Экологический мониторинг воздушной среды. Тенденции развития мониторинга воздушной среды

Курсовая работа

Дисциплина: Экологический мониторинг

Экологический мониторинг воздушной среды. Тенденции развития мониторинга воздушной среды

Техническое задание к курсовой работе

Экологический мониторинг воздушной среды. Тенденции развития мониторинга воздушной среды

. теоретическая часть.

Сеть наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Посты стационарные, маршрутные, подфакельные. Принципы выбора мест расположения стационарных постов. Виды программ наблюдений за загрязнением воздуха. Организация мониторинга атмосферного воздуха на отдельно взятом промышленном объекте. Обоснование перечня загрязняющих веществ, подлежащих контролю. Краткая характеристика приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Прогноз загрязнения атмосферы. Оптимизация сети наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха.

.аналитическая часть.

Установите класс загрязненности воды по комбинаторному индексу загрязненности, если известно, что для водного источника характерно следующее содержание элементов:

Элемент Концентрация в воде (мг/л) ПДК (мг/л) Общее число анализов Число превышения ПДК Хром 31,5 0,5 10027 Никель 16,5 0,01 20 16Медь 23,7 0,001 3829Цинк 36,850,01 3048Кадмий 2,230,005 4036Свинец 15,80,03 4519

Графически отобразите содержание в воде ПДК веществ, концентрацию веществ, баллы кратности.

*Примечание. Общие требования к оформлению текста предусматривают, что курсовая работа должна быть сброшюрована в папке формата А4 по ГОСТ 2.301 - 68.

Курсовая работа должна быть отпечатана на одной стороне белой бумаги формата А4 (210х290 мм) 14 шрифтом. Допускается печать через 1,5 межстрочный интервал, каждая строка содержит не более 62-64 печатных знаков вместе с промежуточными. Поля должны оставаться по всем четырем сторонам листа. Размер левого поля 30 мм, верхнего поля - 20 мм, правого - 10 мм, нижнего - 20 мм. Объем курсовой работы 25-30 листов машинописного текста (без приложений).

При первом упоминании в тексте иностранных фирм, малоизвестных фамилий, их пишут в русской транскрипции на языке оригинала (в скобках). Каждая страница курсовой работы должна иметь порядковый номер, который ставится арабскими цифрами на верхнем поле посередине страницы или в верхнем правом углу без других дополнительных знаков. Нумерация страниц должна быть сквозной первой страницей является титульный лист, второй - содержание (оглавление), третьей - техническое задание, четвертой - введение. Нумерация начинается с 4 стр. (Введение). В общую нумерацию входит список используемой литературы и приложения. Перенос слов на титульном листе и в заголовках по тексту не разрешается. Точка в конце заголовка не ставится. Курсовая работа должна содержать следующие структурные элементы:

·Титульный лист

·Содержание

·Техническое задание (оригинал)

·Введение

·Основная часть (главы, параграфы, подпункты)

·Заключение

·Список литературы

Введение

Проблема загрязнения окружающей среды, в частности воздушного пространства, не становится менее актуальной с течением времени. Основой для ее решения служит развитие и совершенствование систем экологического мониторинга, осуществляемого на современных организационной и технологической базах.

В различных видах научной и практической деятельности человека для изучения свойств предметов и явлений издавна применяется метод наблюдения - способ познания, основанный на относительно длительном целенаправленном и планомерном восприятии предметов и явлений окружающей действительности.

В XX веке, в науке возник термин мониторинг для определения системы целенаправленных повторных наблюдений за одним или несколькими элементами окружающей природной среды в пространстве и времени.

В последние десятилетия общество все шире использует в своей деятельности сведения о состоянии природной среды. Эта информация нужна в повседневной жизни людей, при ведении хозяйства, в строительстве, при чрезвычайных обстоятельствах - для оповещения о надвигающихся опасных явлениях природы. Но изменения в состоянии окружающей среды происходят и под воздействием биосферных процессов, связанных с деятельностью человека. Определение вклада антропогенных факторов в эти изменения представляет собой важную и непростую задачу.

В соответствии со ставшим уже каноническим определением, экологический мониторинг - информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов. Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:

о состоянии окружающей среды и её изменениях;

о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия);

о допустимости нагрузок на среду в целом и на ее отдельные компоненты;

о существующих резервах биосферы.

Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002г. определяет экологический мониторинг в РФ как комплексную систему наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов. В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями мониторинг включает три основных направления деятельности:

наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;

оценку фактического состояния среды;

прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Цель работы: изучить программы экологического мониторинга атмосферного воздуха.

Задачи:

. Проанализировать сети наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха и выявить перечень загрязняющих веществ, подлежащих контролю.

. Используя комбинаторный индекс установить класс загрязненности воды по заданным параметрам.

Глава 1. Понятие экологического мониторинга воздушной среды

.1 Сеть наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха

Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населенных пунктах регламентируются требованиями ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». Наблюдения за загрязнением атмосферы осуществляют на специальных постах. Постом является выбранная точка местности, на которой размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.

При проведении мониторинга устанавливают три категории постов наблюдений: стационарный, маршрутный и передвижной (подфакельный). Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных загрязняющих веществ. Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижного оборудования. Передвижной пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.

