Моніторинг атмосферного повітря

Моніторинг атмосферного повітря – спостереження за станом атмосферного повітря i попередження критичних ситуацій, шкідливих i небезпечних для здоров’я людей та інших живих організмів.

Для забезпечення моніторингу в розвинених країнах створені автоматизовані системи контролю забрудненості повітря (АСКЗП).

Задачі автоматизованих систем контролю:

- автоматичне спостереження i реєстрація концентрацій забруднюючих речовин;

- аналіз отриманої інформації з метою визначення фактичного стану забруднення повітряного басейну;

- прийняття невідкладних заходів по боротьбі з забрудненням;

- прогноз рівня забруднення;

- розробка рекомендацій для поліпшення стану навколишнього середовища;

- уточнення i перевірка розрахунків розсіювання шкідливих речовин.

АСКЗП розраховані на зміни концентрації одного чи декількох інгредієнтів з наступного ряду: СО, SO₂, NO_x, О₃, C_mH_n, H₂S, NH₃; зважених речовин, а також визначення вологості, температури, напрямку i швидкості вітру.

АСКЗП оснащуються пристроями на основі сенсорів. Розрізняють електрохімічні, амперометричні, напівпровідникові, п’єзокварцеві, фотометричні сенсори з використанням волоконної оптики i індикаторних трубок, біосенсори, сенсори на поверхнево-активних волокнах та інші.

АСКЗП функціонує на рівні окремих підприємств, міста, регіону, а також на національному i міждержавному рівнях.

Центральна станція системи укомплектована обчислювальним комплексом. Система має зворотній зв’язок зпідприємствами, що є забруднювачами атмосферного повітря. Станції, як правило, працюють без обслуговуючого персоналу, всі види контролю здійснюються автоматично.

В Україні спостереження за рівнем забруднення атмосфери здійснюють за допомогою постів.

Пости спостереження розміщуються у приміщенні чи на автомобілі, обладнаному відповідними пристроями. Встановлено 3 категорії спостереження: стаціонарний, маршрутний та пересувний (підфакельний).

Стаціонарний пост призначений для безперервної реєстрації вмісту забруднюючих речовин або регулярного відбору проб повітря для аналізу. Виділяються опорні стаціонарні пости – для виявлення довгочасових змін вмісту основних та найбільш розповсюджених забруднюючих речовин.

Маршрутний пост призначено для регулярного відбору проб повітря у фіксованій точці місцевості. Такі спостереження проводять за допомогою спеціально обладнаного автомобіля-лабораторії.

Пересувний пост призначено для відбору проб під димовим факелом з метою виявлення зони впливу окремого джерела. Спостереження під факелом відбуваються за допомогою лабораторії, що розташовується в автомобілі. Пересувні пости розташовуються у визначених точках на фіксованій відстані від джерела. Вони рухаються у відповідності з напрямком факела джерела викиду, що досліджується.

Стаціонарні та маршрутні пости розташовують у місцях, що вибираються на основі попереднього дослідження забруднення атмосфери, як правило це в центральній частині міста, в житлових районах з різним типом забудови, а також на територіях, які межують із магістралями з інтенсивним рухом транспорту, і в зонах відпочинку.

До найбільш забруднених районів відносять зони, які мають найбільш максимальні разові та середньодобові концентрації викидів від промислових підприємств у радіусі 0,5-2 км від низьких джерел та 2-3 км від високих.

Пересувні пости розміщують з розрахунком очікуваних найбільших концентрацій на відстані 0,5; 1; 2; 3; 10 км від межі санітарно-захисної зони або джерела забруднення атмосфери з підвітряного боку від нього. Напрямок факела визначається візуальними спостереженнями за контурами хмари диму або по напрямку вітру, якщо димова хмара відсутня.

Кожний пост незалежно від категорії розміщується на відкритому з ycix стopін майданчику, що не пилить (асфальт, твердий грунт, газон) таким чином, щоб виключити перекручування результатів виміру від присутності зелених насаджень, будівель та інших об’єктів.

Необхідна кількість постів встановлюється в залежності від чисельності населення, площі населеного пункту, рельєфу місцевості, особливостей розміщення та рівня розвитку промислових підприємств, розташування магістралей з інтенсивним рухом, розташування місць відпочинку i курортних зон, метеорологічних умов.

Оптимальна кількість постів, що забезпечує мінімальні витрати при заданій похибці спостережень у залежності від чисельності населення міст, наступна: до 50 тис. жителів – 1 пост; до 100 тис. жителів – 2 поста;
100-200 тис. – 2-3 поста; 200-500 тис. – 3 поста; більше 500 тис. – 5-10 постів; більше 1 млн. жителів – 10-20 стаціонарних i маршрутних постів. Відстань між стаціонарними постами складає від 0,5 до 5 км. Рівень забрудненості атмосфери оцінюється за даними спостереження на рік. При цьому кількість спостережень не повинна бути менша за 200. Для того, щоб врахувати коливання метеорологічних умов та одержати більш достовірні відомості
про рівень забрудненості використовують дані спостереження за період
2-5 років. Загальне число спостережень за період, що розглядається, не менше 800.

Перелік речовин, які підлягають контролю визначають по складу викидів підприємств міст. У подальшому оцінюється можливість перевищення ГДК цих речовин. Остаточний список речовин, що підлягає контролю, уточнюється по величині, споживання повітря (СП). Цей показник характеризує витрату повітря, що необхідне для розведення викиду речовини до рівня концентрації ГДК.

Додатково в обов’язковий перелік речовин, що контролюються, включають бенз(а)пірен і сульфати – в містах з населенням більше 100 тис. жителів; формальдегід та сполуки свинцю – в містах з населенням більше
500 тис., жителів; метали – в містах з підприємствами чорної та кольорової металургії; пестициди – в містах, що розташовані поблизу сільськогосподарських територій. Перелік речовин, що контролюється переглядається не рідше одного разу в 3 роки. При. підфакельних спостереженнях виконується контроль за специфічними речовинами, характерними для викиду даного підприємства.