Оценка состояния атмосферного воздуха в условиях современного техногенного воздействия (на примере Астраханской области). Оценка состояния атмосферного воздуха в условиях

Проблема загрязнения окружающей среды, в особенности воздушной оболочки Земли становится всё более актуальной с течением времени. Основа для решения данной проблемы лежит в развитие и совершенствование систем экологического мониторинга, осуществляемого на современной организационной и технологической базе.

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Введение

Проблема загрязнения окружающей среды, в особенности воздушной оболочки Земли становится всё более актуальной с течением времени. Основа для решения данной проблемы лежит в развитие и совершенствование систем экологического мониторинга, осуществляемого на современной организационной и технологической базе. Основными направлениями методического обеспечения являются анализы пылевого загрязнения и наличия загрязняющих веществ в воздухе.

Целью данного реферата является выделение основных методов мониторинга атмосферного воздуха.

Выделяются следующие задачи:

Определить понятие мониторинга атмосферного воздуха;

Изучить методы мониторинга атмосферного воздуха;

Рассмотреть организацию системы мониторинга атмосферного воздуха.

1. Методы мониторинга атмосферного воздуха

1.1. Общее понятие о мониторинге атмосферного воздуха

Мониторинг атмосферного воздуха – система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха , его загрязнением и за происходящими в немприродными явлениями , а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха , его загрязнения (закон " Об охране атмосферного воздуха ".)

В целях наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, комплексной оценки и прогноза его состояния, а также обеспечения органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций и населения текущей и экстренной информацией о загрязнении атмосферного воздуха Правительство Российской Федерации, органы государственной власти субъектов Российской Федерации, органы местного самоуправления организуют государственный мониторинг атмосферного воздуха и в пределах своей компетенции обеспечивают его осуществление на соответствующих территориях Российской Федерации, субъектов Российской Федерации и муниципальных образований.

Государственный мониторинг атмосферного воздуха является составной частью государственного мониторинга окружающей среды и осуществляется федеральными органами исполнительной власти в области охраны окружающей среды, другими органами исполнительной власти в пределах своей компетенции в порядке, установленном уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти.

Территориальные органы федерального органа исполнительной власти в области охраны окружающей среды совместно с территориальными органами федерального органа исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областях устанавливают и пересматривают перечень объектов, владельцы которых должны осуществлять мониторинг атмосферного воздуха.

1.2. Задачи мониторинга атмосферного воздуха

Система мониторинга решает следующие задачи, связанные с управлением качеством воздуха, в том числе:

• контроль за соблюдением государственных и международных стандартов качества атмосферного воздуха;
• получение объективных исходных данных для разработки природоохранных мероприятий, градостроительного планирования и планирования транспортных систем;
• информирование общественности о качестве атмосферного воздуха и развертывание систем предупреждения о резком повышении уровня загрязнения;
• проведение оценки воздействия на здоровье загрязнения воздуха;
• оценка эффективности природоохранных мероприятий.

1.3. Основные методы мониторинга воздуха

Первые попытки изучения атмосферы были приняты М.В. Ломоносовым. Первая служба погоды появилась в России в 1872 г. Множеством экспериментов подтверждена связь между загрязнение атмосферы и метеорологическими параметрами.

Метеорология- наука о земной атмосфере, ее строении, свойствах и происходящих в ней процессах. Свойства атмосферы и происходящие в ней процессы рассматриваются в связи со свойствами и влиянием подстилающей поверхности (суши и моря). Главная задача метеорологии – прогнозирование погоды на различные сроки.

Метеорологические станция – основной компоненте регулярных наблюдений за состоянием атмосферы. Предназначена для:

• Измерения температуры, давления и влажности воздуха;
• Скорости и направления ветра;
• Контроль облачности, уровня осадков, видимости, солнечной радиации.

Различают метеостанции наземные и дрейфующие, устанавливаемые на судах, на буях в открытом море.

Наземная подсистема получения данных насчитывает 65 центров по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, 21 гидрометеорологический центр, 21 гидрометеорологическую обсерваторию, 16 гидрометбюро, 18 авиаметеорологических центров, 343 авиаметстанции, 22 центра мониторинга загрязнения окружающей среды, 1606 гидрометеорологических станций в Антарктиде, 17 ионосферно-магнитных и 30 озонометрических станций. На 1450 станций и постах проводятся радиометрические измерения. Загрязнение атмосферного воздуха определяется на 687 станциях в 299 городах.

Методы зондирования атмосферного воздуха

Ракетное зондирование применяется для зондирования верхних слоев атмосферы: слой от 15-20 до 80-120 км (стратосфера и мезосфера), в котором располагается большая часть озоносферы и нижней ионосферы и более высокие слои термосферы и экзосферы.

Для изучения средней атмосферы используются метеорологические ракеты, поднимающиеся до высот 80-100 км. Они могут быть жидкостно- и твердотопливными. Основными параметрами, измеряемыми с помощью метеорологических ракет, являются: давление, температура, плотность и газовый состав воздуха. В зависимости от программы исследований могут измеряться и другие характеристики.

Для изучения верхней атмосферы применяются мощные геофизические ракеты, поднимающиеся до высот более 100-150 км. Производятся измерения интенсивности солнечного и космического излучения, оптических свойств воздуха, его термодинамических и электрических свойств, параметров магнитного поля Земли. Наряду с ракетными зондированием, относящимся к прямым методам измерений, для изучения верхней атмосферы применяются и косвенные методы с использованием радиолокации, метеолидаров, СВЧ, оптической техники.

Система ракетного зондирования состоит из самой ракеты, оснащенной измерительными приборами и наземного измерительного комплекса, под которым понимается совокупность наземных радиотехнических средств, предназначенных для приема телеметрической информации о параметрах атмосферы и для измерения координат ракеты во время полета.

Доставка приборного контейнера на землю происходит с помощью парашюта.

Метод эхо- и радиолокации

Эхолокатор – зондирование атмосферы с помощью звуковых волн. Позволяет выявлять зоны крупномасштабных изменений плотности атмосферы.

Радиолокатор, РЛС – зондирование атмосферы радиоволнами с длинами от метрового до миллиметрового диапазона. Позволяет выявлять различные объекты естественного и искусственного происхождения, движущиеся в атмосфере, определять их расстояние и скорость (используя эффект Доплера).

Радиолокация осуществляется тремя способами:

1) облучение объекта и прием отраженного от него излучения;

2) облучение объекта и прием переизлученных (ретранслируемых) им волн;

3) прием радиоволн, излученных самим объектом.

Лидар – прибор для проведения лазерного зондирования атмосферы в оптическом диапазоне спектра. В обобщенном смысле лазер в лидаре используется как импульсный источник направленного светового излучения. В отличие от радиодиапазона, в световом диапазоне частот из-за малости длин волн особенно видимого и ультрафиолетового излучения отражателями локационного сигнала являются все молекулярные и аэрозольные составляющие атмосферы, т.е. по сути дела сама атмосфера формирует лидарный эхо-сигнал со всей трассы зондирования. Это позволяет осуществлять лазерное зондирование по любым направлениям в атмосфере.

