СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
METHOD TO CONTROL POLLUTION OF ATMOSPHERIC AIR

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности, к системам автоматизированного контроля параметров атмосферного воздуха.
Известен способ контроля за режимом работы источников загрязнения атмосферного воздуха в период неблагоприятных метеорологических условий (патент РФ №2244327, опубл. 10.01.2005 г.).
Согласно способу осуществляют регламентированный нормативными документами комплекс мероприятий по временному сокращению вредных выбросов источников загрязнения воздуха. Предварительно определяют расчетным путем основные источники загрязнения воздуха на прогнозируемый период неблагоприятных метеорологических условий. Ранжируют их по вкладу в общее загрязнение. В период наступления неблагоприятных метеорологических условий путем текущих замеров уровня загрязнения воздуха различными вредными веществами на постах контроля и решения обратной задачи рассеивания примеси выявляют конкретные источники, не обеспечившие снижение вредных выбросов до нормативно-регламентированного для неблагоприятных метеорологических условий. Проводят на выявленных источниках внеплановый контроль выбросов.
Недостатком известного способа является периодичность проведения контроля загрязнения воздуха только в период неблагоприятных метеорологических условий, отсутствие возможности постоянных замеров параметров загрязнения, отсутствие автоматизированной системы контроля за качеством воздуха.
Наиболее близким к заявляемому является способ контроля окружающей среды с использованием автоматизированной системы наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС-АГ) для автоматизированного сбора, обработки и передачи информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха (Руководство по контролю загрязнения атмосферы РД 52.4.186-89 Москва, 1992, Госкомгидромет СССР). Система позволяет непрерывно получать информацию о концентрации примесей и метеорологических параметрах в населенных пунктах или около промышленных предприятий. Частота выдачи информации автоматизированной системы может составлять от нескольких минут до нескольких часов.
В состав АНКОС-АГ входят следующие технические средства: павильон; мачтовое устройство с комплектом метеодатчиков, установленных на крыше павильона, для измерения скорости и направления ветра, температуры, влажности; устройства отопления, вентиляции, освещения, кондиционирования и пожаротушения; газоанализаторы оксида углерода, диоксида серы, оксида, диоксида и суммы оксидов азота, озона, суммы углеводородов без метана; устройство сбора и обработки информации на базе микроЭВМ.
Система АНКОС-АГ обеспечивает: систематическое измерение заданных параметров атмосферного воздуха; автоматический сбор информации со станций АНКОС; сбор информации от неавтоматизированных звеньев наблюдений (например, от стационарных и передвижных постов); оперативную оценку ситуации по известным значениям ПДК; краткосрочный прогноз уровней загрязнения контролируемых примесей; обработку и выдачу информации.
Недостатком системы является недостаточная достоверность данных наблюдений вследствие недостаточного количества анализируемых параметров. Кроме того, система позволяет констатировать текущее состояние окружающей среды без определения источника загрязнения, не позволяет контролировать специфические компоненты, характерные для предприятий, отсутствует возможность определить вклад отдельных предприятий в загрязнение региона.
Задачей изобретения является повышение эффективности, качества, надежности и достоверности данных наблюдений; повышение оперативности сбора, обработки, передачи и использования данных наблюдений в задачах контроля и регулирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, возможность оперативного определения источника загрязнения в режиме онлайн в любое время и обеспечение доказательности получаемой аналитической информации.
Поставленная задача решается тем, что в способе контроля загрязнения атмосферного воздуха, включающем систематическое измерение заданных параметров атмосферного воздуха; определение качества выбросов основных источников загрязнения, автоматический сбор информации, оперативную оценку ситуации по известным значениям ПДК и ПДВ, обработку и выдачу информации согласно изобретению проводят
- сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий,
- выбор основных специфических токсикантов - индикаторных соединений для контроля на источниках выбросов (отпечатков предприятий), основанный на идентификации методом хромато-масс-спектрометрии (ХМС),
- круглосуточный мониторинг путем создания сети автоматизированных станций контроля загрязнения атмосферного воздуха, места размещения которых определены по результатам анализа расчетов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы,
- круглосуточный мониторинг источников загрязнения по специфическим загрязнителям, которые присущи конкретным предприятиям,
- непрерывное автоматическое измерение содержания загрязняющих веществ в атмосфере и на источниках загрязнения предприятий, замеров метеорологических параметров атмосферы: скорости и направления ветра, давления, температуры и влажности,
- установление источника загрязнения по наличию превышения содержания в атмосферном воздухе специфических индикаторных соединений,
- определение превышения содержания специфических загрязнителей в воздухе, сравнение с результатами анализов на источнике загрязнения (предприятии), определение причин возникновения и необходимости изменения технологического режима.
Способ включает в себя проведение следующих операций:
1) сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий.
