Организация мониторинга атмосферы

    3. Организация мониторинга атмосферы

 

3.1.Источники загрязнения атмосферного воздуха

Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.

Промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов. К первым относятся технологические устройства (аппараты установки и т.п.), в процессе эксплуатации которых выделяются примеси. Ко вторым - трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари и другие устройства, с помощью которых примесь поступает в атмосферу.

Промышленные выбросы подразделяются:

- организованные (промышленный выброс поступает в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы, что позволяет применять для очистки от загрязняющих веществ соответствующие установки).

- неорганизованные (промышленный выброс поступает в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушений герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта.

К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений.

 

      3.2. Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха.

Вещества, находящиеся в атмосферном воздухе, попадают в организм человека главным образом через органы дыхания. Вдыхаемый загрязненный воздух через трахею и бронхи попадает в альвеолы легких, откуда примеси поступают в кровь и лимфу.

В нашей стране проводятся работы по гигиенической регламентации допустимого уровня содержания примесей в атмосферном воздухе. При таких исследованиях используются самые современные методы, разработанные в биологии и медицине. В настоящее время определены предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе более чем 500 веществ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает и не окажет на него вредного влияния и на окружающую среду в целом.

Гигиенические нормативы должны обеспечивать физиологический оптимум для жизни человека, и, в связи с этим, к качеству атмосферного воздуха у нас в стране предъявляются высокие требования. В связи с тем, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и в зрительном анализаторе, были введены значения максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДКмр.) С учетом вероятности длительного воздействия вредных веществ на организм человека были введены значения среднесуточных предельно допустимых концентраций (ПДКсс).

Таким образом, для каждого вещества установлено два норматива:

1) Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДКмр) (с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека);

2) Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКсс) (с целью предупреждения общетоксического, мутагенного, канцерогенного и другого действия при неограниченно длительном дыхании).

Значения ПДКмр и ПДКсс для наиболее часто встречающихся в атмосферном воздухе примесей приведены в таблице 1.

Таблица 1. Предельные допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе населенных мест.

вещество	ПДК ,мг/м3		Класс опасности вещества
	Максимальная разовая	Средняя суточная
Азота диоксид	0,085	0,04	2
Серы диоксид	0,5	0,05	3
Углерода оксид	5,0	3,0	4
Пыль	0,5	0,15	3
Аммиак	0,2	0,04	4
Кислота серная	0,3	0,1	2
Фенол	0,01	0,003	2
Ртуть металлическая	-	0,0003	1

 

В правой крайней графе таблицы приведены классы опасности веществ:

1. чрезвычайноопасные;
2. высокоопасные;
3. умеренноопасные;
4. малоопасные.

Эти классы разработаны для условий непрерывного вдыхания веществ без изменения их концентрации во времени. В реальных условиях возможны значительные увеличения концентраций примесей, которые могут привести в короткий интервал времени к резкому ухудшению состояния человека.

В местах, где расположены курорты, на территориях санаториев, домов отдыха и в зонах отдыха городов с населением более 200 тыс. человек. концентрации примесей, загрязняющих атмосферный воздух, не должны превышать 0,8 ПДК.

К вредным веществам, обладающим суммацией действия, относятся, как правило, близкие по химическому строению и характеру влияния на организм человека, например:

1. диоксид серы и аэрозоль серной кислоты;
2. диоксид серы и сероводород;
3. диоксид серы и диоксид азота;
4. диоксид серы и фенол;
5. диоксид серы и фтористый водород;
6. диоксид и триоксид серы, аммиак, оксиды азота;
7. диоксид серы, оксид углерода, фенол и пыль конверторного производства.

Вместе с тем многие вещества при одновременном присутствии в атмосферном воздухе не обладают суммацией действия, т.е. предельно допустимые значения концентраций сохраняются для каждого вещества в отдельности, например:

1. оксид углерода и диоксид серы;
2. оксид углерода, диоксид азота и диоксид серы;
3. сероводород и сероуглерод.

Разработаны также значения предельно допустимых концентраций веществ в воздухе рабочей зоны (ПДКрз).

 

                          3.3. Методы и средства наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды.

Средства экологического наблюдения и контроля подразделяются на:                        контактные, неконтактные (дистанционные) и биологические.

