Слайд 1Тема:
Организация наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы
Модуль: Мониторинг атмосферного воздуха
Слайд 2Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха
Слайд 3Импактный мониторинг загрязнения атмосферного воздуха включает
Зоны городов и
Промышленных районов
Основные принципы:
Регулярность
Единство
программ наблюдений
Репрезентативность мест наблюдений
Слайд 4Основная цель мониторинга загрязнения атмосферного воздуха:
Обеспечение государственных и общественных органов,
предприятий и учреждений систематической информацией об уровнях загрязнения атмосферы и
прогнозе их изменений под влиянием хозяйственной деятельности и метеоусловий
Слайд 5Посты наблюдений
Пост – выбранное место (точка местности), на котором размещают
павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами для наблюдений за уровнем
загрязнения атмосферного воздуха
3 категории постов наблюдений:
Слайд 6Стационарные посты
Размещение
Посты размещают на открытой проветриваемой площадке с непылящим покрытием
в местах, исключающих искажение результатов измерений из-за наличия зеленых насаждений
(концентрации могут быть занижены), зданий и др.объектов (концентрации могут быть завышены из-за застоя воздуха вблизи строений).
Для получения более полной информации стационарные посты размещают:
В административном центре,
В жилых районах, где возможны наибольшие средние уровни загрязнения,
В жилых районах с разными типами застройки,
На территориях, прилегающих к магистралям с наиболее интенсивным движением
В зоне отдыха (один пост размещают в зоне относительно чистого воздуха)
Слайд 7Стационарные посты наблюдений
Опорные посты
Дают информацию об уровне загрязнения воздуха, характерном
для данного района города (фоновое загрязнение воздуха в районе). Располагают
на таком участке местности, который не подвергается воздействию отдельно стоящих источников выбросов.
Неопорные посты
Характеризуют концентрацию примесей в конкретной точке, находящейся под влиянием выбросов отдельного предприятия. Располагают в зоне возможных максимальных концентраций от рассматриваемого источника, обычно в 0,5-2 км от низких, 2-4 км от высоких источников, 50-100 м от автомагистралей.
Слайд 8Количество стационарных постов
Необходимое количество постов в населенном пункте зависит от:
Численности
населения
Площади населенного пункта
Особенностей размещения и мощности ИЗА
Наличия и расположения автомагистралей
с интенсивным движением
Рельефа местности
Метеорологических условий
РД устанавливает количество постов в зависимости от численности населения:
До 50 тыс. жителей - 1 пост
50 – 100 тыс. - 2 поста
100 – 200 тыс. - 2-3 поста
200 – 500 тыс. 3-5 постов
500 тыс. – 1 млн. – 5-10 постов
> 1 млн. - 10-20 постов.
Слайд 9Взаимное расположение постов
Расстояние между стационарными постами составляет 0,5 – 5
км.
Оптимальное взаимное расположение определяют методом
линейной интерполяции, позволяющим находить те
наибольшие расстояния между пунктами, при которых с заданной точностью (±20%) можно рассчитать значение концентрации примеси в промежуточной точке.
Слайд 12Маршрутные посты
Маршрутные посты предназначены для регуляр-
ных наблюдений. Это фиксированная точка
местности, в которой располагают автомобиль с аппаратурой для отбора проб
воздуха, автоматического определения ряда примесей и приборами для определения метеопараметров.
Маршрутные посты организуют при необходимости детального изучения какого-либо района города и/или при недостатке стационарных постов.
Маршрутные наблюдения проводятся во все сезоны годы. Порядок объезда маршрутных постов ежемесячно меняется так, чтобы отбор проб на каждом из них осуществлялся в разное время суток.
Контролируемые параметры определяются также, как на стационарных постах.
Слайд 13Передвижные (подфакельные) посты
Передвижные (подфакельные) посты предназначены для отбора проб под
дымовым факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.
Направление факела
определяют
- если факел виден, то по его очертанию,
- по запаху характерного ингредиента,
- по направлению ветра на высоте источника.
Отбор производят последовательно на фиксированных расстояниях от источника: 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и 30 км под осью факела, а также на расстояниях от 30 до 400 м вправо и влево от оси факела. Более часто наблюдения следует производить на расстоянии 10-40 средних высот труб, где ожидаются наибольшие концентрации.
