2.3.1 Monitorizarea surselor de poluare
Conferința de la Stockholm (1972) asupra mediului a marcat începutul creării sistemelor globale de monitorizare a mediului (GEMS/GEMS), inclusiv a unui sistem de monitorizare a stării aerului atmosferic. Acesta din urmă este un sistem informațional complex care funcționează cu date pe toate scările și nivelurile terestre, de la nivel global până la nivelurile imact.
În general, este convenabil să reprezentați întregul sistem de monitorizare a aerului sub forma unei piramide, în vârful căreia se efectuează măsurători de fundal în cele mai curate locuri de pe planetă, la mii de kilometri distanță de locurile de activitate umană activă ( adică se efectuează monitorizarea globală de fundal.Sub această piramidă se află sistemul de monitorizare regională, chiar mai mică - impact.Ultimul termen provine din cuvântul englezesc „impact”, care înseamnă influență directă (impact).Astfel, sistemele de monitorizare a impactului sunt geografic situate în locuri de activitate umană activă.
Sistemul ar fi incomplet dacă nu ar include monitorizarea surselor de emisie la întreprinderile înseși (monitorizarea surselor). S-a presupus că astfel de observații ar trebui efectuate chiar la întreprinderi prin serviciile disponibile sau în curs de creare acolo, sau folosind servicii externe. În condițiile unei economii bine stabilite și a unui cadru de reglementare și legal dezvoltat al țărilor de piață, acestea din urmă s-au adaptat destul de repede (deși nu fără durere!) pentru a controla situația de mediu de fapt din două părți (adică o combinație de control al zonelor de impact și control la întreprindere însăși, care, desigur, este inclusă și în zona de impact).
Monitorizarea surselor la întreprinderile rusești este efectuată și de serviciile interne. Totuși, acest lucru nu se face peste tot, ci doar la cele mai mari și mai avansate întreprinderi sau întreprinderi cu pericol crescut. Mai mult decât atât, situația economică recentă a devenit un obstacol major în calea dezvoltării controlului în instalație al surselor de emisii. În realitate, respectiva piramidă de monitorizare a aerului din Rusia s-a dovedit a fi „atârnată în aer”. De aceea, proiectul Sistemului unificat de stat de observare a mediului (EGSEN) acordă un loc important monitorizării surselor în sistemul general de observații ale mediului.
Este recomandabil să izolați toate sursele posibile de emisii de gaze și să direcționați gazele colectate către sistemele de purificare și neutralizare adecvate. În acest caz, nu numai obiectivele de mediu pot fi atinse, ci și un anumit beneficiu economic se poate obține din recuperarea componentelor valoroase. În acest caz, se vorbește de surse organizate de emisii de gaze. Din păcate, nu toate sursele pot fi izolate; se organizează o scurgere intenționată a gazelor prin conducte și conducte de gaz în echipamentul procesului de tratare.
În funcție de gradul de perfecțiune al producției, sursele organizate din punct de vedere al capacității variază de la 0% (producție imperfectă) până la aproape 100% (producție perfectă). Pentru întreprinderile rusești, această cifră este aproape de 30% în medie. Restul de 70% din emisiile de gaze sunt disipate prin ferestre, luminatoare și alte scurgeri din atelier. Aceasta creează, de regulă, o eliberare arie neorganizată.
În funcție de caracteristicile geometrice ale surselor, acestea pot fi împărțite în surse punctuale, liniare și suprafețe. Condiționalitatea acestor concepte este evidentă. Orașul, ca sursă de poluare a aerului, poate fi considerat ca un punct (pe hartă). În același timp, nu poate fi considerat ca un punct atunci când descrie răspândirea poluanților pe distanțe de ordinul diametrului orașului însuși. În acest caz, orașul este o sursă zonă. Un exemplu de sursă liniară este o autostradă. Conceptele introduse sunt importante în modelarea proceselor de propagare a impurităților în atmosferă.
Tipuri de poluanți. Alături de natura surselor, este important să se țină cont de gradul de conservatorism al 3B. Un amestec este considerat complet conservator dacă substanța dispersată în spațiu nu reacționează, nu este absorbită de picăturile de ploaie, nu suferă transformări fotochimice, nu este adsorbită de sol etc. Astfel de substanțe au o durată de viață foarte lungă în atmosferă și, prin urmare, sunt transportate pe distanțe lungi de curenții de aer fără modificări. Se crede că, dacă durata de viață a unui poluant depășește 1 an, atunci acesta poate fi clasificat ca global. Global 3B, fiind emise într-un singur loc, după un an sunt atât de bine amestecate în atmosferă încât concentrația lor devine aproape aceeași. CO2, freonii și substanțele super-ecotoxice, cum ar fi dioxinele, dibenzofuranii și PCB-urile pot servi ca exemple de poluanți globali. GZV creează probleme la scară planetară.
3B regionale fie au o durată de viață mai scurtă, fie sunt emise într-o cantitate semnificativă doar în regiune, și nu pe întreaga planetă; ele apar ca urmare a activității umane regionale și creează probleme la nivel regional.
3B-urile locale au fie o durată de viață și mai scurtă, fie numărul lor este atât de mic încât impactul acestor 3B la nivel regional nu ar trebui să fie luat în considerare. Impactul acestor 3B este semnificativ doar în această locație. În marea majoritate a cazurilor, comitetele locale de mediu trebuie să se ocupe de 3B locale.