Принцип лазерного зондирования атмосферы заключается в том, что лазерный луч при своем распространении рассеивается молекулами и неоднородностями воздуха, молекулами содержащихся в нем примесей, частицами аэрозолей, частично поглощается и изменяет свои физические параметры (частоту, форму импульса и т.д.). Появляется свечение (флюоресценция), что позволяет качественно и количественно судить о различных параметрах воздушной среды (давлении, температуре, влажности, концентрации газов).

Лазерное зондирование атмосферы осуществляется преимущественно в ультрафиолетовом, видимом и микроволновом диапазоне. Использование лидаров с большой частотой следования импульсов малой длительности позволяет изучать динамику быстро протекающих процессов в малых объемах и в значительных толщах атмосферы.

Метод оптической локации

Аналогичен методу эхо- и радиолокации.

Метод комбинационного рассеяния

При рассеянии света газовыми молекулами происходит сдвиг частоты рассеянного излучения. Комбинационный сдвиг частот имеет каждая молекула газа, который характерен только для нее. Среда, состоящая из газовых молекул, имеет только ей присущий комбинационный спектр. Его регистрация позволяет определить наличие примесей исследуемый среде путем анализа сдвига полос поглощения.

Из-за малого сечения комбинационного рассеяния этот метод применяется на небольших расстояниях – несколько десятков метров (например, для контроля вредных выбросов из домовых труб).

Метод резонансной флюоресценции

Основан на способности молекул флюоресцировать под воздействием излучения. Например, молекулы CO флюоресцируют при облучении излучением с  =4,6 мкм, а молекулы NO 2 – при облучении аргоновым лазером с  =488 нм.

Сечение флюоресценции значительно выше сечения комбинационного рассеяния, поэтому данный метод более чувствителен.

Метод регистрации проходящего излучения

Метод основан на регистрации проходящего через среду излучения «на просвет», когда опорный лазерный генератор и приемник находятся по разные стороны от исследуемого объекта.

С применением отражателей генератор и приемник находятся рядом.

Метод имеет самую высокую чувствительность из всех, но может применяться только для измерения интегральной концентрации только вдоль траектории луча.

Дифференциальный метод

Сочетает в себе метод поглощения и обратного рассеяния.

Биоиндикационные методы

Биоиндикация – метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов – биоиндикаторов. Сильнейшее антропогенное воздействие на фитоценозы оказывают загрязняющие вещества в окружающем воздухе, такие, как диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и др. Среди них наиболее типичным является диоксид серы, образующийся при сгорании серо содержащего топлива (работа предприятий теплоэнергетики, котельных, отопительных печей населения, а также транспорта, особенно дизельного).

Устойчивость растений к диоксиду серы различна. Даже незначительное наличие диоксида серы в воздухе хорошо диагностируется лишайниками – сначала исчезают кустистые, потом листоватые и, наконец, накипные формы. Из высших растений повышенную чувствительность к S02 имеют хвойные (кедр, ель, сосна). Устойчивы к загрязнению бересклет, бирючина, клен ясенелистный.

Для ряда растений установлены границы их жизнедеятельности и предельно допустимые концентрации диоксида серы в воздухе. Величины ПДК (мг/куб. м): для тимофеевки луговой, сирени обыкновенной - 0,2; барбариса - 0,5; овсяницы луговой, смородины золотистой - 1,0; клена ясенелистного - 2,0 .

Чувствительны к содержанию в воздухе других загрязнителей (например, хлороводорода, фтороводорода) такие растения, как пшеница, кукуруза, пихта, ель, земляника садовая, береза бородавчатая.

Стойкими к содержанию фтороводорода в воздухе являются хлопчатник, одуванчик, картофель, роза, табак, томаты, виноград, а к хлороводороду - крестоцветные, зонтичные, тыквенные, гераниевые, гвоздичные, вересковые, сложноцветные.

Методы контроля газового состава атмосферного воздуха

Отбор проб воздуха при анализе газо- и парообразных примесей осуществляется за счет протягивания воздуха через специальные твердые или жидкие поглотители, в которых газовая примесь конденсируется либо адсорбируется.

В последние годы в качестве сорбентов для концентрирования микропримесей используют растворимые неорганические хемосорбенты, пленочные полимерные сорбенты, позволяющие улавливать из загрязненного воздуха самые различные химические вещества. Важным достоинством полимерных сорбентов является их гидрофобность (влага воздуха не концентрируется в ловушки и не мешает анализу) и способность сохранять в течении длительного времени без изменения первоначальной состав пробы.

Контроль концентраций газо- и парообразных примесей атмосферного воздуха производится с помощью газоанализаторов, позволяющих осуществлять мгновенный и непрерывный контроль содержания в нем вредных примесей.

1.4. Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха

Вещества, находящиеся в атмосферном воздухе, попадают в организм человека главным образом через органы дыхания. Вдыхаемый загрязненный воздух через трахею и бронхи попадает в альвеолы легких, откуда примеси поступают в кровь и лимфу.

В нашей стране проводятся работы по гигиенической регламентации (нормированию) допустимого уровня содержания примесей в атмосферном воздухе. Обоснованию гигиенических нормативов предшествуют многоплановые комплексные исследования на лабораторных животных, а в случае оценки ольфакторных реакций организма на действия загрязняющих веществ и на добровольцах. При таких исследованиях используются самые современные методы, разработанные в биологии и медицине.

В настоящее время определены предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе более чем 500 веществ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает и не окажет на него вредного влияния (включая отдаленные последствия) и на окружающую среду в целом.

Гигиенические нормативы должны обеспечивать физиологический оптимум для жизни человека, и, в связи с этим, к качеству атмосферного воздуха у нас в стране предъявляются высокие требования. В связи с тем, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и в зрительном анализаторе, были введены значения максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДКмр.) С учетом вероятности длительного воздействия вредных веществ на организм человека были введены значения среднесуточных предельно допустимых концентраций (ПДКсс).

Таким образом, для каждого вещества установлено два норматива: Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДКмр) (осредненная за 20-30 мин) с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека и среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКсс) с целью предупреждения общетоксического, мутагенного, канцерогенного и другого действия при неограниченно длительном дыхании.

Значения ПДКмр и ПДКсс для наиболее часто встречающихся в атмосферном воздухе примесей приведены в таблице 2.1. В правой крайней графе таблицы приведены классы опасности веществ: 1-чрезвычайноопасные, 2-высокоопасные, 3- умеренноопасные и 4 - малоопасные. Эти классы разработаны для условий непрерывного вдыхания веществ без изменения их концентрации во времени. В реальных условиях возможны значительные увеличения концентраций примесей, которые могут привести в короткий интервал времени к резкому ухудшению состояния человека.

Таблица 1.4

Предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе населенных мест

В местах, где расположены курорты, на территориях санаториев, домов отдыха и в зонах отдыха городов с населением более 200 тыс. человек. Концентрации примесей, загрязняющих атмосферный воздух, не должны превышать 0,8 ПДК.