Для этого проводят анализ и обобщение сведений по результатам инвентаризации источников и данных проектов предельно допустимых выбросов (ПДВ) основных предприятий-загрязнителей, проводят анализ результатов производственного аналитического контроля за соблюдением нормативов ПДВ на источниках; проводят кластерный анализ основных предприятий загрязнителей (обобщение результатов любых по определенным признакам и формирование в определенные кластеры по общности и разобщенности);
2) выбор основных специфических токсикантов - индикаторных соединений для контроля на источниках выбросов (отпечатков предприятий), основанный на идентификации методом ХМС.
Для этого проводят инструментальную инвентаризацию источников выбросов с количественными замерами всех токсикантов, составление базы данных, затем проводят выбор основных специфических токсикантов для контроля на источниках выбросов («отпечатков предприятий»), основанный на инвентаризации источников загрязнения и идентификации методом хромато-масс-спектрометрии, оценка загрязнения атмосферы, выбор источников для контроля и точек мониторинга;
3) круглосуточный мониторинг.
Реализуется путем создания сети автоматизированных станций контроля, позволяющих установить взаимосвязь источника загрязнения с качеством атмосферного воздуха. При этом места размещения станций определены по результатам анализа расчетов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы «Эколог».
Станции контроля оснащаются оборудованием, позволяющим в автоматическом режиме определять специфические для каждого предприятия индикаторные соединения. На наиболее крупные источники промышленных выбросов устанавливаются приборы контроля, которые дают возможность оперативно контролировать те же специфические ингредиенты и управлять экологической ситуацией в промышленном регионе. Круглосуточный аналитический контроль атмосферного воздуха, организованный по поиску источника загрязнения, позволяет в оперативные сроки найти источник загрязнения.
Перечень контролируемых ингредиентов включает основные вещества, специфические вещества, характерные для промышленности, транспорта и энергетики каждого города) и индикаторные соединения, характерные для предприятий города (табл.1).
Результаты инвентаризации промышленных выбросов предприятий представлены в таблице 2.
Таблица 1
Перечень ингредиентов, контролируемых на автоматизированных станциях контроля (АСКАВ)
№ п/п
Ингредиенты
Диапазон измерения, мг/м<sup>3</sup>
1.
Оксид азота
0,12-1,5
2.
Диоксид азота
0,03-0,4
3.
Диоксид серы
0,04-0,5
4.
Взвешенные частицы
0,08-1,0
5.
Фенол
0,0024-0,03
6.
Бензол
0,08-1,0
7.
Ксилол
0,16-2,0
8.
Дихлорэтан
0,8-10,0
9.
Хлор
0,024-0,3
10.
Гидрохлорид
0,08-1,0
11.
Винилхлорид
0,008-0,1
12.
Оксид углерода
2,4-30,0
13.
Сероводород
0,006-0,08
14.
Аммиак
0,03-0,4
15.
Толуол
0,48-6,0
16.
Пентилены
1,2-15,0
17.
Пентан
20,0-250,0
18.
Метанол
0,4-5,0
19.
Диметиламин
0,002-0,025
20.
Озон
0,024-0,3
21.
Хлороформ
0,024-0,3
22.
Альфа-метилстирол
0,032-0,4
23.
Этилен
2,4-30,0
24.
Этилбензол
0,016-0,2
Таблица 2
Результаты инвентаризации промышленных выбросов предприятий
Источник эмиссии загрязняющих соединений
Ингредиенты, выбрасываемые из источников
Контролируемые компоненты
Идентифицированные компоненты
Предприятие 1
Оксид углерода
Сероводород
Азота диоксид
Аммиак
Предприятие 2
ДихлорэтанЭтилен
Хлорэтилен
Хлорэтан
1,2-Дихлорэтен (цис)
1,1-Дихлорэтан
1,2-Дихлорэтан
Хлористый метилен
Уксусная кислота
Хлоральгидрат
1,1,2-Трихлорэтан2-метилпропиловый эфир уксусной кислоты
2-Хлорэтиловый эфир уксусной кислотыДиметоксиметан
Толуол
Этилбензол
о-Ксилол
м(п)-КсилолыСтиролДихлорэтиловый эфир2-Этилгексанол-1Бис(2-хлорэтокси)-метанХлор
2-метилбутан
2,2-Диметилбутан
Предприятие 3
ДиметиламинМетиловый спирт
Толуол
Этилбензол
о-Ксилол
м(п)-Ксилолы
2-Метилпентан
Поиск источника загрязнения в сочетании с различными методами исследования позволяет в минимально возможные сроки оперативно установить виновника загрязнения. Преимуществом применения способа анализа «отпечатков предприятий» является высокая оперативность и четкая доказательность получаемой аналитической информации.