Климатическая и экономическая характеристики Харькова

При организации наблюдений за состоянием воздуха используют предварительные исследования, которые предусматривают обследование территории (метеорологические условия, содержание загрязнителей) при помощи передвижных лабораторий, которые осуществляют отбор и анализ проб с целью изучения размещения действующих источников загрязнения и перспектив развития промышленности. После выявления имеющегося и перспективного уровней загрязнения оценивают изменения концентраций примесей в пространстве и времени, разрабатывают схему размещения постоянных (стационарных) постов наблюдения на территории города, программы их работы. При их размещении приоритетными являются жилые районы с наибольшей плотностью населения, где возможно превышение установленных пороговых значений гигиенических показателей (ПДК). Работа постов наблюдений должна соответствовать таким условиям:

- обязательность отражения общего состояния воздушного бассейна и контроля над источниками выброса;

- необходимость осуществления наблюдений за всеми примесями, концентрации которых превышают ПДК;

- обязательность определения пыли, диоксида серы, оксида углерода и оксидов азота.

Контроль за радиоактивным загрязнением осуществляется на фоновом уровне, а также в зонах влияния атомных электростанций и других источников возможных выбросов радиоактивных веществ. При контроле на фоновом уровне используют фоновые станции или спецстанции, установленные на расстоянии 50-100 км от возможного источника загрязнения. Для мониторинга в радиусе до 25 км используют сеть контроля и специальные посты наблюдений, где устанавливают датчики гамма-излучения и устройства для отбора проб и анализа. В пределах СЗЗ образуют посты дистанционного контроля радиоактивного загрязнения.

Действующая в Украине сеть наблюдений за загрязнением ОС включает посты ручного отбора проб и автоматизированные посты наблюдений и контроля ОС (АСКОС).

С постов ручного отбора пробы для анализа передаются в химлаборатории. Стационарные АСКОС оснащены устройствами непрерывного отбора и анализа проб в заданном режиме и передачи информации каналами связи в центр управления.

Посты наблюдений могут быть стационарными, маршрутными и передвижными (подфакельными).

Стационарный пост наблюдения предназначен для регулярного отбора проб воздуха с целью дальнейшего лабораторного анализа, непрерывного регистрирования состава ЗВ автоматическими газоанализаторами. Сеть стационарных постов оснащена помещениями типа «ПОСТ» - утепленными дюралевыми павильонами, где установлены комплекты приборов и оборудования для отбора проб и измерения метеорологических параметров: температуры, влажности, скорости и направления ветра. Действующие типы павильонов «ПОСТ-1», «ПОСТ-2», «ПОСТ-2а» отличаются продуктивностью и степенью автоматизации.

Наиболее распространенными являются лаборатории типа «ПОСТ-2». Ее используют для стационарных наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, а также для выяснения метеорологических характеристик. Она обеспечивает автоматическое измерение и фиксирование на диаграммной ленте концентраций оксида углерода и диоксида серы; автоматический отбор 33 проб воздуха для определения 5 газообразных примесей, сажи и пыли; ручной отбор 5 проб воздуха на содержание газообразных примесей, сажи и пыли; автоматическое измерение и регистрацию направления и скорости ветра, температуры (-50 - +50⁰С), влажности атмосферного воздуха (0…100%); контроль за температурой, влажностью и давлением атмосферы при помощи переносных приборов.

Комплект ее технических средств содержит:

- металлический каркас (павильон) с внешними и внутренними вспомогательными приспособлениями;

- приборы автоматического контроля концентраций загрязняющих веществ: газоанализаторы типа ГМК-3 (для определения СО) и типа ГКП-1 (для SO₂);

- группу приборов для ручного отбора проб воздуха на содержание газообразных примесей, сажи и пыли: электроаспираторы типа ЕА -1, ЕА -2, ЕА -2С и автоматический воздухоотборник «Компонент»;

- группу приборов автоматического и ручного контроля метеопараметров: анеморумбограф типа М63МР, датчики температуры и влажности.

Продуктивность этой лаборатории при четырехразовом обслуживании в течение суток составляет 50000 проб/час, средний срок службы – 10 лет.