Может создаться ситуация, когда в воздухе одновременно находятся вещества, обладающие суммированным (аддитивным) действием. В таком случае сумма их концентраций (С), нормированная на ПДК, не должна превышать единицы согласно следующему выражению:

К вредным веществам, обладающим суммацией действия, относятся, как правило, близкие по химическому строению и характеру влияния на организм человека, например:

• диоксид серы и аэрозоль серной кислоты;
• диоксид серы и сероводород;
• диоксид серы и диоксид азота;
• диоксид серы и фенол;
• диоксид серы и фтористый водород;
• диоксид и триоксид серы, аммиак, оксиды азота;
• диоксид серы, оксид углерода, фенол и пыль конверторного производства.

Вместе с тем многие вещества при одновременном присутствии в атмосферном воздухе не обладают суммацией действия, т.е. предельно допустимые значения концентраций сохраняются для каждого вещества в отдельности, например:

• оксид углерода и диоксид серы;
• оксид углерода, диоксид азота и диоксид серы;
• сероводород и сероуглерод.

В том случае, когда отсутствуют значения ПДК, для оценки гигиенической опасности вещества можно пользоваться показателем ориентировочно- безопасного максимального разового уровня загрязнения воздуха (ОБУВ).

Разработаны также значения предельно допустимых концентраций веществ в воздухе рабочей зоны (ПДКрз).

Значение ПДКрз должно быть таким, чтобы не вызывать у рабочих при ежедневном вдыхании в течение 8 часов заболеваний или не приводить к ухудшению состояния здоровья в отдаленные сроки. Рабочей зоной считается пространство до 2 м высотой, где размещается место постоянного или временного пребывания работающих. Так ПДКрз диоксида серы составляет 10, диоксида азота - 5, а ртути - 0,01 мг/м3, что значительно выше, чем ПДКмр и ПДКсс соответствующих веществ (см. табл. 1.4).

2. Система государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха в России

2.1. Организационная структура мониторинга загрязнений атмосферного воздуха

Государственный мониторинг атмосферного воздуха – это:

1) составная часть государственного мониторинга окружающей среды;

2) вид мониторинга атмосферного воздуха;

3) система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения, осуществляемых федеральными органами исполнительной власти в области охраны окружающей среды, другими органами исполнительной власти в пределах своей компетенции в порядке, установленном Правительством РФ.

Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха должен обеспечить соблюдение:

• условий, установленных разрешениями на выбросы вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и на вредные физические воздействия на него;
• стандартов, нормативов, правил и иных требований охраны атмосферного воздуха, в том числе проведения производственного контроля за охраной атмосферного воздуха;
• режима санитарно-защитных зон объектов, имеющих стационарные источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух;
• выполнения федеральных целевых программ охраны атмосферного воздуха, программ субъектов Российской Федерации охраны атмосферного воздуха и выполнения мероприятий по его охране;
• иных требований законодательства Российской Федерации в области охраны атмосферного воздуха.

Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха осуществляют федеральный орган исполнительной власти в области охраны окружающей среды и его территориальные органы в порядке, определенном Правительством Российской Федерации.

Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации организуют и проводят государственный контроль (государственный экологический контроль) за охраной атмосферного воздуха, за исключением контроля на объектах хозяйственной и иной деятельности, подлежащих федеральному государственному экологическому контролю.

Сеть мониторинга качества атмосферного воздуха создана и осуществляется в системе организаций Росгидромета. Она включает 260 городов России. Регулярные наблюдения за качеством атмосферного воздуха проводятся на 710 станциях. Контрольно-наблюдательная сеть других ведомств включает еще 50 станций. В составе Государственной службы наблюдения за состоянием атмосферного воздуха действуют также специализированные подсистемы мониторинга, в частности станции в биосферных заповедниках, в том числе за трансграничным переносом загрязняющих воздух веществ.

Рис. 2.1. Организационно-структурная схема мониторинга загрязнения атмосферного воздуха

Особую роль выполняют контрольные замеры, осуществляемые в рамках совместной программы наблюдений и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе. По особой программе (Программа ЕМЕП) работают страны, подписавшие «Конвенцию о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния».

Некоторые наблюдательные станции, действующие в составе подсистем мониторинга, включены в состав международных систем наблюдения, например станции мониторинга фонового загрязнения атмосферы.

На «фоновых» станциях в биосферных заповедниках обязательным является определение следующих химических веществ в воздухе: взвешенные частицы (аэрозоли), диоксид серы, озон, оксиды углерода, оксиды азота, углеводороды, бензапирен, хлорорганические соединения (ДДТ и др.), тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, мышьяк), фреоны. В атмосферных осадках дополнительно определяют биогенные элементы (азот, фосфор), радионуклеиды.

Мониторинг важнейших компонентов атмосферы осуществляется, кроме того, в составе глобальных международных наблюдательных сетей. Состав наблюдаемых компонентов и количество пунктов наблюдения следующие: определение озона (130 наземных станция, искусственный спутник земли «Метеор» с озонометрической аппаратурой), определение оптической плотности аэрозоли (10 станций), оценка атмосферно-электрических характеристик (3 станции).

Создана соответствующая подсистема мониторинга для оценки своевременного состояния и прогноза содержания парниковых газов в атмосфере (СО2, СН4, хлорфторуглеводородов).

Основные применения исследований загрязнения атмосферы

• Обоснование государственных решений в области охраны окружающей среды и экологической безопасности;
• Оценка риска здоровью населения и нагрузки на окружающую среду;
• Выбор и оптимизация атмосфероохранных решений и технологий в отраслях экономики, городском хозяйстве и пр.;
• Нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу;
• Обоснование размеров санитарно-защитных зон;
• Проектирование и реконструкция объектов различного назначения;
• Расчетный и гибридный мониторинг загрязнения атмосферы, усвоение и интерпретация данных инструментального мониторинга. С целью нормирования выбросов в расчетах концентраций данные инструментального мониторинга учитываются через фоновые концентрации Сф.;
• Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы;
• Оценка последствий потенциальных и сопровождение реальных аварий и пр.;
• Оценка влияния возможных изменений климата на загрязнение воздушного бассейна городов и промышленных районов;
• Международные проекты;
• Военные приложения.

2.2. Проблемы системы государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха

1.Плотность существующей сети недостаточна:

Численность населения в городах, где уровень загрязнения не оценивается из-за отсутствия наблюдений или их недостаточного количества, составляет 35% от численности городского населения РФ;

Современное состояние сети и объемы финансирования позволяют обеспечивать фактическое выполнение объёмов работ по мониторингу загрязнения атмосферы городов на 41% по отношению к нормативному.

2. Техническое оборудование станций к настоящему времени в значительной степени морально устарело и, как правило, выработало свой ресурс, отмечаются пропуски в наблюдениях из-за частых сбоев в подаче электроэнергии на ПНЗ.

3.Существующая система мониторинга с ручным отбором проб не отвечает современным требованиям по передаче оперативной информации о загрязнении атмосферы в прогностические центры с целью ее усвоения и обеспечивает измерения только малой доли тех вредных примесей, которые надо прогнозировать.

4. Недостаточное обеспечение аналитических лабораторий современными средствами измерений.