Каждый пост независимо от категории размещают на открытой проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием: асфальте, твердом грунте, газоне - таким образом, чтобы были исключены искажения результатов измерений из-за наличия зеленых насаждений, зданий и т.д.

Стационарный и маршрутный посты размещают в местах, выбранных на основе предварительного исследования загрязнения воздушной среды города промышленными и бытовыми выбросами, выбросами автотранспорта и условий рассеивания. Эти посты размещают в центральной части населенного пункта, жилых районах с различным типом застройки, зонах отдыха, на территориях, примыкающих к магистралям интенсивного движения транспорта. Места отбора проб при передвижных наблюдениях выбирают на разных расстояниях от конкретного источника выброса с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере.

Число постов и их размещение определяют с учетом численности населения, площади населенного пункта и рельефа местности, развития промышленности и сети магистралей, рассредоточенности мест отдыха и курортных зон. Число стационарных постов устанавливают следующим образом (не менее): 1 пост - до 50 тыс. жителей, 2 поста - 100 тыс. жителей, 2-3 поста - 100-200 тыс. жителей, 3-5 постов - 200-500 тыс. жителей, 5-10 постов - более 500 тыс. жителей, 10-20 постов (стационарных и маршрутных) - более 1 млн. жителей.

В населенных пунктах устанавливают один стационарный или маршрутный пост через каждые 0,5-5 км с учетом сложности рельефа и наличия источников загрязнения.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. В период неблагоприятных метеорологических условий (штиль, температурная инверсия) и значительного возрастания концентраций загрязняющих веществ наблюдения проводят каждые три часа.

.2 Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на стационарных постах

загрязнение атмосферный воздух

Стационарный пост наблюдений - это специально оборудованный павильон, в котором размещена аппаратура, необходимая для регистрации концентраций загрязняющих веществ и метеопараметров по установленной программе.

Поиск и выбор места отбора, а также первичной оценки проб воздуха (как и в отношении других сред) проводят в предполагаемых зонах максимального загрязнения окружающей природной среды или непосредственно вблизи нахождения людей и других биообъектов, для которых данный выброс может оказаться вредным или опасным.

В рабочей зоне пробы воздуха следует отбирать в местах постоянного или максимально длительного пребывания людей, при характерных производственных условиях с учетом особенностей технологического процесса, уровня, физико-химических свойств, а также класса опасности и биологического действия выделяющихся химических загрязняющих веществ или физических факторов воздействия, температуры и влажности окружающей среды.

Места для отбора пробы воздуха в рабочей зоне выбирают с учетом технологических операций, при которых возможно наибольшее выделение в воздух рабочей зоны вредных веществ, например:

у аппаратуры и агрегатов в период наиболее активных химических, термических и иных процессов в них;

на участках загрузки и выгрузки веществ, затаривания готовой продукции;

на участках внутренней транспортировки сырья, полуфабрикатов и продукции;

на участках размола и сушки сыпучих, пылящих материалов и веществ и др.;

На стационарных постах для проведения наблюдений используют комплектные лаборатории типа ПОСТ, представляющие собой утепленный, обитый дюралевыми ячейками павильон, в котором установлены комплекты приборов и оборудования для отбора проб воздуха и проведения метеорологических измерений.

Отечественная промышленность выпускает две модификации комплектных лабораторий - ПОСТ-1 и ПОСТ-2. Последняя отличается более высокой производительностью и степенью автоматизации. В лабораториях ПОСТ-1 и ПОСТ-2 могут устанавливаться газоанализаторы ГКП-1 (на SО2), ГМК-3 (на СО), метеорологическая станция М-49, мачта для установки датчика ветра, фильтры для отбора пыли типа АФА, термостат для подогрева отбираемых проб воздуха при температурах окружающего воздуха менее 5 °С (обеспечивает нагрев воздуха для анализа на загрязнения до температуры более 5°С при температурах окружающего воздуха не менее -40°С). Предусмотрены передача результатов измерений по каналам связи, буферирование накопленной информации в течение 30 суток, передача сообщений в случае превышения уровней ПДК, пожарной опасности, нарушения терморежимов, отказа сети питания.

На стационарных постах наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и метеопараметрами осуществляют круглогодично, во все сезоны независимо от погодных условий. На опорных постах проводят наблюдения за содержанием пыли, SО2, СО, NО2 (основные загрязняющие вещества) и специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов данного населенного пункта, на неопорных постах - за специфическими веществами. Наблюдения за основными загрязняющими веществами на этих постах допускается проводить по сокращенной программе и не проводить, если среднемесячные концентрации этих веществ в течение года не превышают 0,5 среднесуточной ПДК.

.3 Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на маршрутных постах

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводят с помощью передвижной аппаратуры. В качестве передвижного поста используют автолабораторию «Атмосфера-2», смонтированную в салоне автофургона.

Салон автофургона разделен стенкой на два отсека: приборный и вспомогательный. В приборном отсеке размещены оборудование для отбора проб воздуха на газовые примеси, сажу, пыль; измерительный пульт анерум- бометра М-49 и пульт управления. Во вспомогательном отсеке размещены датчики температуры и влажности, распределительный щит, кабель на катушке, аккумуляторные батареи и другое оборудование.