3B non-conservative care suferă transformări fizice și chimice sunt transformate în alte substanțe și produse care se pot dovedi a fi mai puțin sau mai toxice decât originalul (3B primar). Substanțele și produsele secundare, având proprietăți diferite față de cele primare, își găsesc propriile bariere geofizice și biologice care le împiedică să se deplaseze în spațiu. Pentru organizarea monitorizării (mai ales complexe, când se efectuează observații în toate mediile, inclusiv în cel biotic), este foarte importantă depistarea acestor bariere, deoarece 3B se acumulează tocmai pe bariere și în imediata apropiere a acestora. O astfel de ideologie face monitorizarea mult mai ieftină, deoarece deschide o metodă de monitorizare care nu necesită observarea detaliată a poluării mediului în spațiu și timp.
Se știe că transportul eficient al 3B pe distanțe mari în spațiu se realizează în principal prin aer, chiar și pentru acele substanțe care au presiuni parțiale foarte scăzute ale vaporilor lor (de exemplu, PCB-uri, dioxine). Totuși, în acest caz, transferul are loc într-o stare adsorbită pe particulele de aerosoli, iar barierele (soluri, sedimente de fund, locuri de acumulare a masei mortuale de organisme animale și vegetale etc.) devin elementele de depunere ale ecosistemelor.
Nu toate 3B trebuie considerate obiecte de observație în diverse programe de monitorizare, ci doar prioritare. Acest lucru se datorează în primul rând efectelor foarte diferite ale 3B asupra sănătății umane. Întrucât programele de monitorizare discutate în acest manual vizează în mod specific păstrarea sănătății umane (conceptul homocentric de monitorizare), aspectele sanitare și igienice sunt prioritatea principală în stabilirea priorității. În general, metodologia de selectare a substanțelor prioritare a fost demonstrată de un grup de experți care au pregătit deciziile deja numitei Conferințe de la Stockholm (un grup de experți care a lucrat până în 1972 la Nairobi). Conform acestei metodologii, factorii determinanți în alegerea priorității substanțelor sunt următorii:
1) dimensiunea impactului real sau potențial asupra sănătății umane, climei și ecosistemelor;
2) tendința 3B la degradare sau acumulare în țesuturile umane și elementele lanțurilor sale trofice;
3) posibilitatea transformării 3B în diverse medii și sisteme, precum și posibilitatea formării de 3B secundare mai toxice sau mai predispuse la acumulare în țesuturile umane;
4) mobilitate 3B;
5) tendințe reale sau posibile ale concentrațiilor 3B în mediu;
6) frecvența expunerii;
7) posibilitatea de a monitoriza 3V.
2.3.2 Caracteristicile programelor de monitorizare
Să luăm în considerare o abordare sistematică a analizei datelor observaționale în diverse programe de monitorizare și să identificăm ce trăsături introduce factorul de scară geografică a observațiilor în execuția unui anumit program.
Monitorizarea sursei. Compoziția emisiilor de gaze în sursă este complet determinată din punct de vedere calitativ și cantitativ de tehnologie și perfecțiunea acesteia. Nivelurile concentrațiilor 3B din sursă depășesc MPC-urile de zeci de mii de ori. Sarcina analitică nu este dificilă, deoarece compoziția este cunoscută și destul de stabilă, iar nivelurile de concentrație sunt ridicate și nu necesită preconcentrarea probei. Greutatea dificultății este asociată cu prelevarea unui eșantion reprezentativ de la sursă, deoarece fluxurile de gaz sunt adesea eterogene, încălzite la o temperatură ridicată și neuniforme în timp și diametru al conductei de gaz. Metodele de analiză fără contact care nu necesită eșantionare sunt promițătoare aici. Acest nivel de monitorizare nu este acoperit în acest manual.
Monitorizarea impactului. Compoziția și nivelurile de concentrație sunt în mare măsură (dar nu complet) determinate de tehnologiile de producție care creează poluare. În acest caz, procesele fizice și chimice din mediu și condițiile meteorologice încep să joace un rol semnificativ în crearea nivelurilor observate ale concentrațiilor 3B. Acestea din urmă depășesc uneori MPC-urile de zeci de ori. Există o relație strânsă între localizarea surselor, caracteristicile acestora, direcția și viteza vântului și câmpurile de concentrare 3B. Observațiile sunt efectuate la posturi staționare, mobile și sub torță. Posturile staţionare sunt dotate cu echipamente meteorologice şi dispozitive de monitorizare a 3-4 substanţe prioritare. Stâlpi mobili - laboratoare pe roți care servesc la clarificarea locației stâlpilor staționari. O astfel de clarificare este necesară în legătură cu dinamismul activității economice și cu schimbările în natura dezvoltării. Stalpii sub flare monitorizează răspândirea emisiilor de la coșurile fabricii, raportând cazuri de situații critice, mai ales în condițiile UNM. Astfel de servicii sunt dotate și cu laboratoare mobile.
Monitorizare regională. O distanță semnificativă față de întreprinderi duce la faptul că nivelurile concentrațiilor 3B sunt mai apropiate de fundal, de obicei în cadrul MPC-urilor sau chiar mai mici. Sarcina analitică devine mai complicată nu numai din cauza necesității de concentrare preliminară a impurităților, ci și din cauza variabilității puternice a valorilor și compoziției lor calitative. Monitorizarea în acest caz se referă la sarcini aeroanalitice în care rolul curenților de aer este excepțional de mare. Este necesar să se ia în considerare toate activitățile regionale, inclusiv activitățile agricole, și nu este ușor să se stabilească o legătură directă între poluarea atmosferică și tehnologiile specifice. De obicei, se are de-a face cu o serie de substanțe secundare rezultate din procese fotochimice și biologice.