2.3. Пути дальнейшего развития системы государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха

1. Коренная модернизация приборно-технического оснащения наблюдательной сети и лабораторного оборудования

2. Повсеместный переход от сокращенной к полной программе отбора и анализа проб воздуха;

3. Организация подсистемы мониторинга концентраций мелкодисперсной пыли, фракции РМ10 и РМ2,5;

4. Охват системой наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха городов с численностью населения свыше 100 тыс.человек;

5. Разработка новых, имеющих местное значение, и пересмотр существующих методик определения концентраций примесей с активным и пассивным пробоотбором. Особенно перспективными представляются методики с использованием многокомпонентных методов анализа, в частности хроматографические;

6. Совершенствование системы обеспечения качества данных сети мониторинга в целях повышения достоверности результатов измерений концентраций примесей;

7. Обновление нормативно-методической базы инструментального и расчетного мониторинга, прогнозирования загрязнения атмосферы, включая вопросы обработки и представления данных, координации ведомственных, территориальных и локальных систем наблюдений с учетом рекомендаций ВОЗ и зарубежного опыта;

8. Дальнейшее совершенствование углубленного анализа результатов наблюдений с целью более полной оценки изменений уровня загрязнения воздуха;

9. Разработка новых программных средств обработки и анализа данных наблюдений с целью полной автоматизации обобщения и создания информационных документов и ресурсов. Внедрение современных технических средств и технологий в региональных центрах мониторинга;

10. Обеспечение исходными данными для расчетов загрязнения атмосферы;

11. Развитие сети станций ГСА, фонового мониторинга как реперных точек для восстановления характеристик загрязнения атмосферы по территории России.

Основные направления развития наблюдательной сети в соответствии со Стратегией деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях на период до 2030 года (с учетом аспектов изменения климата), утвержденной распоряжением Правительства РФ от 3 сентября 2010 г. № 1458-р:

Проведение регулярных наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха и их оптимизация путем увеличения частоты наблюдений,

Организации наблюдений в 43 городах с населением свыше 100 тыс. жителей,

Расширения до международных требований перечня определяемых веществ (РМ10, РМ2,5),

Поэтапное внедрение автоматизированных систем непрерывного измерения содержания основных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов.

2.4. Нормативно-правовые документы регулирующие мониторинг атмосферного воздуха

Правовая охрана атмосферы - реализация конституционных прав населения и норм в экологической сфере привела к существенному расширению базы законодательного регулирования в области охраны атмосферного воздуха. Основными законодательными и иными нормативными правовыми актами служат следующие:

* Воздушный кодекс Российской Федерации (19 марта 1997 г.) В нем особые требования предъявляются к состоянию полетной техники, регулированию работы двигателей для снижения загрязнения атмосферы.

* Федеральный закон от 04.05.1999 N 96-ФЗ (ред. от 23.07.2013) «Об охране атмосферного воздуха». Закон устанавливает правовые основы охраны атмосферного воздуха и направлен на реализацию конституционных прав граждан на благоприятную окружающую среду и достоверную информацию о ее состоянии.

* Федеральный Закон «Об уничтожении химического оружия» (2 мая 1997 г.) Устанавливает правовые основы проведения комплекса работ по обеспечению защиты окружающей среды.

* Уголовный кодекс (январь 1997г.) Имеет ряд статей, касающихся охраны атмосферного воздуха содержит определение «Экологические преступления».

* В Госкомэкологии России рассмотрено и утверждено несколько нормативно-правовых документов, касающихся охраны атмосферы, в частности по методике расчета выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.

* ГОСТ (1986 г.) «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин».

Заключение

Развитие государственной наблюдательной сети должно осуществляться в увязке с государственными программами социально-экономического развития федеральных округов и субъектов РФ с учетом информации, получаемой территориальными системами наблюдений субъектов Российской Федерации и локальными системами наблюдений.

Использованная литература

1. Федеральный закон от 04.05.1999 N 96-ФЗ (ред. от 23.07.2013) "Об охране атмосферного воздуха" http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_150000/
   Горелин Д.О., Конопелько Л. А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. – М.: Изд-во стандартов, 1992. 432 с.
2. Пешков Ю.В. Система государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха, Санкт-Петербург, 2013 г.
3. Экологический мониторинг. Методы и средства. Учебное пособие. А.К. Муртазов; Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина. – Рязань, 2008. – 146 с.
4. Экологическое право России: словарь юридических терминов. — М.: Городец. А. К. Голиченков. 2008.
5. Экологический мониторинг атмосферного воздуха Мазулина О.В., Полонский Я.В. Волгоград, 2012 г.

http://sibac.info/index.php/2009-07-01-10-21-16/3003-2012-05-31-06-09-14.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха по флуктуирующей асимметрии древесных пород

к.с.-х.н, доцент ГВУЗ «ПГАСА»

Яковишина Татьяна Федоровна

г. Днепропетровск

Диагностика состояния атмосферы методами биоиндикации обуславливается высокой степенью сопряженности растительных сообществ с наличием и концентрацией загрязняющих веществ в атмосферном воздухе при низкой себестоимости исследований. Растения являются очень чувствительными индикаторами, указывающими на наличие загрязнения ранними морфологическими реакциями, как то: изменение окраски листьев, появление некрозов, преждевременное увядание и дефолиация листвы.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух по Днепропетровской области составляет 952,290 тыс. т из них более половины приходится на перерабатывающую промышленность: производство кокса, продуктов нефтепереработки и ядерных материалов -- 0,9%, металлургическое производство и производство готовых металлических изделий -- 91,9% т.е. 36,487 т на км 2 или 343,960 кг на одного жителя.

Вклад в загрязнение атмосферы Индустриального района г.Днепропетровска вносят ряд автомагистралей, котельных и промышленных предприятий, среди которых экологически опасными являются крупнейшие транспортные артерии города проспект им. Газеты «Правда», Донецкое шоссе и ОАО «Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод». Следствием деятельности этих объектов является загрязнение атмосферного воздуха большим количеством разнообразных газообразных и конденсированных продуктов, таких как: оксиды углерода, азота и серы в 1,3-2,3 ПДК, фомальдегидом в 2,7_6,7 ПДК, бенз(а)переном в 1,6 ПДК, фенолом в 2,0 ПДК.

По мере уменьшения токсичности для растений газообразные соединения располагаются в следующей последовательности: фтор > водород > хлор > сернистый ангидрид > окислы азота > хлороводород > формальдегид > туман серной кислоты > аммиак > бензол > метанол > циклогексан > сероводород > окислы углерода; твердые аэрозоли: пыль алюминиевого производства > машиностроительного > цинкового > цементного > металлургического. Окись углерода становится токсичной для растений, когда ее концентрация превышает 1%, для сравнения содержание СО в доменном газе составляет до 30% (ОАО «Днепропетровский металлургический завод им. Петровского»).

Анализ состояния загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий показывает, что загрязнение является сильным лимитирующим, а в отдельных случаях и летальным фактором для жизнедеятельности растений. Древесные растения в зоне выбросов промышленных предприятий играют роль биофильтров. На растение действуют химические и сопутствующие факторы влияния (тепловое загрязнение, засуха, засоление и т.д.). Поглощение токсикантов в избыточных количествах может привести к гибели деревьев.

