double arrow

Лекция 5. Значение показателя Степень загрязнения Коэффициент

Сильная 1.5

Средняя 0.6

Слабая 0.3

Zc земель Kз

Значение показателя Степень загрязнения Коэффициент

Оценка степени загрязнения земель химическими веществами по суммарному показателю загрязнения Zc

0,2 <2 Допустимая

>64 Очень сильная 2.0


Контроль качества атмосферного воздуха

Виды наблюдений

Измерения концентраций примесей проводят как в районе действия конкретного источника загрязнения атмосферы, так и на некотором удалении от него.

Для определения максимальных значений концентраций загрязняющих веществ, которые создаются при направленных выбросах от предприятий на тот или иной район города, а также размера зоны распространения примесей от данного предприятия организуются подфакельные наблюдения. Подфакельными наблюдениями называются измерения концентраций примесей под осью факела выбросов из труб промышленных предприятий. Местоположение точек, в которых производится отбор проб воздуха для определения концентраций вредных веществ, меняется в зависимости от направления факела. Подфакельные наблюдения проводятся в районе отдельно стоящего источника выбросов или группы источников как на территории города, так и за его пределами с помощью передвижных станций наблюдения.

Измерения концентраций проводятся по оси факела на различных расстояниях от источника выброса и в точках слева и справа от линии, перпендикулярной оси факела. Наблюдения следует проводить на расстояниях 1040 средних высот труб от источника, где особенно велика вероятность появления максимума концентраций. Такой вид обследования позволяет проследить изменение концентрации с увеличением расстояния от источника выброса, определить вклад в локальный уровень загрязнения низких и высоких источников выбросов и др.

Посты наблюдений за загрязнением атмосферы

Категории постов

Мониторинг атмосферного воздуха проводится на стационарных постах наблюдения (постоянные точки отбора), а также методом «маршрутных обследований».

В соответствии с нормативными документами устанавливаются посты наблюдений трех категорий: стационарные, маршрутные и передвижные (подфакельные).

Стационарный пост предназначен для непрерывных наблюдений за качеством атмосферного воздуха населенных мест.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб, когда невозможно или нецелесообразно устанавливать стационарный пост или необходимо более детально изучить загрязнение воздуха в отдельных районах, например в новых жилых кварталах города.

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом для выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов.

Стационарный пост представляет собой оборудованный павильон, для маршрутных и подфакельных постов используются передвижные (автомобильные) лаборатории анализа воздуха.

Для достоверной оценки распределения концентраций примесей по территории города и разработки комплекса природоохранных мероприятий требуется изучение характера изменения уровня загрязнения атмосферы за длительный период. Корректное решение этой задачи возможно лишь по данным однородных и длительных рядов наблюдений. Выявление тренда многолетних изменений уровня загрязнения атмосферы возможно лишь по результатам наблюдений, выполняемых в течение многих лет на одних и тех же стационарных постах. Эти обстоятельства обусловили необходимость создания опорных постов сети мониторинга. Опорные посты устанавливаются из расчета один пост на 100200 км2 и размещаются таким образом, чтобы по данным наблюдений на этих постах можно было определять фоновое загрязнение атмосферы в крупном районе города.

Определение количества постов наблюдений

Репрезентативность наблюдений за состоянием загрязнения атмосферы в населенном пункте зависит от количества и правильности расположения постов на обследуемой территории. В связи со сложным характером распределения концентраций примесей ряд ученых рекомендует увеличивать число постов для повышения качества данных наблюдений. Чем больше постов наблюдений и чем чаще на них проводятся наблюдения, тем полнее характеризуются временные и пространственные изменения состояния загрязнения атмосферы. Но увеличение числа постов приводит к значительным материальным затратам и резкому увеличению объема информации, которая полностью не может быть использована. Вопрос об оптимальном количестве пунктов наблюдений впервые был регламентирован ГОСТ 17.2.3.07-86 «Правила контроля воздуха населенных пунктов», согласно которому требуется устанавливать один пост на 1020 км2 в равнинной местности и один пост на 510 км2 в пересеченной.

Для определения необходимого количества постов используются различные подходы. Наибольшее распространение получил следующий подход: территория города покрывается частой сетью постов наблюдений, далее исключаются те станции, данные наблюдений на которых коррелируют с данными наблюдений на других станциях. Таким образом, устанавливается необходимое пространственное разрешение сети. Этот подход связан со значительными материальными затратами. Более того, оказалось, что даже при большом числе постов и малых расстояниях между ними значения концентраций примесей в каждый момент времени получаются со значительной погрешностью из-за реальной погрешности измерений (1015%), которая больше измеренного значения концентрации. Поэтому существенное увеличение плотности сети и уменьшение расстояния между постами лишь в малой степени повышает точность оценки пространственного распределения уровня загрязнения. Более важно повысить точность измерений.

