Методи контролю якості атмосферного повітря

В зависимости от целей  различают три вида обследования: эпизодическое - для ориентировочной  оценки состояния загрязнения воздуха  в населенном пункте и при выборе мест для размещения постов наблюдений; комплексное - для детального изучения особенностей и причин высокого уровня загрязнения, его влияния на здоровье населения и окружающую среду  в целом, а также для разработки рекомендаций по проведению воздухоохранных мероприятий; оперативное - для выявления причин резкого ухудшения качества воздуха (выполняется по специальной программе и в настоящем Руководстве не приводится). В зависимости от вида обследования различаются объемы выполняемых работ как предварительных (до начала обследования), так и в процессе обследования.

На основании предварительного изучения материалов по обследуемому городу или району (особенностей климатических  условий и состояния загрязнения  атмосферы) составляется программа  проведения обследования. По завершении обследования выполняется обобщение  полученных данных наблюдений. На основании  результатов обобщения разрабатываются  конкретные рекомендации по проведению тех или иных мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения или  делается вывод о необходимости  организации регулярных наблюдений. Описание методов и средств наблюдений дано в разделах 4 - 6, способы обобщения  информации - в разделах 8, 9.

3.2. Информация, необходимая  для организации обследования

До проведения любого вида обследования необходимо ознакомиться:

-с общей физико-географической характеристикой района для выбора местоположения постов наблюдений;

-с климатическими условиями распространения примесей в районе населенного пункта для определения периодов обследования, в течение которых возможны неблагоприятные и благоприятные условия рассеивания вредных веществ, с тем чтобы обследование проводилось в различных погодных условиях;

-с основными источниками загрязнения воздуха, количественным и качественным составом выбросов вредных веществ, особенностями технологических процессов с тем, чтобы провести обследование в местах возможного наибольшего загрязнения, при различных режимах выбросов вредных веществ, характерных для действующих в населенном пункте предприятий;

-с состоянием загрязнения атмосферы города на основе всех имеющихся данных наблюдений или по косвенным показателям, с тем чтобы уточнить программу обследования.

На основании изучения перечисленных сведений составляется документ, в котором содержатся четыре основных раздела.

1. Физико-географическая  характеристика района с указанием  особенностей рельефа местности  в пределах зоны радиусом 15 - 20 км, наличие водных объектов, растительных  массивов.

2. Описание особенностей  климатических условий распространения  примесей в атмосфере на основе  данных о повторяемости слабых  и опасных скоростей ветра,  застоев воздуха, приземных и  приподнятых инверсий, их мощности  и интенсивности, средних и  максимальных значений коэффициента  турбулентного обмена, продолжительности  туманов, интенсивности осадков  и количестве суммарной радиации.

3. Карта-схема, на которую  нанесены основные автомагистрали, железные дороги и главные  источники выбросов; сведения о  выбросах вредных веществ в  формах, приведенных в разделе  9. Они необходимы в первую очередь  для того, чтобы установить качественный  и количественный состав выбросов. Список вредных веществ, содержание  которых в выбросах может привести  к тому, что концентрации этих  веществ в атмосфере превысят ПДК.

4. Оценка состояния загрязнения  атмосферы города и отдельных  жилых районов, сделанная по  данным наблюдений, выполненных  до организации обследования.

3.3 Измерение уровня  загрязнения воздуха, обусловленного  выбросами автотранспорта

Измерение уровня загрязнения  воздуха, обусловленного выбросами  автотранспорта, проводится в комплексе  с измерением уровня загрязнения  выбросами промышленных источников, но может проводиться и самостоятельно. Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха на автомагистралях и  в прилегающей жилой застройке  может быть проведена на основе определения  в воздухе содержания как основных компонентов выхлопных газов (оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, акролеина, формальдегида, соединений свинца), так и продуктов их фотохимических превращений (озона и др.).

Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами автотранспорта организуют специальные наблюдения, в результате которых определяют:

-максимальные значения концентраций основных примесей, выбрасываемых автотранспортом в районах автомагистралей, и периоды их наступления при различных метеоусловиях и интенсивности движения транспорта;

-границы зон и характер распределения примесей по мере удаления от автомагистралей;

-особенности распространения примесей в жилых кварталах различного типа застройки и в зеленых зонах, примыкающих к автомагистралям;

-особенности распределения транспортных потоков по магистралям города.