Исходя из этого, выделяют три этапа, которые переживает биофильтр растения:

1) внутриклеточной утилизации токсикантов;

2) биохимической детоксикации;

3) некроз генерации, т.е. распад ткани.

Способность древостоя противостоять действию загрязнителей атмосферного воздуха, а также скорость, с которой зеленые насаждения смогут восстановиться после их негативного воздействия может выступать биоиндикационным признаком загрязнения атмосферы.

В связи с этим возникла необходимость оценки качества атмосферного воздуха методами биоиндикации с последующей разработкой мероприятий по улучшению экологической ситуации.

Цель работы заключалась в биоиндикации атмосферного воздуха Индустриального района г. Днепропетровска по состоянию древесной растительности.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

· изучить состояние и состав зеленых насаждений Индустриального района;

· установить степень загрязнения атмосферного воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев клена остролистного (Acer platanoides L.), березы бородавчатой (Betula verrucosa Ehrh.) и тополя бальзамического (Populus balsamifera);

· разработать мероприятия по улучшению состояния атмосферного воздуха путем восстановления экологических функций зеленых насаждений.

Объект исследования -- зеленые зоны по улицам Байкальская, Винокурова, Донецкое шоссе, проспектам им. Газеты «Правда» и Мира. Во время натурного исследования древесных пород было отмечено следующее: все деревья растут на городских улицах, преимущественно вдоль автодорог. Почва под деревьями почти полностью покрыта асфальтом, что существенно увеличивает температуру прикорневого пространства и во многом повышает запыленность. Деревья высажены в один ряд, с большими интервалами. Ко всем этим неблагоприятным факторам добавляется зимнее засоление за счет использования для борьбы с гололедом солесодержащих материалов. На участке по пр. им. Газеты «Правда» видовая составляющая представлена кленом остролистным и березой бородавчатой, возраст деревьев 25_30 лет, плотность одно дерево на 15_18 м 2 . По ул. Винокурова преобладают березы и тополя, возраст 20_25 лет, плотность одно дерево на 20_25 м 2 . По ул. Байкальской растет только тополь бальзамический, возраст 25_30 лет, плотность одно дерево на 22_30 м 2 . Вдоль всего Донецкого шоссе древесный состав однообразный, растет только тополь бальзамический, возраст которой составляет примерно 20_25 лет с плотностью одно дерево на 10_14 м 2 . На Левобережном 3 кроме исследуемых пород встречаются также акация белая и липа. Возраст деревьев составляет примерно 20_25 лет, плотность одно дерево на 12_16 м 2 .

Листья деревьев покрыты толстым слоем пыли и сажи, которые являются следствием выбросов от автомобильного транспорта. Степень повреждения древостоя зависит от химического состава и агрегатного состояния токсикантов, их концентрации и продолжительности воздействия.

В растении она определяется соотношением двух прямо противоположных процессов:

1) скоростью поступления промышленных токсикантов во внутреннюю ткань листа и другие органы;

2) детоксикацией или включением в метаболизм без нарушения функций и структуры органов ассимиляции.

Преимущество одного из них в растении зависит от анатомо-морфологического строения листьев и их физиолого-биохимических свойств. Древесные растения в зоне выбросов промышленных предприятий играют роль биофильтров, однако поглощение токсикантов в избыточных количествах может привести к гибели дерева, которое начинается с образования хлорозов и некрозов. Как показали результаты исследований, состояние древостоя неудовлетворительное: деревья сильно ослаблены, крона редкая со значительным количеством усохших веток, верхушки в большинстве случаев сухие, листья мелкие, прирост практически отсутствует, значительные участки отмершей коры.

По ул. Байкальской и Винокурова у тополя бальзамического наблюдался точечный некроз листовой пластинки и отмирание боковых побегов. У березы бородавчатой по ул. Винокурова был отмечен краевой и верхушечный некрозы. У листьев собранного по пр. им. Газеты «Правда» на краевой и верхушечный некрозы накладывался межжилковый, что в некоторых случаях приводило к образованию некроза типа «рыбий скелет». По Донецкому шоссе у тополя отмечен точечный некроз листовой пластины и в отдельных случаях отмирание побегов. На пр. Мира, где постоянно находится большое количество автотранспорта (маршрутные такси) обнаружены следующие повреждения листьев: у березы бородавчатой -- краевой и верхушечный некрозы, у клена остролистного -- повреждения в виде пятнистого и краевого некрозов.

Показателем загрязнения атмосферного воздуха согласно О.П.Мелеховой (2007) выступает отклонение в билатеральной симметрии листовой пластины древесных пород . Согласно коэффициента флуктуирующей асимметрии степень загрязнения атмосферного воздуха Индустриального района г. Днепропетровска колеблется от сильной (Донецкое шоссе, пр. Мира, пр. им. Газеты «Правда») к слишком сильной (ул. Винокурова и Байкальская) и обусловливается качественным и количественным составом загрязняющих веществ, поступающих с выбросами автотранспорта и промышленных предприятий в атмосферу.

Методами математической статистики, исходя из величин коэффициентов асимметрии и эксцесса установлено, что значительные отклонения в билатеральной симметрии объясняются снижением концентрации загрязнителей в атмосферном воздухе по мере удаления от источника выбросов ОАО «Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод». Асимметричное распределение по кривой Максвелла типично для явлений и процессов с преобладающим влиянием какой-либо систематической причины, которой в нашем случае выступают выбросы промышленных предприятий и автотранспорта (табл. 1).

Таблица 1. Статистические характеристики флуктуирующей асимметрии

Учитывая наличие многочисленных повреждений листьев и значение коэффициента флуктуирующей асимметрии становится ясно, что выполнять свое экологическое назначение «зеленых легких города» древесные растения в полной мере не способны. Поэтому для улучшения состояния атмосферного воздуха путем восстановления экологических функций зеленых насаждений необходимо провести специальные мероприятия по их восстановлению, а именно:

· осуществить подбор видов газостойких древесных растений с учетом видового состава конкретного загрязнения и высадить их группами с соблюдением современных агротехнологий;

· оздоровить почву перед проведением посадок;

· уменьшить количество асфальтового покрытия и увеличить газонное, что снизит температурный режим корневой системы и уменьшит запыленность зеленых насаждений;

· запломбировать дупла и срезы на деревьях, своевременно убирать больные деревья для недопущения заражения других здоровых особей группы; атмосфера биоиндикация билатеральный древесный

· опрыскивать защитными эмульсиями, которые поглощают газообразные токсины;

· постепенно отказаться от солесодержащих посыпных материалов зимой, с качественной заменой на более экологичные.

Подытоживая выше сказанное следует отметить, что внедрение этих мер позволит не только улучшить состояние зеленых насаждений г. Днепропетровска, но и существенно повысить качество атмосферного воздуха Индустриального района, который сильно загрязнен выбросами промышленных предприятий и выхлопными газами автомобилей судя по флуктуирующей асимметрии листовой пластинки древесных пород.