Среди стационарных постов выделяют опорные стационарные посты (предназначенные для определения длительных изменений содержания основных или наиболее распространенных ЗВ) и неопорные стационарные посты (для наблюдений за специальными ВВ, характерными для контролируемой местности).

Количество стационарных постов определяют в зависимости от численности населения (табл. 3.1), рельефа местности, особенностей промышленности, изменений концентрации ЗВ.

Таблица 3.1 – Определение минимального количества стационарных постов.

Численность населения, тыс.чел.	<50	50-100	100-200	200-500	500-1000	1000-2000	>2000
Кол. постов	1	2	3	3-5	5-10	10-15	15-20

Стационарные посты следует установить в жилой, промышленной и смешанной зонах и около автомагистралей.

Маршрутный пост наблюдения предназначен для регулярного отбора проб в фиксированных точках местности при помощи специально оборудованной автолаборатории. Маршрут ежемесячно изменяется с таким расчетом, чтобы отбор проб воздуха в каждом пункте проводился в разное время суток. Размещение маршрутных постов должно быть таким, чтобы выявить максимальные концентрации ЗВ, которые формируются источником выброса. Определяя место отбора проб, принимают во внимание высоту источника выброса (Н) и максимально возможную зону загрязнения ним атмосферного воздуха (R), которая равняется 20Н. составляют схему, центром, которой является источник выброса, около которого стороят круги радиусом 0,5R, 1R, 1,5R,. В точках пересечения кругов с проведенными из центра линиями, которые обозначают стороны света, отбирают пробы воздуха.

Подфакельный (передвижной) пост наблюдения используют для отбора проб под дымовым факелом с целью выявления зоны его влияния. Эти места выбирают с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Пробы отбирают согласно преобладающему направлению ветра на расстояниях 0,2; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 15; 20 км от источника загрязнения. Вспомогательные точки устанавливают в зоне формирования максимальной концентрации, на границе СЗЗ, на расстоянии СЗЗ+200 м. на каждом круге по обе стороны от оси факела на расстоянии 1/25R устанавливают еще 2 поста. В зоне максимального загрязнения отбирают не менее 60 проб воздуха, а в других зонах – до 25 на высоте 1,5 м от поверхности земли на протяжении 20-30 минут не менее, чем в трех точках одновременно.

На рассматриваемом предприятии существует центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ), на базе которой создана лаборатория по контролю за состоянием атмосферного воздуха.. Согласно «Типовому положению о санитарной лаборатории» на предприятии определены штаты лаборатории в составе двух химиков и четырех лаборантов.

В соответствии с «Типовой инструкцией по организации системы контроля промышленных выбросов в атмосферу в отраслях промышленности» мониторинг нормативов ПДВ (ВСВ) на предприятии подразделяется на следующие виды:

- непосредственно на источниках выбросов;

- по фактическому загрязнению атмосферного воздуха на специально выбранных постах Госкомгидромета или постах, установленных предприятием по согласованию с органами общего контроля и размещенных на границе СЗЗ и селитебной зоне района города, в котором расположено предприятие.

Контроль за соблюдением нормативов ПДВ осуществляется силами собственной лаборатории на территории предприятия. Вещества, относящиеся к первой категории ЗВ, подлежащие контролю на первой площадке: пыль оксида кремния, окись углерода, оксид азота, диоксид азота, сажа, акролеин, взвешенные вещества, марганец, масло нефтяное, натрия гидроксид, хром, оксид алюминия, оксид железа, - по второй площадке: бенз(а)пирен, марганец, свинец, диоксид азота и оксид углерода., а также диоксид серы, как вещество, требующее обязательного контроля. Количество замеров в год составляет 2170 замеров. Контроль в основном осуществляется 2 раза в год (1 раз в период НМУ), а по некоторым веществам в определенных точках выброса 4 раза в год, 2 из которых в период НМУ.

Так как завод «Поршень» не относится к 1 категории опасности, осуществление мониторинга за фактическим загрязнением атмосферного воздуха на специально выбранном посту нецелесообразно. Непрямой контроль за выбросами и проверка достаточности размеров СЗЗ на момент достижения ПДВ осуществляется для основной площадки в точке, расположенной у жилого дома № 6 по пер. Белостоцкому и для филиала в точке, расположенной у жилого дома № 46 по ул. Дидро.