Наблюдения проводят во все  дни рабочей недели ежечасно с 6 до 13 ч или с 14 до 21 ч, чередуя дни  с утренними и вечерними сроками. В ночное время наблюдения проводятся один - два раза в неделю.

Точки наблюдения выбираются на городских улицах в районах  с интенсивным движением транспорта и располагаются на различных  участках улиц в местах, где часто  производится торможение автомобилей  и выбрасывается наибольшее количество вредных примесей. Кроме того, пункты организуются в местах скопления  вредных примесей за счет слабого  рассеяния (под мостами, путепроводами, в туннелях, на узких участках улиц и дорог с многоэтажными зданиями), а также в зонах пересечения двух и более улиц с интенсивным движением транспорта.

Места для размещения приборов выбираются на тротуаре, на середине разделительной полосы при ее наличии и за пределами  тротуара - на расстоянии половины ширины проезжей части одностороннего движения. Пункт, наиболее удаленный от автомагистрали, должен располагаться не менее чем  в 0,5 м от стены здания. На улицах, пересекающих основную автомагистраль, пункты наблюдения размещаются на краях  тротуаров и на расстояниях, превышающих  ширину магистрали в 0,5; 2; 3 раза.

В кварталах старой застройки (сплошные ряды зданий с отдельными арочными проемами в них) места для  размещения пунктов наблюдения выбираются в центре внутриквартального пространства.

Интенсивность движения определяется путем учета числа проходящих транспортных средств, которые делятся  на пять основных категорий: легковые автомобили, грузовые автомобили, автобусы, дизельные автомобили и автобусы, мотоциклы, - ежедневно в течение 2 - 3 недель в период с 5 - 6 ч до 21 - 23 ч, а на транзитных автомагистралях  в течение суток. Подсчет количества проходящих транспортных единиц проводится в течение 20 мин каждого часа, а в 2 - 3-часовые периоды наибольшей интенсивности движения автотранспорта - каждые 20 мин. Средняя скорость движения транспорта определяется на основе показателей  спидометра автомашины, движущейся в  потоке транспортных средств, на участке  протяженностью от 0,5 до 1 км данной автомагистрали. На основании результатов наблюдений вычисляются средние значения интенсивности  движения автотранспорта в течение  суток (или за отдельные часы) в  каждой из точек наблюдения.

Метеорологические наблюдения включают измерения температуры  воздуха и скорости ветра на уровнях 0,5 и 1,5 м от поверхности земли. Аналогичные  наблюдения выполняются на метеостанции, расположенной за городом. При определении  содержания в воздухе озона одновременно на метеостанции проводятся наблюдения за интенсивностью прямой и суммарной  солнечной радиации, которая оказывает  существенное влияние на скорость протекания фотохимических реакций в воздухе  и образование озона.

3.4 Изучение уровня загрязнения воздуха в промышленном районе

Изучение уровня загрязнения  воздуха промышленного района включает наблюдения в отдельных городах  и промышленных поселках этого района, вне городов и населенных пунктов, по радиальным маршрутам за пределами города и промрайона.

Одновременно с наблюдениями за уровнем загрязнения атмосферы  могут проводиться наблюдения за содержанием вредных веществ  в почве и растительности, химическим составом осадков, коррозией металлических  поверхностей и конструкций.

При организации изучения уровня загрязнения атмосферы промрайона необходимо выбрать опорный город в той части района, которая вносит основной вклад в загрязнение атмосферы. Важно, чтобы в опорном городе имелся ряд наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы и чтобы в период изучения промрайона сохранялись систематические наблюдения. Если в этом городе отсутствует сеть наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы, то такие наблюдения необходимо организовать. В остальных городах в период изучения должны быть также организованы наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы, как указано в п. 3.4.3.

Программа изучения состояния  загрязнения атмосферы может  выполняться одновременно во всех городах  района или последовательно в  разных городах, но при сохранении непрерывных  наблюдений в опорном городе.

