Экологический мониторинг атмосферного воздуха

Атмосферный воздух – это уникальная смесь газов, которая дает возможность существовать громадному биоразнообразию живых существ на планете. Поэтому важно поддерживать чистоту и естественный состав воздуха. Мониторинг атмосферного воздуха на содержание вредных примесей требуются по ГОСТУ и дают представление о содержании определенных веществ в атмосфере.

Такие наблюдения помогают контролировать экологическую обстановку, что особенно важно в промышленных зонах или в населенных пунктах с высоким потоком автотранспорта. Мониторинг загрязнения атмосферы производится на постах, так как требует работы точного оборудования. Приборы могут быть установлены в павильонах или в автомобильных лабораториях.

Организация замеров

Все наблюдательные посты делят на три типа по методу организации работы:

• Стационарные. Главная задача – оценка состояния атмосферного воздуха в долгосрочной перспективе.
• Маршрутные. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха в нескольких точках.
• Передвижные. Исследования на подфакельных территориях.

Стационарные существуют длительное время, обычно расположены на благоприятной для наблюдений местности предназначены для постоянной оценки загрязнения атмосферного воздуха в течение максимально длительного периода. Все выводы о годовом изменении концентраций в определенных регионах базируются в основном на данных таких постов. На них производится плановый, регулярный отбор проб для последующего комплексного анализа. На стационарных постах могут проводиться исследования, как по общей загрязненности атмосферы, так и по оценке содержания конкретных веществ.

Маршрутные посты также занимаются регулярным отбором проб в таких точках, в которых особенности местности не позволяют создать постоянный павильон. Задача – детальное изучение состав воздуха на обозначенной территории.

Особенности:

• Наблюдения производятся с помощью автотранспорта.
• Замеры производятся в выбранных точках.
• Передвижная лаборатория в среднем посещает 3-5 точек за день, но особенности оборудования позволяют проводить до десятка замеров за день.
• Порядок посещения точек обязательно должен быть одинаковым – как и время посещения точки.

Передвижной пост называют также подфакельным, потому что его устанавливают под газовым факелом для контроля его действия на состав атмосферы.

Особенности:

• Наблюдения также производятся из автотранспорта.
• Посты расположены на некотором удалении от факела – расстояние определяется для каждого конкретного случая.
• Посты перемещаются и производят замеры в разных точках за маленький промежуток времени.

Все посты наблюдения в обязательном порядке размещаются на открытой местности, на твердой почве или на твердом покрытии.

Цикличность наблюдения

Существует всего три программы наблюдения.

1. Полная программа заключается в расчете разовых и среднесуточных концентраций определенной категории веществ. Соответственно, наблюдения и замеры проводятся ежедневно. На данный момент регистрация осуществляется с помощью автоматики. Замеры проводят не менее 4 раз. Стандартное время для замеров – час ночи, семь часов утра, час дня и семь часов вечера.
2. Неполная программа подразумевает ежедневные исследования для установления разовых концентраций трижды в день – замеры не проводят ночью.
3. Сокращенная программа – это размеры дважды в светлое время суток. Наблюдения по сокращенной программе проводят в местах с благоприятной экологической обстановкой – в зеленых зонах, расположенных далеко от промышленных кварталов. Исследования по сокращенной программе и неполной можно проводить по скользящему графику, сдвигая время измерения.

Все три программы позволяют получить данные для расчета среднемесячной и среднегодовой концентрации.

Особенности исследований в павильонах

Перед установкой проводятся специальные подготовительные мероприятия:

• Рассчитывают все возможные примеси, а также проводят предварительные расчеты их концентраций, основываясь на информации от других постов наблюдения, а также от экологических служб промышленных предприятий.
• Изучают особенности застройки и рельефа местности.
• Изучают перспективы развития предприятий и строительства в выбранной местности.
• Изучают состояние энергетики.
• Рассчитывают предполагаемое влияние транспорта на уровень загрязнения.
• В обязательном порядке проводят комплексные метеорологические исследования.

Количество стационарных павильонов в населенном пункте зависит от экологической обстановки, количества населения, от соотношения зеленых и жилых зон. Рекомендуемая плотность для населенных пунктов с неблагоприятной экологической обстановкой составляет один пост на 5-10 км. Важно располагать посты равномерно с различных функциональных зонах: промышленной, жилой, зеленой. Также требуется проводить замеры рядом с крупнейшими автомобильными магистралями.

