, 9 stotys yra gyvenamosiose vietovėse, kurios tiesiogiai veikiamos pramonės įmonių išmetamų teršalų (pagal grupės elgesį). „indikatorinės“ medžiagos žinomomis oro sąlygomis, reikšminga tokių įmonių, kaip UAB „Gazpromneft-Maskvos naftos perdirbimo gamykla“, Kurjanovskio ir Liubertsy nuotekų valymo įrenginiai, CHPP-26, CHPP-21, kietųjų atliekų sąvartynai Kozhukhove ir kai kurie kiti, įtaka). Už miesto yra dvi stotys, kontroliuojančios taršos perdavimą, ir trijų lygių stotis prie Ostankino televizijos bokšto (įskaitant aukštų kogeneracinių vamzdžių emisijų poveikio paviršinio taršos lygio susidarymui analizę). Teršalai, būdingi daugumos antropogeninių šaltinių išmetamiems teršalams, tokie kaip anglies monoksidas (CO), azoto dioksidas (NO 2), azoto oksidas (NO), bendrieji angliavandenilių junginiai (CH x), ozonas (O 3), skendinčios kietosios medžiagos, kurių dydis mažesnis nei 10 mikronų ir mažiau nei 2,5 mikronų (atitinkamai PM 10 ir PM 2,5), sieros dioksidas (SO 2) kontroliuojamas visame mieste, konkrečių medžiagų (H 2 S, NH 3) kiekis kontroliuojamas šalia šaltinių, trečiame transporte. Matuojami 16 žiedo teršalai (įskaitant formaldehidą, fenolį, benzeną, tolueną, stireną, etilbenzeną ir kt.).
Maskvos aprūpinimo automatinėmis stotimis, valdomų parametrų, valdymo metodų ir priemonių atžvilgiu Maskvos stebėjimo sistema atitinka ir ES direktyvų (Dir. 2008/50/EB) reikalavimus.
Matavimai stotyse atliekami pagal federalinius matavimų vienodumo reikalavimus, prietaisai reguliariai kalibruojami ir tikrinami. Anksčiau, 2011 m., „Mosecomonitoring“ prietaisai atliko lyginamuosius tarplaboratorinius bandymus, kaip Europos automatinių ozono, anglies monoksido, azoto oksido ir dioksido bei sieros dioksido matavimo prietaisų interkalibravimo programą, kurią organizavo Bendradarbiavimo su PSO centras prie Federalinės aplinkos agentūros. Vokietijos Federacinė Respublika (interkalibravime dalyvavo laboratorijos iš PSO Europos regiono šalių).
Duomenys apie oro taršą iš ASKZA realiu laiku siunčiami į Vieningą miesto aplinkos stebėsenos duomenų fondą (GPBU „Mosecomonitoring“ serveryje). Informacinis ir analitinis centras saugo, analizuoja ir apdoroja stebėjimo duomenis. Darbai atliekami kasdien, siekiant užtikrinti duomenų kokybę. Kokybės užtikrinimo veikla apima matavimų kokybės užtikrinimą (matavimo priemonių eksploatavimą) ir kasdienę duomenų kokybės kontrolę (daugiau nei 51 tūkst. rodiklių per dieną), metinį duomenų ratifikavimą.
Be teršalų koncentracijų matavimo automatinėse stotyse, stebimi meteorologiniai parametrai, kurie turi įtakos kenksmingų priemaišų sklaidos sąlygoms. Matavimo rezultatai būtini oro taršos monitoringo duomenų analizei ir atmosferos taršos prognozavimo metodų kūrimui. Visose stotyse kontroliuojamas vėjo greitis ir kryptis, temperatūra, slėgis ir drėgmė. Iš Ostankino televizijos bokšto (aukšto aukščio posto) gaunami duomenys apie temperatūrą ir vėjo profilį iki 503 m aukščio, taip pat slėgį, drėgmę ir „rasos taško“ temperatūrą paviršiaus lygyje. Sumontuotas meteorologinis akustinis radaras (sodaras) ir MTP-5 temperatūros profiliatorius, kurie realiu laiku matuoja temperatūros ir vėjo profilius bei leidžia nustatyti vertikalaus oro maišymosi intensyvumą bei maišymosi sluoksnio aukštį, 9 automatiniai lietaus matuokliai. .