Monitorizarea regională face posibilă unirea datelor de impact și a datelor monitorizării globale de fond și, de asemenea, face posibilă identificarea principalelor modalități de răspândire a 3B pe distanțe lungi. Informații directe despre starea de poluare a aerului la nivel regional pot fi obținute din observații în mici așezări situate departe de orașele mari, cu condiția să nu existe surse de poluare a aerului în aceste puncte. Informațiile despre poluarea atmosferică de fond regională sunt, de asemenea, obținute din datele unei rețele de puncte de observare pentru transportul transfrontalier al poluanților.
Un indicator indirect al stării de poluare a atmosferei pot fi datele privind compoziția chimică a probelor de precipitații atmosferice și stratul de zăpadă. Aceste date caracterizează poluarea stratului atmosferic în care se formează norii, are loc schimbul de gaze și din care cad precipitațiile și materia uscată în absența precipitațiilor.
Datele privind conținutul de substanțe din stratul de zăpadă sunt cel mai important material pentru evaluarea poluării atmosferice regionale pe timp de iarnă pe suprafețe mari ale țării și identificarea ariei de distribuție a poluanților din centrele industriale și orașe. Analiza chimică a conținutului de substanțe nocive se realizează prin metode utilizate în studiul fie a probelor de precipitare, fie a probelor de aer.
Monitorizare globală. Creșterea emisiilor de substanțe nocive în atmosferă ca urmare a proceselor de industrializare și urbanizare duce la creșterea conținutului de impurități la distanță considerabilă de sursele de poluare și la modificări globale ale compoziției atmosferei, care la rândul lor pot duce la la multe consecințe nedorite, inclusiv. și la schimbările climatice. În acest sens, este necesar să se determine și să se monitorizeze constant nivelul poluării atmosferice cu mult dincolo de zona de acțiune directă a surselor industriale și tendința modificărilor ulterioare ale acesteia.
În anii 1960, Organizația Meteorologică Mondială (OMM) a creat o rețea mondială de stații pentru monitorizarea poluării atmosferice de fond (BATTMon). Scopul său a fost de a obține informații despre nivelurile de concentrație de fond ale constituenților atmosferici, variațiile și modificările pe termen lung ale acestora, care pot fi folosite pentru a judeca impactul activităților umane asupra stării atmosferei.
Severitatea tot mai mare a problemei poluării mediului la scară globală a dus la crearea în anii '70 a Comitetului Națiunilor Unite pentru Mediu (UNEP), care a decis să creeze un Sistem Global de Monitorizare a Mediului (GEMS), menit să monitorizeze fundalul. starea biosferei în ansamblu și în primul rând pentru procesele de poluare a acesteia.
Stațiile de monitorizare a atmosferei de fundal (stații BAP-MoN) sunt responsabile pentru efectuarea observațiilor și trimiterea în timp util a datelor primare primite către departamentele hidrometeorologice (UGM) și Observatorul Geofizic Principal (GTO) denumit după A.I. A.I.Voeikova.
UGM este însărcinat cu sarcinile de asigurare și control al funcționării stațiilor de fundal, precum și introducerea de noi metode de monitorizare a stării de fond a atmosferei propuse pentru rețea. GGO este un centru național științific și metodologic de monitorizare a atmosferei de fond în cadrul programului BAP-MoN.
Amplasarea stației. Stațiile integrate de monitorizare de fond (ICFM) ar trebui să fie reprezentative pentru regiunea dată în ceea ce privește peisajul și caracteristicile climatice ale acestora.
După selectarea zonei, este necesar să se țină cont de sursele de poluare disponibile în zonă. În prezența unor surse locale mari (centre administrative și industriale cu o populație de peste 500 de mii de oameni), distanța până la locul de observare SKFM ar trebui să fie de cel puțin 100 km. Dacă acest lucru nu este posibil, atunci SCFM trebuie amplasat în așa fel încât repetabilitatea fluxului de aer, care provoacă transferul de poluanți de la sursă în direcția stației, să nu depășească 20-30%.
SCFM include un loc de observare staționar și un laborator chimic. Zona de observare constă din locuri de prelevare de probe, hidroposturi și, în unele cazuri, puțuri de observare. La fața locului se efectuează prelevarea de probe de aer atmosferic și precipitații, apă, sol, vegetație, precum și măsurători hidrometeorologice și geofizice.
Un amplasament care măsoară 50x50 m, pe care sunt amplasate instalațiile de prelevare a probelor și instrumentele de măsurare, se numește amplasamentul de referință (de bază) al stației de fond. Ar trebui să fie situat pe o zonă plată a peisajului cu un grad scăzut de închidere a orizontului, departe de clădiri, centuri forestiere, dealuri și alte obstacole care contribuie la apariția perturbărilor orografice locale. Situl va fi echipat cu unități de prelevare a probelor de aer, colectoare de sedimente, analizoare de gaze și un set standard de instrumente meteorologice.
Laboratorul chimic al stației este situat la o distanță de cel puțin 500 m de locul de referință, laboratorul prelucrează și analizează acea parte a probelor care nu poate fi trimisă la laboratorul regional: conținutul de particule în suspensie (praf), sulfați și dioxid de sulf în aerul atmosferic; măsurarea pH-ului, conductibilitatea electrică, concentrația de anioni și cationi în precipitațiile atmosferice.
Stațiile BAPMON - stațiile de fundal sunt împărțite în trei categorii: de bază, regionale și continentale.
Stațiile de bază ar trebui să fie amplasate în cele mai curate locuri, la munte, pe insule izolate. Sarcina principală a stațiilor de bază este de a controla nivelul de fond global al poluării atmosferice, care nu este influențat de nicio sursă locală.