Для изучения уровня загрязнения  атмосферы, обусловленного влиянием источников выбросов отдельных городов промрайона, используется система радиальных маршрутов, предусматривающая как бы проведение подфакельных наблюдений, где за источник выброса принимается весь город. Конкретная реализация этого типа наблюдений следующая. Автомашина, оснащенная оборудованием  для отбора проб воздуха и метеорологических  наблюдений, передвигается от одного города к другому по направлению  ветра с остановками для проведения измерений на расстояниях (от административной черты города) 1, 5, 10, 20 км и далее  через 20 км до административной черты  следующего города. В то же время  выполняются отборы проб на пунктах  в городе, от которых начинаются радиальные маршруты. Для получения  статистически обоснованных результатов  рейсы по одному и тому же маршруту должны повторяться не менее 10 раз  с проведением не менее 50 измерений  в каждой точке наблюдений. При  радиальных маршрутах факел вредных  веществ от города может не совпадать  с направлением ближайшей автомагистрали. В таких случаях целесообразно  прекратить наблюдения по маршруту и  провести наблюдения по другим подветренным маршрутам, связывающим другие города. Отбор проб следует проводить  не на автомагистрали, а на расстоянии 200 - 300 м от нее. Наблюдения на радиальных маршрутах являются очень трудоемким и дорогим мероприятием, поэтому они должны выполняться с максимально возможной тщательностью, чтобы не допустить погрешностей в измерениях.

3.5. Косвенные методы исследования уровня загрязнения атмосферы

Кроме наблюдений непосредственно  за уровнем загрязнения атмосферы, используются также косвенные методы, к числу которых относится  отбор проб атмосферных осадков, определение содержания вредных  веществ в снеге, почве и растительности.

Результаты анализа химического  состава осадков позволяют не только оценивать вклад локальных  источников выбросов примесей, но и  перенос этих примесей вместе с воздушными массами. Сбор атмосферных осадков  и их химический анализ для получения  надежных характеристик должны продолжаться не менее двух - трех лет. Сбор осадков  должен осуществляться на пунктах наблюдений (на метеостанциях, гидрометеорологических постах), расположенных вне города, и на городских стационарных пунктах - в наиболее чистом и в наиболее загрязненном месте.

Накопление вредных веществ  в почве и растительности происходит главным образом за счет их поступления  из атмосферы. Поэтому изучение загрязнения  почвы, поврежденной растительности или  накопления в ней примесей может  оказать существенную помощь в оценке содержания в атмосфере вредных  веществ. Места взятия образцов почвы  и растительности должны находиться, по возможности, вблизи точек отбора проб воздуха.

4.МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Поскольку при контроле объектов окружающей среды чаще всего проводят серийные анализы, предпочтение отдают тем методикам, которые легко  поддаются полной автоматизации начиная от отбора проб и кончая выдачей результатов анализа. При выборе метода анализа желательно, чтобы стоимость оборудования была доступна для большинства лабораторий, использующих этот метод.

Достаточно часто контроль качества окружающей среды приходится проводить в полевых условиях, а это исключает работу с крупногабаритными  приборами, даже если они удовлетворяют  вышеуказанным критериям.

Современные приборы и  оборудование должны быть приспособлены  для контроля широкой номенклатуры веществ и для определения  по возможности нескольких компонентов  проб.

В наибольшей степени вышеуказанным  требованиям удовлетворяют электрохимические  методы, которые находят широкое  применение в анализе почв, вод, атмосферы, биологических объектов.

Электрохимические методы позволяют  получать данные, объясняющие механизм химических реакций в контролируемых системах, одновременно с оценкой  содержания участвующих в этих реакциях компонентов (например, при изучении циклов типа «загрязнение — окружающая среда — источник — человек»). К основным электрохимическим методам, имеющим широкое практическое применение, относятся вольтамперометрия (включая  полярографию), потенциометрия (ионометрия), кулонометрия и кондуктометрия. Интересно  отметить, что из всех электрохимических  методов, только ионометрия с мембранными  ионселективными электродами, явилась  прин­ципиально новой разработкой второй половины XX столетия. Все остальные методы известны давно и были просто модернизированы по мере усовершенствования аппаратурного оформления.

Все дистанционные и наземные методы и уже освоенные, и вновь  появившиеся, постоянно совершенствуются. В дальнейшем их совер­шенствование будет происходить в основном за счет применения аналоговых и цифровых устройств или их комбинаций, а  также за счет автоматизации и  миниатюризации аппаратуры и модернизации способов обработки больших выборок  экспериментальных данных со­временными магематико-статистическими методами.

 

 

 

 

 

Список  литературы:

1. Безуглая Э.Ю. Мониторинг  состояния загрязнения атмосферы  в городах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 200 с.

2. Безуглая Э.Ю. Метеорологический  потенциал и климатические особенности  загрязнения воздуха городов.  Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 184 с.

3. Берлянд М.Е. Современные  проблемы атмосферной диффузии  и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 448 с.