Лекция № 6 Мониторинг атмосферного воздуха

Экологический мониторинг
Лекция № 6
Мониторинг атмосферного
воздуха
Лектор:
Таловская Анна Валерьевна
к.г.-м.н., доцент
каф. ГЭГХ ИПР ТПУ
19.03.2014
1
План лекции
1.
2.
19.03.2014
Организация наблюдений и
контроля
загрязнения
атмосферного воздуха.
Отбор и подготовка проб
атмосферного воздуха.
2
1. Организация наблюдений и
контроля загрязнения атмосферного
воздуха
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
3
Основные задачи
Общегосударственной системы
наблюдения и контроля
атмосферного воздуха (ОГСНКа)
1. Наблюдение за уровнем загрязнения
атмосферы и распределением
загрязнителей во времени и
пространстве и их контроль,
выявление и контроль источников выбросов
Закон РФ
«Об
охране
атмосферного
воздуха»
2. Обеспечение заинтересованных организаций
систематической и экстренной информацией
об изменении уровня загрязнения атмосферы,
а также прогнозами и предупреждениями
о возможных изменениях этих уровней
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
4
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Нормативно-методическое обеспечение
Воздушный кодекс РФ
ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»
ГН 2.2.5.1313-03 «ГИГИЕНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ (ПДК)
ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ»
ГН
2.2.5.1314-03
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ
БЕЗОПАСНЫЕ
УРОВНИ
ВОЗДЕЙСТВИЯ
(ОБУВ)
ВРЕДНЫХ
ВЕЩЕСТВ
В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
ГН 2.1.6.1339-03 "Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в
атмосферном воздухе населенных мест"
ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
населенных мес т
ГОСТ 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения.
ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов.
ГОСТ 17.2.4.02.-81. Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих
веществ.
ГОСТ 17.2.6.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Приборы для отбора проб воздуха населенных пунктов.
Общие технические требования.
ГОСТ 17.2.6.02-85. Охрана природы. Атмосфера. Газоанализаторы автоматические для контроля
загрязнения атмосферы.
ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ Методики выполнения измерений. - Введ. 1996.05.23. М.: Изд-во стандартов, 1996.
10с.
ОНД-90. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. Ч. 1, 2. - СПб.: ВНИИприроды
Минприроды СССР, 1992. - 102 с.
Проектирование, строительство, реконструкция и эксплуатация предприятий. Планировка и застройка
населенных мест. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных
объектов : СанПин 2.2.1/2.1.1.1031.01. . М., 2001. - 51 с.
РД 52.44.2-94 "Методические указания. Охрана природы. Комплексное обследование загрязнения природных
сред промышленных районов с интенсивной антропогенной нагрузкой"
Рекомендации по основным вопросам воздухоохранной деятельности (нормирование выбросов,
установление нормативов ПДВ, контроль за соблюдением нормативов, выдача разрешения на выброс) / Мво охраны окружающей среды и природ. ресурсов Рос. Федерации. . М., 1995. - 51 с.
Российская Федерация. Законы. Об охране атмосферного воздуха : [федер. закон]: от 4 мая 1999г., № 96-ФЗ
: по состоянию на 9 мая 2005 г.
Руководство по контролю загрязнения атмосферы : РД 52.04.186-89. М., 1989. - 693 с.
•
Документы о состоянии загрязнения атмосферы в городах для информирования государственных
органов, общественности и населения. Общие требования к разработке, построению, изложению и
5
содержанию. РД 52.04.667-2005. М.: Метеоагенство Росгидромета, 2006 г. 60 с.
•
Типовая инструкция по организации системы контроля промышленных выбросов в атмосферу в отраслях
Наблюдения за уровнем загрязнения
атмосферы в России осуществляют




Территориальные органы Федеральной службы по
гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды
(Росгидромет)
(запрос
о
фоновых
концентрациях
загрязняющих
веществ
в
атмосферном воздухе)
Органы Роспотребнадзора,
Органы Ростехнадзора,
Экологические службы предприятий и учреждений
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
6
Дистанционные
методы
Космические
платформы
Бортовые
измерения
Лидар
Инструмент в
спутниках MODIS
(NASA), CALIPSO,
POLDER (Франция)
Наземные лидарные
станции
Спутник NOAA, TERRA
(NASA), ресурс.
19.03.2014
GALION - сеть лидарных станций
Лектор:в Таловская
А.В. монит.
системе глобал.
атмосферы
«Сибирская лидарная
станция» ИОА СО РАН 7
Оценка газо-аэрозольных
эмиссий при лесных пожарах в
Сибири
19.03.2014
http://www.msuee.ru/snwo/prezentacion/unesko_htm/str05.htm
Лектор: Таловская А.В.