Sukurta programinė įranga leis greitai nustatyti nustatytų normatyvų leistino teršalų kiekio atmosferos ore pažeidimus, atlikti matavimų eilučių statistinę analizę.
automatinis oro stebėjimas
Regioninės problemos, susijusios su atmosferos oro sudėtimi, turi būti nagrinėjamos neatsižvelgiant į žmogaus veiklos ypatybes ir gamtines sąlygas.
Nepaisant klimato, meteorologinių, gamtinių ir kraštovaizdžio sąlygų skirtumų, urbanizuotų regionų atmosferos procesų sudėtis ir dėsningumai turi daug bendro. Būtent tai leidžia diskutuoti apie problemą deterministiniu požiūriu ir vykdyti monitoringą, kuris, kaip minėta, susideda iš trijų etapų: atmosferos būklės miestuose, priemiesčių regionuose ir pereinamosiose zonose tarp vietų stebėjimo, įvertinimo ir prognozavimo. aktyvios žmogaus veiklos ir jos visiško nebuvimo vietos.
Vienas iš pagrindinių teršalų pagal masę yra anglies dioksidas. Kartu su deguonimi jis yra vienas iš atmosferos biogenų, kurį daugiausia kontroliuoja biota. XX amžiuje. padidėjo CO 2 koncentracija, kuri per šimtmetį padidėjo beveik 25 proc.
Rusijos indėlis į anglies išmetimą į atmosferą yra labai didelis ir siekia apie 800 mln. tonų per metus, t.y. kiek mažiau nei 13% viso į atmosferą išmetamo anglies kiekio. Viena iš CO 2 koncentracijos padidėjimo priežasčių yra miškų naikinimas – apie 50 mln. tonų per metus, kita priežastis – humuso praradimas dirbamoje žemėje – apie 80 mln. tonų per metus. Nusausintose vietose dėl grybų ir mikroorganizmų veiklos vyksta „durpių deginimas“ (sausinimo plotas – 6,2 mln. hektarų), tačiau metinį anglies emisiją įvertinti sunku. Taip pat sunku įvertinti anglies dvideginio išmetimą, susidarantį dėl dalinio jo išleidimo iš šaltųjų spąstų Rusijos šlapžemėse, tačiau kiekis gali siekti šimtus milijonų tonų per metus.
Užpelkėjusiose ir užmirkusiose Rusijos šiaurės teritorijose vykstantys procesai taip pat prisideda prie kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų – metano CH 4 – išmetimo, nes dėl antropogeninio poveikio sudrėkintose dirvose bakterijų „metano filtro“ veikla yra sumažinama. sutrikdyta. Kitas metano šaltinis – dujų nuotėkis iš naftos ir dujų gręžinių (daugiausia Vakarų Sibire).
Svarbios šiltnamio efektą sukeliančios dujos (dujų grupė) yra chlorfluorangliavandeniliai, grynai antropogeninės kilmės dujos. Anglies dioksidas, metanas ir chlorfluorangliavandeniliai sudaro atitinkamai 49%, 19% ir 14% galimo šiltnamio efekto.
Pagrindinis vaidmuo šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijoje tenka CO 2 , kurio pagrindinis šaltinis yra energetikos sektorius – iškastinio kuro deginimas (2.1 pav.). Tam tikras azoto oksido N 2 0 dalies sumažėjimas bendroje emisijoje yra susijęs su azoto trąšų naudojimo sumažėjimu dėl žemės ūkio gamintojų ekonominės padėties.
Ryžiai. 2.1. Antropogeninė šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija RF išskyrus žemės naudojimą, žemės paskirties keitimą ir miškininkystę
123 miestuose (54,2 mln. žmonių, tai yra 52% Rusijos miestų gyventojų) gyventojai yra veikiami didelės ir labai didelės oro taršos, iš kurių 13 subjektų (Maskva, Sankt Peterburgas, Astrachanė, Novosibirskas, Omskas, Orenburgas). , Samaros ir Sverdlovsko (ir Jekaterinburgo) regionai, Kamčiatkos ir Chabarovsko teritorijos, Čiuvašo Respublika, Chakasijos Respublika ir Taimyro autonominis rajonas) – daugiau nei 75% miesto gyventojų.
