Мониторинг загрязнения почв атмосферного воздуха

Мониторинг атмосферного воздуха: суть, методы организации, системы

Мониторинг качества атмосферного воздуха – это систематические наблюдения за состоянием атмосферы, содержанием в ней вредных веществ. Эта работа очень важна в связи с ростом загрязненности. Для обеспечения мониторинга атмосферного воздуха города используется современная организационная и технологическая база. Наблюдение может осуществляться на стационарных постах или в передвижных лабораториях.

Основные загрязнители

Человеческая деятельность способствует увеличению концентрации в атмосферном воздухе пыли, сажи, жидких аэрозолей и молекул химических веществ.

Пылевое загрязнение связано как с естественными причинами, так и с сельскохозяйственными работами, строительством, промышленностью, движением машин и т. д. Любая пыль (а не только промышленная) вредна для органов дыхания человека. Самой вредной считается асбестовая пыль. Некоторые виды пыли могут содержать радиоактивные вещества и другие вредные компоненты. Пылевое загрязнение влияет на радиационный баланс и характер выпадения атмосферных осадков. Оно слегка тормозит вызванное человеком глобальное потепление. Для борьбы с атмосферной пылью создаются защитные лесополосы, посадки деревьев, фильтры. Иногда применяют обводнение территории, насыпку грунта, на который затем сажаются растения. Тем, кто вынужден постоянно или часто вдыхать пыль, рекомендуются индивидуальные средства защиты.
Выбросы сажи связаны с работой автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий, мусорных свалок. Она выделяется при сжигании пластмассы, угля, нефти и нефтепродуктов, биомассы, а иногда и природного газа. Сажа может абсорбировать вредные вещества и в этом случае она вредна для здоровья человека. Сама по себе сажа – это продукт сжигания органики, который не является токсичным. Она уменьшает поток солнечного излучения, а при попадании на снег или лед ускоряет его таяние, способствуя глобальному потеплению.
Химические аэрозоли образуются при реакции соединений серы или азота с водяным паром с образованием капелек кислот. Выпадая на поверхность, они могут вызвать кислотные дожди. Также аэрозоли являются причиной увеличения облачности и повышения отражательной способности Земли. Аэрозоли заметно тормозят глобальное потепление. Соединения серы и азота выделяются при работе автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий. А так же при вулканических извержениях.
Газовые (молекулярные) вещества очень разнообразны и выделяются при различных естественных и антропогенных процессах. Наибольшее значение имеют выбросы вредных для здоровья веществ и парниковых газов. Парниковые и озоноразрушающие газы нередко остаются в атмосфере на столетия и оказывают повсеместное воздействие на радиационные потоки. Выше всего в атмосферу проникает метан, который имеет самую легкую молекулу, что делает его универсальным парниковым газом.

Зачем проводится экологический мониторинг

Концентрация загрязнителей в атмосферном воздухе непостоянна и зависит от многих причин. Поэтому требуются систематические наблюдения за его составом. Они позволяют вычислить средний уровень загрязненности, зависимость уровня загрязнения от направления ветра, определить динамику загрязнения и его состав. Наиболее важен мониторинг вблизи автотрасс, промышленных предприятий, в центральных частях города, а также в местах, удаленных от человеческой деятельности.

Результаты экологического мониторинга атмосферного воздуха важны для принятия решений, как на местном, так и на государственном уровне. Высокое транспортное загрязнение говорит о необходимости разгрузки автотрасс, строительстве объездных путей вокруг города. Если сильное загрязнение обнаруживается вблизи промышленных объектов, то это значит, что необходимы меры по улучшению работы очистных сооружений или требуется расширить санитарно-защитную зону. Рост содержания загрязняющих веществ на удаленных станциях свидетельствует о неблагоприятных региональных или глобальных тенденциях, когда решение проблемы возможно только на государственном или международном уровне.

Методы мониторинга

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха может проводиться по-разному. Обычно используют 3 варианта:

Стационарный, когда все наблюдения производят из одной наблюдательной станции.
Маршрутный, когда для наблюдения используют несколько точек для отбора проб.
Передвижной, когда замеры производят из разных точек, в зависимости от направления ветров.

Стационарный мониторинг

Стационарный мониторинг используется для длительного и качественного наблюдения, сходного с наблюдением на метеостанции. Такие лаборатории размещают в наиболее удобных местах. Полученные данные позволяют оценить динамику уровня загрязнения в течение длительного времени. Причем как в целом, так и по отдельным компонентам. Отбор проб производится регулярно.

Маршрутный вид мониторинга

Маршрутные наблюдения позволяют охватить сразу несколько точек, когда установка постов в каждой из них является нецелесообразной. При этом получается довольно детальное исследование состава воздуха на определенной территории. Для осуществления таких наблюдений используется автотранспорт. Отбор проб производится в одних и тех же точках местности. Лаборатория на колесах может осилить до 10 наблюдательных точек в день, однако в среднем для наблюдений используют от 3 до 5 точек. Замеры проводятся в одно и тоже время, а порядок посещения мест не меняется.

Передвижной мониторинг

Передвижные посты наблюдения, которые часто называют подфакельными, используются для взятия проб непосредственно возле предприятия. Для таких наблюдений также используют автотранспорт. При этом соблюдается некоторое расстояние от дымовых труб до мест замеров. Количество точек замеров велико, их местоположение и время замера определяется по ситуации или спонтанно. Взятие проб происходит в течение короткого промежутка времени.

Общими правилами для любых точек замеров является открытая местность и наличие под ногами плотного грунта или покрытия.

Особенности стационарных наблюдений

Перед установкой стационарных павильонов производятся следующие мероприятия:

Определяются предварительные концентрации загрязняющих веществ, для чего используют расчеты и данные других постов наблюдений.
Изучаются особенности рельефа и характер застройки.
Изучаются планы по будущей застройке данной территории, особенно в отношении промышленных предприятий.
Осуществляются комплексные исследования метеорологической обстановки в данной местности.
Определяется предполагаемая роль транспорта и энергетики.

Число стационарных постов в населенном пункте определяется его размерами, числом жителей, экологической обстановкой, количеством зелени. Если экологическая обстановка не является благоприятной, то посты могут размещаться из расчета: 1 пост на 5–10 км. Располагаются наблюдательные посты в разных экологических условиях: возле трасс, в зеленых насаждениях, в жилых и промышленных зонах.

В нашей стране для стандартизации наблюдений используют однотипные павильоны типа «ПОСТ», которые имеют одинаковое оборудование. Такая стандартизация позволяет минимизировать разброс возможных ошибок, которые могли бы возникнуть из-за различий в технических особенностях аппаратов. Все стационарные наблюдения проводят каждый день, независимо от времен года и погодных условий.

Особенности передвижных лабораторий

В качестве передвижной лаборатории в нашей стране используется стандартная модель «Атмосфера-П». Помимо оборудования для измерения качества воздуха, она оснащена приспособлениями для метеорологических измерений. Ее используют для маршрутных и передвижных наблюдений. Имеются некоторые ограничения в условиях эксплуатации:

Температура внутри салона автомобиля не должна быть выше 35 °С.
Допустимые величины атмосферного давления должны находиться в пределах 680–790 мм рт. ст.
Верхний предел допустимой влажности составляет 80 процентов.
Даже на твердом искусственном покрытии скорость движения не должна превышать 50 км/ч.

Для определения направления и скорости ветра используют датчик, который находится на крыше автомобиля.

Что дает мониторинг качества воздуха

Системы мониторинга атмосферного воздуха важны в связи с влиянием вредных веществ на здоровье человека и состояние окружающей среды. В некоторых странах, например, в Индии, загрязнение воздуха является одной из главных причин болезней и преждевременной смертности. Измерения состава атмосферного воздуха позволяет оценить концентрацию загрязняющих веществ и выявить случаи превышения их уровня над ПДК. При наличии такового может иметь смысл разработка комплекса мер по снижению уровня до безопасного. Основные цели мониторинга загрязнения атмосферного воздуха:

Сбор информации по количеству и динамике загрязняющих веществ в зоне наблюдений.
Разработка адекватных мер по снижению загрязненности.
Снижение вреда от работы промышленных предприятий для проживающих в зоне наблюдений людей.
Оценка уровня транспортного загрязнения на улицах городов.
Оценка целесообразности размещения на исследуемой территории новых промышленных предприятий или транспортных развязок.
Создание базы данных по экологической ситуации на исследуемой территории.

Государственный мониторинг атмосферного воздуха

Вся информация, полученная при наблюдении за качеством атмосферного воздуха, затем анализируется экологами. С течением времени методики измерений становятся более простыми и доступными. В России государственный мониторинг загрязнения атмосферного воздуха ведется повсеместно. Он является одним из компонентов государственного мониторинга окружающей среды. Осуществляется федеральными и другими органами исполнительной власти в соответствии с порядком, принятом Правительством РФ. Список объектов, где мониторинг атмосферного воздуха является обязательным, устанавливается территориальными органами власти.

Заключение

Таким образом, мониторинг состояния атмосферного воздуха — это очень важная в современном мире работа. От ее качества зависит здоровье и благополучие многих людей. Методы мониторинга атмосферного воздуха различны и зависят от поставленных задач и условий местности. Естественно, что одного лишь слежения недостаточно для решения экологических проблем. Оно лишь предоставляет властным структурам и общественности необходимую информацию. На ее основе необходимо принимать адекватные меры по снижению уровня загрязненности атмосферы.

Источник

Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы

Загрязнение воздуха – главная проблема современной экологии. Начальный этап решения предполагает систематический мониторинг атмосферы.

Процедура предполагает проверку концентрации вредных веществ, регистрацию изменений, определение степени загрязненности. Путем мониторинга решается ряд важных задач, совокупность которых способствует решению глобальной экологической проблемы.

Что такое экологический мониторинг воздуха?

Под экологическим мониторингом атмосферного воздуха (ЭМВ) понимается целенаправленный процесс, при котором определяется общее состояние околоземных слоев атмосферы. Процедура направлена на определение уровня загрязненности, определения его состава, изучение атмосферных явлений и осадков.

ЭМВ является комплексной системой. Она включает многочисленные методы наблюдений, регистрации изменений, способы учета. В процессе задействуются специалисты из области метеорологии, экологии, других смежных наук.

Исследования регулируются законом РФ “Об охране атмосферного воздуха”. На основе представленного нормативно-правового акта проводится государственный мониторинг атмосферы, при помощи которого определяют степень загрязнения в регионах РФ.

Для чего проводится мониторинг атмосферного воздуха?

Главная цель заключается в определении состояния атмосферного воздуха. Качество должно соответствовать стандартам ГОСТ, поэтому посредством ЭМВ выполняется функция контроля.

Главные задачи ЭМВ:

Изучение влияния техногенных факторов на окружающую среду и природные ресурсы.
Составление прогнозов изменения состояния атмосферы.
Прогнозирование метеорологических условий.
Сбор объективной информации для разработки мероприятий по охране окружающей среды.
Оценка природоохранных мероприятий.

Сведения, полученные при проведении мониторинга атмосферного воздуха, применяются в многочисленных сферах. Процесс особенно важен в промышленных регионах, где из-за работы предприятий в атмосферу постоянно попадают вредные вещества.

Мониторинг позволяет вычислить характер загрязнения веществами и их концентрации. Изучение атмосферы проводят на разных территориальных единицах: в населенных пунктах, административных районах.

Методы организации работы наблюдательного поста

В соответствии с ГОСТом, государственный контроль состояния атмосферы в населенных пунктах проводится на постах. Пост представляет собой оборудованный пункт мониторинга, который находится в помещении или транспортном средстве.

Пост содержит оборудование и материалы, необходимые для сбора сведений и последующего анализа атмосферного воздуха. Способ организации зависит от разновидности пункта.

Стационарные

Наблюдательный пункт, в котором непрерывно регистрируются показатели состояния атмосферы, проводится систематический сбор образцов для анализа. Опорные стационарные посты предназначены для выявления долговременных изменений и обнаружения загрязняющих веществ.

Стационарный пост представляет собой павильон, в котором располагают оборудование для замеров. Его устанавливают в заранее подготовленном месте, расположенном внутри населенного пункта или за его пределами.

Маршрутные

Предназначен для сбора информации о составе и состоянии атмосферы в местах, где установка стационарного поста по определенной причине невозможна. Представленный вариант используют в густонаселенных жилых районах, в местах, где требуется детальное изучение степени загрязненности.

Маршрутные посты устанавливают попеременно в нескольких точках. Места, где размещают наблюдательный пункт, выбирают предварительно. Порядок выполнения мониторинга сохраняется без изменений, так как в противном случае нарушаются сроки определения наличия примесей в воздухе.

Передвижные лаборатории

Пост мониторинга представляет собой передвижную лабораторию. Транспортное средство оборудуется необходимой для замеров аппаратурой. С их помощью выявляют степень загрязнения, измеряются метеорологические параметры.

Как часто проводят замеры?

Частота замеров зависит от выбранной программы наблюдения. Регулярный контроль качества атмосферного воздуха проводится на стационарной станции мониторинга. Вариант программы подбирается с учетом многочисленных факторов.

Виды программ наблюдения	Систематичность замеров
Полная программа (ПП)	Предназначена для сбора информации о разовой и среднесуточной концентрациях загрязняющих веществ. Данные регистрируются автоматически в непрерывном режиме. В дискретном режиме пробы забираются 4 раза в сутки.
Неполная программа (НП)	Применяется для определения разовой концентрации веществ. Выполняется трижды в день (в 7, 13, 19 часов по местному времени)
Сокращенная программа (С)	Замеры выполняются ежедневно в 7 и 13 часов по местному времени для получения сведений о разовых концентрациях веществ.
Среднесуточная программа (СС)	Предназначена для определения объемов выброса в атмосферу в течение 1 суток.

На основании результатов любой из программ можно получить информацию о средней концентрации загрязняющих веществ за месяц, год или другой длительный период.

Мониторинг загрязнения атмосферы автотранспортном

Автомобили считаются главным источником загрязнения. Содержание вредных примесей, получаемых при сгорании автомобильного топлива, регулируется несколькими международными и государственными стандартами.

Оценка токсичности отработанных газов проводится специальными организациями. Эксплуатация транспортных средств с концентрацией отработанных газов, превышающих норму, запрещена. Токсичность проверяют во время техосмотра и ремонтных работ ТС.

Сбор сведений о загрязнении автотранспортом проводится на точках наблюдения, которые устанавливают в местах интенсивного движения транспорта. При замерах учитывается интенсивность движения, средний показатель которой зависит от числа автомобилей конкретной категории. Полученные сведения используют для оценки экономического ущерба от загрязнения атмосферы.

Как оценивать результаты мониторинга атмосферного воздуха?

Используются многочисленные методы оценки результатов. Собранные на пунктах наблюдения сведения передаются в подразделение местного органа Росгидромета. Там полученные сведения обрабатываются и систематизируются. Результаты оформляются в форме таблиц.

Виды таблиц наблюдения за загрязнением атмосферы (ТЗА):

ТЗА 1 – содержат результаты разового наблюдения с маршрутного или стационарного пункта.
ТЗА 2 – содержат результаты подфакельного исследования.
ТЗА 3 – содержат среднесуточные показатели концентрации пыли и примесей в кислороде.
ТЗА 4 – содержат результаты суточного непрерывного наблюдения.