Організація спостережень та контролю за забрудненням атмосферного повітря

Організація спостережень та контролю за забрудненням атмосферного повітря

 

 

 

 

Зростання антропогенного впливу на навколишнє середовище вимагає оволодіння різноплановою і детальною інформацією про нього, яка дає змогу не тільки оцінити реальну ситуацію, а й спрогнозувати стан середовища у перспективі, налагодити раціональну систему природоохоронної діяльності, контролю за станом екосистем.

 

 

 

Світові міжнародні та регіональні системи спостережень і контролю за забрудненням атмосферного повітря розвинутих країн організовані відповідно до рекомендацій ООН, які були розроблені при створенні програм моніторингу. Спостереження за станом атмосферного повітря проводять з 70-х років XX ст. Системи моніторингу атмосферного повітря різних країн, як правило, відстежують якість повітря та його зміни в критичних аварійних ситуаціях. Перелік забруднювальних речовин, за якими варто здійснювати спостереження, кожна країна визначає самостійно. Подібний підхід до організації системи спостереження за станом атмосферного повітря застосовують у країнах СНД і в Україні.

 

 

 

Закон України „Про охорону атмосферного повітря” (1992 р.) значно розширив функції служб спостереження та контролю за забрудненням атмосфери, які в своїй практиці використовують розрахункові та експериментальні методи. На основі теоретичних та експериментальних досліджень поширення домішок в атмосфері вироблено основні принципи організації мережі спостережень, лабораторного (хімічного) аналізу проб повітря, збирання, оброблення та узагальнення інформації про забруднення.

 

 

 

Інформацію про вміст забруднювальних речовин в повітрі надає мережа служби моніторингу. Відповідальність за її організацію покладена на Держкомгідромет України.

 

 

 

Організація спостережень передбачає контроль за поширенням шкідливих домішок  як в самій атмосфері, так і  між елементами системи „атмосфера – гідросфера – літосфера – біосфера”. Для цієї діяльності необхідні:

- відомості про наявні  та перспективні джерела забруднення  атмосфери (з урахуванням розвитку  економічних районів);

-  характеристика забруднювальних  речовин (токсичність, здатність  вступати в хімічні реакції  з іншими речовинами, здатність  до самоочищення);

-  гідрометеорологічні дані;

-  результати попередніх  спостережень за забрудненням  атмосфери (експедиційні дослідження);

-  дані про рівні забруднення навколишнього природного середовища в сусідніх країнах;

-  відомості про транскордонне  перенесення шкідливих домішок. 

 

 

 

Комплекс завдань, пов’язаних зі збором цієї інформації, виконує  спеціальна служба спостережень, яку формують система спостережень і система контролю.

 

 

 

Система спостереженьзабезпечує спостереження за якістю атмосферного повітря в містах, населених пунктах і територіях, розміщених поза зоною впливу конкретних джерел забруднення. Спостереження здійснюють служби Держкомітету гідрометеорології, які надають дані про метеорологічні умови і концентрацію шкідливих речовин. Міністерство охорони здоров’я проводить вибіркові спостереження за рівнем забруднення в місцях проживання населення. Науковий комітет Національної академії наук України організовує авіаційно-космічні спостереження за станом озонового шару і глобальним забрудненням атмосфери. Практикуються екологічні спостереження за окремими підприємствами.

 

 

 

Система контролюздійснює спостереження  і контроль за джерелами забруднення, викидами шкідливих речовин в  атмосферу. З цією метою Міністерство екології та природних ресурсів організовує спостереження за джерелами промислових викидів в атмосферу та дотри­манням норм гранично допустимих викидів, контролює реалізацію заходів з охорони атмосферного повітря, дотримання відповідних вимог при розміщенні, проектуванні, будівництві та введенні в експлуатацію нових підприємств.

 При організації спостережень  за станом повітря використовують  попередні дослідження, які передбачають обстеження території (метеорологічні умови, вміст забруднювачів) за допомогою пересувних лабораторій, що здійснюють відбір та аналіз проб з метою вивчення розміщення діючих джерел забруднення та перспектив розвитку промисловості.

 

 

 

Після з’ясування наявного та перспективного рівнів забруднення атмосферного повітря оцінюють зміни концентрацій домішок у просторі й часі, розробляють схему розміщення постійних (стаціонарних) постів спостереження на території міста, програми їх роботи. Пост спостережень може надавати інформацію про загальний стан повітряного басейну (якщо він знаходиться поза зоною впливу окремих джерел викидів) і контролювати джерела викидів (якщо він перебуває в зоні впливу джерел викидів). При їх розміщенні пріоритетними є житлові райони з найбільшою щільністю населення, де можливе перевищення встановлених порогових значень гігієнічних показників (ГДК). Робота постів спостережень повинна відповідати таким умовам:

- обов’язковість відображення  загального стану повітряного  басейну і контроль за джерелами  викиду;

- необхідність здійснення  спостережень за всіма домішками, концентрації яких перевищують ГДК;

-  обов’язковість визначення  пилу, діоксиду сірки, оксиду вуглецю  та оксидів азоту.