Stațiile regionale ar trebui să fie amplasate în zonele rurale, la cel puțin 40 km de sursele majore de poluare. Scopul lor este de a detecta fluctuațiile pe termen lung ale componentelor atmosferice din zona stației ca urmare a modificărilor în utilizarea terenurilor și a altor impacturi antropice.
Stațiile continentale acoperă o gamă mai largă de studii decât stațiile regionale. Acestea ar trebui să fie amplasate în zone îndepărtate, astfel încât să nu existe surse pe o rază de 100 km care ar putea afecta nivelurile locale de poluare.
2.3.3 Programe de observare la stațiile integrate de monitorizare de fond
La stațiile CPM este implementat unul dintre principiile monitorizării de fond - un studiu cuprinzător al conținutului de poluanți din componentele ecosistemului. În acest sens, programul de observare SCFM include măsurători sistematice ale conținutului de poluanți simultan în toate mediile (vezi Tabelul 10), completate cu date hidrometeorologice.
Lista substanțelor incluse în program este întocmită luând în considerare proprietăți precum prevalența și stabilitatea lor în mediu, capacitatea de a migra pe distanțe lungi, gradul de impact negativ asupra sistemelor biologice și geofizice de diferite niveluri.
În aerul atmosferic se măsoară concentrațiile medii zilnice:
1) solide în suspensie;
3) oxizi de carbon și azot;
4) dioxid de sulf;
5) sulfați;
6) 3,4-benz(a)piren;
7) DDT și alți compuși organoclorați;
8) plumb, cadmiu, mercur, arsenic;
9) indicator al turbidității aerosolilor atmosferei;
În precipitații, concentrațiile care trebuie măsurate în totalul probelor lunare sunt:
1) plumb, mercur, cadmiu, arsenic;
2) 3,4-benz(a)piren;
3) DDT și alți compuși organoclorați -RN;
4) anioni și cationi.
Observațiile meteorologice includ observații de:
1) temperatura și umiditatea aerului;
2) viteza și direcția vântului;
3) presiunea atmosferică;
4) tulbureala (cantitate, forma, inaltime);
5) soare;
6) fenomene atmosferice (ceaţă, furtuni de zăpadă, furtuni, furtuni de praf);
7) precipitatii atmosferice (cantitate si intensitate);
8) strat de zăpadă (înălțime, conținut de umiditate);
9) temperatura solului (la suprafață și în profunzime);
10) starea suprafeţei solului;
11) radiații (directe, împrăștiate, totale și reflectate) și balanța radiațiilor;
12) gradiente de temperatură, umiditate și viteza vântului la o înălțime de 0,5-10m;
13) gradienți de temperatură, umiditate a solului la o adâncime de 0-20 cm;
14) echilibru termic.
Programul obligatoriu de observații la stațiile de bază BAPMON include observații privind conținutul de dioxid de sulf, turbiditatea aerosolului din atmosferă, radiația, particulele de aerosoli în suspensie, compoziția chimică a precipitațiilor (Tabelul 2.6).
La stațiile regionale, programul de observare include măsurarea turbidității atmosferice, concentrația particulelor de aerosoli în suspensie și determinarea compoziției chimice a precipitațiilor atmosferice.
Orice observații în cadrul programului de monitorizare de fond trebuie să fie însoțite de observații meteorologice obligatorii. Prin urmare, este de dorit să se efectueze observații de fond pe baza stațiilor meteorologice.
Tabelul 2.6 - Lista componentelor care trebuie controlate pentru SCFM
Evacuarea poluanților poate fi efectuată în diverse medii: atmosferă, apă, sol. Emisiile în atmosferă sunt principalele surse de poluare ulterioară a apelor și solurilor la scară regională, iar în unele cazuri la scară globală.
În centrele industriale, gradul de poluare a aerului atmosferic poate depăși în unele cazuri standardele sanitare și igienice. Natura variabilității temporale și spațiale a concentrațiilor de substanțe nocive din aerul atmosferic este determinată de un număr mare de diverși factori. Cunoașterea tiparelor de formare a nivelurilor de poluare a aerului atmosferic, a tendințelor de modificare a acestora este esențială pentru a asigura curățenia necesară a bazinului aerian. Observațiile stării de poluare a aerului servesc drept bază pentru identificarea regularităților.
Serviciul de observare si control al starii aerului atmosferic este alcatuit din doua sisteme: observatii (monitorizare) si control. Primul sistem asigură monitorizarea calității aerului atmosferic în orașe, orașe și teritorii situate în afara zonei de influență a unor surse specifice de poluare. Al doilea sistem asigură controlul surselor de poluare și reglarea emisiilor de substanțe nocive în atmosferă.
Observațiile stării aerului atmosferic se efectuează în zone cu impact antropic intens (în orașe, centre industriale și agroindustriale etc.) și în zone îndepărtate de sursele de poluare (în zone de fond).
Observațiile de fond în cadrul unui program special de monitorizare a mediului de fond sunt efectuate în rezervațiile biosferei și în zonele protejate.
Rezervațiile biosferei evaluează și prezic poluarea aerului atmosferic prin analizarea conținutului de particule în suspensie, plumb, cadmiu, arsen, mercur, benz (a) piren, sulfați, dioxid de sulf, oxid de azot, dioxid de carbon, ozon, DDT și alți compuși organoclorați din ele. . Programul de monitorizare a mediului de fond include și determinarea nivelului de fond al poluanților de origine antropică în toate mediile, inclusiv biota. Pe lângă măsurarea stării de poluare a aerului atmosferic, la stațiile de fond se fac și măsurători meteorologice.