На крыше автофургона укреплена съемная платформа, на которой размещены ящик с датчиком скорости и направления ветра, мачта для установки в рабочее положение датчиков и выносная штанга для крепления датчиков температуры, влажности и анерумбометра. Отбор проб воздуха на газовые примеси производят на высоте 2,6 м от уровня земли. Оба канала отбора проб оборудованы общим нагревателем, включаемым при температурах наружного воздуха ниже 5 °С. Терморегулятор обеспечивает автоматическое поддержание температуры пробы не ниже 5 °С.

В автолаборатории «Атмосфера-2» используют полуколичественные переносные приборы-индикаторы, предназначенные для определения содержания S02 и H2S («Атмосфера-1») и С12 и 03 («Атмосфера-2») в атмосферном воздухе.

Производительность автолаборатории составляет около 5000 отборов проб в год, в день можно произвести отбор 8-10 проб воздуха, что соответствует 4-5 точкам маршрута, по которому передвигается пост в городе. Порядок объезда маршрутных постов ежемесячно меняют таким образом, чтобы отбор проб в каждом пункте проводился в разное время суток. Например, в первый месяц машина объезжает посты в порядке возрастания номеров, во второй - в порядке их убывания, а в третий - с середины маршрута к концу и от начала к середине.

На маршрутных постах проводят наблюдения за основными загрязняющими веществами и специфическими веществами, характерными для выбросов данного населенного пункта.

1.4 Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на подфакельных постах

Передвижные (подфакельные) посты предназначены для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния источника загрязнения атмосферы. Подфакельные наблюдения за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия, осуществляют по специально разрабатываемым программам и маршрутам - с учетом объема выбросов и их токсичности.

Места отбора проб при подфакельных наблюдениях выбирают на разных расстояниях от источника загрязнения с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Отбор проб производят последовательно по направлению ветра на расстояниях 0,2-0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 15 и 20 км от стационарного источника выброса, а также с наветренной стороны источника.

В зоне максимального загрязнения (по данным расчетов и экспериментальных замеров) отбирают не менее 60 проб воздуха, а в других зонах количество проб должно быть не менее 25. Отбор проб воздуха при подфакельных измерениях производят на высоте 1,5 м от поверхности земли

.5 Виды программ наблюдений за загрязнением воздуха

Устанавливают четыре программы наблюдений на стационарных постах: полную, неполную, сокращенную, суточную.

Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняют ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз с обязательным отбором в 1, 7, 13, 19 ч по местному декретному времени. Допускается проводить наблюдения по скользящему графику 7, 10, 13 ч во вторник, четверг, субботу и в 16, 19, 22 ч - в понедельник, среду, пятницу.

Наблюдения по неполной программе разрешается проводить с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 ч местного декретного времени.

По сокращенной программе наблюдения проводят с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в сроки 7 и 13 ч местного декретного времени.

Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить при температуре воздуха ниже минус 45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений примеси используемым методом.

Программа суточного отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. Наблюдения по этой программе проводятся путем непрерывного суточного отбора проб.

В период неблагоприятных метеорологических условий и значительного возрастания содержания загрязняющих веществ проводят наблюдения через каждые 3 ч. При этом отбирают пробы под факелами основных источников загрязнения и на территории наибольшей плотности населения.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности.

На отдельных постах допускается смещение всех сроков наблюдений на один час.

Допускается не проводить наблюдения в воскресные и праздничные дни.

На опорных стационарных постах проводятся наблюдения за содержанием пыли, сернистого газа, окиси углерода, двуокиси азота (основные загрязняющие вещества) и за специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов данного населенного пункта.

На стационарных (неопорных) постах проводятся наблюдения за специфическими загрязняющими веществами. Наблюдения за основными загрязняющими веществами на этих постах допускается проводить по сокращенной программе и не проводить их, если среднемесячные концентрации этих веществ в течение года не превышают 0,5 среднесуточной ПДК.

На маршрутных постах проводятся наблюдения за основными загрязняющими веществами и специфическими веществами, характерными для промышленных выбросов данного населенного пункта.

На передвижных (подфакельных) постах проводятся наблюдения за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия.

При проведении эпизодических обследований наблюдения проводятся по программе, включающей необходимый минимум регулярной программы.

.6 Организация мониторинга атмосферного воздуха на отдельно взятом промышленном объекте

Измерения концентраций примесей проводят как в районе действия конкретного источника загрязнения атмосферы, так и на некотором удалении от него.

Для определения максимальных значений концентраций загрязняющих веществ, которые создаются при направленных выбросах от предприятий на тот или иной район города, а также размера зоны распространения примесей от данного предприятия организуются подфакельные наблюдения.

Подфакельными наблюдениями называются измерения концентраций примесей под осью факела выбросов из труб промышленных предприятий. Местоположение точек, в которых производится отбор проб воздуха для определения концентраций вредных веществ, меняется в зависимости от направления факела. Подфакельные наблюдения проводятся в районе отдельно стоящего источника выбросов или группы источников как на территории города, так и за его пределами с помощью передвижных станций наблюдения.