 

 

 

Контроль за радіоактивним  забрудненням атмосферного повітря  здійснюється на фоновому рівні, а також у зонах впливу атомних електростанцій та інших джерел можливих викидів радіоактивних речовин. Під час контролю за радіоактивним забрудненням на фоновому рівні використовують фонові станції або спеціальні станції, встановлені на відстані 50…100 км від можливого джерела радіоактивного забруднення. Для моніторингу в радіусі до 25 км використовують мережу контролю і спеціальні пости спостережень, де встановлюють датчи­ки гамма-випромінювання та  пристрої для відбору проб і аналізу повітря. У межах санітарно-захисної зони (СЗЗ) утворюють пости дистанційного контролю радіоактивного забруднення атмосферного повітря.

 

 

 

Моніторинг забруднення  території на основі снігомірної  зйомки (спостереження за забрудненням снігового покриву) забезпечує контроль за рівнем забруднення атмосферного повітря в чистих (фонових) районах, містах та інших населених пунктах. Важливими методами контролювання транскордонного перенесення глобальних потоків домішок на великі відстані від місця викиду є система наземних та авіаційних станцій, а також математичні моделі поширення забруднювальних речовин в повітрі. Мережа станцій транскордонного перенесення обладнана системами відбору газу та аерозолів, збору сухих осідань і опадів, аналізу вмісту домішок у відібраних пробах.

 

 

 

Інформація надходить  у Західно- та Східноєвропейський метеорологічні синтезувальні центри. За ступенем оперативності її поділяють на такі види:

-  екстрена інформація  – містить відомості про різкі зміни рівнів забруднення атмосферного повітря, негайно передається в контролювальні та господарські організації;

- оперативна інформація  – містить узагальнені результати спостережень за місяць;

- режимна інформація –  містить дані про середній  та найбільший рівні забруднення повітря протягом тривалого часу (як правило, за рік); використовується при плануванні заходів, оцінюванні збитків, завданих народному господарству внаслідок забруднення атмосферного повітря.

 

 

 

Для забезпечення ефективності заходів з охорони повітря  інформація повинна бути повною і достовірною. Повноту інформації забезпечують достатня кількість контрольованих інгредієнтів, тривалий термін спостережень, раціональне розміщення мережі. Достовірність інформації досягається неухильним дотриманням нормативних вимог. Значною мірою достовірність залежить від однорідності інформації.

 

 

 

Оцінювання забруднення  атмосферного повітря в містах України здійснюють за даними спостережень, які проводять у 54 містах на 166 стаціонарних постах та на 2 станціях транскордонного переносу. Раціонально організована система спостережень та контролю за станом атмосферного повітря дає змогу отримати необхідну інформацію про якісний склад повітря в населених пунктах і зонах впливу джерел викидів, про транскордонні перенесення забруднювальних речовин, виявити території, для яких характерні перевищення ГДК забруднювальних речовин. Наявність достовірних і комплексних даних спостережень є необхідною передумовою для розроблення рекомендацій щодо поліпшення стану атмосфери.

Діюча в Україні мережа спостережень за забрудненням атмосферного повітря охоплює пости ручного відбору проб повітря й автоматизовані системи спостережень та контролю оточуючого середовища (АСКОС). Пости спостережень за забрудненнями можуть бути стаціонарними, маршрутними та пересувними (підфакельними). З постів ручного відбору проби для аналізу передають в хімічні лабораторії.

 

 

 

Стаціонарні АСКОС обладнані  пристроями для безперервного відбирання та аналізування проб повітря в заданому режимі й передавання ін­формації  каналами зв’язку в центр управління.

 

 

 

Стаціонарний пост спостереження призначений для регулярного відбору проб повітря з метою подальшого лабораторного аналізу, безперервного реєстрування вмісту забруднювальних речовин автоматичними газоаналізаторами. Мережа стаціонарних постів обладнана приміщеннями типу „ПОСТ” – утепленими дюралевими павільйонами, в яких встановлені комплекти приладів та обладнання для відбору проб повітря і вимірювання метеорологічних параметрів: температури, вологості, швидкості та напрямку вітру. Діючі типи павільйонів „ПОСТ-1”, „ПОСТ-2”, „ПОСТ-2а” відрізняються продуктивністю та ступенем автоматизації. Найпоширенішими є лабораторії типу „Пост-2”.

