УСТРОЙСТВО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Устройство относится к экологическим системам сбора информации, диагностики состояния атмосферы промышленного региона и предназначено для использования в системе атмосфероохранных мероприятий для оперативного выявления источников загрязнения атмосферы с текущим нормативно-несанкционированным уровнем выбросов вредных веществ.
Известны средства экологического мониторинга, основанные на методах анализа технологий предприятий - загрязнителей окружающей среды и средствах контроля технологических процессов (Заявка РСТ N WO 89/06079, кл. Н04М 11/00, 1989; Патент США N 3819862, 179-2А, 1974; Патент Великобритании N 2179480, кл. G08В 25/00, 1987; Система экологического мониторинга типового города. НПП Экотехника. BOO им. Рождественского, ВОС ВОИР, Тверь, 1992.).
Недостатками известных устройств являются низкая оперативность контроля, отсутствие моделирования процессов рассеивания и приближенность результатов мониторинга.
Известна система сбора информации о состоянии контролируемых объектов, расположенных рассредоточено и использующая для сбора информации системы различные средства формирования сообщений. Известная система (Тутевич В.Н. Телемеханика. - М.: Энергоиздат, 1973, с.14,15) содержит контрольные пункты, выходы которых через одноименные радиоканалы связи соединены с соответствующими входами центрального диспетчерского пункта.
Недостатком известной системы является ограниченная область применения за счет контроля определенного вида параметров и использования ограниченного типа каналов связи.
Прототипом данной системы является экологическая система сбора информации о состоянии региона. Известная система (Патент РФ №2079891, МПК G08С 19/00, 20.05.1997) содержит контрольные пункты промышленных стоков предприятий, радиоканалы связи, центральный диспетчерский пункт, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, аппаратуру городской (региональной) телефонной сети.
Недостатком прототипа является ограниченность сбора информации о состоянии атмосферы на магистралях региона, детального контроля источников выбросов, а также отсутствие моделирования процессов загрязнения атмосферы, позволяющее решить обратную задачу (определить вклад отдельных предприятий в загрязнение региона).
Задачей полезной модели является снижения загрязнения атмосферы в промышленном регионе.
Устройство экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха, содержащее датчики дистанционного экологического мониторинга, средства GSM датчиков дистанционного экологического мониторинга, центральный диспетчерский пункт, центр сбора и сравнения данных, модуль экологического контроля, снабженный газовыми датчиками экологического контроля состояния атмосферы, блоками значения ПДК, записывающими устройствами, соединенные с центром сбора и сравнения данных, дополнительно введен, датчики экологического контроля состояния атмосферы, программно-вычислительный блок прогноза загрязнения атмосферы, блок экологических рекомендаций для предприятий, блок построения карт полей загрязнения атмосферы, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта. Причем первые выходы газовых датчиков экологического мониторинга соединены со входами блока значения ПДК, а вторые выходы газовых датчиков экологического мониторинга соединены со входами записывающих устройств, а выходы записывающих устройств соединены с центром сбора и сравнения данных, выход которого подключен к центральному диспетчерскому пункту, выходы датчиков экологического контроля состояния атмосферы и выходы блоков значений ПДК соединены со входом записывающего устройства, выход которого соединен со входом программно-вычислительного блока прогноза загрязнения атмосферы, соединенный с блоком построения карт полей загрязнения атмосферы, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта, выход которого соединен со входом блока экологических рекомендаций для предприятий.
На фигуре изображено устройство экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.
Согласно чертежу представлена структурная схема экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха, которая содержит: газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы 1, выходы которых связаны с входами блоков значения ПДК 2 и входами записывающих устройств 3, выход которых соединен с входом центра сбора и управления данными 4, выходы датчиков дистанционного экологического мониторинга 5, подключены посредством связи GSM 6 к входу блока сбора и управления данными 4, выходы датчиков экологического контроля состояния атмосферы 7 и выходы блоков значений ПДК 2 соединены со входом записывающего устройства 8, выход которого соединен со входом программно-вычислительного блока прогноза загрязнения атмосферы 9, соединенный с блоком построения карт полей загрязнения атмосферы 10, который соединен с входом центрального диспетчерского пункта 11, вход которого соединен с выходом блока сбора и сравнения данных 4, а выход которого соединен с входом блока экологических рекомендаций для предприятий 12.