8
Из презентации Куценогого К.П.
Результаты химического анализа аэрозолей, отобранных над
различными городами на самолете-лаборатории «Оптик» на базе
АН-30 сотрудниками ИОА СО РАН
http://ria-stk.ru/mi/adetail.php?ID=10732
Фильм
19.03.2014
http://www.sbras.nsc.ru/consult/rus/versat4.htm
Лектор: Таловская А.В.
Б.
9
Д. Белан, Д. В. Симоненков,
http://www.youtube.com/watch?v=Ha3d
Г. Н. Толмачев
Наземные методы
наблюдения
Станции, находящиеся
в районах, подверженных
антропогенному воздействию
Региональные станции
Базовые станции
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
10
Посты наблюдений
стационарный
маршрутный
Согласно
ГОСТ 17.2.3.01-86
РД 52.04.186-89,
РД 52.04.667-2005
Передвижной
(подфакельный)
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
11
Стационарный
пост
специально
оборудованный
павильон,
в
котором
размещена аппаратура, необходимая для
регистрации концентраций загрязняющих
веществ и метеорологических параметров по
установленной программе.
Программа
наблюдений
Время измерения
Получение
информации о ЗВ
полная
Ежедневно в 1, 7, 13 и 19 час.
Среднесуточные,
разовые
концентрации
неполная
Ежедневно в 7, 13 и 19 час.
Разовые
концентрации
сокращенная
Ежедневно в 7 и 13 час. при
тем.воздуха ниже 450С,
среднемесячные концентрации
примесей ниже 20 ПДК
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
12
Отбор проб проводится на высоте 1,5–3,5 м от поверхности земли
Стационарные посты оборудованы лабораториями «Пост-1» и
«Пост-2»:
Комплектация:
-павильон для размещения контрольноизмерительного оборудования;
-автоматизированная
система
пробоотбора;
- система управления, сбора и передачи
информации
- метеостанция;
-газоаналитическая система;
Все анализаторы и метеостанция
включены в Государственный реестр
средств измерений.
Основные измеряемые компоненты:
CO, NO-NO2-NOX, NH3, SO2, H2S, CH4,
общее
содержание
углеводородов,
содержание органических соединений,
пыли.
Общее число измеряемых примесей в
России достигает 38 ингредиентов
http://www.newstube.ru/media/syuzhet-
19.03.2014
dundukovoj-ehkologiya-moskvy-plany-
клип
stacionarnogo-punkta-avtomaticheskogokontrolya-za-zagryazne
Лектор: Таловская А.В.
13
В основном принципы построения
измерительных сетей в странах
Европейского Союза и России идентичны.
Размещение пунктов наблюдений – жилые и
промышленные зоны, районы крупных
автомагистралей.
Численность населения
(тыс.чел)
Кол-во постов
ГОСТ 17.2.3.01-86
Кол-во постов
Директива ЕС 2008/50/EC от 21.05.2008
до 50 тыс.
1
1
50-100 тыс.
2
1
100-200 тыс.
2-3
1
200-500 тыс.
3-5
2 (250-499 тыс.)
500 тыс.-1 млн.
5-10
2 (500-749 тыс.)
10-20
3 (750-999 тыс.)
4-9 (1-5,9 млн.)*
10 (более 6 млн.)*
более 1 млн.
19.03.2014
По материалам
В.В.Челюканова, 2009 г.
Лектор: Таловская А.В.
* - в 2 раза меньше в городах с относительно низким уровнем загрязнения
14
12 п. Светлый
ул. Лазо, 5/1
пер. Баранчуковский
11
пл. Ленина, 18
2
ул. Герцена, 68а
13
5
ул. Вершинина, 17в
19.03.2014
По данным Департамента природных
ресурсов Томской области
14
Стационарные посты по
наблюдению за
состоянием
атмосферного воздуха на
территории г. Томска
Измеряемые ингредиенты:
•пыль,
•сернистый ангидрид,
•оксид углерода,
•диоксид азота,
•оксид азота,
•сероводород,
•фенол,
•сажа,
•хлористый водород,
•аммиак,
•формальдегид,
•метиловый спирт
Лектор: Таловская
• А.В.
бенз(а)пирен
15
Автоматические
посты контроля
В
России
автоматизированные
системы наблюдений изза ограниченных ресурсов
широкого
распространения
не
получили.