Į Rusijos miestų, kuriuose labai didelis oro taršos lygis (API > 14), prioritetų sąrašą 2012 m. pateko 28 miestai, kuriuose iš viso gyvena 19,1 mln. žmonių (2.2 pav.), o 2013 m. – 30 miestų, kuriuose gyvena 18,7 mln.
Beveik visuose miestuose labai didelis užterštumas siejamas su didelėmis benzo(a)pireno, formaldehido, kietųjų dalelių, azoto dioksido ir fenolio koncentracijomis (2.1 lentelė).
Prioritetiniame sąraše yra trys miestai, kuriuose veikia naftos chemijos ir naftos perdirbimo įmonės, šeši miestai – spalvotosios metalurgijos ir chemijos pramonės įmonės.
Miestų skaičius (%), kuriuose taršos lygis labai aukštas (API>14) , aukštas (7-13) . pakeltas (5-6), žemas (
Ryžiai.
2.1 lentelė.Vidutinių priemaišų koncentracijų pokyčių tendencija Rusijos Federacijos miestuose 2008-2012 m.
tinginystė. Daugelyje miestų degalų ir energetikos įmonės bei motorinės transporto priemonės lemiamai prisideda prie taršos.
Oro srovės perneša teršalus toli už miestų ir pramoninių zonų ribų, todėl teršalai randami beveik visur Rusijos teritorijoje. Foninės oro taršos regioniniai ypatumai Rusijoje atitinka gyventojų ir pramonės pasiskirstymą: ji didžiausia Europos dalyje, o Sibire ir Tolimuosiuose Rytuose, kaip taisyklė, yra eilės tvarka mažesnė.
Pagrindinėje Rusijos teritorijos dalyje nėra reikšmingo rūgščių kritulių pasiskirstymo (lydymosi vandens pH paprastai yra 5,5-6,0), kurių daugiausia iškrenta Rusijos europinės dalies šiaurės vakaruose - Karelijoje ir Kolos pusiasalis.
Atmosferos užterštumo lygio stebėjimai miestuose ir miesteliuose organizuojami pagal GOST 17.2.3.01 - 86 „Gamtos apsauga. Atmosfera. Oro kokybės kontrolės gyvenvietėse taisyklės. Atmosferos taršos lygis yra stebimas paštu, kuri yra tam tikslui iš anksto parinkta vieta (taškas reljefe), ant kurio yra įrengtas paviljonas arba automobilis, aprūpintas atitinkamais įrenginiais.
Stebėjimo postaiįrengtos trys kategorijos: stacionarios, maršrutinės ir mobiliosios (papildomos).
Stacionarus postas skirtas nuolat registruoti teršalų kiekį arba reguliariai imti oro mėginius tolesnei analizei. Stacionarūs stulpai skiriami nuo stacionarių stulpų, kurie skirti ilgalaikiams pagrindinių ir labiausiai paplitusių specifinių teršalų kiekio matavimams nustatyti.
Maršruto postas skirtas reguliariam oro mėginių ėmimui, kai nėra galimybės (nepraktiška) steigti posto arba reikia detaliau ištirti oro užterštumo būklę tam tikrose vietovėse, pavyzdžiui, naujose gyvenamosiose teritorijose.
Mobilus (po fakelu) paštas naudojamas mėginių ėmimui po dūmų (dujų) degikliu, siekiant nustatyti tam tikro pramoninių išmetamųjų teršalų šaltinio poveikio zoną.
Stacionarūs postai įrengti specialūs paviljonai, kurie įrengiami iš anksto pasirinktose vietose. Stebėjimai maršruto postuose atliekami naudojant mobilią laboratoriją, aprūpintą reikiama įranga ir instrumentais. Maršruto postai taip pat montuojami iš anksto pasirinktuose taškuose. Vienas automobilis per darbo dieną nuvažiuoja apie 4...5 balus. Eilės tvarka, kuria automobilis apvažiuoja pasirinktą grūstuvą, turi būti vienoda, kad priemaišų koncentracijos būtų nustatomos reguliariais intervalais. Stebėjimai po įmonės fakelu taip pat atliekami naudojant specialiai įrengtą transporto priemonę. Stulpai po fakelu yra taškai, esantys fiksuotu atstumu nuo šaltinio. Jie juda pagal tiriamo emisijos šaltinio degiklio kryptį.
