Мониторинг атмосферы

Таблица 1. ПДК наиболее распространенных веществ

 

Наименование  загрязняющего вещества	ПДК м р , мг/м3	ПДК сс , мг/м3
Азота диоксид	0,085	0,04
Азота оксид	0,4	0,06
Ангидрид  серный	0,5	0,05
Аммиак	0,2	0,04
Бенз(а)пирен	—	0,1 мкг/100м3
Взвешенные  вещества	0,5	0,15
Ртуть металлическая	—	0,0003
Свинец и  его соединения	—	0,0003
Углерода  оксид	5	3
Угольная  зола ТЭС	0,05	0,02
Формальдегид	0,35	0,003
Хлор	0,1	0,03

Перечень веществ, содержание которых в атмосферном воздухе  нормируется, постоянно пополняется. Установлены временные нормативы ПДК загрязняющих веществ в воздухе для древесной растительности (ПДК_Л)

 

Таблица 2. Нормативы ПДК _л, мг/м³

 

Наименование  примесей в атмосферном воздухе	ПДКлмг	ПДК л с.с.
Азота оксид (в пересчете  на NO2)	0,04	0,02
Аммиак	0,1	0,04
Бензол	0,1	0,05
Метанол	0,2	0,1
Пары серной кислоты (H2S04)	0,1	0,03
Сернистый ангидрид	0,3	0,02
Сероводород	0,008	0,008
Твердые частицы (пыль)	0,2	0,05
Циклогексан	0,2	0,2
Формальдегид	0,2	0,003
Фтористые соединения (в пересчете на фтор)	0,02	0,005

Если вещество оказывает на окружающую природную  среду вредное воздействие в меньших концентрациях, чем на человека, то при нормировании ходят из порога действия этого вещества на окружающую природу. Воздействие веществ, для которых не установлены ПДК, оценивается по ориентировочному безопасному уровню воздействия загрязняющего атмосферу вещества (ОБУВ). ОБУВ — временный гигиенический норматив для загрязняющего атмосферу вещества, устанавливаемый расчетным методом для лей проектирования промышленных объектов.

Нормативы ПДК  для атмосферного воздуха являются едиными для всей территории Украины. Установленные в других странах ПДК могут отличаться в большую или меньшую сторону. Например, в США установлена ПДК для SO₂ — 0,75 мг/м³, а в Украине — 0,5 мг/м³. Для зон санитарной охраны, курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также зон отдыха городов ПДК установлена на 20% меньше, чем для жилых районов.

Некоторые вещества при одновременном присутствии  в атмосфере воздухе обладают однонаправленным действием, т.е. эффектом суммации этом случае при оценке качества атмосферного воздуха должно выполняться следующее условие:

 

где  Ср С₂, ..., С_п — концентрация каждого из веществ, обладающих эффектом суммации, мг/м³;

ПДК,, ПДК,, ..., ПДК„ — предельно допустимые концентрации этих веществ Перечень веществ, обладающих эффектом суммации, постоянно дополняется и на сегодняшний день насчитывает 51 группу веществ однонаправленного действия.

Для каждого  проектируемого и действующего объекта, являющегося стационарным источником загрязнения воздушного бассейна, устанавливают нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферный воздух. ПДВ устанавливают из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-защитной зоны:

 

 

где С —  концентрация вещества в приземном  слое от расчетного источника при сохранении норматива ПДВ, С_ф - фоновая концентрация этого же вещества.

Если на данном предприятии или группе предприятий, расположенных в одном районе, значения ПДВ по объективным причинам не могут быть немедленно достигнуты, устанавливают временно согласованный выброс (ВСВ). Норматив ВСВ устанавливают на период разработки и реализации воздухо-охранных мероприятий, обеспечивающих достижение нормативов ПДВ. Срок действия норматива ПДВ, как правило, не превышает 5 лет. При появлении новых производств, реконструкции действующих, изменении технологического процесса или вида используемого сырья и в других аналогичных случаях нормативы ПДВ подлежат пересмотру.

Для каждого  города на основании нормативов ПДВ  предприятий и фонового состава атмосферного воздуха разрабатывают общегородские нормативы ПДВ, в соответствии с которыми индивидуальные ПДВ предприятий могут быть пересмотрены в сторону уменьшения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Характеристика загрязняющих  атмосферу веществ.

Наиболее  распространенными загрязняющими  веществами, поступающими в атмосферный воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода СО; диоксид серы SO₂; оксиды азота NO_x; углеводорода C_mH_n; пыль.

Оксид углерода (СО) — самая распространенная и наиболее значительная примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в естественных условиях от 0,01 до 0,2 мг/м³. Основная масса выбросов СО образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в двигателях внутреннего сгорания. Содержание СО в воздухе крупных городе колеблется в пределах 1— 250 мг/м³, при среднем значении 20 мг/м³. Наиболее высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях городов с интенсивным движением, особенно у перекрестков. Высокая концентрация СО в воздухе приводит к физиологическим изменениям в организма человека, а концентрация более 750 мг/м³ — к смерти. СО — исключительно агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образует карбоксигемоглобин. Состояние организма при дыхании воздухом, содержащим угарный газ, характеризуется данными в табл.

Содержание  карбоксигемоглобина,%	Симптомы
0.4-2	Ухудшение остроты  зрения и способности оценивать длительность интервала времени
2-5	Нарушение психомоторных  функций головного мозга
5-10	Изменение деятельности сердца и легких
10-80	Головные  боли, сонливость, спазмы, нарушение  дыхания, смертельные исходы

Степень воздействия  СО на организм человека зависит также от длительности воздействия (экспозиции) и вида деятельности человека. Например, при содержании СО в воздухе 10—50 мг/м³, которое наблюдается на перекрестках улиц больших городов, при экспозиции ~ 60 мин отмечаются нарушения, приведенные в п.1, а при экспозиции от 12 часов до 6 недель — в п.2. При тяжелой физической работе отравление наступает в 2—3 раза быстрее. Образование карбоксигемоглобина — процесс обратимый, через 3—4 ч содержание его в крови уменьшается в 2 раза. Время пребывания СО в атмосфере составляет 2—4 месяца.