Такие системы, созданные
за счет средств бюджетов
субъектов
РФ,
полноценно
функционируют только в
Москве, Санкт-Петербурге
и Череповце.
http://www.gov.spb.ru/gov/admin/otrasl/ecology/maps/karta_vozduh
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
16
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
Приоритетный список городов с наибольшим
уровнем загрязнения воздуха в 2010 г.
Абакан
Ангарск
Архангельск
Барнаул
36.
Бийск
37.
Биробиджан
38.
Благовещенск
39.
Братск
Владимир
40.
Волгоград
41.
Волжский
Екатеринбург
Иркутск
42.
Кемерово
Комсомольск-на-Амуре43.
Краснодар
44.
Красноярск
45.
Курган
46.
Кызыл
47.
Липецк-4 место
48.
Магадан
Магнитогорск-5 место
49.
Москва
Набережные Челны 50.
51.
Нижний Новгород
52.
Нижний Тагил
53.
Новодвинск
Новокузнецк – 3место
Новороссийск
54.
Новосибирск
55.
Новочеркасск
56.
Норильск-1 место
Омск
Пермь
19.03.2014
ПетропавловскКамчатский
Ростов-на-Дону
Рязань
Самара
СанктПетербург
Саратов
Ставропольпоследнее
место
Сызрань
Тольятти
Томск
Тюмень
Улан-Удэ
Ульяновск
УсольеСибирское
Уссурийск
Уфа
Хабаровск
Челябинск
Череповец-2
место
Чита
Шелехов
ЮжноСахалинск
Лектор: Таловская А.В.
http://www.gks.ru/bgd/regl/b11_11/IssWWW.exe/Stg/d1/04-03.htm
17
Маршрутный пост
предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда
невозможно
или
нецелесообразно
установить
стационарный пост или необходимо более детально
изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных
районах.
Устанавливают три программы наблюдений: полную,
неполную, сокращенную.
Передвижные лаборатории для мониторинга атмосферы
городов,
сельской
местности,
промышленных
зон
монтируются на базе легковых и грузовых автомобилей,
прицепов.
клип
19.03.2014
Лектор: Таловская
А.В.
Геоэкологический
мониторинг.
Лектор: Таловская А.В.
18
18
Результаты измерений на
маршрутных постах в г. Томске
По данным Департамента природных ресурсов и
охраны ОС Томской области (2005 г.)
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
С
помощью
передвижной
лаборатории
проводят
замеры
вредных веществ на
территории г.Томска
на:
- детских площадках
и
в
местах
массового
отдыха
(всего 1620 проб)
- 15 напряженных
уличных
перекрестков (2000
проб)
19
Передвижной (подфакельный) пост
предназначен для отбора проб под дымовым (газовым)
факелом с целью выявления зоны влияния данного
источника промышленных выбросов.
Отбор проб воздуха производится последовательно по направлению
ветра на расстояниях от 10 до 40 эффективных высот факела от
стационарного источника выброса с наветренной и подветренной стороны.
Общее их число определяют с учетом высоты и мощности выброса, а
также особенностей размещения селитебных территорий.
Наблюдения под факелом проводятся за типичными для данного
предприятия ингредиентами с учетом объема выбросов и их
токсичности.
Согласно
РД 52.04.186-89
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
20
Подсистема мониторинга атмосферного
воздуха на предприятии
Подсистема
Нормативный документ на
организацию
Нормативный документ
на контролируемые
показатели
Мониторинг выбросов
загрязняющих веществ
Закон РФ «Об охране атм.воз.» (ст.25), том ПДВ или ВСВ
Постановление Правительства РФ от
21.04.00 № 373, от 15.01.01 № 31 и
др., ОНД-90, «Метод.пособие по
расчету, нормированию и контролю
выбросов ЗВ в атмосферный воздух»
(2002г.), том ПДВ
Мониторинг воздуха
рабочей зоны
Закон РФ «О санитарноэпидемиологическом благополучии
населения» (ст.11,32), СП 1.1.1058-01,
СанПин 2.2.4.548-96, ГОСТ 12.1.00588, Р 2.2.755-99
ГОСТ 12.1.005-88,
ГОСТ 12.1.007-76, ГН
2.2.5.1313-03, ГН
2.2.5.1314-03, Р 2.2.75599 (периодичность
контроля)
Мониторинг атмосферного
воздуха на границе СЗЗ и
селитебной
19.03.2014 территории в
зоне влияния выбросов
объекта
СП 1.1.1058-01, СанПин 2.1.6.1032-01,
ГОСТ 17.2.3.01-86, РД 52.04.186-89,
РД 52.04.667-2005,
томА.В.