В случае изменения направления факела, наблюдения перемещаются в зону влияния факела.
Для контроля производится отбор проб и с наветренной стороны на некотором расстоянии от источника
Слайд 14Передвижные (подфакельные) посты
Наблюдения производят за типичными ингредиентами для данного предприятия.
На каждом расстоянии отбирают 50-60 проб по каждому ингредиенту в
год.
Отбор проб осуществляют на высоте 1,5 – 3,5 м в течение 20 мин. С интервалом между отборами около 10 мин.
Сроки отбора проб при подфакельных наблюдениях должны обеспечить выявление наибольших концентраций примесей, связанных с особенностями режима выбросов и метеорологических условий рассеивания примесей. Они могут отличаться от сроков наблюдений на стационарных и маршрутных постах.
Слайд 15Определение приоритетного перечня веществ, подлежащих контролю
Устанавливается на основе сведений:
-
о составе и характере выбросов,
о метеорологических условиях рассеивания примесей.
Параметр потребления
воздуха (ПВ) характеризует расход воздуха, необходимый для разбавления выбросов i-го вещества Мi, до уровня концентрации qi или до уровня ПДКi,.
Реальный ПВ: ПВРi = Мi /qi,
Требуемый ПВ: ПВTi = Мi /ПДКi,
где Мi – суммарное количество выбросов i-той примеси от всех источников, расположенных на территории города, тыс.т/год;
qi – концентрация i-той примеси, установленная по данным расчетов или наблюдений, мг/м3
Если ПВТ≥ПВР, то концентрация примеси в воздухе превысит ПДК и эту примесь следует контролировать.
Слайд 16Выявление необходимости контроля примеси по средним (с.с.) концентрациям
Графический метод
Значения ПВРi,c.c.
зависят от:
Мi (суммарное кол-во выбросов i-той примеси от всех источников);
2. ПЗА (потенциал загрязнения атмосферы);
3. L (характерный размер города), км;
S – площадь городской застройки.
Если источники расположены за городской чертой, то надо учитывать Рj – повторяемость направления ветра в сторону города. В этом случае при расчете ПВ вместо Мi берется МiРj (в среднем для европейской части России Рj принимается = 0,5).
L принимается равным 2 км – расстоянию на котором средняя концентрация примеси максимальна.
Слайд 17Графический метод (продолжение)
Анализ М и qс.с. показал:
Для городов с ПЗА≤3
ПВc.c./L = 50, тогда Мi =
50qi,с.с. L;
Для городов с ПЗА>3 ПВс.с./L = 25, тогда Мi = 25qi,с.с. L
Если в полученных уравнениях заменить qi,с.с. на ПДКi,с.с., то
получим уравнения прямых:
Если для i-той примеси по значениям Мi и L точка попадет на график выше соответствующей прямой, то i-тую примесь надо контролировать. После выбора примесей, подлежа-
щих контролю устанавливают первый предварительный список контролируемых веществ по убыванию ПВТс.с.:
ПВТ1,с.с.>ПВТ2,с.с.>ПВТ3,с.с. >ПВТ4,с.с.
Слайд 18Выявление необходимости контроля примеси по максимально разовым (м.р.) концентрациям
Слайд 19Расчетный метод (продолжение)
Для города с большим количеством ИЗА все источники
делятся на группы в зависимости от V, ∆T, H. Для
разных групп найденные расчетным способом ПВРi,м.р. табулированы в справочниках.
Контролю подлежат вещества, для которых ПВТi,м.р.≥ПВРi,м.р.
Второй предварительный список веществ составляется по ПВТм.р.:
ПВТ1,м.р.>ПВТ2,м.р. >ПВТ3,м.р. и т.д.
Окончательный приоритетный список устанавливается по сумме мест вещества в двух предварительных списках, составленных по
ПВТс.с. и ПВТм.р.. Чем меньше сумма мест, тем выше приоритет.
Дополнительно в обязательный список контролируемых веществ включают:
металлы - в городах с предприятиями черной и цветной металлургии,
пестициды - в городах вблизи сельхозпредприятий
бензпирен – в городах с населением более 100 тыс.человек и ряд др.веществ
Приоритет этих веществ не может быть установлен вышеизложенным способом.