Измерения концентраций проводятся по оси факела на различных расстояниях от источника выброса и в точках слева и справа от линии, перпендикулярной оси факела. Наблюдения следует проводить на расстояниях 10-40 средних высот труб от источника, где особенно велика вероятность появления максимума концентраций. Такой вид обследования позволяет проследить изменение концентрации с увеличением расстояния от источника выброса, определить вклад в локальный уровень загрязнения низких и высоких источников выбросов и др.

Схема мониторинга атмосферного воздуха включает как первичное звено санитарно-промышленные и аналитические лаборатории предприятий, которые проводят «точечный» мониторинг атмосферного воздуха (воздух рабочей зоны) на территории непосредственно предприятия-загрязнителя. Контроль за качеством воздуха проводится также внутри цехов и рабочих помещений и зачастую дополняет производственный технологический контроль.

С целью контроля качества воздуха «точечный» мониторинг источников выбросов («подфакельные» наблюдения), и околопромышленных районов проводится также органами Санэпиднадзора (СЭН) и Госкомэкологии (ГЭК) или Минприроды. Кроме того, ГЭК и СЭН проводят локальный мониторинг воздуха в жилых кварталах, на крупных автомагистралях внутри города, в основном в наименее благополучных по экологической ситуации районах.

Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и ее территориальные органы осуществляют непрерывный контроль за качеством атмосферного воздуха в населенных пунктах (локальный, региональный и национальный уровни) с целью определения основных фоновых показателей загрязнения атмосферы, решения вопросов трансграничного переноса загрязняющих веществ и выявления высоких и экстремально высоких уровней загрязнения.

Обследование состояния загрязнения атмосферы в городе или крупном районе организуется для выяснения причин высоких уровней концентраций примесей, установления их неблагоприятного влияния на здоровье населения и окружающую среду и для разработки мероприятий по охране атмосферного воздуха.

В зависимости от целей различают три вида обследования:

эпизодическое - для ориентировочной оценки состояния загрязнения воздуха в населенном пункте и при выборе мест для размещения постов наблюдений;

комплексное - для детального изучения особенностей и причин высокого уровня загрязнения, его влияния на здоровье населения и окружающую среду в целом, а также для разработки рекомендаций по проведению атмосфероохранных мероприятий;

оперативное - для выявления причин резкого ухудшения качества воздуха.

В зависимости от вида обследования составляется программа обследования. На основании обобщенных результатов обследования разрабатываются конкретные рекомендации по проведению атмосфероохранных мероприятий и делается вывод о необходимости организации регулярных наблюдений при их отсутствии.

Так, эпизодическое обследование проводится при отсутствии регулярных наблюдений за загрязнением атмосферы и его результаты являются основанием для определения целесообразности проведения регулярных наблюдений. При разработке атмосфероохранных мероприятий для отдельного города или крупного промышленного района необходимо детальное изучение состояния загрязнения атмосферы, которое осуществляется на основании комплексного обследования.

Целями комплексного обследования являются:

выделение районов, подверженных влиянию определенных источников загрязнения;

изучение распределения по территории содержания загрязняющих веществ, особенно не контролируемых систематически;

уточнение правильности расчетов нормативов ПДВ;

изучение особенностей переноса загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах, за пределы исследуемой территории;

изучение взаимного влияния отдельных источников загрязнения на исследуемый район.

В ходе комплексного обследования изучаются:

) физико-географические характеристики исследуемого района с указанием рельефа местности, наличия водных объектов, растительных массивов (для определения количества точек наблюдения и расстояния между ними);

) климатические условия распространения примесей в атмосфере (для определения метеопараметров, за которыми должны проводится наблюдения, определения сроков проведения наблюдений);

) техногенные параметры стационарных и передвижных источников загрязнения атмосферы (для определения перечня предприятий и автомагистралей, подлежащих обследованию, определения приоритетного перечня веществ, подлежащих контролю).

1.7 Обоснование перечня загрязняющих веществ, подлежащих контролю

В атмосферный воздух города поступает большое количество различных вредных веществ. Повсеместно выбрасываются такие вредные вещества, как пыль (взвешенные вещества), диоксид серы, диоксид и оксид азота, оксид углерода, которые принято называть основными, а также различные специфические вещества, выбрасываемые отдельными производствами, предприятиями, цехами.

Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей. Определяются вещества, которые выбрасываются предприятиями города, и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ, В результате составляется список веществ, подлежащих контролю в первую очередь.

На основании установленного перечня веществ, подлежащих контролю, в каждом городе определяются вещества для организации наблюдений на постах. На опорных стационарных постах организуются наблюдения за содержанием основных загрязняющих веществ: пыли, диоксида серы, оксида углерода, оксида и диоксида азота, - и за специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов многих предприятий данного города (населенного пункта).

На неопорных стационарных и маршрутных постах проводятся наблюдения за содержанием специфических примесей приоритетного списка, характерных для близлежащих источников выбросов. Наблюдения за основными примесями на этих постах проводятся по сокращенной программе или не проводятся, если среднемесячная концентрация этих веществ в течение года не превышала 0,5 среднесуточной ПДК. Одна специфическая примесь контролируется на 2-3 стационарных постах одновременно.