La monitorizarea nivelurilor de fond ale poluării aerului atmosferic se dezvoltă modele de transfer de impurități și se determină rolul factorilor hidrometeorologici și tehnologici în procesele de transfer. La stațiile de fond se studiază și se perfecționează: criterii de creare a unei rețele de observare, liste de impurități controlate, metode de monitorizare și prelucrare a datelor de măsurare, metode de schimb de informații și instrumente, metode de cooperare internațională. Astfel, de exemplu, conform acordurilor internaționale, o stație de monitorizare de bază și regională ar trebui să fie amplasată la o distanță de 40-60 km de sursele mari de poluare pe partea sub vent. În teritoriile adiacente gării, pe o rază de 40-400 km, natura activității umane nu ar trebui să se schimbe. De asemenea, s-a stabilit ca probele de aer să fie prelevate la o înălțime de cel puțin 10 m deasupra suprafeței vegetației.
La stațiile de monitorizare de fond, calitatea aerului atmosferic este monitorizată prin indicatori fizici, chimici și biologici.
Necesitatea organizării controlului poluării aerului atmosferic în zona de impact antropic intens este determinată de studii preliminare experimentale (în termen de 1-2 ani) și teoretice folosind metode de modelare matematică și fizică. Această abordare face posibilă evaluarea gradului de poluare cu unul sau altul amestec de aer atmosferic într-un oraș sau orice altă așezare în care există surse staționare și mobile de emisii de substanțe nocive.
Pentru a obține informații reprezentative cu privire la variabilitatea spațială și temporală a poluării aerului, este necesar să se efectueze o cercetare preliminară a condițiilor meteorologice și a naturii variabilității spațiale și temporale a poluării aerului cu ajutorul vehiculelor mobile. Pentru aceasta, un laborator mobil este folosit cel mai adesea pentru a preleva și uneori a analiza probe de aer în timpul opririlor. Această metodă de examinare se numește recunoaștere. Este utilizat pe scară largă în străinătate.
O grilă obișnuită este aplicată schemei-hartă a orașului (așezare, cartier) cu un pas de 0,1; 0,5 sau 1,0 km. Pe teren, conform unui program special dezvoltat de eșantionare aleatorie, se prelevează și se analizează probe în puncte care coincid cu nodurile grilei suprapuse hărții schematice. Pentru a obține valori medii fiabile statistic ale concentrațiilor măsurate, se efectuează analiza combinațiilor de puncte de pe grilă, unite în pătrate, de exemplu, cu o suprafață de 2-4 km2, ținând cont de vânt. direcții în direcții. Această metodă vă permite să identificați atât granițele complexelor și nodurilor industriale, cât și zona de influență a acestora. Aceasta oferă posibilitatea de a compara rezultatele obținute cu datele calculate ale modelelor matematice. Utilizarea metodelor de modelare în aceste lucrări este obligatorie.
Dacă se constată că există posibilitatea unei creșteri a concentrației unei impurități peste standardele stabilite, atunci trebuie monitorizat conținutul unei astfel de impurități în zona identificată. Dacă nu există o astfel de probabilitate și nu există perspective de dezvoltare a industriei, energiei și transportului cu motor, nu este recomandabilă înființarea de posturi de observare staționare pentru starea aerului atmosferic. Această concluzie nu se aplică organizării de observații ale nivelului de fond al poluării aerului în afara așezărilor.
După ce s-a stabilit gradul de poluare a aerului atmosferic de către toate impuritățile emise de sursele existente și cele planificate pentru construcție și punere în funcțiune, precum și natura modificărilor în câmpurile de concentrare a impurităților pe teritoriu și în timp, ținând cont de hărțile de poluare a aerului construite; pe baza rezultatelor modelării matematice și fizice, se poate începe să dezvolte o schemă de amplasare a posturilor de observare staționare pe teritoriul orașului și programul de lucru al acestora. Programul este dezvoltat pe baza sarcinilor fiecărui punct de măsurare și a caracteristicilor variabilității concentrației fiecărei impurități în aerul atmosferic.
La amplasarea posturilor de observare, se preferă zonele rezidențiale cu cea mai mare densitate a populației, unde sunt posibile cazuri de depășire a valorilor prag stabilite ale indicatorilor igienici ai MPC. Trebuie efectuate observații pentru toate impuritățile ale căror niveluri depășesc MPC.
Este obligatorie măsurarea principalilor, cei mai comuni poluanți ai aerului: praf, dioxid de sulf, monoxid de carbon, oxizi de azot. Alegerea altor substanțe care necesită control este determinată de specificul producției și emisiilor dintr-o zonă dată, de frecvența depășirii MPC.
O metodă importantă de control al transportului transfrontalier al fluxurilor globale de impurități transportate pe distanțe mari de la locul eliberării este un sistem de stații terestre și aeronave asociate cu modele matematice de distribuție a impurităților. Rețeaua de stații transfrontaliere de transfer este dotată cu sisteme de prelevare a probelor de gaz și aerosoli, colectarea precipitațiilor uscate și umede și analiza conținutului de impurități din probele prelevate. Informațiile ajung la centrele de sinteză meteorologică, care efectuează:
· colectarea, analiza și stocarea informațiilor privind transferul transfrontalier al impurităților din atmosferă;
· prognozarea transferului de impurități pe baza datelor meteorologice;
· identificarea zonelor și surselor de emisie;
înregistrarea și calculul precipitațiilor impurităților din aerul atmosferic pe suprafața subiacentă și alte lucrări.
În scopul comparabilității rezultatelor observațiilor obținute în diferite condiții geografice și temporale, se utilizează metode unificate unificate de prelevare și analiză a probelor, prelucrare și transmitere a informațiilor.