Вывод: на территории предприятия организована специальная система контроля за выбросом ЗВ на базе ЦЗЛ, необходимо организовать передвижной пост наблюдения, который позволит проводить мониторинговые исследования и осуществлять контроль за выбросами загрязняющих веществ в атмосферу.

5. 
   Использование программ исследования параметров окружающей среды.
   

В зависимости от вида постов наблюдений и их задач назначают программы и сроки наблюдений. На стационарных постах наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и метеорологическими параметрами проводят на протяжении всего года, независимо от погодных условий. Они могут работать по полной, неполной и сокращенной программах наблюдения.

По полной программе наблюдения проводят ежедневно (воскресение – выходной, суббота – чередуется) в 1, 7, 13 и 19 часов по местному времени или иногда пользуются смещенным графиком. Наблюдения по этой программе предусматривают измерения в воздухе содержания пыли, диоксида серы, оксида углерода и оксидов азота, а также тех веществ, концентрации которых превышают ПДК.

По неполной программе наблюдения проводят ежедневно (суббота и воскресение чередуются) в 7, 13 и 19 часов. В районах, где температура воздуха ниже -45⁰ С, наблюдения проводят по сокращенной программе ежедневно, кроме воскресения) в 7 и 13 часов по местному времени.

Наблюдения по сокращенной программе проводят в местах, где среднемесячные концентрации менее 1/20 ПДК (максимально разовых).

Все программы наблюдения обязательно охватывают наблюдения за метеопараметрами. При неблагоприятных погодных условиях отбор проб воздуха на всех постах должен осуществляться через каждые 3 часа.

Определение концентраций на маршрутных постах проводят по часовому графику.

Действующая сеть наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, сформированная из стационарных, маршрутных и подфакельных постов дает возможность контролировать загрязнение воздуха в населенных пунктах, выявлять влияние источников загрязнения на определенные территории и выбросы стационарных источников загрязнения. При благоприятных условиях системы постов устанавливают динамику загрязнения атмосферы, выявляют территории, где увеличивается состав загрязняющих веществ в воздухе, определяют опасные источники выбросов.

6. 
   Необходимость контроля на постах наблюдения метеоусловий.
   

На постах наблюдения необходимо фиксировать состояние метеорологических условий, а также их изменения. Поскольку метеорологические условия каждого исследуемого региона существенно влияют на количественные и качественные показатели загрязнения ОС, рассеивание ВВ, попадание их в грунт, поверхностные и подземные воды и в организм человека, на перемещение ЗВ в другие регионы и из соседний регионов в исследуемый (горизонтальное перемещение воздушных масс), на вертикальное перемещение загрязнителей с воздухом и, как следствие, на нарушение озонового слоя планеты, отсюда на количество солнечной радиации, поступающей из космоса.

При постоянных параметрах уровень рассеивания ЗВ существенно зависит от климатических условий:

- направление условий переноса и распространения загрязнителей в атмосфере;

- интенсивность солнечной радиации, определенные фотохимические превращения ЗВ и возникновение вторичных продуктов загрязнения;

-количество и продолжительность атмосферных осадков, приводящих к вымыванию загрязнителей из атмосферы.

Рассеивающая способность атмосферы прежде всего определяется характером вертикальной устойчивости атмосферы, то есть распределением температуры и скорости по вертикали.

Различают 3 степени вертикально устойчивости атмосферы:

1. 
   Конвекция
   
2. 
   Изотермия
   
3. 
   Инверсия.
   

Изотермия – это такое состояние атмосферы, когда все слои воздуха прогреты одинаково. Она возникает при низкой облачности.

Инверсия – возникает при ясном ночном небе, когда инфракрасное излучение уходит в космос и земной покров сильно остывает. Поскольку теплоемкость земли меньше теплоемкости воды, то земля быстро нагревается и остывает, охлаждая, соприкасающиеся с этой поверхностью слои воздуха. Такая инверсия называется приземной.