Кроме веществ, приоритет которых уже установлен по изложенной методике, в обязательный перечень контролируемых веществ в городе включаются:

растворимые сульфаты - в городах с населением более 100 тыс. жителей;

формальдегид и соединения свинца - в городах с населением более 500 тыс. жителей, поскольку эти примеси в большом количестве выбрасываются автомобилями;

металлы - в городах с предприятиями черной и цветной металлургии;

бенз(а)пирен - в городах с населением более 100 тыс. жителей и в населенных пунктах с крупными источниками выбросов;

пестициды - в городах, расположенных вблизи крупных сельскохозяйственных территорий, на которых используются пестициды.

Перечень вредных веществ, подлежащих контролю, пересматривается при изменении данных инвентаризации промышленных выбросов, появлении новых источников выбросов, реконструкции предприятий, но не реже 1 раза в 3 года.

Расширение перечня контролируемых веществ осуществляется после предварительных наблюдений, направленных на ориентировочную оценку состояния загрязнения. Такие наблюдения могут проводиться на стационарных, маршрутных постах или при эпизодических обследованиях.

1.8 Краткая характеристика приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

Азота диоксид (двуоокись азота) NO2. Класс опасности - 2 ПДКсс - 0,004 ПДКмр - 0,085

При высоких концентрациях бурый газ с удушливым запахом. Действует как острый раздражитель. Однако при тех концентрациях, которые присутствуют в атмосфере, NO2 является скорее потенциальным раздражителем и только потенциально ее можно сравнивать с хроническими легочными заболеваниями. Однако у детей в возрасте 2 -3 года наблюдался некоторый рост заболеваний бронхитом. Под воздействием солнечной радиации и при наличии несгоревших углеводородов окислы азота вступают в реакции с образованием фотохимического смога.

Часто различные окислы азота, которые образуются при сгорании любых видов топлива, объединяют в одну группу "NOx". Однако наибольшую опасность представляет именно двуокись азота NO2.

Аммиак NH3, нитрид водорода (запах нашатырного спирта), почти вдвое легче воздуха. Класс опасности - 2 ПДКсс - 0,004 ПДКмр - 0,2

Бесцветный газ с резким удушливым запахом и едким вкусом. Ядовит, сильно раздражает слизистые оболочки.

При остром отравлении аммиаком поражаются глаза и дыхательные пути, при высоких концентрациях возможен смертельный исход. Вызывает сильный кашель, удушье, при высокой концентрации паров - возбуждение, бред. При контакте с кожей - жгучая боль, отек, ожег с пузырями. При хронических отравлениях наблюдаются расстройство пищеварения, катар верхних дыхательных путей, ослабление слуха. Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна.

Бенз(а)пирен Класс опасности - 1 ПДКсс - 0,01

Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).Может появиться в дымовых газах при сжигании любого топлива с недостатком кислорода в отдельных зонах горения.

Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции. Будучи химически сравнительно устойчивым, бенз(а)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками. Бенз(а)пирен оказывает также мутагенное действие.

Бензол Класс опасности - 2 ПДКсс - 0,1 ПДКмр - 1,5

Бесцветная летучая жидкость со своеобразным нерезким запахом. При острых отравлениях наблюдается головная боль, гоовокружение, тошнота, рвота, возбуждение сменяющееся угнетенным состоянием, частый пульс, падение кровяного давления. В тяжелых случаях - судороги, потеря сознания. Хронические отравления проявляются изменением крови (нарушение функции костного мозга), головокружением, общей слабостью, расстройством сна, быстрой утомляемостью. У женщин - нарушение менструальной функции.

Озон (О3) Класс опасности - 1 ПДКсс - 0,003 ПДКмр - 0,16

Взрывчатый газ синего цвета с резким характерным запахом. Убивает микроорганизмы, поэтому его применяют для очистки воды и воздуха (озонирование). Однако в воздухе допустимы лишь очень малые концентрации т.к. озон чрезвычайно ядовит (более чем угарный газ СО).

Свинец и его соединения Класс опасности - 1 ПДКсс - 0,0003

Ядовит, воздействует на центральную нервную систему, даже малые дозы свинца вызывают у детей отставание в развитии интеллекта. Поражение нервной системы проявляется астенией, при выраженных формах - энцефалопатией, параличами (преимущественно разгибателей кистей и пальцев рук), полиневризмом. При хронической интоксикации возможны поражения печени, сердечнососудистой системы, нарушение эндокринных функций (например, у женщин - выкидыши). Угнетение иммунобиологической реактивности способствует повышенной общей заболеваемости. Возможны и смертельные отравления. Свинец влияет на нервную систему человека, что приводит к снижению интеллекта, вызывает изменение физической активности, координации слуха, воздействует на сердечнососудистую систему, приводя к заболеванию сердца. Это оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения и в первую очередь детей, которые наиболее восприимчивы к свинцовым отравлениям. Канцероген, мутаген.

Сероводород Класс опасности - 2 ПДКмр - 0,008 Бесцветный газ с запахом тухлых яиц.

Вещество раздражает глаза и дыхательные пути. Вдыхание газа может вызвать отек легких Быстрое испарение жидкости может вызвать обморожение. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему. Воздействие может вызвать потерю сознания. Воздействие может вызвать смерть. Эффекты могут быть отсроченными.

