Методи контролю якості атмосферного повітря

2.2. Размещение и количество постов наблюдений

Репрезентативность наблюдений за состоянием загрязнения атмосферы  в городе зависит от правильности расположения поста на обследуемой  территории. При выборе места для  размещения поста прежде всего следует  установить, какую информацию ожидают  получить: уровень загрязнения воздуха, характерный для данного района города, или концентрацию примесей в конкретной точке, находящейся под влиянием выбросов отдельного промышленного предприятия, крупной автомагистрали.

В первом случае пост должен быть расположен на таком участке  местности, который не подвергается воздействию отдельно стоящих источников выбросов. Благодаря значительному  перемешиванию городского воздуха  уровень загрязнения в районе поста будет определяться всеми  источниками выбросов, расположенными на исследуемой территории. Во втором случае пост размещается в зоне максимальных концентраций примеси, связанных с  выбросами рассматриваемого источника.

Каждый пост независимо от категории размещается на открытой, проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием: на асфальте, твердом грунте, газоне. Если пост разместить на закрытом участке (вблизи высоких  зданий, на узкой улице, под кронами  деревьев или вблизи низкого источника  выбросов), то он будет характеризовать  уровень загрязнения, создаваемый  в конкретном месте, и будет или  занижать реальный уровень загрязнения  из-за поглощения газов густой зеленью, или завышать из-за застоя воздуха  и скопления вредных веществ  вблизи строений.

Стационарный и маршрутный посты размещаются в местах, выбранных  на основе обязательного предварительного исследования загрязнения воздушной  среды города промышленными выбросами, выбросами автотранспорта, бытовыми и другими источниками и изучения метеорологических условий рассеивания  примесей путем эпизодических наблюдений, расчетов полей максимальных концентраций примесей. При этом следует учитывать  повторяемость направления ветра  над территорией города. При определенных направлениях выбросы от многочисленных предприятий могут создавать  общий факел, соизмеримый с факелом  крупного источника. Если повторяемость  таких направлений ветра велика, то зона наибольшего среднего уровня загрязнения будет формироваться  в 2 - 4 км от основной группы предприятий, причем иногда она может располагаться  и на окраине города. Выбору местоположения стационарных постов должно предшествовать ознакомление с генеральным планом развития города, чтобы учесть планируемое  размещение крупных источников выбросов и жилых районов. Для характеристики распределения концентрации примеси  по городу посты необходимо устанавливать  в первую очередь в тех жилых  районах, где возможны наибольшие средние  уровни загрязнения, затем в административном центре населенного пункта и в  жилых районах с различными типами застройки, а также в парках, зонах отдыха. К числу наиболее загрязненных районов относятся зоны наибольших максимальных разовых и среднесуточных концентраций, создаваемые выбросами промышленных предприятий (такие зоны находятся в 0,5 - 2 км от низких источников выбросов и в 2 - 3 км от высоких), а также магистрали интенсивного движения транспорта, поскольку влияние автомагистрали обнаруживается лишь в непосредственной близости от нее (на 50 - 100 м).

Число стационарных постов определяется в зависимости от численности  населения в городе, площади населенного  пункта, рельефа местности и степени  индустриализации, рассредоточенности мест отдыха. В зависимости от численности  населения устанавливается: 1 пост - до 50 тыс. жителей; 2 поста - 50 - 100 тыс. жителей; 2 - 3 поста - 100 - 200 тыс. жителей; 3 - 5 постов - 200 - 500 тыс. жителей; 5 - 10 постов - более 500 тыс. жителей; 10 - 20 постов (стационарных и маршрутных) - более 1 млн. жителей. Количество постов может быть увеличено  в условиях сложного рельефа местности, при наличии большого количества источников загрязнения, а также  при наличии на данной территории объектов, для которых чистота  воздуха имеет первостепенное значение (например, уникальных парков, исторических сооружений и др.).

При подфакельных наблюдениях  место отбора проб выбирают с учетом ожидаемых наибольших концентраций примесей на расстояниях 0,5; 1; 2; 3, ..., 10 км от границы санитарно-защитной зоны и конкретного источника загрязнения  с подветренной стороны от него. За пределами санитарно-защитной зоны общее количество мест наблюдений устанавливается  с учетом мощности источника и  технической возможности проведения измерений. (Подробнее о подфакельных наблюдениях см. п. 3.4.3.).