Местоположение постов наблюдений

В зависимости от решаемых задач пост может находиться в зоне максимального влияния источника выбросов (определение концентрации загрязняющего вещества в конкретной точке) либо вдали от источников загрязняющих веществ (определение уровня загрязнения воздуха на большой площади). В первом случае пост предпочтительно размещать в зоне возможного появления максимальных концентраций примесей, связанных с выбросами рассматриваемого источника. Обычно такая зона находится в 0,52 км от низких источников выбросов и в 24 км от крупных промышленных предприятий. Влияние автомагистрали может быть обнаружено лишь в непосредственной близости от нее. Следует отметить, что уровень загрязнения воздуха, формирующийся под воздействием источника выбросов, может быть точно зафиксирован лишь тогда, когда этот источник расположен на территории, не подверженной воздействию других источников выбросов, или когда интересующий нас источник выбрасывает примеси, не характерные для выбросов других предприятий.

Во втором случае пост должен располагаться на открытой проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием (асфальт, твердый грунт, газон), не подвергающейся воздействию отдельно стоящих источников выбросов. Вследствие значительного перемешивания городского воздуха уровень загрязнения в районе поста будет определяться всеми источниками выбросов, расположенными на исследуемой территории.

Определение перечня веществ, подлежащих контролю

В перечень веществ, подлежащих контролю на постах наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха, включаются основные (определяются практически на всех постах в РФ) и специфические (в зависимости от размера населенного пункта, числа жителей, промышленной специализации) загрязнители. В городах согласно Руководящим документам регламентируется контролировать:

основные примеси:

- пыль (взвешенные вещества);

- диоксид серы (SO2);

- диоксид азота (NO2);

- оксид углерода (СО);

специфические примеси:

- оксид азота – только в городах с населением более 250 тыс.чел.;

- растворимые сульфаты – в городах с населением более 100 тыс.чел.;

- формальдегид и соединения свинца – в городах с населением более 500 тыс.чел.;

- металлы – в городах с предприятиями черной и цветной металлургии;

- бенз(а)пирен  в городах с населением более 100 тыс.чел.;

- пестициды – в городах, расположенных рядом с сельскохозяйственными районами.

Перечень веществ для систематических наблюдений на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей. Определяются вещества, которые выбрасываются предприятиями города, и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ. В результате составляется список веществ, подлежащих контролю в первую очередь.

Программа и сроки наблюдения

Регулярные наблюдения на стационарных постах проводятся по одной из четырех программ наблюдений: полной, неполной, сокращенной и суточной.

Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняются ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз при обязательном отборе в 1,7, 13, 19 часов по местному декретному времени.

По неполной программе наблюдения проводятся с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 часов местного декретного времени.

По сокращенной программе наблюдения проводятся с целью получения информации только о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 часов местного декретного времени.

Отбор проб воздуха

Определению концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе предшествует стадия пробоотбора. Правильность отбора пробы определяет получаемый результат анализа. Отбор проб осуществляется путем протягивания определенного объема атмосферного воздуха воздуходувными устройствами (аспиратор, пылесос) через поглотительный прибор, заполненный жидким или твердым сорбентом для улавливания вещества, или через аэрозольный фильтр, задерживающий содержащиеся в воздухе частицы. При этом определяемая примесь из большого объема воздуха концентрируется в небольшом объеме сорбента или на фильтре, что существенно понижает предел обнаружения примесей при последующем определении.

Ранжирование предприятий по уровню загрязнения атмосферы

Органами природоохраны были разработаны рекомендации по выявлению источников опасного загрязнения атмосферного воздуха. В этом документе дается вариант ранжирования предприятий по категориям экологической опасности на основе санитарно-гигиеничексой концепции нормирования выбросов. Изложенный в документе метод ранжирования предприятий по величинам критерия опасности выбрасываемого вещества (КОВ), зависящего от величины годового выброса, среднесуточной величины ПДК и класса опасности вещества, не является единственно возможным, но на сегодня наиболее прост и доступен. С точки зрения мониторинга это самый интересный вариант ранжирования (категорирования) экологически опасных объектов, так как в этом случае предприятия делятся на категории и по индексам приоритетности контроля с возможным учетом медицинской статистики.

Впоследствии еще рядом нормативных и руководящих ведомственных документов эти критерии несколько раз уточнялись и согласовывались с другими, касавшимися данной сферы деятельности ведомствами. Но главная характерная черта этих документов – ранжирование опасности промышленных предприятий по уровням возможного экстремально высокого загрязнения (ЭВЗ) всех природных сред – в них сохранялось.

В частности, загрязнение атмосферного воздуха Минприроды России понимается экстремально высоким, если содержание одного или нескольких веществ превышает ПДК (с нормированием учета времени от момента возникновения ЭВЗ до момента его обнаружения):

- в 20-29 раз при сохранении этого уровня более 2 суток;

- в 30-49 раз при сохранении этого уровня не менее 8 часов;

- в 50 и более раз без учета времени сохранения ЭВЗ.

