12.2. Стационарные и передвижные посты контроля транспортного загрязнения окружающей среды

Основной объект контроля загрязнения – стационарный пост наблюдений, работающий непрерывно в автоматическом режиме. Наличие такого стационарного поста наблюдений позволяет изу­чить влияние транспортного потока на уровень загрязнения воздуха и поверхностного стока, отработать методику осуществления экомониторинга автомобильных дорог и транспортных потоков, управления потоками в режиме реального времени.

В комплекта­цию стационарного поста наблюдения за уровнем транспортного загрязнения входят приборы для измерения концентраций NOх, CO, CхHу, сажи, уровня шума, метеорологических параметров, характе­ристик транспортного потока и др. Для обработки и анализа ин­формации, поступающей непрерывно от измерительных приборов, создается аналитический центр, в котором имеются программные средства для расчета образования вторичных загрязняющих веществ, распространения загрязняющих веществ в компонентах биоты, восстановления информации об уровнях ингредиентного и пара­метрического загрязнения в разных точках импактной зоны.

Передвижные лаборатории используются для оценки простран­ственной изменчивости загрязнения на прилегающих территориях. Основное назначение передвижных постов – выявление зон с чрез­мерным уровнем загрязнения компонентов биоты, отбор проб для тщательного лабораторного анализа, а также осуществления кон­трольных функций.

На урбанизированных территориях стационарные и передвиж­ные посты образуют сеть мониторинга.

Основными задачами сети наблюдений за загрязнением окру­жающей среды являются:

· проведение непрерывных измерений уровня загрязнения воздушного бассейна, вод, почв, биоты основными источниками выбросов вредных веществ и метеорологических условий;

· информационное объединение результатов измерения загрязнения окружающей среды и общие банки данных и базы знаний;

· оценка состояния загрязнения среды с учетом метеорологических условий (в том числе и в случаях аварийных залповых выбросов);

· краткосрочное и долгосрочное прогнозирование уровня загрязнения окружающей среды с учетом прогноза изменений климатических характеристик и характеристик выбросов вредных веществ в атмосферу, воду, почву (в том числе в случаях аварийных и залповых выбросов);

· выработка рекомендаций по снижению загрязнения среды на различные промежутки времени;

· оценка эффективности проводимых мероприятий, программ, проектов, направленных на улучшение состояния окружающей среды.

Такие системы мониторинга создаются для контроля уровня за­грязнения прежде всего атмосферного воздуха.

Непрерывный автоматический отбор проб представляет собой статистическую базу исследований, позволяющих обнаружить ме­стонахождение и границы сильного загрязнения, а также опреде­лить временную эволюцию явлений (суточную, сезонную, годовую) и оценить взаимную зависимость величин, измеряемых в одной точ­ке, и, наконец, способствует применению математических моделей. Рассмотрим особенности построения и функционирования таких систем.

С помощью оборудования, работающего круглосуточно, произ­водится оценка концентрации химических загрязняющих веществ, присутствующих во внешней среде и метеорологических условий. Сеть включает измерительную аппаратуру, способную поставить информацию о концентрации таких веществ, как SO2, H2S, NО, NO2, NOx, СхНу, СО, частицы пыли, О3.

Метеорологическая сеть состоит из наземного оборудования, предназначенного для измерения:

· направления и скорости ветра;

· температуры воздуха;

· градиентов температуры на 100 м;

· суммарной солнечной радиации;

· относительной влажности;

· дождевых осадков;

· атмосферного давления.

Непрерывная связь через телетайп метеорологического центра обеспечивает прием метеорологических сводок из пункта радиозон­дирования, а факсимильный приемник воспроизводит синоптиче­скую карту и карты абсолютной барической топографии на изоба­рических поверхностях 850, 700 и 500 гПа.

Места расположения газоанализаторов должны быть выбраны таким образом, чтобы получать наиболее репрезентативные (выборочные, многократно повторяющиеся) данные об окружающем воздушном пространстве. Кроме критерия точно­сти и соблюдения технологии измерения и надежности, необходимо предусмотреть систему, отключающую прибор при обнаружении неисправности. С этой целью создается двухуровневая система кон­троля:

· измерение и автоматическая сигнализация под управлением компьютера;

· работа под контролем оператора.