Сернистый ангидрид (диоксид серы) SO2 Класс опасности - 3 ПДКсс - 0,05 ПДКмр - 0,5

Бесцветный газ с характерным резким запахом. Токсичен. В лёгких случаях отравления сернистым ангидридом появляются кашель, насморк, слезотечение, чувство сухости в горле, осиплость, боль в груди; при острых отравлениях средней тяжести, кроме того, головная боль, головокружение, общая слабость, боль в подложечной области; при осмотре - признаки химического ожога слизистых оболочек дыхательных путей.

Длительное воздействие сернистого ангидрида может вызвать хроническое отравление. Оно проявляется атрофическим Ринитом, поражением зубов, часто обостряющимся токсическим бронхитом с приступами удушья. Возможны поражение печени, системы крови, развитие пневмосклероза.

Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с хроническими нарушениями органов дыхания, с астмой.

Диоксид серы образуется при использовании резервных видов топлива предприятиями теплоэнергетического комплекса (мазут, уголь, газ низкого качества) и выбросов дизельного автотранспорта.

Углерода окись СО (угарный газ)

Класс опасности - 4 ПДКсс - 0,05 ПДКмр - 0,15

Газ без цвета и запаха. Токсичен. При острых отравлениях головная боль, головокружение, тошнота, слабость, одышка, учащенный пульс. Возможна потеря сознания, судороги, кома, нарушение кровообращения и дыхания. При хронических отравлениях появляются головная боль, бессонница, возникает эмоциональная неустойчивость, ухудшаются внимание и память. Возможны органические поражения нервной системы, сосудистые спазмы Углерода окись образуется в результате неполного сгорания углерода в топливе. В частности при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода. Подобное образование происходит в печной топке, когда слишком рано закрывают печную заслонку (пока окончательно не прогорели угли). Образующийся при этом монооксид углерода, вследствие своей ядовитости, вызывает физиологические расстройства («угар») и даже смерть, отсюда и одно из названий - «угарный газ» Основным антропогенным источником CO в настоящее время служат выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Оксид углерода образуется при сгорании углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха.

Фенол Фенол - летучее вещество с характерным резким запахом. Пары его ядовиты. При попадании на кожу фенол вызывает болезненные ожоги При острых отравлениях - нарушение дыхательных функций, ЦНС. При хронических отравления - нарушение функций печени и почек.

Формальдегид HCOH Бесцветный газ с резким запахом.

Токсичен, оказывает отрицательное влияние на генетику, органы дыхания, зрения и кожный покров. Оказывает сильное воздействие на нервную систему. Формальдегид занесен в список канцерогенных веществ.

Вещество может оказывать действие на печень и почки, приводя к функциональным нарушениям.

Применяют формальдегид при изготовлении пластмасс, а основная часть формальдегида идет на изготовление ДСП и других древесностружечных материалов. В них феноло-формальдегидная смола составляет 6-18% от массы стружек.

Хлор и его соединения Класс опасности - 2 ПДКсс - 0,03 ПДКмр - 0,1

Желто-зеленый газ с резким раздражающим запахом. Раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. К первичным воспалительным прцессам обычно присоединяется вторичная инфекция. Острые отравления развиваются почти намедленно. При вдыхании средних и низких концентраций отмечаются стеснение и боль в груди, учащенное дыхание, резь в глазах, слезотечение, повышенное содержание лейкоцитов в крови, температуры тела и т.п. Возможны бронхопневмония, отек легких, депрессивное состояние, судороги. Как отдаленные последствия наблюдаются катары верхних дыхательных путей, бронхит, пневмосклероз и др. Возможна активизация туберкулеза. При длительном вдыхании небольших концентраций наблюдаются аналогичные, но медленно развивающиеся формы заболевания.

.9 Прогноз загрязнения атмосферы

В связи с высокой насыщенностью городов источниками загрязнения уровень загрязнения атмосферного воздуха в них, как правило, существенно выше, чем в пригородах и тем более в сельской местности. В отдельные периоды, неблагоприятные для рассеивания выбросов, концентрации вредных веществ могут резко возрасти относительно среднего или фонового городского значения. Частота и продолжительность периодов повышенного загрязнения атмосферного воздуха зависят от режима выбросов вредных веществ (разовых, аварийных и др.), а также от характера и продолжительности метеоусловий, способствующих повышению концентрации примесей в приземном слое воздуха.

Во избежание повышения уровня загрязнения атмосферного воздуха при неблагоприятных для рассеивания вредных веществ метеорологических условиях необходимо прогнозировать и учитывать эти условия. Помимо метеопараметров на распространение примесей в атмосфере оказывают влияние характеристики источников выбросов, в частности их высота, а также температура отходящих газов. Обычно выделяют три типа источников выбросов загрязняющих веществ: высокие с горячими (теплыми) выбросами, высокие с холодными выбросами и низкие.

Также при прогнозировании загрязнения воздуха в городах необходимо учитывать наличие и плотность за стройки. При переносе примесей в районы плотной застройки или в условиях сложного рельефа их концентрации могут повышаться в несколько раз.

