Лекция №9

Тема: Организацияконтроля за качеством атмосферного воздуха.

Цель: Ознакомить студентов с методологией анализа атмосферного воздуха и оценкой его качества.

План лекции:

1.Анализ атмосферного воздуха.

2. Оценка качества атмосферного воздуха.

1.Атмосферный воздух является одним из важнейших компонентов экологии человека. В процессе своей жизнедеятельности человек постоянно соприкасается со многими факторами внешней среды, в которой он живет, и эти факторы, естественно, оказывают на организм человека определенное влияние. Одним из таких факторов, с которыми человек соприкасается наиболее тесным образом, является воздушная среда. Воздух является самым необходимым компонентом для существования организма человека. Без него человек может просуществовать лишь в течение нескольких минут.

Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на специальных постах. Постом наблюдения называется место, на котором размещают специально оборудованный павильон или автомобиль. Существуют посты наблюдений трех видов: стационарные, маршрутные и передвижные.

Стационарный пост используется для постоянного наблюдения за концентрацией загрязняющих веществ (ЗВ) или для постоянного отбора проб воздуха с их последующим анализом в специальной лаборатории. Стационарные посты оборудованы павильонами, которые устанавливают в заранее выбранных местах. Они используются для долговременного наблюдения за содержание основных ЗВ в атмосфере.

Число стационарных постов определяется численностью населения города, его площадью, рельефом местности, развитостью промышленности и расположением мест отдыха. В зависимости от численности населения, устанавливается: 1 пост – до 50 тыс. жителей; 2 поста – 50–100 тыс.; 2–3 поста – 100–200 тыс.; 3–5 постов – 200–500 тыс.; 5–10 постов – более 500 тыс.; 10–20 постов – более 1 млн. жителей.

Маршрутный пост организуется для регулярного сбора проб, когда нецелесообразно устанавливать стационарный пост. Он устанавливается, когда нужно детально исследовать состояние воздуха в отдельных районах, например в новостройках. Наблюдения на маршрутных постах осуществляются с помощью передвижной лаборатории, которая имеет все необходимое оборудование и приборы.

Маршрутные посты также устанавливают в заранее выбранных местах. Одна машина за рабочий день может произвести замеры в 4-5 точках. Порядок объезда передвижной лаборатории маршрутных постов должен быть всегда одним и тем же, чтобы получать достоверную информацию о концентрации ЗВ с одних и тех же постов в одно и то же время.

Передвижной (подфакельный) пост располагается под дымовым или газовым факелом предприятия, чтобы контролировать зону его воздействия как источника промышленных выбросов.

Работа на подфакельных постах также выполняется с помощью специально оборудованных передвижных лабораторий. Передвижные посты – это точки, расположенные на определенных расстояниях от источника загрязнения в направлении факела выбросов.

При подфакельных наблюдениях места сбора проб определяется таким образом, чтобы учесть наибольшее загрязнение на расстояниях 0,5; 1; 2; 3,..., 10 км от источника загрязнения и границы санитарно-защитной зоны.

2. Отбор проб воздуха производится методом аспирации, т.е. определенный объем воздуха прокачивается через какой-либо поглотительный прибор, заполненный твердым или жидким сорбентом, либо через аэрозольный фильтр, который задерживает взвешенные в воздухе частицы ЗВ.

Таким образом примесь из большого объема воздуха оказывается сконцентрированной в небольшом объеме сорбента или на фильтре. Как правило, отбор проб воздуха и измерение концентрации различных вредных примесей производится на высоте от 1,5 до 3,5 метров от земли.

Стационарные посты оборудованы комплексными лабораториями типа «Пост-1» и «Пост-2». Например, лаборатория «Пост-1» включает в себя различные автоматические газоанализаторы, системы для сбора проб воздуха, приборы для проведения метеорологических наблюдений, систему энергоснабжения и освещения.

Лаборатория «Пост-2» используются для я тех же целей, что и «Пост-1», но имеет дополнительное аналитическое оборудование и автоматический метеорологический комплекс приборов.

3. На всех постах постоянное слежение за качеством воздуха осуществляется по одной из четырех программ: полной, неполной, сокращенной и суточной.

Полная программа наблюдений служит для того, чтобы иметь информацию о разовых и среднесуточных концентрациях ЗВ. Наблюдения ведутся ежедневно с применением автоматических устройств регистрации или 4 раза в сутки через равные промежутки времени, в этом случае пробы отбираются в 1, 7, 13 и 19 часов по местному времени.

При выполнении неполной программы отбор проб проводится в 7, 13 и 19 часов местного времени для того, чтобы получить информацию о разовом содержании ЗВ в воздухе.

По сокращенной программе с той же целью пробы собираются дважды в день в 7 и 13 часов.

Программа суточного отбора проб предназначена для того, чтобы получить данные о среднесуточной концентрации. Наблюдения по этой программе выполняются круглосуточно. Это не дает возможности получить разовые значения концентрации ЗВ.

Однако все четыре типа программ позволяют получить среднемесячные и среднегодовые значения.

Работает автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС-АГ). Она была разработана для автоматизированного сбора, обработки и передачи полученной информации о степени загрязнения воздуха. АНКОС-АГ поставляет непрерывную информацию о ЗВ и метеорологической обстановке в больших городах и промышленных зонах.