Список литературы

1. Мелехова О. П. Егорова Е. И. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. -- М.: Академия, 2007. -- 288 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Характеристика флуктуирующей асимметрии. Оценка стабильности развития земляники по показателям флуктуирующей асимметрии. Методы замеров морфометрических показателей. Корреляционный анализ между параметрами правой и левой сторон листовой пластинки.

курсовая работа , добавлен 18.05.2016


Биоиндикационные методы оценки окружающей среды: компоненты загрязнения атмосферного воздуха, сосна обыкновенная и ель как биоиндикаторы. Состояние покоя у древесных растений. Замедленная флуоресценция и ее использование для оценки состояния растения.

дипломная работа , добавлен 14.03.2012


Морфологические изменения растений, используемые для биоиндикации, их оценка и использование для биоиндикации. Физико-географическая и экологическая характеристика г. Владивостока. Фитоиндикация загрязнения атмосферного воздуха г. Владивостока.

курсовая работа , добавлен 07.06.2015


Оценка с помощью биоиндикации экологического состояния парка. Описание и оценка древостоя парка. Негативное воздействие городской среды на растительный покров парка. Защита лесных насаждений от болезней. Определение величины флуктуирующей асимметрии.

практическая работа , добавлен 05.11.2014


Природно–климатическая характеристика территории Западной Сибири. Экологическая характеристика древесных пород, лесохозяйственные мероприятия. Основные закономерности распределения и развития лесной растительности и принципы ведения лесного хозяйства.

курсовая работа , добавлен 19.05.2013


Задачи мониторинга атмосферного воздуха, его основные методы. Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха. Система государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха в России, ее проблемы и пути дальнейшего развития.

реферат , добавлен 15.08.2015


Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха. Система ракетного зондирования. Пути дальнейшего развития системы государственного мониторинга состояния и загрязнения атмосферного воздуха. Методы контроля его газового состава, отбор проб.

курсовая работа , добавлен 14.08.2015


Химическое загрязнение атмосферы. Загрязнение атмосферы от подвижных источников. Автотранспорт. Самолеты. Шумы. Охрана атмосферного воздуха. Правовые меры охраны атмосферного воздуха. Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха.

реферат , добавлен 23.11.2003


Исследование экологического состояния с. Мосолово по методике Саймонса Янга. Определение состояния воздуха по лишайникам, качество воды методом биоиндикации, степени замусоренности. Мониторинг воздуха, водоема. Сотрудничество России с Великобританией.

курсовая работа , добавлен 25.07.2010


Загрязнение атмосферы в результате антропогенной деятельности, изменение химического состава атмосферного воздуха. Природное загрязнение атмосферы. Классификация загрязнения атмосферы. Вторичные и первичные промышленные выбросы, источники загрязнения.

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Систематизация, доработка и обобщение результатов дает возможность определить статистические характеристики загрязнения атмосферы. По ним определяют динамику изменение концентрации исследуемого вещества. К таким характеристикам относят:

1. Среднее арифметическое значение концентрации вещества определяют по формуле:

где qc - среднесуточные, среднемесячные, среднегодовые концентрации вещества qi, которые вычисляются по суммарным данным стационарных, передвижных и подфакельных постов наблюдения.

n - количество разовых концентраций, за соответствующий период.

2. Среднее квадратичное отклонение результатов измерений от среднего арифметического.

, мг/м3

3. Коэффициент вариации, что указывает на степень изменения концентрации вредного вещества:

где q - средняя концентрация

4. Максимальное значение концентрации вещества вычисляют при выборе максимальной из разовых, месячных, годовых и многолетних концентраций и определяют по формуле:

где L - количество исследуемых населенных пунктов.

5. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) количественно характеризуют уровень загрязнения атмосферы отдельной добавкой, что учитывает разницу в скорости увеличения уровня опасности вещества, приведенного до уровня опасности диоксида серы, с ростом превышения ПДК:

где Сi - константа, со значениями: 1,7; 1,3; 1,0; 0,9 соответственно, для 1, 2, 3, и 4-го классов опасности вещества и позволяет перевести степень опасности i-го вещества до степени опасности диоксида серы.

6. Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, что образуется множеством веществ:

n - количество вредных веществ в атмосфере. (основные загрязнители).

Для оценки изменений состояния воздуха, полученные концентрации сравнивают с фоновыми концентрациями.

Фоновая концентрация - статистически вероятная максимальная концентрация (Сф, мг/м3), которая характеризует загрязнение атмосферы. Ее определяют как значение концентраций, что не превышает 5% случаев общей выборки наблюдений. Она характеризует общую концентрацию, образуемую всеми источниками на данной территории. Определяется Сф для каждого поста наблюдения по данным полученных за период от 2 до 5 лет.

С целью повышения достоверности расчета Сф необходимо выбирать такой период наблюдений, на протяжении которого существенно не изменился характер застройки в районе поста наблюдения, характеристика выбросов в радиусе 5 км от поста и его размещение. Количество наблюдений должно быть не меньше 200 в год, а их общее количество не менее 800.

Для выявления вредного действия нескольких загрязнителей используют величину Сф по этим веществам. При этом учитывается концентрация каждого вещества и концентрация самого распространенного из них. Например, при суммации влияния SO2 и NO2:

При установлении ПДВ для реконструированных предприятий их доля исключается из Сф по формуле:

С’ф = Сф(1 - 0,4 С/Сф), при С≥Сф;

С’ф = 0,2Сф, при С>Сф

С’ф - фоновая концентрация без учета предприятия, C - максимальная концентрация, образуемая предприятием в точке размещения поста.

Атмосфера ‑ один из элементов окружающей среды, который повсеместно подвержен воздействию человеческой деятельности. Последствия такого воздействия зависят от многих факторов и проявляются в изменении климата и химического состава атмосферы. Эти изменения, безразличные для самой атмосферы, являются существенным фактором влияния на биотическую составляющую среды, в том числе на человека.

Атмосфера, или воздушная среда, оценивается в двух аспектах.

1. Климат и его возможные изменения как под влиянием естественных причин, так и под влиянием антропогенных воздействий вообще (макроклимат) и данного проекта в частности (микроклимат). Эти оценки предполагают также прогноз возможного воздействия климатических изменений на осуществление проектируемого вида антропогенной деятельности.

2. Загрязнение атмосферы, оценка которого проводится по структурной схеме, изложенной в теме 5. Сначала оценивается возможность загрязнения атмосферы с помощью одного из комплексных показателей: потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), рассеивающая способность атмосферы (РСА) и др. Затем проводятся оценки существующего уровня загрязнения атмосферы в данном регионе. Выводы и о климато-метеорологических особенностях, и об исходном загрязнении атмосферы опираются на, прежде всего, данные регионального Росгидромета, в меньшей степени ‑ на данные санитарно-эпидемиологической службы и специальных аналитических инспекций Минприроды РФ, а также на другие литературные источники. И наконец. На основании полученных оценок и данных о конкретных выбросах в атмосферу проектируемого объекта, рассчитываются прогнозные оценки загрязнения атмосферы с использованием специальных компьютерных программ («Эколог», «Гарант», «Эфир» и др.).Эти программы позволяют не только рассчитать уровни потенциального загрязнения атмосферы, но и получить картосхемы полей концентраций и данные о выпадении загрязняющих веществ (ЗВ) на подстилающую поверхность.