Для характеристики загрязнения атмосферного воздуха по городу в целом в качестве обобщенного показателя используют параметр Р:

где N - количество наблюдений примеси в городе в течение одного дня на всех стационарных постах; М - количество наблюдений в течение того же дня с повышенной концентрацией примеси, превышающей среднее сезонное значение более чем в 1,5 раза.

Параметр Р рассчитывают для каждого дня как по отдельным примесям, так и по всем загрязнителям вместе. Этот параметр является относительной характеристикой, и его значение определяется главным образом метеорологическими факторами, оказывающими влияние на состояние атмосферного воздуха на всей территории города.

Методика предсказания вероятного роста концентраций вредных веществ в воздухе города предусматривает использование прогностической схемы загрязнения, которую разрабатывают для каждого города на основании опыта многолетних наблюдений за состоянием атмосферы. Общие принципы построения прогностических схем следует рассмотреть несколько подробнее.

Оперативное прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха проводят с целью кратковременного сокращения выбросов вредных веществ в периоды неблагоприятных метеорологических условий. Обычно составляют два вида прогноза загрязнения атмосферного воздуха по городу: предварительный (на сутки вперед) и уточненный (на 6-8 ч вперед, в том числе на текущий день, днем - на вечер и ночь).

О возможном формировании высокого уровня загрязнения атмосферы от одиночных (групповых) источников и по городу в целом составляют два вида предупреждений, которые передаются местными органами Росгидромета контролирующим органам и организациям, предприятиям, оказывающим влияние на формирование загрязнения. Предупреждения составляют не ранее чем за 24 ч до ожидаемого роста концентраций загрязняющих веществ с учетом возможного наступления неблагоприятных метеоусловий. В тексте передаваемого потребителям предупреждения о загрязнении необходимо указывать названия объектов, которым дается предупреждение, и период времени, когда ожидается возрастание уровня загрязнения.

В период действия предупреждения контролирующими органами осуществляется оперативное наблюдение за метеопараметрами, состоянием загрязнения атмосферного воздуха, источниками выбросов. Оперативно контролируются до исчезновения опасной ситуации такие метеопараметры, как скорость ветра и его направление у земли и в нижнем слое атмосферы до высоты 500 м, вертикальное распределение температуры воздуха на различных уровнях, характер развития слоя инверсии.

Состояние загрязнения атмосферного воздуха контролируют на стационарных постах не реже, чем через 3 ч при отборе разовых проб, а при использовании автоматических газоанализаторов показания снимают не реже чем через 1 ч.

Контроль источников загрязнения осуществляют:

путем проведения непрерывных измерений в источниках выбросов;

путем проведения подфакельных исследований каждые 2 ч в течение периода сохранения опасных метеоусловий;

путем отбора разовых проб или непрерывного контроля с использованием газоанализаторов на стационарных постах, находящихся в зоне влияния факела (факелов) источников выбросов.

Результаты сопоставляют с расчётными данными для реальной синоптической ситуации.

.10 Оптимизация сети наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха

Сеть наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха является в настоящем и будущем единственным экспериментальным средством оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха и применимости математических моделей рассеяния примесей в атмосфере.

Общими задачами сети являются:

?повышение эффективности, качества, надежности и достоверности данных наблюдений;

?внедрение новых методов многокомпонентного анализа примесей в атмосферном воздухе и в отходящих газах;

?достижение оптимального соотношения используемых в различных городах и населенных пунктах методов ручного отбора и анализа проб воздуха и полуавтоматических методов, повышение автоматизации средств измерений;

?повышение оперативности сбора, обработки, передачи и использования данных наблюдений в задачах контроля и регулирования уровней загрязнения атмосферного воздуха;

?установление тенденций и причин изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха.

Оптимальным может быть вариант совмещения задач исследования характера и причин изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха.

Для совершенствования организации наблюдений состояния атмосферного воздуха и контроля выбросов должны использоваться методы математического моделирования, оценки загрязнения снежного покрова, аэрокосмические и лазерные дистанционные методы.

Наземные посты наблюдений должны оборудоваться современными высокочувствительными и селективными приборами и системами оценки качества атмосферного воздуха в реальном масштабе времени. С учетом данных комплексного обследования состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории города или населенного пункта должна разрабатываться программа оптимизации сети наблюдений. Немаловажными являются выборка и статистическая обработка данных экспериментальных наблюдений.

Глава 2. Аналитическая часть

Установите класс загрязненности воды по комбинаторному индексу загрязненности, если известно, что для водного источника характерно следующее содержание элементов:

ЭлементКонцентрация в воде (мг/л)ПДК (мг/л)Общее число анализовЧисло превышения ПДКХром31,50,510027Никель16,50,012016Медь23,70,0013829Цинк36,850,013048Кадмий2,230,0054036Свинец15,80,034519

Графически отобразите содержание в воде ПДК веществ, концентрацию веществ, баллы кратности.

В гидрохимической практике используется метод интегральной оценки качества воды, по совокупности находящихся в ней загрязняющих веществ и частоты их обнаружения. В этом методе для каждого ингредиента на основе фактических концентраций рассчитывают баллы кратности превышения ПДК- Кi и повторяемости случаев превышения Нi, а также общий оценочный балл - Bi:

(1.1.)