Устройство экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха работает следующим образом.
Датчики непосредственного экологического мониторинга 1 измеряют концентрацию вредных веществ, посылают данные на блок значений ПДК 2 и записывающее устройство 3. Полученные данные экологического мониторинга поступают в блок сбора и управления данными 4. Параллельно, для мониторинга атмосферы, датчики дистанционного экологического мониторинга 5 измеряют концентрацию вредных веществ, пространственные, временные и вероятностные параметры зон загрязнения, характеристики источников загрязнения и формируют типовое сообщение.
В случае превышения ПДК блок значений ПДК 2 передает текущую информацию на записывающее устройство 8, датчики экологического контроля состояния атмосферы 7 передают информацию о текущем состоянии атмосферы на записывающее устройство 8 выход которого соединен с программно-вычислительным блоком прогноза загрязнения атмосферы 9, который передает информацию на блок построения карт полей загрязнения атмосферы 10, выход которого соединен с входом центрального диспетчерского пункта 11, который отправляет информацию на блок экологических рекомендаций для предприятий 12.
Типовое сообщение датчиков дистанционного экологического мониторинга 5 передают по беспроводным линиям связи GSM 6 в блок сбора и управления данными 4.
Проводят измерение метеорологических параметров, в первую очередь направления и скорости ветра, которые служат для прогноза быстро развивающихся процессов при аварийных и чрезвычайных ситуациях. Измерение направления и скорости ветра осуществляют с использованием датчика скорости и направления ветра 7, включающего, анемометр, термометр, психрометр и барометр или универсальный измеритель метеопараметров, например, акустический цифровой анемометр-термометр (например, модель АЦАТ-3М), который кроме измерений направления и скорости ветра, температуры воздуха, производит также измерение относительной влажности воздуха и атмосферного давления с помощью имеющихся в устройстве соответствующих датчиков, выходные сигналы которых преобразуются и обрабатываются в цифровом формате с помощью узлов самого прибора.
Программно-вычислительный блок прогноза загрязнений атмосферы 9 может быть построен по известным принципам построения программно-вычислительных систем и включают в себя вычислительные средства и программное обеспечение (не показаны). В качестве вычислительных средств центра мониторинга могут быть использованы известные вычислительные машины, изготовленные с использованием процессора типа Pentium Y. Программное обеспечение включает в себя известное базовое программное обеспечение, обеспечивающее функционирование компьютера: типа Windows, Delfi, Photoshop, Internet Explorer, Microsoft Outlook и т.п., и специальное программное обеспечение прогноза сценариев загрязнений атмосферы. В качестве специального программного обеспечения могут быть использованы известные компьютерные модели.
Программно-вычислительный блок прогноза загрязнений атмосферы 9 позволяет получать прогнозные данные о процессах переноса аэрозольных частиц в атмосферном пространстве. Полученные данные передаются на блок построения карт полей загрязнения атмосферы 10, на которых формируется прогнозная информация о возможном загрязнении контролируемого района аэрозольными частицами.
Центральный диспетчерский пункт 11 собирает информацию об экологическом состоянии города (региона), регистрирует ее и представляет с помощью технических средств как в автоматическом, так и в диалоговом режимах, а также передает информацию об экологическом состоянии региона (города) в вышестоящие и смежные системы экологического мониторинга и на блоки экологических рекомендаций для предприятий 12, на которых разрабатываются рекомендации для предприятий по выбросу аэрозольных частиц в зависимости от состояния атмосферы в данный момент времени.
Конструкция предложенного экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха основана на использовании известных элементов и технических трудностей для реализации не представляет.
Таким образом, устройство экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха позволит снизить загрязнение атмосферы в промышленном регионе в настоящий момент времени.