Сведения о максимальных концентрациях примесей на заданных расстояниях от источника могут  быть получены и на стационарных постах при направлениях ветра со стороны  источника.

2.3. Программа и срок наблюдений

Регулярные наблюдения на стационарных постах проводятся по одной  из четырех программ наблюдений: полной (П), неполной (НП), сокращенной (СС), суточной (С).

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 ч по местному декретному времени.

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

По сокращенной программе  наблюдения проводятся с целью получения  информации только о разовых концентрациях  ежедневно в 7 и 13 ч местного декретного времени. Наблюдения по сокращенной  программе допускается проводить  при температуре воздуха ниже минус 45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1/20 максимальной разовой  ПДК или меньше нижнего предела  диапазона измерений концентрации примеси используемым методом.

Допускается проводить наблюдения по скользящему графику в 7, 10, 13 ч  во вторник, четверг, субботу и в 16, 19, 22 ч в понедельник, среду, пятницу. Наблюдения по скользящему графику  предназначены для получения  разовых концентраций.

Программа суточного отбора проб предназначена для получения  информации о среднесуточной концентрации. В отличие от наблюдений по полной программе, наблюдения по этой программе  проводятся путем непрерывного суточного  отбора проб и не позволяют получать разовых значений концентрации. Все  программы наблюдений позволяют  получать концентрации среднемесячные, среднегодовые и средние за более  длительный период.

Одновременно с отбором  проб воздуха определяют следующие  метеорологические параметры: направление  и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. Для стационарных постов допускается смещение всех сроков наблюдений на 1 ч в одну сторону. Допускается  не проводить наблюдения в воскресные и праздничные дни.

Наблюдения на маршрутных постах, как и на стационарных, проводятся по полной, неполной или сокращенной  программе. Для этого типа постов разрешается смещение сроков наблюдений на 1 ч в обе стороны от стандартных  сроков. Сроки отбора проб воздуха  при подфакельных наблюдениях должны обеспечить выявление наибольших концентраций примесей, связанных с особенностями  режима выбросов и метеорологических условий рассеивания примесей, и они могут отличаться от сроков наблюдений на стационарных и маршрутных постах.

В период неблагоприятных  метеорологических условий, сопровождающихся значительным возрастанием содержания примесей до высокого уровня загрязнения (ВЗ), проводят наблюдения через каждые 3 ч. При этом отбирают пробы на территории наибольшей плотности населения  на стационарных или маршрутных постах или под факелом основных источников загрязнения по усмотрению управления по гидрометеорологии (УГМ).

2.4.Определение перечня веществ, подлежащих контролю

В атмосферный воздух города поступает большое количество различных  вредных веществ. Повсеместно выбрасываются  такие вредные вещества, как пыль (взвешенные вещества), диоксид серы, диоксид и оксид азота*1, оксид углерода, которые принято называть основными, а также различные специфические вещества, выбрасываемые отдельными производствами, предприятиями, цехами.

*1 Наблюдения за оксидом азота обязательно проводят только в городах с численностью населения 250 тыс. и более.

Перечень веществ для  измерения 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. Принцип выбора вредных  веществ и составления списка приоритетных веществ основан на использовании параметра потребления  воздуха (ПВ):

реального: 

 

и требуемого:

где Mi - суммарное количество выбросов i-й примеси от всех источников, расположенных на территории города; qi - концентрация, установленная по данным расчетов или наблюдений.

Устанавливается, будет ли средняя или максимальная концентрация примеси превышать при данных выбросах соответственно среднюю суточную ПДКс.с или максимальную разовую  ПДКм.р. Если ПВтi > ПВi, то ожидаемая  концентрация примеси в воздухе  может быть равна ПДК или превысит ее, и, следовательно, i-я примесь  должна контролироваться. Перечень веществ  для организации наблюдений устанавливается  сравнением ПВ с ПВт для средних (ПВс.с) и максимальных (ПВм.р) концентраций примесей.

Для выявления необходимости  наблюдений за i-й примесью с использованием ПВс.с предлагается графический  метод. На черт. 2.1 показано семейство  прямых линий, соответствующих q = ПДКс.с  по заданным значениям Mi, потенциала загрязнения  атмосферы (ПЗА) и характерного размера  города Lj, определяемого условно  как радиус круга площадью Sj, соответствующей площади города, т.е.

