Лекция 8: Наблюдения и контроль состояния атмосферного воздуха и поверхностных вод Наблюдения и контроль состояния атмосферного воздуха

Мониторинг состояния атмосферного воздуха подразделяется на две системы (слайд 2): наблюдения и контроля. Первая обеспечивает наблюдение за качеством атмосферного воздуха в городах, населенных пунктах и территориях, расположенных вне зоны влияния конкретных источников загрязнения, вторая  контроль источников загрязнения и регулирования выбросов вредных веществ в атмосферу. Реализация первой задачи возложена на Госкомгидромет, а второй – на Министерство природных ресурсов.

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводят в районах (слайд 3) интенсивного техногенного воздействия (городах, промагломерациях) и в районах, удаленных от источников загрязнения (фоновых районах).

Сеть фоновых станций, расположенная на территории РФ, включена в ЕГСЭМ. Информация, получаемая с фоновых станций, позволяет оценивать состояние и тенденции глобальных изменений загрязнения атмосферного воздуха. На станциях фонового мониторинга наблюдения за качеством атмосферного воздуха проводят по физическим, химическим и биологическим показателям.

Необходимость организации контроля загрязнения атмосферного воздуха в зоне интенсивного антропогенного воздействия определяется предварительными экспериментальными и теоретическими исследованиями с использованием методов математического и физического моделирования.

Для получения репрезентативной информации о пространственно-временнóй изменчивости загрязнения воздуха проводится рекогносцировка (слайд 4) – предварительное обследование состояния атмосферного воздуха на определенной территории с помощью передвижных средств (передвижной лаборатории, производящей отбор и анализ проб воздуха). Такой метод позволяет выявить границы промышленных комплексов, зоны их влияния. В результате обработки полученной информации устанавливаются границы, спектр и контрастность загрязнения атмосферного воздуха, разрабатывается схема размещения стационарных постов наблюдения. Пост наблюдений может давать информацию об общем состоянии воздушного бассейна и осуществлять контроль за источниками выбросов. На постах наблюдений в обязательном порядке измеряются основные, наиболее часто встречающиеся загрязняющие воздух вещества: пыль, SO₂, CO, NO_x. Выбор других веществ, требующих контроля, определяется спецификой производства и выбросов в данной местности и частотой превышений ПДК. Стационарный пост наблюдений – это специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеорологических параметров по установленной программе. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, предназначенные для выявления долговременных изменений содержания основных или наиболее распространенных загрязняющих веществ. Место (слайд 5) для установки стационарного поста выбирается, как правило, с учетом метеорологических условий формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха. При этом заранее определяется круг задач: оценка средней месячной, сезонной, годовой и максимальной разовой концентраций, вероятности возникновения концентраций, превышающих ПДК, и др.

Перед установкой поста анализируются следующие данные:

 расчетные поля концентраций по всем ингредиентам от совокупности выбросов всех стационарных и передвижных источников;

 особенности застройки и рельефа местности;

 перспективы развития жилой застройки и расширения предприятий промышленности, энергетики, коммунального хозяйства, транспорта и др.;

 функциональные особенности выбранной зоны;

 плотность населения;

 метеорологические условия данной местности.

Пост должен находиться вне аэродинамической тени зданий и зоны зеленых насаждений, его территория должна хорошо проветриваться, не подвергаться влиянию близкорасположенных низких источников (стоянок автомашин, мелких предприятий с низкими выбросами и т.п.). Количество стационарных постов в населенном пункте зависит от численности населения, рельефа, особенностей промышленности и функциональной структуры местности (жилая, промышленная, зеленая зона и т.д.), пространственной и временнóй изменчивости полей концентраций вредных веществ. Так, например, исходя из численности населения, количество постов устанавливается следующим образом (слайд 6):

Для населенных пунктов со сложным рельефом и большим числом источников загрязнений рекомендуется один пост на каждые 5-10 км². Чтобы информация о загрязнении воздуха учитывала особенности города, посты наблюдений следует размещать в различных функциональных зонах: жилой, промышленной и селитебной. В городах с большой интенсивностью движения автотранспорта необходимы посты вблизи автомагистралей.

Для обеспечения оптимальных условий проведения стационарных наблюдений отечественной промышленностью выпускаются стандартные посты наблюдений (комплектные лаборатории) типа ПОСТ.

Лаборатория ПОСТ – это утепленный, обитый дюралевыми ячейками павильон, в котором размещены комплекты приборов и оборудования для отбора проб воздуха и проведения метеорологических измерений: скорости и направления ветра, температуры, влажности. Практически все стационарные пункты контроля загрязнения оборудованы лабораториями ПОСТ-1, ПОСТ-2 и ПОСТ-2а. за одно обслуживание на ПОСТ-1 можно отобрать девять проб, на ПОСТ-2  38. Кроме того, ПОСТ-2 оснащен автоматизированным прибором «Компонент» с узлом отбора проб для определения запыленности воздуха и автоматическим прибором контроля относительной влажности и температуры с самописцем. В лабораториях ПОСТ-1 и ПОСТ-2 могут устанавливаться газоанализаторы.

наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и метеорологическими параметрами на стационарных постах должны проводиться круглогодично и независимо от погодных условий. Для постов наблюдений (слайд 7), как правило, устанавливаются три программы наблюдений: полная, неполная и сокращенная. Полная программа предусматривает ежедневные (кроме воскресений, субботы чередуются) наблюдения в 1, 7, 13 и 19 ч по местному декретному времени либо наблюдения по вторникам, четвергам, субботам в 7, 10 и 13 ч, по понедельникам, средам и пятницам в 15, 18 и 21 ч. Измеряются содержания в воздухе как основных, так и специфических загрязняющих веществ. По неполной программе наблюдения проводятся ежедневно (воскресенья и субботы чередуются) в 7, 13 и 19 ч по местному декретному времени.

В районах, где зимой температура воздуха ниже 45 °С или где средние месячные концентрации меньше 1/20 ПДК_м.р или меньше нижнего предела диапазона измерений примеси используемым методом наблюдения проводятся по сокращенной программе: ежедневно, кроме воскресенья, в 7 и 13 ч по местному декретному времени.

Маршрутный пост наблюдений (слайд 8) – место на определенном маршруте в городе. Он предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности. Для маршрутных наблюдений на маршрутных постах серийно выпускаются автолаборатории. Такая передвижная лаборатория имеет производительность около 5000 отборов проб воздуха в год, в день 8-10 отборов. Порядок объезда маршрутных постов ежемесячно меняется так, чтобы отбор проб воздуха на каждом пункте проводился в разное время суток. Например, в первом месяце машина объезжает посты в порядке возрастания номеров, во втором – в порядке их убывания, а в третий – с середины маршрута к концу и от начала к середине и т.д.