Informațiile primite pe rețeaua de observare se împart în trei categorii în funcție de gradul de urgență: urgență, operațională și de regim. Informațiile de urgență conțin informații despre schimbările bruște ale nivelurilor de poluare a aerului atmosferic și sunt transmise imediat organizațiilor relevante (de control, economice). Informațiile operaționale conțin rezultate generalizate ale observațiilor pentru o lună și informații de regim - pentru un an. Informațiile privind ultimele două categorii sunt transmise organizațiilor interesate și de control în termenii cumulării acestora: lunar și anual. Informațiile de regim, care conțin date privind nivelul mediu și cel mai ridicat de poluare a aerului pe o perioadă lungă de timp, sunt utilizate în planificarea măsurilor de protecție a atmosferei, stabilirea standardelor de emisie și evaluarea daunelor cauzate economiei naționale de poluarea aerului.
În 2012, monitorizarea stării aerului atmosferic a fost efectuată la 36 de stații automate de monitorizare a poluării aerului (ASKZA), care măsoară non-stop, în timp real, conținutul a 22 de poluanți din aerul atmosferic, tipic pentru emisiile din surse antropice. la Moscova, inclusiv particule în suspensie de mai puțin de 10 microni și mai puțin de 2,5 microni (PM10 și, respectiv, PM2,5) și compuși organici. În 2012, au fost finalizate lucrările la punerea în funcțiune a Lyublino ASKZA, dezafectat temporar în anii precedenți, în districtul administrativ de sud-est al Moscovei. Stațiile sunt amplasate în toate cartierele, la distanțe diferite de centrul orașului și acoperă diverse zone funcționale. În apropierea autostrăzilor sunt 3 stații și 7 stații pe al treilea inel de transport, în zone rezidențiale - 9, naturale - 2, 9 stații sunt amplasate în zone rezidențiale care sunt direct afectate de emisiile de la întreprinderile industriale (conform comportamentului grupului de substanțe „indicatoare” în condiții meteorologice cunoscute, influență semnificativă a unor întreprinderi precum JSC Gazpromneft-Moscow Oil Refinery, stațiile de tratare a apelor uzate Kuryanovsky și Lyubertsy, CHPP-26, CHPP-21, depozitele de deșeuri solide din Kozhukhovo și altele). Există două stații în afara orașului pentru controlul transferului de poluare și o stație cu trei niveluri la turnul de televiziune Ostankino (inclusiv pentru analiza impactului emisiilor de la conductele de cogenerare înalte asupra formării unui nivel de poluare la suprafață). Poluanți tipici pentru emisiile din majoritatea surselor antropice, cum ar fi monoxidul de carbon (CO), dioxidul de azot (NO2), oxidul de azot (NO), compușii total de hidrocarburi (CH x), ozonul (O 3), solidele în suspensie cu dimensiuni mai mici decât 10 microni și mai puțin de 2,5 microni (PM 10 și respectiv PM 2,5), dioxidul de sulf (SO 2) este controlat în tot orașul, conținutul de substanțe specifice (H 2 S, NH 3) este controlat în apropierea surselor, la al treilea transport. Se măsoară poluanții inelului 16 (inclusiv formaldehidă, fenol, benzen, toluen, stiren, etilbenzen etc.).
În ceea ce privește furnizarea Moscovei cu stații automate, parametri controlați, metode și mijloace de control, sistemul de monitorizare Moscova îndeplinește și cerințele directivelor UE (Dir. 2008/50/EC).
Măsurătorile la stații sunt efectuate în conformitate cu cerințele federale pentru uniformitatea măsurătorilor, instrumentele sunt calibrate și verificate în mod regulat. Anterior, în 2011, dispozitivele de Mosecomonitoring au trecut testele comparative interlaboratoare, ca parte a intercalibrarii europene a instrumentelor automate pentru măsurarea ozonului, monoxidului de carbon, oxidului și dioxidului de azot și dioxidului de sulf, organizată de Centrul pentru Cooperare cu OMS, sub Agenția Federală de Mediu a OMS. Republica Federală Germania (la intercalibrare au participat laboratoare din țări din Regiunea Europeană a OMS).
Datele despre poluarea aerului de la ASKZA sunt trimise în timp real către Fondul Unificat al Orașului pentru Date de Monitorizare a Mediului (pe serverul GPBU „Mosecomonitoring”). Centrul de informare și analiză stochează, analizează și prelucrează datele de monitorizare. Se lucrează zilnic pentru a asigura calitatea datelor. Activitățile de asigurare a calității includ asigurarea calității măsurătorilor (funcționarea instrumentelor de măsurare) și controlul zilnic al calității datelor (mai mult de 51 de mii de indicatori pe zi), ratificarea anuală a datelor.
Pe lângă măsurarea concentrațiilor de poluanți la stațiile automate, sunt monitorizați parametrii meteorologici care afectează condițiile de dispersie a impurităților nocive. Rezultatele măsurătorilor sunt necesare pentru analiza datelor de monitorizare a poluării aerului și dezvoltarea metodelor de prognoză a poluării atmosferice. Viteza și direcția vântului, temperatura, presiunea și umiditatea sunt controlate la toate stațiile. Din turnul de televiziune Ostankino (post de mare altitudine) se primesc date despre temperatura și profilul vântului până la o înălțime de 503 m, precum și presiunea, umiditatea și temperatura „punctului de rouă” la nivelul suprafeței. Au fost instalate radarul acustic meteorologic (sodar) Volna-4 și profilerul de temperatură MTP-5, care măsoară profilele de temperatură și vânt în timp real și permit determinarea intensității amestecării verticale a aerului și a înălțimii stratului de amestecare, 9 pluviometre automate .