Контактные методы контроля состояния окружающей среды представлены как классическими методами химического анализа, так и современными методами инструментального анализа. Классификация контактных методов контроля приведена на рис. 3. Наиболее применяемые спектральные, электрохимические и хроматографические методы анализа объектов окружающей среды

 

Рис 3.Схема контактных методов контроля за окружающей средой.

 

Общая схема контроля включает этапы:

1) отбор пробы;

2) обработка пробы с  целью консервации измеряемого  параметра и её  транспортировка;

3) хранение и подготовка  пробы к анализу;

4) измерение контролируемого  параметра;

5) обработка и хранение  результатов.

Пробоотбор зачастую предопределяет результаты анализа, так как возможно загрязнение пробы в процессе её отбора, особенно когда речь идёт об измерении ничтожно малых количеств загрязняющего вещества. Здесь важен и выбор места и средства отбора, и чистота пробоотборников и тары для хранения пробы.

Эффективность любого метода наблюдений и контроля за состоянием объектов окружающей среды оценивается следующей совокупностью показателей:

• селективностью и точностью определения;

• воспроизводимостью получаемых результатов;

• чувствительностью определения;

• пределами обнаружения элемента (вещества);

• экспрессностью анализа.

 

Контактные методы наблюдений и контроля за состоянием природной среды дополняются дистанционными, основанными на использовании взаимодействия с контролируемым объектом и переноса полученной информации к датчику.

Зондирующие поля обладают широким набором информативных признаков и

разнообразием эффектов взаимодействия с веществом объекта контроля.

Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля состояния окружающей среды:

• определение метеорологических характеристик: вертикальные профили температуры, интегральные характеристики влажности, характер облачности;

• контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий;

• определение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация загрязнений почвы и водной поверхности;

• обнаружение крупных или постоянных выбросов промышленных предприятий;

• контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых зон;

• обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;

• выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов крупных производств и ТЭЦ в мегаполисах;

• регистрация дымных шлейфов от труб;

• мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;

Совершенно очевидно, что оценка экологической обстановки на территории в ходе формирования эффективной системы государственного экологического мониторинга невозможна без использования методов биодиагностики качества окружающей среды.

Прямые (интегральные) методы оценки экологической обстановки можно разделить на две группы:

● биоиндикации

● биотестирования

Методы биоиндикации основаны на наблюдениях отдельных организмов, популяции или сообществ организмов в естественной среде обитания с целью определения по их реакциям (изменениям) качества окружающей среды.

 

 

3.4. Современные методы контроля загрязнения воздушной среды.

Для анализа загрязнённого воздуха в настоящее время используются:

1) спектральные;

2) хроматографические методы.

Электрохимические методы применяются реже, хотя некоторые из них (ионометрия, потенциометрия) находят ограниченное применение.

Общие требования к методам аналитического контроля воздушной среды на содержание вредных примесей:

1. Степень поглощения  анализируемого ингредиента воздушной  среды в пробоотборном устройстве должна быть не менее 95 %.

2. Погрешность в измерении  объёма отбираемой газовой пробы  не должна превышать ± 10 %.

3. Максимальная суммарная  погрешность методики определения  данного вещества не должна  превышать ± 25 %.

4. Предел обнаружения  должен обеспечивать возможность  определения анализируемого вещества  науровне 0,5 ПДКрз или 0,8 ПДКмр.

5. Избирательность метода  должна обеспечивать достоверное  определение ингредиента воздушной  среды в присутствии примесей.

6. Аппаратура и приборы, используемые для анализа, должны  периодически подвергаться поверке  и градуировке в установленном  порядке.

 

 

 

                                                  Заключение.

 

Актуальность данной темы обуславливается значительным ростом числа техногенных катастроф и неуклонным нарастанием аномальных природных явлений. Более того, экстраполяция наблюдаемых трендов глобальных биосферных и климатических параметров в будущее указывает на возможность их существенных изменений.

Усложнение техники и технологий, освоение новых территорий, усиление антропогенного влияния на окружающую среду, приводят к тому, что основными источниками опасности становятся не только глобальные природные катаклизмы и техногенные катастрофы, но и угрожающие процессы и явления региональных и местных масштабов.

К сожалению, до сих пор не решены такие проблемы, как:

- загрязнение водной среды ;

-загрязнение атмосферы

Для решения актуальных задач прогнозирования, смягчения последствий и выхода из кризисов необходимо использовать полученные учеными и специалистами результаты в области исследования антропогенных и техногенных катастроф.