Кроме этого существует еще приподнятая инверсия (в инверсионном слое каждый нижестоящий слой холоднее вышестоящего).

Ветровые параметры:

1. Скорость ветра. При слабом ветре (менее 4 м/с) в районе высоких источников концентрация у поверхности уменьшается за счет увеличения факела подъема и уноса ЗВ вверх. Особенно значителен подъем при выбросах, нагретых более 150 ⁰С. Увеличение скорости ветра способствует как переносу, так и рассеиванию ЗВ, поскольку возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При сильном ветре (более 4 м/с) начальный подъем у источника выброса уменьшается, наблюдается значительный перенос и рассеивание на значительных площадях.

Максимальные концентрации ЗВ наблюдаются при некоторой скорости, которая называется опасной, ее значение зависит от характеристик источников выброса:

- для мощных источников с большим перегревом дымовых газов – составляет 5-7 м/с;

- для сравнительно маломощных источников с низкой температурой газов – близко 1-2 м/с.

2. Направление ветра. Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтам ЗВ и, как следствие, - уменьшению их концентрации.

3. Вертикальные потоки. Они обусловлены неоднородностью подстилающей поверхности. В условиях пересеченной местности на наветренных склонах возникают восходящие, а в подветренных – нисходящие потоки. Над водоемами летом нисходящие потоки, в прибрежных районах – восходящие. При нисходящих потоках приземные концентрации загрязнителей увеличиваются, а при восходящих – уменьшаются. В котлованах воздух застаивается, что приводит к накоплению ЗВ, особенно при наличии низких источников выбросов.

Солнечная радиация обуславливает возникновение фотохимических реакций и появление вторичных продуктов, т.н. химического смога. Основой являются компоненты выбросов промышленности и транспорта. Под воздействием солнца окислы азота и углеводород вступают в реакцию, результатом которой являются озон, перекиси, альдегиды, кетоны, свободные радикалы, обладающие более токсичными свойствами, чем исходные вещества.

У фотохимического смога в последнее время появился новый аспект –появление смога вне промышленных городов и вдалеке от очевидных источников выброва.

При туманах концентрация загрязнителей резко возрастает.

Влияние метеоусловий на выбросы проявляются по-разному, в зависимости от температуры и высоты источника выброса.

Концентрация ЗВ в приземном слое под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника выброса зависит от мощности выброса, высоты трубы, температуры и скорости истечения газов, метеоусловий.

На рассеивание ЗВ существенно влияют: планировка улиц , их ширина и направление, высота зданий, зеленых насаждений, наличие водных объектов, наличие перепадов высот на исследуемой территории.

При оценке эффективности выполнения мероприятий по охране атмосферы недостаточно иметь сведения о концентрациях выбросов. Требуется информация о динамике за длительный период параметров источников и характеристик выбросов, климатических условий, планировки контролируемой территории, зон распространения ЗВ в конкретных климатических условиях.

Исследуемое здесь предприятие (завод «Поршень») имеет большое количество источников выбросов различных загрязняющих веществ, системой контроля которых предусмотрен обязательный их контроль в период неблагоприятных метеорологических условий (НМУ). Кроме того на рекомендуемом передвижном посту наблюдений предусматривается при наступлении НМУ проводить отбор проб каждые три часа.

Загрязнение приземного слоя атмосферы, создаваемое заводом «Поршень» в большой степени зависит от метеоусловий. В отдельные периоды, когда метеорологические условия способствуют накоплению вредных веществ в приземном слое атмосферы, концентрации примесей в воздухе резко возрастают. Прогнозы высоких уровней загрязнения атмосферы являются основанием для регулирования выбросов. Под регулированием выбросов понимается их кратковременное сокращение в период НМУ.

Список литературы

2. Географическая энциклопедия Украины. Киев,1989 г.

3. Апостолюк С.О., Джигирей В.С., Апостолюк А.С. Промышленная экология: учебн.пособие – К.: Знание, 2005 г – 474 стр.

4. Регионы Украины: поиск стратегии оптимального развитияю//Под ред. д.г.н., проф. Голикова А.П. – Харьков, 1994 – 314 стр.