 

 

 

Лабораторію комплектну типу „ПОСТ-2” використовують для стаціонарних спостережень за рівнем забруднення атмосферного повітря, а також для з’ясування метеорологічних характеристик. Вона забезпечує автоматичне вимірювання та фіксування на діаграмній стрічці концентрацій оксиду вуглецю і діоксиду сірки; автоматичний відбір 33 проб повітря для визначення 5 газоподібних домішок, сажі та пилу; ручний відбір 5 проб повітря на вміст газоподібних домішок, сажі і пилу; автоматичне вимірювання і реєстрацію напрямку та швидкості вітру, температури (-50…+50°С), вологості атмосферного повітря (0…100 %); контроль за температурою, вологістю і тиском атмосферного повітря за допомогою переносних приладів.

 

 

 

Комплект її технічних  засобів містить:

-  металевий каркас (павільйон)  із зовнішніми та внутрішніми  допоміжними пристроями;

-  прилади автоматичного контролю концентрацій забруднювальних речовин:  газоаналізатори типу ГМК-3 (для визначення оксиду вуглецю) і типу ГКП-1 (для діоксиду сірки);

- групу приладів для  автоматичного та ручного відбору  проб повітря на вміст газоподібних домішок, сажі та пилу: електроаспіратори типу     ЕА-1, ЕА-2, ЕА-2С і автоматичний повітровідбирач „Компонент”;

-групу приладів для  автоматичного і ручного контролю метеопараметрів: анеморумбограф типу М63МР, датчики температури і вологості.

 Лабораторію „ПОСТ-2”  обслуговує оператор, який реєструє  значення температури, вологості,  тиску. Вона може працювати  в безперервному режимі або  з перервами при півгодинному обслуговуванні оператором 2…4 рази на добу, одночасно контролюючи вміст у повітрі 2 забруднювальних речовин. За одне обслуговування забезпечується одночасний відбір 38 проб (за автоматичного відбору – 33, ручного – 5 проб). „ПОСТ-2” контролює 7 метеопараметрів (4 – при автоматичному вимірюванні з реєстрацією, 3 – при візуальному). Продуктивність лабораторії за чотириразового обслуговування протягом доби становить 50 тис. проб/год., середній термін служби – 10 років.

 

 

 

Серед стаціонарних постів виокремлюють опорні стаціонарні пости, призначені для виявлення довготривалих  змін вмісту основних або най- поширеніших забруднювальних речовин, та неопорні стаціонарні пости, призначені для спостережень за спеціальними, характерними для контрольованої місцевості, шкідливими речовинами.

 

 

 

Кількість стаціонарних постів визначають залежно від чисельності  населення (табл. 11.1), рельєфу місцевості, особливостей промисловості, змін концентрацій забруднювальних речовин.

 

 

 

Таблиця 11.1 – Визначення кількості стаціонарних постів відповідно

 Чисельність населення,  тис. осіб.  

< 50 

50 –100 

100 –200 

200 –500 

500 –1000 

1000 –2000 

> 2000

 

Кількість постів, шт. 

1 

2 

3 

3-5 

5-10 

10-15 

15-20

 

 

 

 

Стаціонарні пости спостережень можуть встановлюватись в житловій, промисловій, змішаній зонах та біля автомагістралей.

 

 

 

Маршрутний пост спостереження  призначений для регулярного  відбору проб повітря у фіксованих точках місцевості за допомогою спеціально обладнаної автолабораторії. Маршрут  щомісячно змінюється з таким  розрахунком, щоб відбір проб повітря у кожному пункті проводився в різний час доби. Наприклад, протягом першого місяця машина об’їжджає пости в порядку зростання номерів, другого – в порядку їх спадання, третього – з середини маршруту до кінця і з початку до середини. Розміщення маршрутних постів повинно бути таким, щоб виявляти максимальні концентрації забруднювальних речовин, які формуються джерелом викиду. Визначаючи місця відбору проб, приймають до уваги висоту джерела викиду (Н) і максимально можливу зону забруднення ним атмосферного повітря (R), яка дорівнює 20Н. Складають схему, центром якої є джерело викиду, навколо якого будують кола з радіусами 0,5R; 1R; 1,5R. У точках перетину кіл з проведеними з центра лініями, що позначають сторони світу, відбирають проби повітря.

 

 

 

Підфакельний (пересувний) пост спостереження  використовується для відбору проб під димовим факелом з метою виявлення зони його впливу. Ці місця обирають з урахуванням закономірностей поширення забруднювальних речовин в атмосфері. Проби відбирають за переважним напрямком вітру на відстанях: 0,2; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 15; 20 км від джерела забруднення. Допоміжні точки встановлюють у зоні формування максимальної концентрації, на межі санітарної захисної зони (СЗЗ), на відстані СЗЗ + 200 м. На кожному колі з обох сторін від віссі факелу на відстані 1/25 R встановлюють ще по два пости. У зоні максимального забруднення відбирають не менше 60 проб повітря, а в інших зонах – до 25 на висоті 1,5 м від поверхні землі протягом 20…30 хв. не менше як у трьох точках одночасно.