ПДВ
Лектор: Таловская
Инвентаризация
источников выбросов,
том ПДВ, ГН 2.1.6.133821
03, ГН 2.1.6.1339-03,
метеопараметры
Периодичность отбора проб на
предприятиях
Категория
источника
Периодичность контроля за
соблюдением установленных
нормативов выбросов
1
1 раз в квартал
2
3
2 раза в год
1 раз в год
4
1 раз в 5 лет
ОНД-90, «Методика по нормированию и определению выбросов вредных
веществ в атмосферу» (М., 2004)
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
22
2. Отбор и подготовка проб
атмосферного воздуха
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
23
Методы
исследования
Инструментальный
(организ.выбросы)
Стационарные или
переносные приборы
Измерительные
комплексы
Метод.указания по оборудованию мест отбора проб
при экоаналитическом контроле пром.выбросов в
19.03.2014 (1999г.)
Лектор: Таловская А.В.
атмосферу
Расчетный
(неорганизов.выбросы)
«Метод.пособие по
расчету,
нормированию
и
контролю выбросов
ЗВ в атмосферный
воздух» (2002г.)
24
Приборы
для анализа воздуха
Ротаметры, реометры
акустический
термоанемометр
аспираторы
ГОСТ Р 51945-2002
газоанализаторы
ГОСТ 17.2.6.02-85
Аспиратор
Mevacs М46.
Переносной
газоанализатор
ГАНК-4
Общие технические требования к приборам отбора проб
воздуха согласно ГОСТ 17.2.6.01-86, РД 52.04.186-89, РД
52.04.667-2005. Метрологическое обеспечение - ГОСТ
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
25
17.0.0.02-79
Характеристика приборов
Тип прибора
Определяемый компонент
Фотоионизационный
газоанализатор КОЛИОН-1В
предельные углеводороды С1-С5
газоанализатор
КАСКАД-511.2-1
Оксид углерода
Газоанализатор ГАНГ-4
Диоксид азота, Диоксид углерода, Оксид азота,
Сернистый
ангидрит,
Сероводород,
Сажа,
Бензин, Метан, Метанол, Оксид углерода, УВ (по
бутану), УВ (по гептану), УВ (по диз.топливу), УВ
(по гексану)
аспиратор
Бенз(а)пирен, сажа, оксиды углерода, азота, хлор
Портативный
двухкомпонентный
газоанализатор ПГА-К
CH4, CO, H2S, CO, NH3, SO2, NO2, NO
метеометр МЭС-2
метеонаблюдения
Пылемер «ОМПН-10», «ДАСТ»
Пыль (аэрозоль)
19.03.2014
Лазерный анализатор ЛАЗА-1
Лектор: Таловская А.В.
сажа
26
Прокачка
через
аспиратор продолжается
15-20 мин.
Поглотительный
прибор
электроаспиратор
типа ПУ-3Э
Анализ
Схема обработки проб атмосферного воздуха
19.03.2014
видео
Лектор: Таловская А.В.
27
Методы анализа воздуха на содержание загрязнителей
Метод анализа
Анализируемый компонент
Пламенно-ионизационный
Углеводороды, органические вещества
Пламенно-фотометрический
Оксид серы (IV), сероводород
Гравиметрический
пыль
Газовая хроматография
Оксид
углерода,
предельные
непредельные углеводороды
Ионная хроматография
Бенз(а)пирен
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
и
28
Полученные результаты исследования сопоставляются
с ПДК для воздуха или с фоновыми значениями






ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе населенных мест» / Утв. Главным
государственным санитарным врачом РФ 30.05.2003 г.
ГН 2.1.6. 1339-03 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ)
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест / Утв. Главным
государственным санитарным врачом РФ 21.05.2003 г.
ГН 2.1.6.1983-05 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
ГН 2.1.6.1984-05 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ)
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» 2006 г.
(дополнения и изменения № 2 к ГН 2.1.6.1984-05 Ориентировочные безопасные
уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
населенных мест).
Фоновые концентрации для городов и поселков, где отсутствуют наблюдения за
загрязнением атмосферы на период 2009-2013 гг. Временные рекомендации, ГГО
им. Воейкова / Утв. Росгидрометом 29.04.2009, СПБ., 2009 г. – 5 с.
Расчет ИЗА, КИЗА согласно РД 52.04.186-89
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
29
Пример обработки результатов измерения
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
На промпредприятиях выполняется расчет загрязняющих веществ согласно ОНД-86 –
Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в
выбросах предприятий. ОНД-86. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1987 г.
19.03.2014
Лектор: Таловская А.В.
30