Критерием оценки степени загрязнения атмосферы являются предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ. Измеренные или рассчитанные концентрации ЗВ в воздухе сравниваются с ПДК, и таким образом загрязнение атмосферы измеряется в величинах (долях) ПДК. Не следует путать концентрации ЗВ в атмосфере с их выбросами в атмосферу. Концентрация ‑ это масса вещества в единице объема (или даже массы), а выброс ‑ масса вещества, поступившая в единицу времени (т.е. «доза»). Выброс не может быть критерием загрязнения атмосферы, так как загрязнение воздуха зависит не только от величины (массы) выброса, но и от ряда других факторов (метеопараметры, высота источника выброса и др.).Прогнозные оценки загрязнения атмосферы используются в других разделах ОВОС для прогноза последствий состояния других факторов от воздействия загрязненной атмосферы (загрязнение подстилающей поверхности, вегетация растительности, заболеваемость населения и др.).

Оценка состояния атмосферы при проведении экологической экспертизы основана на интегральной оценке загрязнения воздушного бассейна исследуемой территории, для определения которой используется система прямых, косвенных и индикаторных критериев. Оценка качества атмосферы (прежде всего степени её загрязненности) довольно хорошо разработана и базируется весьма большом пакете нормативных и директивных документов, использующих прямые мониторинговые методы измерения параметров среды, а также косвенные ‑ расчетные методы и критерии оценки.

Прямые критерии оценки. Основными критериями состояния загрязнения воздушного бассейна являются величины предельно допустимых концентраций (ПДК). При этом следует учитывать, что атмосфера занимает особое положение в экосистеме, являясь средой переноса техногенных веществ-загрязнителей и наиболее изменяемой и динамичной из всех составляющих абиотических её компонентов. Поэтому для оценки степени загрязнения атмосферы применяются дифференцированные по времени оценки показатели: максимально разовые ПДКмр (для краткосрочных эффектов) и среднесуточные ПДКсс, а также среднегодовые ПДКг (для длительного воздействия).Степень загрязнения атмосферы оценивается по кратности и частоте превышения ПДК с учетом класса опасности, а также суммации биологического действия загрязняющих веществ (ЗВ). Уровень загрязнения воздуха веществами разных классов опасности определяется "приведением" их концентраций, нормированных по ПДК, к концентрациям веществ 3-го класса опасности. Загрязняющие вещества в воздушном бассейне по вероятности их неблагоприятного влияния на здоровье населения делят на 4 класса:

1-й ‑ чрезвычайно опасные;

2-й ‑ высоко опасные;

3-й ‑ умерено опасные;

4-й – малоопасные.

Обычно используются фактические максимально разовые, среднесуточные и среднегодовые ПДК, сравнивая их с фактическими концентрациями ЗВ в атмосфере за последние несколько лет, но не менее, чем за 2 года. Другим важным критерием оценки суммарного загрязнения атмосферного воздуха (различными веществами по среднегодовым концентрациям) является величина комплексного показателя (Р), равная корню квадратному из суммы квадратов концентраций веществ различных классов опасности, нормированных по ПДК и приведенных к концентрациям веществ 3-го класса опасности.

Наиболее общим и информативным показателем загрязнения воздуха является КИЗА ‑ комплексный индекс среднегодового загрязнения атмосферы. Его количественное ранжирование по классу состояния атмосферы приведено в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Критерии оценки состояния загрязнения атмосферы по комплексному индексу (КИЗА)

Приведенное ранжирование по классам состояния атмосферы выполнено в соответствии с классификацией уровней загрязнения по четырехбалльной шкале, где:

Класс «нормы» соответствует уровню загрязнения воздуха ниже среднего по городам страны;

Класс «риска» равен среднему уровню;

Класс «кризиса»‑ выше среднего уровня;

Класс «бедствия»‑ значительно выше среднего уровня.

КИЗА обычно применяется для сравнения загрязнения атмосферы различных участков исследуемой территории (городов, районов и т.д.) и для оценки временной (многолетней) тенденции изменения состояния загрязнения атмосферы.

Ресурсный потенциал атмосферы территории определяется её способностью к рассеиванию и выведению примесей, соотношением фактического уровня загрязнения и величиной ПДК. Оценка рассеивающей способности атмосферы основана на величине таких комплексных климатических и метеорологических показателей, как потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) и параметр потребления воздуха (ПВ). Эти характеристики определяют особенности формирования уровней загрязнения в зависимости от метеоусловий, способствующих накоплению и выведению примеси из атмосферы.

ПЗА‑ комплексная характеристика повторяемости метеорологических условий, неблагоприятных для рассеивания примеси в воздушном бассейне. В России выделены 5 классов ПЗА, характерных для городских условий, в зависимости от повторяемости приземных инверсий и застоев слабых ветров и продолжительности туманов. Параметр потребления воздуха (ПВ) представляет собой объем чистого воздуха, необходимый для разбавления выбросов ЗВ до уровня средней допустимой концентрации. Этот параметр особенно важен при управлении качеством воздушной среды в случае установления природопользователям режима коллективной ответственности (принцип «пузыря») при рыночных отношениях. На основе данного параметра объем выбросов устанавливается для целого региона, а уже затем находящиеся на его территории предприятия совместно находят наиболее выгодный для них способ обеспечить этот объем, в т.ч. через торговлю правами на загрязнение.

Оценка ресурсного потенциала атмосферы проводится с учетом гигиенического обоснования комфортности климата территории, возможности использования территории в рекреационных и селитебных целях. Важной исходной составляющей при этой оценке является физиолого-гигиеническая классификация погод (т.е. сочетания таких метеофакторов как температура и влажность воздуха, солнечная радиация и др.) холодного и теплого периодов года. В качестве критерия для оценки оптимального размещения источников загрязнения атмосферы и селитебных территорий используется величина резерва(дефицита) рассеивающих свойств атмосферного воздуха (ВР).

Атмосферный воздух принято рассматривать в качестве начального звена в цепочке загрязнений природных сред и объектов. Почвы и поверхностные воды могут являться косвенным показателем её загрязнения, а в отдельных случаях, наоборот ‑ быть источниками вторичного загрязнения атмосферы. Это определяет необходимость помимо оценки загрязнения непосредственно воздушного бассейна учитывать возможные последствия взаимовлияния атмосферы и сопредельных сред и получения интегральной («смешанной»‑ косвенно-прямой) оценки состояния атмосферы.

Косвенными показателями оценки загрязненности атмосферы является интенсивность поступления атмосферной примеси в результате сухого осаждения на почвенный покров и водные объекты, а также в результате вымывания её атмосферными осадками. Критерием этой оценки служит величина допустимых и критических нагрузок, выраженных в единицах плотности выпадений с учетом временного интервала (длительности) их поступления. Группой экспертов северо-европейских стран рекомендованы следующие критические нагрузки для кислых лесных почв, поверхностных и грунтовых вод (с учетом совокупности химических изменений и биологических эффектов для этих сред):

Для соединений серы 0,2-0,4 гSкв.м год;

Для соединений азота 1-2 гNкв.м год.

Завершающим этапом комплексной оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха является анализ тенденций динамики техногенных процессов и оценка возможных негативных их последствий в краткосрочном и долгосрочном аспекте (перспективе) на локальном и региональном уровнях. При анализе пространственных особенностей и временной динамики последствий воздействия загрязнения атмосферы на здоровье населения и состояние экосистем применяется метод картографирования (в последнее время ‑ построения ГИС) с использованием набора картографических материалов, характеризующих природные условия региона, включая наличие особо охраняемых (заповедных и др.) территорий.

По мнению Л.И. Болтневой, оптимальная система компонентов (элементов) интегральной (комплексной) оценки состояния атмосферы должны включать:

Оценки уровня загрязнения с санитарно-гигиенических позиций (ПДК);

Оценки ресурсного потенциала атмосферы (ПЗА и ПВ);

Оценки степени влияния на определенные среды (почвенно-растительный и снеговой покров, воды);

Тенденции и интенсивности (скорости) процессов антропогенного развития - технической системы для выявления краткосрочных и долгосрочных эффектов воздействия;

Определения пространственного и временного масштабов возможных негативных последствий антропогенного воздействия.

Учитывая всё вышеуказанное, при обосновании и оценке воздействия на атмосферу Регламентом проведения ГЭЭ рекомендуется рассматривать следующее.

1. Характеристика существующего и прогнозируемого загрязнения атмосферного воздуха. Должен проводиться расчет и анализ ожидаемого загрязнения атмосферного воздуха после ввода проектируемого объекта в эксплуатацию на границе СЗЗ, в жилой зоне, на особо охраняемых и др. природных территориях и объектах, находящихся в зоне влияния данного объекта.

2. Метеорологические характеристики и коэффициенты, определяющие условия рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе.

3. Параметры источников выбросов загрязняющих веществ, количественные и качественные показатели выбросов вредных веществ в атмосферный воздух при установленных (нормальных) условиях эксплуатации предприятия и максимальной загрузке оборудования.

4. Обоснование данных о выбросах ЗВ должно в т.ч. содержать перечень мероприятий по предотвращению и снижению выбросов вредных веществ в атмосферу и оценку степени соответствия применяемых процессов, технологического и пылегазоочистного оборудования передовому уровню.

5. Характеристика возможных залповых выбросов.

6. Перечень загрязняющих веществ и групп веществ, обладающих суммирующим вредным действием.

7. Предложения по установлению нормативов предельно допустимых выбросов.

8. Дополнительные мероприятия по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с целью достижения нормативов ПДВ и оценка степени их соответствия передовому научно-техническому уровню.

9. Обоснование принятых размеров СЗЗ (с учетом розы ветров).

10. Перечень возможных аварий: при нарушении технологического режима; при стихийных бедствиях.

11. Анализ масштабов возможных аварий, мероприятия по предотвращению аварийных ситуаций и ликвидации их последствий.

12. Оценка последствий аварийного загрязнения атмосферного воздуха для человека и ОС.

13. Мероприятия по регулированию выбросов вредных веществ в атмосферный воздух в периоды аномально неблагоприятных метеорологических условий.

14. Организация контроля за загрязнением атмосферного воздуха.

15. Объем природоохранных мероприятий и оценка стоимости капитальных вложений на компенсационные мероприятия и меры по защите атмосферного воздуха от загрязнений, в том числе при авариях и неблагоприятных метеоусловиях.

Автоматизированные системы наблюдения и контроля за атмосферным воздухом

Характерные признаки состояния погоды

Измерение скорости и направления ветра фиксируют с помощью ветромеров, анемометров, флюгеров и т.д. Давление измеряют с помощью барометров в (Па).

Эти системы предназначены для постоянного контроля за изменяющимися во времени и пространстве характеристиками загрязнениями и метеорологическими параметрами воздушного пространства. В зависимости от характера и объема работ их делят на такие типы:

1. Промышленные системы. Они контролируют выбросы промышленных предприятий, степень загрязнения промышленных площадок и прилегающих к ним территорий. Обычно такие системы функционируют в структуре предприятий;

2. Городские системы. Они предназначены для контролирования уровня загрязнения воздуха города выбросами предприятий, транспорта, для измерения метеопараметров. Системы формируются на двух уровнях. На 1 уровне производят измерение концентрации вредных веществ и некоторых метеопараметров и сохранение этих данных.

На этом уровне определяют: СО – (0 – 160 мг/м 3); SO 3 – (0 – 5мг/м 3); NO 2 , NO и сумму оксидов азота (0 – 7,5 мг/м 3), сумму углеводородов за исключением метана (0 – 45 мг/м 3); О3 – (0 – 0,15 мг/м 3), скорость ветра, направление, температура. Завершается первый уровень передачи данных в центр обработки информации.

На 2 уровне обрабатывают информацию, прогнозируют опасные ситуации.

Систематизация и обобщение результатов дает возможность определить статистические характеристики загрязнения атмосферы, с помощью которых выявляют динамические изменения в загрязнении атмосферы определенным веществом. К таким характеристикам принадлежат:

1. Среднее арифметическое значение концентрации примесей (загрязняющего вещества):

g i – cреднесуточные, среднемесячные, среднегодовые, средние многолетние концентрации загрязняющих веществ, рассчитанные по суммарным данным стационарных, передвижных, подфакельных постов наблюдений;

n – количество разовых концентраций, которые были определены за определенный период.

2. Среднеквадратичное отклонение результатов измерения от среднеарифметического, среднегодовых концентраций на постах от среднегодового и средней многолетней концентрации по городу, разовых концентраций от среднегодовой концентрации по городу (району), разовых (среднесуточных) концентраций от среднемесячной и среднегодовой.

3. Коэффициент вариации показывает на степень изменчивости концентрации примесей (загрязняющего вещества):

g – средняя концентрация.

4. Максимальное значение концентраций примесей вычисляют, выбирая максимальную концентрацию (наибольшее значение) примесей из разовых, среднемесячных, среднесуточных, среднегодовых концентраций с небольшим количеством наблюдений, а также максимально разовую концентрацию по данным подфакельных наблюдений и вычисляют среднюю из максимальных концентраций за год по группе городов по формуле:

где L – количество городов, которые рассматриваются.

5. Максимальную концентрацию примеси с заданной вероятностью ее превышения определяют из допуска логарифмичного нормального распределения концентраций примесей в атмосфере для заданной вероятности ее превышения.

????????????????

6. Индекс загрязнения атмосферы – количественно характеризует уровень загрязнения атмосферы определенной примесью, который учитывает разницу в скорости увеличения степени вредности вещества, приведенного к степени вредности диоксида серы, с ростом превышения ПДК:

???????????????????

где С i – константа, которая принимает значение 1,7; 1,3; 1,0; 0,9 соответственно, для 1,2,3 и 4 классов опасности вещества и дет возможность привести степень вредности i –го вещества к степени вредности SO 2.

7. Комплексный индекс загрязнения атмосферы города является характеристикой уровня загрязнения атмосферы, который образуется n – веществами, которые присутствуют в атмосфере города (или района города):

Его широко используют для сравнения степени загрязнения атмосферы в городах и регионах.