Software-ul dezvoltat va face posibilă detectarea rapidă a încălcărilor standardelor stabilite pentru conținutul admisibil de poluanți din aerul atmosferic și efectuarea unei analize statistice a seriilor de măsurători.
monitorizarea aerului de control automat
Problemele regionale legate de compoziția aerului atmosferic trebuie luate în considerare fără întrerupere din caracteristicile activității umane și condițiile naturale.
În ciuda diferențelor de climă, condiții meteorologice, naturale și peisagistice, există multe în comun în compoziția și regularitățile proceselor atmosferice din regiunile urbanizate. Acesta este ceea ce face posibilă discutarea problemei din punct de vedere determinist și efectuarea monitorizării, care, după cum am menționat, constă în trei etape: observarea, evaluarea și prognoza stării atmosferei în orașe, regiuni suburbane și zone de tranziție între locuri. a activității umane active și locuri ale absenței sale complete.
Unul dintre principalii poluanți în masă este dioxidul de carbon. Împreună cu oxigenul, este unul dintre biogenii atmosferei, care este controlat în principal de biotă. În secolul XX. s-a înregistrat o creștere a concentrației de CO 2, care a crescut cu aproape 25% pe parcursul unui secol.
Contribuția Rusiei la emisiile de carbon în atmosferă este foarte mare și se ridică la aproximativ 800 de milioane de tone/an, adică ceva mai puțin de 13% din cantitatea totală de carbon emisă în atmosferă. Unul dintre motivele creșterii concentrației de CO 2 este defrișarea – aproximativ 50 milioane tone/an, un alt motiv – pierderea de humus pe teren arabil – aproximativ 80 milioane tone/an. În zonele drenate, „arderea turbei” are loc datorită activității ciupercilor și microorganismelor (suprafața de drenaj este de 6,2 milioane de hectare), dar este dificil de estimat eliberarea anuală de carbon. De asemenea, este dificil de estimat emisiile de dioxid de carbon rezultate din eliberarea parțială a acestuia din capcanele reci din zonele umede din Rusia, dar valoarea poate ajunge la sute de milioane de tone pe an.
Procesele care au loc în teritoriile mlăștinoase și pline de apă din nordul Rusiei contribuie și la emisiile unui alt gaz cu efect de seră - metanul CH 4, deoarece, ca urmare a impactului antropic, activitatea "filtrului de metan" bacterian în solurile umede este perturbat. O altă sursă de metan sunt scurgerile de gaze din puțurile de petrol și gaze (în principal în Siberia de Vest).
Un gaz cu efect de seră important (un grup de gaze) este clorofluorocarburile, gaze de origine pur antropică. Dioxidul de carbon, metanul și clorofluorocarburile asigură, respectiv, 49%, 19% și, respectiv, 14% din posibilul efect de seră.
Rolul principal în emisiile de gaze cu efect de seră îl revine CO 2 , a cărui sursă principală este sectorul energetic – arderea combustibililor fosili (Fig. 2.1). O oarecare scădere a ponderii oxidului de azot N 2 0 în emisia totală este asociată cu o scădere a utilizării îngrășămintelor cu azot, datorită situației economice a producătorilor agricoli.
Orez. 2.1. Emisia antropică de gaze cu efect de seră în RF excluzând utilizarea terenurilor, schimbarea utilizării terenurilor și silvicultură
În 123 de orașe (54,2 milioane de oameni, adică 52% din populația urbană a Rusiei), populația este expusă la o poluare a aerului ridicată și foarte mare, dintre care 13 subiecți (Moscova, Sankt Petersburg, Astrakhan, Novosibirsk, Omsk, Orenburg). , regiunile Samara și Sverdlovsk (și Ekaterinburg), teritoriile Kamchatka și Khabarovsk, Republica Ciuvaș, Republica Khakassia și Okrug autonom Taimyr) - mai mult de 75% din populația urbană.
Lista prioritară a orașelor rusești cu niveluri foarte ridicate de poluare a aerului (API > 14) în 2012 includea 28 de orașe cu o populație totală de 19,1 milioane de locuitori (Fig. 2.2), iar în 2013 - 30 de orașe cu 18,7 milioane de locuitori.
În aproape toate orașele, niveluri foarte ridicate de poluare sunt asociate cu concentrații semnificative de benzo(a)piren, formaldehidă, particule, dioxid de azot și fenol (Tabelul 2.1).
Lista de Priorități include trei orașe cu întreprinderi petrochimice și de rafinare a petrolului, șase orașe cu întreprinderi de metalurgie neferoasă și industria chimică.
Numărul de orașe (%) în care nivelurile de poluare sunt foarte ridicate (API>14) , mare (7-13) . ridicat (5-6), scăzut (
Orez.
Tabelul 2.1.Tendința modificărilor concentrațiilor medii de impurități în orașele Federației Ruse pentru perioada 2008-2012.
lene. În multe orașe, companiile de combustibil și energie și autovehiculele au o contribuție decisivă la poluare.
Curenții de aer transportă poluanți cu mult dincolo de granițele orașelor și zonelor industriale, drept urmare poluanții se găsesc aproape peste tot pe teritoriul Rusiei. Caracteristicile regionale ale poluării aerului de fond în Rusia corespund distribuției populației și industriei: este cea mai mare în partea europeană, iar în Siberia și Orientul Îndepărtat, de regulă, este cu un ordin de mărime mai scăzut.
În cea mai mare parte a teritoriului Rusiei, nu există o distribuție semnificativă a precipitațiilor acide (pH-ul apei de topire este de obicei 5,5-6,0), care se încadrează în principal în nord-vestul părții europene a Rusiei - în Karelia și pe Peninsula Kola.