 

ПЗА для города определяется по географическим зонам.

На черт. 2.1. для i-й примеси по значениям Mi (M'i) Lj (L'j) определяется местоположение точки по отношению к расчетной прямой  = ПДКс.с.i. Если точка попадает в область выше прямой или на прямую, то это означает, что ожидаемая средняя концентрация i-й примеси будет превышать санитарно-гигиеническую норму (ПДКс.с) или будет равна ей и, следовательно, i-ю примесь необходимо контролировать. Если точка ложится ниже прямой, то контролировать i-ю примесь не следует (если при этом ожидаемое максимальное значение концентрации не будет превышать ПДК).

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость между суммарными выбросами M, характерным размером города L и средней концентрацией примеси Q = ПДК.

а - для городов с ПЗА - 2,5 ... 3,0; б - для городов с ПЗА > 3,0.

Черт. 2.1.

При применении графического метода следует учитывать, что прямые на черт. 2.1 соответствуют значениям  ПДКс.с от 0,005 до 0,05 мг/м3. Если значение ПДК i-й примеси больше 0,05 (или меньше 0,005), используется прямая линия, соответствующая значению ПДКс.с в 10 раз меньшему (или большему), чем ПДК, а значения M, нанесенные на оси координат, умножаются (или делятся) на 10. Например, для серной кислоты, имеющей ПДКс.с = 0,1 мг/м3, используем линию ПДКс.с в 0,01 мг/м3, а значения M на оси ординат умножаем на 10. С помощью черт. 2.1 можно определить целесообразность организации наблюдений за основными примесями в городах, где контроль не осуществляется, а по величине ПВт1 составить список городов, где необходимо организовать наблюдения за основными примесями на территории УГМ.

 

 

2.5. Выстоа и продолжительность отбора проб

При определении приземной  концентрации примеси в атмосфере  отбор проб и измерение концентрации примеси проводятся на высоте 1,5 - 3,5 м от поверхности земли.

Продолжительность отбора проб воздуха для определения разовых  концентраций примесей составляет 20 - 30 мин.

Продолжительность отбора проб воздуха для определения среднесуточных концентраций загрязняющих веществ при дискретных наблюдениях по полной программе составляет 20 - 30 мин через равные промежутки времени в сроки 1, 7, 13 и 19 ч, при непрерывном отборе проб - 24 ч.

Конкретные требования к  методам и средствам отбора проб, условиям их хранения и транспортировки, индивидуальным для каждого загрязняющего  вещества, указаны в разделах 4 и 5.

2.6. Организация метеорологических наблюдений

Одновременно с отбором  проб воздуха или регистрацией концентраций примесей на стационарных и маршрутных постах проводятся метеорологические  наблюдения за скоростью, направлением ветра, температурой воздуха, состоянием погоды, при подфакельных наблюдениях - за скоростью и направлением ветра. Метеорологические наблюдения на стационарных постах выполняются с помощью  метеорологического оборудования, находящегося в лаборатории «Пост-1» и «Пост-2». Скорость и направление ветра  при подфакельных наблюдениях определяются на высоте 2 м с помощью ручного  анемометра и вымпела. Последовательность проведения метеорологических наблюдений описана в разделе 4. Продолжительность  метеорологических наблюдений составляет 10 мин.

2.7. Организация анализа проб

Пробы воздуха, отобранные на постах сети ОГСНКА, доставляют в одно из химических подразделений, где осуществляется их анализ. Имеется четыре типа химических подразделений: 1) группа или лаборатория  наблюдений за загрязнением атмосферы, 2) кустовая лаборатория или группа наблюдений за загрязнением атмосферы, 3) централизованные лаборатории различной  специализации, 4) специализированные лаборатории научно-исследовательских  учреждений.

Группы или лаборатории  наблюдений за загрязнением атмосферы  осуществляют химический анализ проб воздуха, отобранных на постах в том  же городе, с целью определения  содержания основных и наиболее распространенных специфических примесей.

3. ОБСЛЕДОВАНИЕ  СОСТОЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

3.1. Цель и виды обследования

Обследование состояния  загрязнения атмосферы в городе или крупном районе организуется для выяснения причин высоких  уровней концентрации примесей, установления их неблагоприятного влияния на здоровье населения и окружающую среду  и разработки мероприятий по охране атмосферы.