Слайд 20Обобщение материалов наблюдений: цель
Слайд 21Количественные характеристики, получаемые по результатам наблюдений
Слайд 22Представление результатов
Сравнительная характеристика qср, qм, σ и g по отдельным
примесям, постам и по всему городу за отдельные месяцы года
и по всем наблюдениям;
Сравнительная характеристика qср, qм по погодным условиям;
Графики временного хода qм (суточного, месячного);
Графики связи характеристик загрязнения qср, qм и метеорологических параметров (скорости и направления ветра, осадков, инверсий, туманов);
Карты-схемы распределения qср и qм по территории города в отдельные периоды наблюдений, характерные по условиям погоды и выбросов;
Таблицы характеристик загрязнения на отдельных пунктах при разных выбросах;
Карты-схемы распределения максимальных значений концентраций от выбросов различных источников при направлении ветра на жилые районы (подфакельные наблюдения);
Поле средних концентраций в районе отдельных источников (подфакельные наблюдения);
За год рассчитываются интегральные характеристики: КИЗА, ПЗА;
За 5 лет рассчитывается фон.
Слайд 23Региональный мониторинг загрязнения атмосферы
Сведения о загрязнении атмосферы на региональном уровне
получают по результатам наблюдений в небольших населенных пунктах, расположенных вдали
от крупных городов при условии, что ИЗА в этих н.п. отсутствуют (региональные станции).
Косвенный показатель загрязнения атмосферы – данные о хим.составе атмосферных осадков и снежного покрова. Эти данные характеризуют загрязнение слоя атмосферы, в котором происходит газовый обмет и формируются облака.
Анализ снежного покрова – единственный способ оценки ареала распространения ЗВ от пром.центров и городов в зимний период.
Сведения о региональном фоне загрязнения атмосферы получают из данных сети постов наблюдения за трансграничным переносом ЗВ.
Слайд 24Изучение трансграничного переноса ЗВ
ЕМЕП –Общеевропейская программа наблюдения и оценки переноса
на большие расстояния загрязняющих воздух веществ в Европе.
Программа состоит из
4 этапов:
Отбор и анализ проб воздуха и атм.выпадений на наземных стационарных станциях и самолетные измерения высотного профиля концентраций ЗВ;
Сбор данных об источниках загрязнения атмосферы и о выбросах ЗВ;
Построение мат.моделей для оценки трансграничных потоков ЗВ;
Сопоставление экспериментальных и расчетных данных и их анализ (верификация модели).
Слайд 25Наземные станции наблюдения за трансграничным переносом
Располагаются:
В пределах сетки ЕМЕП, т.е.
практически на всей территории ЕТС;
Вблизи не должно быть локальных источников
анализируемых ЗВ;
В каждой физико-географической зоне должен быть хотя бы один пункт наблюдений;
Плотность сети станций выше там, где по предварительным данным больше трансграничные потоки ЗВ
В воздухе определяют: SO42-, NO3-, NH4+, SO2,NO2, а также органические соединения, в том числе ПАУ.
Осадки анализируют на: SO42-, NO3-, NH4+, Na+, Ca2+, K+, Mg2+
Слайд 26Самолетные измерения трансграничного переноса ЗВ
Измерения проводятся вдоль западной границы от
Баренцева моря до Черного. Измерения проводят до высоты 3-5 км
через 300-600 м. В теплое время ежемесячно - 3-5 полетов, зимой – разовые.
Определяют: SO42-, SO2,NO2, NO, H2S, пары ртути, ТМ, радионуклиды.
По результатам самолетного зондирования при известном распределении скорости ветра рассчитывают трансграничный поток ЗВ.
Слайд 27Моделирование трансграничного переноса ЗВ
АИСРТП – автоматизированная информационная система расчета трансграничного
переноса ЗВ выдает информацию о трансграничных потоках соединений S через
западную границу России и граничный контур других стран Европы. Моделирование основано на моделях «сухого» и «влажного» выведения соединений серы.
Для расчетов необходима информация:
О суммарной мощности источников в каждом квадрате расчетной сетки (150×150 км);
Данные о часовой, суточной, сезонной неравномерности выбросов;
О фактической метеоситуации, которая преобразуется в поле скоростей ветра и интенсивности осадков.