Organizarea observărilor nivelului de poluare atmosferică în orașe și orașe se realizează în conformitate cu GOST 17.2.3.01 - 86 „Protecția naturii. Atmosfera. Reguli pentru controlul calității aerului în localități. Sunt monitorizate nivelurile de poluare atmosferică post, care este un loc preselectat în acest scop (un punct din teren), pe care se află un pavilion sau un autoturism dotat cu dispozitive corespunzătoare.
Posturi de observare sunt instalate trei categorii: staționar, rutier și mobil (sub flare).
Post staționar concepute pentru a oferi înregistrarea continuă a conținutului de poluanți sau prelevarea regulată de probe de aer pentru analize ulterioare. Stâlpii staționari se deosebesc de stâlpii fiși, care sunt proiectați pentru a detecta măsurători pe termen lung ale conținutului de poluanți specifici principali și cei mai obișnuiți.
Post traseu este conceput pentru prelevarea obișnuită de aer atunci când nu este posibilă (nu este practică) înființarea unui post sau este necesară studierea mai detaliată a stării de poluare a aerului în anumite zone, de exemplu, în zone rezidențiale noi.
Postare mobilă (sub torță). servește pentru prelevarea de probe sub o torță de fum (gaz) pentru a identifica zona de influență a unei anumite surse de emisii industriale.
Posturi staționare dotate cu pavilioane speciale, care sunt instalate în locuri preselectate. Observațiile la posturile de traseu se efectuează folosind un laborator mobil dotat cu echipamentul și instrumentele necesare. Posturi de traseu instalat de asemenea în puncte preselectate. O mașină circulă în jur de 4...5 puncte pe zi lucrătoare. Ordinea în care o mașină ocolește traseul ales trebuie să fie aceeași, astfel încât determinarea concentrațiilor de impurități să fie efectuată la intervale regulate. Observațiile sub lanterna întreprinderii se efectuează și cu ajutorul unui vehicul special echipat. Posturi de sub torță sunt puncte situate la distante fixe fata de sursa. Acestea se deplasează în conformitate cu direcția torței sursei de emisie cercetată.
Fiecare stâlp, indiferent de categorie, este amplasat pe o zonă deschisă ventilată din toate părțile (pe asfalt, teren dur, gazon).
Posturi staționare și de traseu sunt organizate în locuri selectate luând în considerare studiul preliminar obligatoriu al poluării aerului urban prin emisii industriale, emisii vehiculelor, surse casnice și alte surse, precum și luând în considerare studiul condițiilor meteorologice de dispersie a impurităților prin observații episodice și calcule de câmpuri de concentrații maxime de impurități. În acest caz, trebuie luată în considerare repetabilitatea direcției vântului pe teritoriul orașului. În anumite direcții, emisiile de la numeroase întreprinderi pot crea o erupție comună, proporțională cu torța unei surse mari. Dacă frecvența unor astfel de direcții ale vântului este mare, atunci zona cu cel mai înalt nivel mediu de poluare se va forma la o distanță de 2...4 km de grupul principal de întreprinderi și, uneori, poate fi situată la periferia orașului. orașul. Pentru a caracteriza distribuția concentrației de impurități în oraș, stâlpii trebuie instalați în primul rând în acele zone rezidențiale în care sunt posibile cele mai mari niveluri medii de poluare, apoi în centrul administrativ al așezării și în zonele rezidențiale cu diverse tipuri. a clădirilor, precum și în parcuri și zone de recreere. Zonele cele mai poluate includ zonele cu cele mai mari concentrații zilnice maxime unice și medii. Aceste concentrații sunt create de emisiile industriale. Astfel de zone sunt situate la o distanță de 0,5 ... 2 km de sursele scăzute de emisii și la 2 ... 3 km de cele înalte. Astfel de concentrații pot crea și autostrăzi cu trafic intens, deoarece influența autostrăzii este detectată doar în imediata apropiere a acesteia (la distanță de 50 ... 100 m).
Observațiile regulate la posturile staționare sunt efectuate conform unuia dintre cele patru programe de observare: complet (P), incomplet (NP), redus (SS), zilnic (D).
1.Program complet Observații este conceput pentru a obține informații despre concentrațiile zilnice medii și unice. Observațiile în acest caz se efectuează zilnic prin înregistrare continuă folosind dispozitive automate sau discret, la intervale regulate, de cel puțin patru ori cu prelevare obligatorie la 1, 7, 13 și 19 ore, ora standard locală.
2. Program parțial se efectuează observații pentru a obține informații despre concentrațiile unice zilnic la orele 07:00, 13:00 și 19:00, ora standard locală.
3.Conform programului redus se efectuează observații pentru a obține informații numai asupra concentrațiilor unice zilnic la orele 07:00 și 13:00, ora standard locală. Observațiile în cadrul unui program redus pot fi efectuate la temperaturi ale aerului sub 45 °C și în locuri în care concentrațiile medii lunare sunt sub 1/20 din MPC maxim unic sau sub limita inferioară a intervalului de măsurare a concentrației de impurități prin metoda folosita.
Este permisă efectuarea de observații pe un program rulant: la 7, 10 și 13 ore - marți, joi și sâmbătă, la 16, 19 și 22 ore - luni, miercuri și vineri. Observațiile grafice rulante sunt concepute pentru a oferi informații despre concentrațiile individuale.
4. Program zilnic eșantionarea este concepută pentru a obține informații despre concentrația medie zilnică. Spre deosebire de programul complet, observațiile în acest caz sunt efectuate prin eșantionare zilnică continuă, în timp ce obținerea valorilor concentrației unice este exclusă. Toate programele de observare oferă informații despre concentrațiile medii lunare, medii anuale și medii pe o perioadă mai lungă.