На основе этой системы осуществлены технические возможности определения, передачи и хранения информации о загрязнении атмосферного воздуха.

Кроме вспомогательного оборудования, АНКОС-АГ включает газоанализаторы оксида углерода, оксида, диоксида и суммы оксидов азота, диоксида серы, озона, суммы углеводородов без метана. Всю полученную информацию обрабатывает компьютер. Существует постоянная связь между автоматизированной системой наблюдения и контроля и Центром обработки информации.

Системы АНКОС-АГ и Центра позволяют получать в режиме on-line следующие характеристики:

• измеряемые круглосуточно определенные параметры воздушного бассейна;

• автоматический сбор информации со станций системы АНКОС;

• сбор информации от стационарных и передвижных постов;

• оперативную оценку состояния воздуха по значения предельно допустимых концентраций (ПДК);

• краткосрочный прогноз уровней загрязнения ЗВ.

Вы вправе мне сказать, что все замечательно: имеются посты наблюдений, специальные программы наблюдений, выполняются хитрым образом отборы проб.

4. Анализ атмосферного воздуха включает в себя изучение источников загрязнения, исследование химических и фотохимических превращений, загрязняющих воздух веществ, выявление наиболее токсичных веществ, изучение распространения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе с воздушными потоками, отбор проб и анализ веществ, загрязняющих воздух. Поскольку анализ атмосферного воздуха часто связан с необходимостью продолжительных отборов, с присутствием различных примесей в атмосфере и с необходимостью хранения и транспортировки проб, то вторая группа методов более перспективна для этих целей. Несомненный интерес в этой группе методов представляет метод с использованием реагентов TGS-ANSA, обладающий определенными преимуществами по сравнению с другими методами. К его серьезным недостаткам относится использование труднодоступного реагента (ANSA), ядовитого метилового спирта, а также обладающего сильным и неприятным запахом гваякола. Хотя эти недостатки не носят принципиального характера, они могут быть препятствием для широкого внедрения метода. Преимуществом метода Полежаева-Гириной является простота и доступность используемых реагентов, но он также не лишен недостатков: он требует большого расхода сравнительно дорого стоящего йодида калия, поглотительные растворы неустойчивы под действием сильных окислителей и прямых солнечных лучей.

Для анализа атмосферного воздуха на окись азота фирмой Бекман разработан электрохимический газоанализатор, действие которого основано на окислении окиси азота озоном с последующим определением образующейся двуокиси. Последняя определяется по известной реакции с иодидом с образованием элементного иода, который затем восстанавливается на платиновом рабочем электроде. Угольный вспомогательный электрод обеспечивает работу ячейки в гальваническом режиме. В качестве электролита используется буферный раствор, содержащий иодид калия. Озон для окисления окиси азота получают с помощью УФ-генератора. В приборе предусмотрено устранение мешающего влияния озона, сернистого ангидрида, сероводорода, меркаптанов, органических сульфидов, аммиака и двуокиси азота. Установка нуля осуществляется с помощью угольного фильтра.

При анализе атмосферного воздуха отбирают до 300 л воздуха со скоростью 10 - 15 л / мин.

При анализе атмосферного воздуха на содержание примесей иногда пропускают поток излучения непосредственно через него, а не применяют рабочую камеру и устройство для забора газа. У регистрирующего устройства, в которое входят приемник излучения, усилитель и регистрирующий прибор.

Освещены основные методические аспекты сани-тарно-химического анализа атмосферного воздуха, почвы и воды водоемов. Описаны способы отбора проб, концентрирования и приготовления калибровочных смесей. Рассмотрены приборы и оборудование для определения малых количеств химических соединений в окружающей среде. Приведенные методики основаны преимущественно на использовании газовой хроматографии, атомной абсорбции и хромато-масс-спектрометрии.

5.Опробование атмосферного воздуха должно осуществляться в составе изысканий на стационарных, маршрутных и передвижных постах наблюдения.

Методики измерения степени загрязненности воздуха, перечень загрязняющих компонентов и значения их ПДК для воздуха селитебной и производственной зон приведены в соответствующих нормативных и методических документа. Загрязнение атмосферного воздуха может оцениваться как по данным инструментальных замеров (или отбора проб для последующих лабораторных анализов) в жилой застройке населенных мест, на промышленных площадках, на границе СЗЗ и в воздухе рабочей зоны производственных участков предприятий, так и по расчетным данным для самых неблагоприятных и наиболее вероятных условий с учетом показателей фонового загрязнения атмосферы на современных компьютерных моделях.

Степень загрязнения воздуха устанавливается по кратности превышения результатов измерений содержания вредных компонентов над ПДК с учетом класса опасности, суммарного биологического действия загрязнений воздуха при определенной частоте превышений ПДК. В соответствии с действующими ПДК для оценки степени загрязнения воздуха используются значения максимально-разовых, среднесуточных и среднегодовых концентраций загрязняющих веществ (не менее чем за 2 последних года).

Контрольные вопросы:

Как организованы наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха.

Как осуществляется отбор проб воздуха?

Какие существуют программы наблюдений?

Литература:

Почекаева Е.И., Окружающая среда и человек. Учебное пособие.

Розенберг Г.С., Мозговой Д.П. Гелашвили Д.Б. Экология. Элементы теоретической конструкций современной экологии – Самара: СамНЦРАН, 1999 – 397 с.

Дата добавления: 2014-01-03