В настоящее время для обеспечения оптимальных условий наблюдений в России производятся стандартизированные павильоны типа «ПОСТ» со стандартизированным оборудованием. Существует несколько модификаций комплекта оборудования. Так как замеры производятся с помощью стандартных моделей оборудования, исключаются серьезные инструментальные неточности – все аппаратные ошибки будут лежать в одном диапазоне.

Стационарные функционируют и проводят наблюдения круглогодично и ежедневно, независимо от метеорологических условий.

Передвижные лаборатории

Мониторинг атмосферы на таких постах позволяет производить замеры в разных точках. Ежедневное определение загрязняющих веществ производится в местах, на которых невозможно установить стационарные павильоны.

На данный момент стандартный маршрутный пост представлен автомобильной лабораторией модели «Атмосфера-П». Она оснащена оборудованием для экспертизы воздуха и для проведения метеорологических замеров. Та же лаборатория используется для подфакельных исследований.

Условия эксплуатации лаборатории:

• Мониторинг атмосферы возможен при температуре до 35°С внутри салона автомобиля.
• Максимально допустимая влажность – 80% при температуре 20 °С.
• Диапазон допустимого атмосферного давления от 680 до 790 мм.рт.столба.
• На асфальтовом покрытии скорость автомобиля – не более 50 км/ч.

Внутри автомобиля два отсека: приборный (непосредственно оборудование) и вспомогательный. Во вспомогательном отсеке размещены датчики влажности и температуры, туда же выведена электропроводка, расположены аккумуляторы и другое вспомогательное оборудование, которое требуется для обслуживания основных приборов. Датчик скорости и направления  ветра, а также специальные крепления для установки выносных датчиков размещены на крыше в специальном контейнере.

Транспортное загрязнение

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом крайне важен, так как автомобили – основной источник загрязнения.

Замеры проводятся на всех автотранспортных предприятиях. Они позволяют ежеминутно контролировать содержание вредных веществ в двигателе. Также на предприятиях автотранспорта регулярно проводят независимые проверки на соблюдение всех установленных норм. Помимо этого, для персонала предприятия предусмотрено экологическое обучение.

Содержание вредных веществ в двигателе проверяют и на станциях технического обслуживания автомобилей. При обнаружении нарушений автомобиль не допускается до эксплуатации до устранения нарушений.

Исследования с помощью стационарных и маршрутных постов ограничены, так как примеси от автотранспорта распределяются необычным образом: замерить максимум можно только на самой магистрали, а при удалении от нее концентрация примесей резко падает.

Поэтому наблюдения организованы таким образом:

1. Определяют максимум концентрации на автомагистралях при разных метеоусловиях и разном трафике.
2. Рассчитывают границы снижения концентрации при удалении от магистрали.
3. Проводят более тщательный экологический мониторинг в жилых и зеленых зонах, расположенных рядом с магистралями.
4. Учитывают распределение транспортных потоков внутри городской зоны.

На автотранспортных магистралях проводят ежедневные проверки. Приборы обычно размещают на тротуаре, а точки наблюдения выбираются по интенсивности движения транспорта.

Значение для природы и человека

Оценка загрязнения атмосферного воздуха имеет большое значение для экологии – на основе полученных данных можно предсказать превышение ПДК, а также разработать комплекс мер по снижению вреда от примесей.

Исследование атмосферного воздуха проводится с такими целями:

• Обеспечить экологическую безопасность для проживающих в районах промышленного загрязнения.
• Собрать сведения о динамике концентрации примесей вредных веществ в атмосферном воздухе.
• Разработать меры уменьшения вреда от факельных выбросов.
• Проконтролировать количество углеродных выбросов от автотранспорта, не допустить стремительного роста загрязнения.
• Создать базу данных по отдельным территориям.
• Предсказать возможность и целесообразность размещения промышленных объектов в тех или иных регионах.

Таким образом, посты для мониторинга выполняют важнейшие функции, помогая собирать информацию, которую затем будут обрабатывать экологи. Непрерывное исследование воздуха – одно из основных направлений защиты окружающей среды. Со временем способы и методы модифицируются, исследования становятся проще и доступнее. На данный момент мониторинг проводится повсеместно.