Диоксид серы (SO₂) — бесцветный газ с острым запахом. На его долю приходится до 95% от общего объема сернистых соединений, поступающих в атмосферу от антропогенных источников. До 70% выбросов SO₂ образуется при сжигании угля, мазута — порядка 15%.

При концентрации диоксида серы 20—30 мг/м³ раздражается слизистая оболочка рта и глаз, во рту возникает неприятный привкус. Весьма чувствительны к SO₂ хвойные леса. При концентрации SO₂ в воздухе 0,23—0,32 мг/м³ в результате нарушения фотосинтеза происходит усыхание хвои в течение 2— 3 лет. Аналогичные изменения у лиственных деревьев происходят при концентрациях SO₂ 0,5—1 мг/м³.

Основной  техногенный источник выбросов углеводородов (C_mH_n — пары бензина, метан, пентан, гексан) — автотранспорт. Его удельный вес составляет более 50% от общего объема выбросов. При неполном сгорании топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих канцерогенными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится в саже, выбрасываемой дизельными двигателями. Из углеводородов в атмосферном воздухе наиболее часто встречается метан, что является следствием его низкой реакционной способности. Углеводороды обладают наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение. При вдыхании в течение 8 часов паров бензина с концентрацией более 600 мг/м³ возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.

Оксиды азота (NO_X) образуются в процессе горения при высоких температурах путем окисления части азота, находящегося в атмосфере. Под общей формулой NO_X обычно подразумевают сумму NOи NO_2.

Основные  источники выбросов NO_x: двигатели внутреннего сгорания, топки промышленных котлов, печи.

NO₂ — газ желтого цвета, придающий воздуху в городах коричневатый оттенок. Отравляющее действие NO_x начинается с легкого кашля. При повышении концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота. При контакте NO_x с водяным паром, поверхностью слизнете оболочки образуются кислоты HNO₃ и HNO₂, что может привести к отеку легких. Продолжительность нахождения NO₂ в атмосфере — около 3 суток

Размер пылинок колеблется от сотых долей до нескольких десятков мкм Средний размер частиц пыли в атмосферном воздухе — 7—8 мкм. Пыль оказывает вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, поглощает солнечную радиацию и тем самым влияет на термический режим атмосферы и земной поверхности. Частицы пыли служат ядрами конденсации при образовании облаков и туманов. Основные источники образования пыли: производство строительных материалов, черная и цветная металлургия (оксиды железа, частицы А1, Си, Zn), автотранспорт, пылящие и тлеющие места складирования бытовых и производственных отходов. Основная масса пыли вымывается из атмосферы осадками.

Выбросы, содержащие примеси в виде частиц пыли, дыма, тумана или пара, называются аэрозолями. Общее число разновидностей загрязняющих атмосферу аэрозолей составляет несколько сотен. [1]

 

 

 

4.Биомониторинг загрязняющих веществ.

4.1. Биомониторинг  двуокиси серы.

Двуокись серы (SO₂) — широко известное загрязняющее воздух вещество, фитотоксичность которого в течение многих лет является объектом изучения. S0₂  выбрасывается в воздух тепловыми электростанциями (особенно работающими на угле) и рядом промышленных производств. Ее концентрация в воздухе достаточно высокая вблизи источника выброса, однако в отдалении от источника в результате рассеивания, она постепенно снижается.

Накоплена достаточная  информация о повреждении листьев  в результате воздействия S0₂,  которая попадает в них через устьица, окисляется до высокотоксичного соединения— сульфита (S0₃), а затем медленно превращается а сульфат (S0₄)—значительно менее токсичное соединение. При низкой концентрации S0₂ в воздухе происходит практически полное окисление S0₃ до S0₄, в результате возникает повреждение растения. Концентрация S0₄ в растениях может достигать фитотоксичеких уровней при продолжительной экспозиции. По содержанию серы в листьях можно определить уровень накопления серы в тканях растения.

В результате острого  воздействия S0₂ на широколиственные растения их листья обесцвечиваются между жилками (бурый или белый цвет) или по краям, на некоторых листьях наблюдается эффект «елочки». Такое обесцвечивание бывает бифациальным и начинается с возникновения водянистых темных участков на молодых растущих листьях

Признаком хронического воздействия или поражения S0₂ является хлороз или обесцвечивание листьев с изменением их окраски до красно-бурого цвета, у хвойных растений – покраснение хвоинок от кончика к основанию.

4.2.Аммиак

В атмосферу аммиак (NH₃) попадает в результате аварий на производстве и при транспортировке или выходе из строя магистральных трубопроводов. Растения, находящиеся вблизи места аварии, испытывают острое воздействие. Как и в случае воздействия N0_х, поражение растений происходит только при высокой концентрации NH₃.

Действие NH₃ на растения мало изучено. Наиболее чувствительны к действию NH₃ листья среднего возраста. Они могут стать тускло-зелеными, а затем бурыми или черными. Возможно увеличение рН листа, приводящее к изменению его окраски. При воздействии низкой концентрацией NH₃ на нижней стороне листьев. появляется глянцевитость или серебристость, что можно ошибочно принять за повреждение растений ПАН. Замечено, что у яблонь NH_3, может вызывать изменение окраски от пурпурной до черной на участках вокруг чечевичек.