(1.2.)

(1.3.), где:

Сi - концентрация в воде i-го ингредиента;

ПДКi - предельно допустимая концентрация - i-го ингредиента для водоемов рыбохозяйственного назначения;ПДКi - число случаев превышения ПДК по i-му ингредиенту;i - общее число измерений i-го ингредиента.

Ингредиенты, для которых величина общего оценочного балла больше или равна 11, выделяются как лимитирующие показатели загрязненности (ЛПЗ). Комбинаторный индекс загрязненности рассчитывается как сумма общих оценочных баллов всех учитываемых ингредиентов. По величине комбинаторного индекса загрязненности устанавливается класс загрязненности воды, табл. 1.

Таблица 1. Классификация загрязненности воды водных объектов

Значение комбинаторного индекса загрязненности водыКласс загрязненности воды12345Условно чистаяСлабо загрязненнаяЗагрязненнаяГрязнаяОчень грязнаяПри отсутствии ЛПЗ11-22,1-44,1-10101 ЛПЗ0,90,9-1,81,9-3,63,7-9,09,02 ЛПЗ0,80,8-1,61,7-3,23,3-8,08,03 ЛПЗ0,70,7-1,41,5-2,82,9-7,07,04 ЛПЗ0,60,6-1,21,3-2,42,5-6,06,05 ЛПЗ0,50,5-1,01,1-2,02,1-5,05,0

Показатель КИЗ учитывает одновременно показатели качества, содержание которых превышает установленные ПДК, повторяемость случаев превышения ПДК, кратность превышения ПДК. КИЗ используется, в основном, в случае комбинированного воздействия на экосистемы ряда токсичных веществ.

Для того чтобы установить класс загрязненности воды по комбинаторному индексу, нам потребуется рассчитать баллы кратности превышения ПДК - Кi, повторяемость случаев превышения Нi, а также общий оценочный балл - Bi, по формулам 1.1; 1.2. и 1.3..

Рассчитаем комбинаторный индекс загрязненности воды:

КИЗ = 17,01 + 1320 + 18012 + 5896 + 401,4 + 221,2 = 25867,61

Вывод: Класс загрязненности воды - 5. Вода очень грязная.

Заключение

Под экологическим мониторингом подразумевается комплексная система регулярных длительных инструментальных наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений в пространстве и времени состояния электромагнитной среды под воздействием природных и антропогенных факторов. При мониторинге качественно и количественно характеризуется состояние воздуха, поверхностных вод, климатические изменения, свойства почвенного покрова, состояние растительного и животного мира. К каждому из перечисленных компонентов биосферы предъявляются особые требования и разрабатываются специфические методы анализа.

Основными регистрируемыми ингредиентами, загрязняющими атмосферный воздух, являются: оксид углерода, сернистый газ, окислы азота, углеводороды и взвешенные вещества. Содержание и концентрация этих веществ, присутствующих в выбросах большинства источников загрязнения атмосферного воздуха, являются основными негативными показателями состояния загрязнения атмосферного воздуха.

Сейчас происходит постоянное развитие автоматизированных систем контроля загрязнения воздуха путем увеличения числа стационарных станций и применения передвижных постов наблюдений. Дальнейшее совершенствование этой системы становится возможным благодаря пониманию необходимости глобального контроля над состоянием атмосферы путем объединения локальных, региональных и национальных служб наблюдения за атмосферой.

Из всего этого следует вывод, что о необходимости совершенствования системы экологического мониторинга, должны использоваться методы математического моделирования, оценки загрязнения снежного покрова, аэрокосмические и лазерные дистанционные методы. С учетом данных комплексного обследования состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории города или населенного пункта должна разрабатываться программа оптимизации сети наблюдений.

Список литературы

1.Афанасьев Ю.А., Фомин С.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды. Учеб. пособие. М.: МНЭПУ, 2008. - Ч. 1. 208 с. -ISBN отсутствует.

.Беккер А.А. Агаев Т.В. Охрана и контроль загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1989 - 287 с. - ISBN отсутствует.

.Голицин А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды. Учеб. пособие. М.: Издательство Оникс, 2011 - 336 с. - ISBN: 978-5-488-00994-3

.Голицин А.Н. Экологическая экспертиза. М.: СПО, 2005

.ГОСТ 12.1.007-76 «Классификация вредных веществ и общие требования безопасности».

.ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов».

7.Зайцев В.А. Промышленная экология. М.: РХТУ <http://www.iqlib.ru/publishers/publisher/740F57F192EC482ABC1D13EA45A28036>, 2009. - 175 с. - ISBN: 5-7237-0348-Х

.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 2008. - 560 с. - ISBN отсутствует.

.Приказ Минприроды России от 31 декабря 2010 г. № 579 "О Порядке установления источников выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, подлежащих государственному учету и нормированию, и о Перечне вредных (загрязняющих) веществ, подлежащих государственному учету и нормированию"

.Тарасов В.В., Тихонов И.О. и др. Мониторинг атмосферного воздуха: Учебн. пособие. М.:РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. - 128 с. - ISBN: 978-5-91134-189-3

. Федеральный закон "Об охране окружающей среды" от 10.01.2002