Контроль качества атмосферного воздуха

Контроль качества воздуха населенных пунктов проводится в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01–86, которым предусмотрены стационарный, маршрутный и передвижной (подфакельный) посты наблюдения за загрязнением атмосферы [31].

Стационарные посты наблюдений базируются в определенных пунктах и оснащаются аппаратурой для отбора проб воздуха, измерения и регистрации содержания примесей в атмосфере, а также аппаратурой для производства необходимых метеорологических измерений. Предназначены для обеспечения непрерывной регистрации загрязняющих веществ (SO₂, СО, NO₂, пыли и т. д.) и регулярного отбора проб воздуха для последующих анализов.

Одним из важных факторов является оптимальное размещение постов наблюдений. Местоположение постов выбирается совместно гидрометеорологической и санитарно-эпидемиологической службами и согласовывается с главным архитектором города. Ведомственные промышленные лаборатории согласовывают места отбора проб воздуха с указанными службами [32,33].

Число постов определяется в зависимости от численности населения и площади города: до 50 тыс. человек – 1 пост, 50–100 тыс. человек – 2 поста, 100–200 тыс. человек – 2–3 поста, 200–500 тыс. человек – 3–5 постов, 500–1000 тыс. человек – 5–10 постов, более 1 млн человек – 10–20 постов.

Выбору места размещения постов для отбора проб предшествует ознакомление с районной планировкой, технико-экономическим обоснованием и генеральным планом развития города. Особое внимание уделяется предварительному сбору данных о промышленных выбросах: определяются наличие источников выбросов, их мощность, частота выбросов и др.

Выбору мест размещения постов для отбора проб предшествуют также изучение метеорологических особенностей района, оказывающих влияние на распространение вредных веществ в атмосфере, выявление участков городских территорий, характеризующихся застоем воздуха, а также хорошо проветриваемых. При размещении постов следует также учитывать результаты наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы, ранее проводившихся различными организациями. И, наконец, выбору места размещения постов для отбора проб должно предшествовать проведение предварительных маршрутных наблюдений за уровнем загрязнения воздуха в различных районах данного города.

Для получения более полной и качественной информации о загрязнении атмосферного воздуха стационарные посты целесообразно размещать прежде всего в кварталах жилой застройки, в центральной части города и в районах, наиболее подверженных скоплению примесей, учитывая, что повышение концентрации наблюдается чаще всего вблизи источников транспортных выбросов и на расстояниях, равных 10–40 высотам труб, от промышленных предприятий. Особое внимание при размещении постов следует уделять территориям, примыкающим к магистралям с интенсивным движением транспорта. Для сравнительной оценки один из стационарных постов размещается в зоне относительно чистого воздуха – городском парке, зоне отдыха и др.

Выбранные в соответствии с требованиями посты наблюдений наносятся на план города, и за каждым постом закрепляется порядковый номер. Для поста оформляется техническое дело, в котором дается краткое описание его местоположения.

Расположение постов и программа их работы не должны меняться в течение длительного времени. Для размещения и хранения приборов и оборудования контроля загрязнения атмосферного воздуха и для проведения наблюдений на стационарном посту устанавливаются комплектные автоматизированные лаборатории (например, типа «Пост-1», «Пост-2» и др.).

При определении приземных концентраций отбор проб проводят на высоте 0,5–3,5 м от уровня земли.

На стационарных постах установлены три программы наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха: полная, неполная и сокращенная. Наблюдения по полной программе производятся ежедневно 4 раза в сутки – в 1, 7, 13, 19 ч по местному декретному времени. Полная программа выполняется для получения оперативной информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха (разовые концентрации) и данных о среднесуточной концентрации основных загрязняющих веществ.

Наблюдения по неполной программе производятся ежедневно 3 раза в сутки – в 7, 13, 19 ч по местному декретному времени. Неполная программа выполняется для получения оперативной информации. Наблюдения по сокращенной программе за основными загрязняющими веществами проводятся ежедневно 2 раза в сутки – в 7 и 13 ч по местному декретному времени. По сокращенной программе наблюдения проводят в районах с низким уровнем загрязнения воздуха и в районах, где температура воздуха ниже – 45°С.

Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы проводятся во все сезоны года независимо от метеорологических условий: температуры окружающей среды, влажности воздуха, атмосферных явлений и др. При неблагоприятных метеорологических условиях (туман, продолжительная инверсия температуры и др.) ГОСТ предусматривает проведение наблюдений за качеством воздуха каждые три часа. Автоматические газоанализаторы, используемые для наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, работают круглосуточно.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха в нескольких точках местности по временному графику.

Размещение стационарных и маршрутных постов должно способствовать выявлению максимумов концентраций загрязняющих веществ. Обычно посты располагают по концентрическим окружностям в точках пересечения с радиальными линиями, указывающими страны света. В центре окружностей должен находиться источник загрязнения. Основная окружность должна иметь радиус R, равный 20 высотам источника, радиус наименьшей окружности – 0,5R, а наибольшей – 1,5 R.

Маршрутные наблюдения, как правило, проводят в тех случаях, когда в городе стационарных постов недостаточно, либо при необходимости более детального изучения какого-либо района города. Маршрутным постам присваивается порядковый номер (нумерация общая со стационарными постами), и их местоположение наносится на план города.

Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории «Атмосфера-Н». Передвижная лаборатория может провести 8–10 отборов проб за 8-часовую рабочую смену – обычно в
4–5 пунктах по 2 раза. Учитывая, что измерения на постах проводятся не одновременно, порядок объезда по маршруту ежемесячно меняется, так, чтобы отбор проб на каждом из них осуществлялся в разное время суток. Например, в первый месяц объезд проводится в порядке возрастания номеров постов, во второй месяц – в порядке убывания, а в третий – с середины маршрута к концу и от начала до середины. Так, если на маршруте выбрано пять постов, то объезд и отбор проб проводится следующим образом: в первый месяц – от поста 1 до поста 5, во второй – от поста 5 до поста 1, в третий – от поста 5 до поста 3 и от поста 1 до
поста 2.

Маршрутные наблюдения проводятся во все сезоны года по графику, утвержденному контролирующей организацией Госкомгидромета РФ. Этой же организацией устанавливаются сроки и объем наблюдений. Порядок и методика измерений на маршрутных постах такие же, как на стационарных пунктах.

Во многих городах и промышленных центрах выбросы вредных веществ в атмосферу очень велики. При этом не всегда удается вынести крупные источники загрязнения воздуха за пределы города, а существующий уровень техники не во всех случаях позволяет обеспечить нужную очистку выбросов. Не всегда можно предусмотреть столь малый выброс в атмосферу, чтобы абсолютно ни при каких условиях наземные концентрации примеси не превышали бы ПДК. Поэтому возникает вопрос о возможности уменьшения выбросов в атмосферу хотя бы в сравнительно короткие периоды времени, когда возникает неблагоприятная метеорологическая обстановка, и может создаться повышенное загрязнение воздуха в жилых районах. Для получения данных о распространении вредных веществ от отдельных источников выбросов в зависимости от метеорологических условий, оценки влияния этих источников на загрязнение атмосферы проводятся наблюдения под факелами дымовых труб предприятий (ГРЭС, ТЭЦ, завод и т. д.).

При проведении измерений на территории города выбираются 3–5 основных, наиболее мощных источника, и в зависимости от направления ветра обследуется один из них. Наблюдения под факелом проводятся за ингредиентами, типичными для данных предприятий.

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под газовым факелом. Отбор проб воздуха производится последовательно по направлению ветра на различных расстояниях от источника выбросов: 0,2 – 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и 20 км. Если из-за каких-либо препятствий установить посты на указанных дистанциях под факелом не представляется возможным, то выбираются доступные дистанции.

Чтобы определить расстояние от источника выбросов до пункта наблюдений можно воспользоваться крупномасштабной картой. На карту наносятся концентрические окружности определенных радиусов вокруг источника, и ,путем сравнения этой карты с местностью, устанавливается местоположение пунктов отбора проб и их расстояние от источников. При наличии прямых дорог от источника до пункта отбора проб расстояние может быть определено по спидометру автомобиля. Расстояние может быть определено также при помощи угломера.

Для контроля измерений производится отбор пробы и с наветренной стороны на некотором расстоянии от источника. Наиболее важными являются измерения на расстояниях, равных 10–40 высотам труб, где следует ожидать максимальных концентраций примесей. В этой зоне отбирают 50–60 проб воздуха по каждому ингредиенту. Подфакельные измерения проводят во все сезоны года и при различных погодных условиях.

При подфакельных наблюдениях существенной частью работы является определение направления факела и выбор мест размещения постов для отбора проб. Направление факела определяется визуально по очертаниям дыма, а если факел не виден, то по направлению ветра (желательно на высоте труб) или по запаху характерного ингредиента. Отбор проб осуществляется на высоте 1,5 м в течение 20–30 мин с интервалами между отборами 10 мин. Порядок и методика наблюдений на постах, осуществляющих подфакельные наблюдения, такие же, как на стационарных и маршрутных постах.

Для проведения подфакельных наблюдений используется передвижная лаборатория «Атмосфера-П» с выносными пунктами наблюдений или специальные автомашины с аппаратурой для отбора проб и оборудованием для размещения его в районе исследуемого источника загрязнения. Отбор проб под факелом желательно проводить на выбранных расстояниях не менее чем в трех точках одновременно. В течение рабочего дня можно провести отбор проб под факелом последовательно в 5–8 точках на разных расстояниях от источников выбросов. При изменении направления ветра отбор проб прекращается и посты перемещаются в зону влияния факела.

В крупных городах страны контроль состояния окружающей среды ведут автоматизированные системы качества атмосферного воздуха (АНКОС-АГ). Наличие непрерывной информации о состоянии окружающей среды в крупных городах позволяет оперативно принимать необходимые меры по устранению чрезмерных загрязнений, путем сокращения выбросов промышленных предприятий и (или) снижения плотности движения автотранспорта. Мероприятия по регулированию выбросов вредных веществ в атмосферу за счет их кратковременного сокращения в периоды неблагоприятных метеорологических условий должны разрабатываться при подготовке материалов для утверждения нормативов ПДВ.