Визуальными органолептическими (т.е. фиксируемыми органами чувств) признаками ЭВЗ также служат:

- появление устойчивого, не свойственного данной местности (сезону) запаха;

- обнаружение влияния воздуха на органы чувств человека (резь в глазах, слезоточение, привкус во рту, затрудненное дыхание, покраснение и другие изменения кожи, рвота и т.д. одновременно у нескольких десятков человек);

- выпадение окрашенных дождей и других атмосферных осадков;

- появление у осадков специфического запаха или несвойственного привкуса.

Госкомгидромет определил, что контролю подлежат опасные предприятия, для выбросов в атмосферу которых выполняются неравенства:

>0,01 (при Нср> 10 м),

>0,1 (при Нср< 10 м),

где М (г/с) – суммарная величина выброса вредного (опасного) вещества от всех источников предприятия; ПДК (мг/м3) – максимальная разовая ПДК; Нср (м) – средняя по предприятию высота источников выброса, которая определялась согласно ОНД-86 как отношение суммы произведений суммарных выбросов в интервале высот 0-10, 11-20, 21-30 и т.д. и средней высоты – к полному выбросу:

,

В соответствии с подходом Росгидромета периодичность контроля зависит от категории опасности предприятия (КОП). Соответствующие рекомендации по делению промышленных предприятий на категории опасности в зависимости от массы и видового состава выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ предписывают категории опасности предприятий (КОП) оценивать по формуле:

,

где Mi – масса выброса i-го вещества (т/год), ПДК i - среднесуточная ПДК i-го вещества (мг/м3) в воздухе населенных мест (н.м.), n- количество загрязняющих веществ (по перечню), выбрасываемых предприятием, а – коэффициент, учитывающий класс опасности i- го вещества (I кл. – а = 1,7; II кл. – 1,3; III кл. – 1,0; IV кл. – 0,9).

При отсутствии официально принятой среднесуточной ПДК н.м. для расчетов берут максимальную разовую ПДК н.м., или соответствующий ориентировочный безопасный уровень вредности (ОБУВ), или уменьшенные в 10 раз ПДК воздуха рабочей зоны (р.з.).

При М/ ПДК i < 1 значения КОП не рассчитывают, а предприятие вообще не учитывают как опасное.

По существу, при таком подходе категория опасности предприятия является суммой категорий опасности загрязняющих веществ (ЗВ). Сами предприятия при этом делят на 4 категории опасности:

Особоопасные (1-я категория) – при КОП > 1 000 000;

Опасные (2-я категория) – при КОП от 10 000 до 1 000 000;

Малоопасные (3-я категория) – при КОП от 1 000 до 10 000;

Практически безопасные (4-я категория) – при КОП < 1 000.

Категории опасности предприятия (в трактовке Росгидромета) имеют первостепенное значение для организации мониторинга источников загрязнения и во многом определяют его задачи.

Критерии качества атмосферного воздуха

Единичные, разовые концентрации примеси обычно сравнивают с его максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия - среднесуточной ПДК. Определяют индекс загрязнения атмосферы отдельной примесью (ИЗА):

.

Поскольку с помощью ИЗА характеризуется уровень загрязнения атмосферы одним веществом, этот индекс называют индивидуальным показателем загрязнения атмосферы.

Состояние загрязнения воздуха несколькими веществами, контролируемыми в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя  индекса загрязнения атмосферы (КИЗА).

.

При расчете КИЗА степень загрязнения атмосферы оценивается по степени превышения ПДК с учетом класса опасности.

Загрязняющие вещества в воздушном бассейне по вероятности их неблагоприятного влияния на здоровье населения делят на 4 класса: 1-й  чрезвычайно опасные, 2-й  высоко опасные, 3-й  умерено опасные и 4-й  мало опасные. Учет класса опасности определяется «приведением» концентраций веществ, нормированных по ПДК, к концентрациям вещества 3-го класса опасности  диоксида серы.

Использование константы s основано на предположении, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, а при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с различной скоростью, которая зависит от класса опасности вещества. Для 1-го класса опасности s составляет 1,7, для 2-го класса опасности  1,3, для 3-го  1,0, для 4-го  0,9.

Для сравнения степени загрязнения атмосферы различных городов (населенных пунктов), различных районов одного города рекомендуется использовать в качестве характеристики уровня загрязнения КИЗА, рассчитанное по определенному количеству ингредиентов, вносящих наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферы. Чаще всего рассчитывают КИЗА по пяти приоритетным ингредиентам, так называемое КИЗА пять (КИЗА5). КИЗА5 также применяется для оценки временной (многолетней) тенденции изменения состояния загрязнения атмосферы одного города (населенного пункта). Указанное ранжирование по классам состояния атмосферы выполнено в соответствии с классификацией уровней загрязнения по четырехбальной шкале (табл.3.):

'Таблица 3.

Критерий оценки состояния загрязнения атмосферы по комплексному индексу (КИЗА)

Показатель состояния Классы экологического состояния атмосферы

Норма (Н) Риск (Р) Кризис (К) Бедствие (Б)

Уровень загрязнения воздуха менее 5

5 5–8 8–15 более 15



Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: