Организация мониторинга атмосферного воздуха в г. Гомеле

Подавляющее большинство (89 %) дней с превышениями ПДКсс зафиксировано в теплый период года. «Пик» загрязнения воздуха суммарными твердыми частицами отмечен в июле. Основная причина – преобладание длительного периода без осадков в июне-июле (выпало всего 59 % нормы). В периоды без осадков максимальная из разовых концентраций суммарных твердых частиц в районе ул. Барыкина превышала ПДК в 1,6 раза.

Средние за год концентрации оксида углерода и диоксида азота находились в пределах 0,1-0,2 ПДКсс. Содержание в воздухе диоксида серы сохранялось стабильно низким. Превышений среднесуточных и максимально разовых ПДК не зарегистрировано.

Мониторинг твердых частиц РМ-10 в непрерывном режиме проводили в районе ул. Карбышева (станция №2). По данным измерений среднегодовая концентрация составляла 0,5 ПДК и была ниже, чем в Жлобине и Минске.

По сравнению с предыдущим годом количество дней со среднесуточными концентрациями выше ПДК уменьшилось, и было в 4 раза ниже целевого показателя, принятого в странах Европейского Союза.

В годовом ходе существенное увеличение содержания в воздухе твердых частиц РМ-10 отмечено в конце марта – первой пятидневке апреля. Основная причина – дефицит осадков. В этот период зафиксировано 7 дней со среднесуточными концентрациями выше ПДК. Максимальная среднесуточная концентрация 4 апреля превышала гигиенический норматив в 1,8 раза. Минимальный уровень загрязнения воздуха твердыми частицами РМ-10 отмечен в ноябре-декабре [11].

Концентрации специфических загрязняющих веществ. По сравнению с предыдущим годом содержание формальдегида в воздушном бассейне города понизилось. Средняя за год концентрация составляла 0,6 ПДКсс. и была ниже, чем в Бресте и Витебске. Сезонные изменения концентраций формальдегида не имели ярко выраженного характера (как в предыдущие годы). Однако, в августе, который характеризовался преобладанием очень теплой, временами жаркой погоды (максимальная температура воздуха достигала 37,3 о С) содержание формальдегида повысилось почти на     30 %. Вместе с тем, следует отметить, что в 2009 г. существенно уменьшилось количество проб с концентрациями выше максимально разовой ПДК. Незначительные превышения (в 1,4-1,6 раза) максимально разовой ПДК формальдегида зарегистрированы в единичных пробах воздуха, отобранных в районах станций №14 и №16 (ул. Огаренко).

Средние за год концентрации фенола и фтористого водорода варьировались в диапазоне 0,2-0,3 ПДКсс., а летучих органических соединений были существенно ниже ПДКсс. Превышений максимально разовых ПДК не зарегистрировано.

Концентрации тяжелых металлов и бенз(а)пирена. Средняя за год концентрация свинца составляла 0,4 ПДКсс. В отопительный сезон максимальные среднемесячные концентрации в районах станций №2 и №14 достигали 0,7-0,8 ПДКсс., станции №16 – 0,9 ПДКсс. Уровень загрязнения воздуха кадмием сохранялся стабильно низким.

Минимальное содержание в воздухе бензапирена отмечено в летние месяцы. В остальное время года среднемесячные концентрации не превышали 1,5 нг/дм3 (ПДК – 5 нг/дм3).

«Проблемные» районы. Нестабильная экологическая обстановка эпизодически наблюдалась в районе ул. Барыкина. Проблему загрязнения воздуха определяли повышенные концентрации суммарных твердых частиц. Основные источники загрязнения – выбросы заводов «Центролит», «Гомсельмаш», химзавода и автотранспорта [12].

Влияние метеорологических условий на формирование уровня загрязнения воздуха. В 2012 г., в основном, преобладали благоприятные для рассеивания метеоусловия. Однако, в отдельные месяцы теплого полугодия в связи с дефицитом осадков, повышенным температурным режимом и высокой повторяемостью слабых ветров северо-западной четверти, обуславливающих перенос загрязняющих веществ от крупных стационарных источников, создавались условия для накопления. Крайне неблагоприятные для рассеивания метеоусловия сложились в июне. Продолжительные периоды с неблагоприятными метеоусловиями отмечены также в июле-августе. Для регулирования выбросов вредных веществ в атмосферный воздух крупным промышленным предприятиям города передавались предупреждения [13].

Тенденция за период 2009-2012 гг. За последние 5 лет уровень загрязнения воздушного бассейна города оксидами азота и специфическими веществами понизился на 25-50 %. Вместе с тем, прослеживается некоторый рост содержания в воздухе оксида углерода и суммарных твердых частиц. Тенденция среднегодовых концентраций свинца очень неустойчива.

Представленные данные показывают, что проблема загрязнения воздушного бассейна Гомельской области в последние годы, к сожалению, приобретает все большую актуальность.

Во все времена человечество стремилось повышать уровень промышленного развития. Однако необходимо помнить, что вместе с этим возрастают и масштабы воздействия на окружающую среду и принимать соответствующие меры по предотвращению распространения загрязнений.

 

 

 

 

3.1 Содержание основных  загрязняющих веществ

 

 

Основными источниками поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух являются автотранспорт, объекты энергетики и промышленные предприятия. Определенную роль в загрязнении атмосферы играют природные источники, а также трансграничный и региональный перенос вещества [14].

Многообразие источников, сложность состава выбросов, фотохимических и других процессов, происходящих в атмосфере, делают оценку поступления загрязняющих веществ в атмосферу достаточно сложной задачей. В настоящее время в Беларуси наиболее полно учитываются выбросы крупных стационарных источников – предприятий. Существенно меньше известно о выбросах передвижных источников. Практически не оцениваются выбросы малых точечных (например, бытового сектора) и природных источников. Полнота учета статистикой выбросов для разных групп веществ также различна : наибольшая для оксидов серы и азота, оксида углерода и твердых веществ, существенно более низкая для тяжелых металлов, аммиака и стойких органических загрязнителей.

Атмосферный воздух населенных мест одновременно загрязняется многими веществами, при этом совместное присутствие ряда вредных веществ в атмосферном воздухе может усиливать их токсичность. Такие вещества называются вредными веществами однонаправленного действия. Поэтому было введено требование о необходимости учета суммарного воздействия (аддитивности) ряда таких веществ: диоксид азота; диоксид серы и сероводород; оксид углерода, диоксид серы и диоксид азота, аэрозоль пентоксида ванадия и диоксид серы; аммиак и оксид азота; диоксид азота, оксид азота и др [15].

Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений химических и биологических веществ – это такие уровни концентраций, соблюдение которых обеспечивает отсутствие прямого или косвенного влияния на здоровье населения и условия его проживания.

Для характеристики сравнительной степени опасности тех или иных воздействий введено понятие четырёх классов опасности вещества:

1 Чрезвычайно опасные вещества (I). Сюда относятся акролеин, бенз(а)пирен, бериллий, диметилртуть,  диэтилртуть, линдан, озон, пентахлордифенил, ртуть (суммарно), тетраэтилолово,  тетраэтилсвинец, трихлордифенил, этилмеркурхлорид, таллий, полоний, плутоний, протактиний, оксид свинца, растворимые соли свинца, теллур,  фтороводород, хлорокись фосфора, диметилсульфат, винилхлорид, цианид.

2 Высокоопасные вещества (II): атразин, бор, бромдихлорметан, бромоформ, гексахлорбензол, гептахлор, гидроксид натрия, ДДТ (сумма  изомеров),  дибромхлорметан, кадмий (суммарно), кобальт, литий, молибден (суммарно), мышьяк, натрий, нитриты (по NO2), свинец (суммарно), селен, сероводород, силикаты (по Si),  стронций (Sr2+), сурьма, формальдегид, фенол, фипронил, фосфаты, хлороформ, цианиды (по CN-), четыреххлористый углерод, хлор, трихлорсилан, плавиковая кислота (HF), серная кислота, азотная кислота, соляная кислота.

3 Умеренно опасные вещества (III): алюминий, барий, железо (суммарно), марганец, медь (суммарно), никель (суммарно), нитраты (поNO3), фосфаты (поPO4), хром (Cr6+), цинк (Zn2+).

4 Малоопасные вещества (IV): симазин, серебро, сульфаты, хлориды,  бензин, этиловый спирт [16].

Существуют 3 группы метода контроля качества воздушной среды:

1 Лабораторный метод;

2 Экспресс метод;

3 Индикаторный метод.

Лабораторный метод – забираются пробы воздуха в любом месте, затем на стационарном лабораторном оборудовании проводится анализ проб. Это достаточно точный метод.

Экспресс метод – оценка происходит сразу на месте, используется для необходимого быстрого решения о степени загрязнения среды. Для этого используются УГ(универсальные газолизаторы). Их действие основано на цветных реакциях, в небольших объемах высокочувствительной жидкости или же твердого вещества, чаще используется силикогель пропитанного чувствительными жидкими индикаторами. Воздух через насос забирается, через трубочку просасывается и по цвету судят о присутствии того или иного загрязнителя, а о качестве судят по длине окрашенного столбика, сравнивая с градуированной шкалой. Для каждого вредного вещества свой цвет [17].

Индикаторный метод – разновидность экспресс-метода, но здесь нельзя судить о количестве вещества. Это быстрый, качественный анализ присутствия вредных веществ.

Для анализа запыленности воздуха применяется метод определения массы пыли в сочетании с определенным размером частиц с учетом дисперсности пыли. Берется тканевый фильтр и взвешивается до пропускания пыли и после и разница – это сколько пыли в воздухе.

Применение технологических процессов, исключающих образование вредных веществ. (Замена пламенного нагрева электрическим, герметезация, применение экобиозащитной техники, применение аппаратов для очистки воздуха, выходящего в трубу.)

Когда невозможна коллективная защита, применяется СИЗОД– средства индивидуальной защиты органов дыхания (респираторы, противогазы).

Очистка воздуха от газа. Используются 2 группы специальных методов:

Каталитические методы. При их использовании примеси не выделяются из воздуха, не задерживаются, а превращаются в другие менее вредные вещества.

Некаталитические методы – примеси выводятся из газовой смеси путем конденсации или поглощением жидкими или твердыми поглотителями.

Абсорбция – газы поглощаются в объеме жидкости

Адсорбция – газы поглощаются на поверхности твердого поглотителя.

Длительное время локальные загрязнения атмосферы сравнительно быстро разбавлялись массами чистого воздуха. Пыль, дым, газы рассеивались воздушными потоками и выпадали на землю с дождем и снегом, нейтрализовались, вступая в реакции с природными соединениями.

В настоящее время объемы и скорость выбросов превосходят возможности окружающей среды. Так в атмосферу Земли в результате человеческой деятельности ежегодно выбрасывается 156 млн. т сернистого газа, 60 млн. т оксидов азота. В промышленных районах городов эти цифры намного выше.

Основными загрязнителя атмосферного воздуха являются промышленные предприятия, сжигающие твердые и жидкие топлива, а также предприятия, относящиеся к химической и ядерной энергетике. Помимо них огромный вклад в загрязнения вносит быстро растущее количество автотранспорта.

Основными усилиями направлены на предупреждение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. На предприятиях устанавливаются пылеулавливающие и газоочистные установки. Но на данном этапе развития и роста промышленных технологий можно говорить о несовершенстве данных приемов борьбы [18].

Другое важное направление – это создание и внедрение безотходных технологий, строительство таких промышленных комплексов, в которых используются се исходные материалы и любые отходы производства. Но это также мало где находит применение, так как это достаточно дорого с точки зрения экономики предприятия.

Борьба за чистый воздух на промышленных площадках должна начинаться на стадии проектирования промышленных объектов, технологических процессов, машин и оборудования. При этом для обеспечения высоких гигиенических требований к составу воздуха проектировщики должны использовать последние достижения науки и практики в области аэрации промышленных площадок и примыкающим к ним жилых застроек, рассеяния выделяемых промышленными предприятиями вредных веществ на застроенных территориях, анализа климатических данных, рельефа местности и фоновых загрязнений атмосферы в районе предлагаемого строительства предприятия. Именно поэтому действующие «Санитарные нормы проектирования предприятий» требуют, чтобы при проектировании каждого предприятия устанавливались величины ожидаемых концентраций примесей и на основе их сопоставления с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) разрабатывался комплекс мероприятий, обеспечивающий надлежащую чистоту атмосферы.

В результате такого прогноза можно выбрать место строительства предприятий; определить максимально допустимые размеры санитарно – защитной зоны, обеспечивающие безопасный уровень загрязнения воздуха жилых районов и сельскохозяйственных угодий; обосновать рациональное расположение производственных корпусов на промышленной площадке, при котором максимально используются возможности естественного проветривания; установить требования к технологическим процессам и оборудованию в отношении сокращения выбросов; оценить требуемую эффективность очистных устройств; определить оптимальное расположение источников примесей и высоты их выбросов, а так же зоны с наиболее чистым воздухом, в которых следует размещать воздухозаборные устройства приточной вентиляции, и решать ряд других практических задач.

Для расчета уровня загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов, выбрасываемых при работе предприятий вредных веществ, используют «Методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».

Качество атмосферного воздуха в конкретном месте или регионе обычно изменяется со временем, и это изменение обусловлено рядом факторов, в частности метеорологическими условиями, топографией местности и особенностями выбросов [19].

В подобных обстоятельствах может потребоваться проведение большого числа измерений в течение длительного времени для того, чтобы охватить достаточно широкий диапазон условий. Расслоенная выборка является одним из методов, позволяющих уменьшать число измерений, необходимых для оценки конкретных характеристик качества атмосферного воздуха.