Kiekvienas stulpas, nepriklausomai nuo kategorijos, yra atviroje, iš visų pusių vėdinamoje vietoje (ant asfalto, kietos žemės, vejos).
Stacionarūs ir maršrutiniai stulpai organizuojamos vietose, parinktose atsižvelgiant į privalomą preliminarų miestų oro taršos pramoninėmis emisijomis, transporto priemonių išmetamųjų teršalų, buitinių ir kitų šaltinių tyrimą, taip pat atsižvelgiant į meteorologinių sąlygų priemaišų sklaidai tyrimą atliekant epizodinius stebėjimus ir skaičiavimus. didžiausios priemaišų koncentracijos laukai. Šiuo atveju reikėtų atsižvelgti į vėjo krypties pakartojamumą virš miesto teritorijos. Tam tikromis kryptimis daugelio įmonių išmetami teršalai gali sukelti bendrą blyksnį, proporcingą didelio šaltinio degikliui. Jei tokių vėjo krypčių dažnis yra didelis, tai aukščiausio vidutinio užterštumo zona susidarys 2...4 km atstumu nuo pagrindinės įmonių grupės, o kartais gali būti ir pakraštyje. Miestas. Priemaišų koncentracijos pasiskirstymui mieste apibūdinti stulpus pirmiausia reikia įrengti tuose gyvenamuosiuose rajonuose, kur galimi didžiausi vidutiniai taršos lygiai, vėliau – gyvenvietės administraciniame centre ir įvairių tipų gyvenamuosiuose rajonuose. pastatų, taip pat parkuose ir poilsio zonose. Labiausiai užterštoms zonoms priskiriamos didžiausios maksimalios vienkartinės ir vidutinės paros koncentracijos zonos. Šios koncentracijos susidaro dėl pramoninių išmetamųjų teršalų. Tokios zonos yra 0,5 ... 2 km atstumu nuo mažų taršos šaltinių ir 2 ... 3 km atstumu nuo didelių. Tokios koncentracijos taip pat gali sukurti intensyvaus eismo greitkelius, nes greitkelio įtaka aptinkama tik arti jo (50...100 m atstumu).
Reguliarūs stebėjimai stacionariuose postuose atliekami pagal vieną iš keturių stebėjimo programų: pilnas (P), nepilnas (NP), sumažintas (SS), kasdienis (D).
1.Visa programa stebėjimai skirti gauti informaciją apie vienkartines ir vidutines paros koncentracijas. Stebėjimai šiuo atveju atliekami kasdien nepertraukiamai registruojant automatiniais prietaisais arba diskretiškai, reguliariais intervalais, bent keturis kartus su privalomu mėginių ėmimu 1, 7, 13 ir 19 valandų vietiniu standartiniu laiku.
2. Dalinė programa stebėjimai atliekami siekiant gauti informaciją apie atskiras koncentracijas kasdien 07:00, 13:00 ir 19:00 vietos standartiniu laiku.
3.Pagal sumažintą programą stebėjimai atliekami siekiant gauti informaciją tik apie atskiras koncentracijas kasdien 07:00 ir 13:00 vietos standartiniu laiku. Stebėjimus pagal sumažintą programą leidžiama atlikti esant žemesnei nei 45 °C oro temperatūrai ir vietose, kur vidutinės mėnesio koncentracijos yra mažesnės nei 1/20 didžiausios vienkartinės MPC arba mažesnės už priemaišų koncentracijos matavimo intervalo apatinę ribą. naudojamas metodas.
Stebėjimus galima atlikti slenkančiu grafiku: 7, 10 ir 13 val. - antradieniais, ketvirtadieniais ir šeštadieniais, 16, 19 ir 22 val. - pirmadieniais, trečiadieniais ir penktadieniais. Slenkančios grafikos stebėjimai skirti pateikti informaciją apie atskiras koncentracijas.
4. Dienos programa mėginių ėmimas skirtas informacijai apie vidutinę paros koncentraciją gauti. Priešingai nei visa programa, stebėjimai šiuo atveju atliekami nuolat imant kasdien, o vienkartinės koncentracijos vertės neįtraukiamos. Visose stebėjimo programose pateikiama informacija apie vidutines mėnesines, vidutines metines ir vidutines koncentracijas per ilgesnį laikotarpį.