На первом уровне производится установка нуля и градуировка прибора по запросу компьютера, который с помощью соответст­вующей программы на основе полученных данных калибровки кор­ректирует результаты измерения. Второй уровень предполагает пе­риодическое обслуживание в соответствии с требованиями прибора. Эта система позволяет получить до 85 % истинных данных.

Кроме анализаторов, система отбора проб атмосферного за­грязнения, созданная для непрерывного контроля состояния окру­жающей среды, включает устройство для передачи сигналов в центр и обратно по выделенным телефонным линиям. Информа­ция в кодах, поступающая от приборов в компьютер, декодируется и подтверждается, затем вводится в память с тем, чтобы в даль­нейшем ее обработать в соответствии со следующим алгоритмом:

1) первая операция состоит в записи всех поступающих данных на магнитную ленту, т.е. накоплении архива;

2) если полученное сред­нее значение концентрации за полчаса с любой из станций превы­сит ПДК, то об этом поступает немедленный сигнал, и распечатываются сведения, включающие в себя все необходимые данные для анализа эпизода загрязнения;

3) в противном случае полученные значения вводятся в память, и распечатка данных проис­ходит один раз в сутки.

Таким образом, система немедленно сообщает об аварийной си­туации и выдает информацию, необходимую для изучения контро­лируемого эпизода; в нормальных же условиях производится только запись на магнитную ленту. Важнейшими выходными параметрами системы мониторинга являются:

· средние за 20 мин величины концентраций SО2, H2S, CxHy, NОx, O3;

· средние за час концентрации СО и трехчасовые – пыли;

· получасовые данные о метеорологических величинах;

· управление калибровкой приборов;

· выдача сигнала о превышении установленного аварийного порога по каждой отдельной станции за 12 и 24 ч;

· световая индикация аварийных ситуаций на мнемосхеме;

· вызов на экран данных за последнюю минуту или средних за 10 мин;

· статистика за некоторый промежуток времени.

В настоящее время в составе измерительных комплексов используется следующее оборудование:

¨ измерения концентрации СО в атмосферном воздухе на высоте 2,5 м осуществляются газоанализатором МГЛ-19-СО, в котором реализован электрохимический метод, с записью результатов в дискретной форме в непрерывном режиме в течение суток;

¨ измерение содержания NO, NO2 выполняется газоанализатором ЕТ-909, реализующим хемилюминесцентный метод, с записью результатов в дискретной форме непрерывно в течение суток;

¨ для измерения концентрации О2 в атмосферном воздухе используется многокомпонентный газоанализатор Testo-Termo 33 (Testo, ФРГ) который содержит несколько диффузионных электрохимических ячеек-датчиков, предназначенных для определения концентрации О2, СО, NO, NO2, SO2, а также позволяет расчетным путем определить содержание СО2;

¨ радиационный фон измеряется прибором ДРГ-25 М, уровень звукового давления транспортного потока в диапазоне частот 31,5 – 8000 Гц – шумомером NA-29 (RION, Япония);

¨ температура воздуха измеряется электронным цифровым термометром – измерителем-регулятором ИРТВ-5215 и измерителем-преобразователем температуры и влажности ИПТВ-056 с полупроводниковым датчиком температуры;

¨ скорость и направление ветра – анеморумбометром  М63-М1.

Оценка погрешностей измерений приборами приведена в табл.


12.2.

Таблица 12.2

Диапазоны и погрешности измерения параметров

Измеряемый параметр

Диапазон измерения

Погрешность измерения, %

СО, мг/м3

0 – 100

2

NO, мг/м3

0 – 10

25

NO2, мг/м3

0 – 10

25

О2, % (по объему)

0 – 25

20

Гамма излучение, мкР/ч

0 – 10 000

20

Уровень звукового давления, дБА

0 – 110

± 5 дБА

Скорость ветра, м/с

0 – 60

3

Направление ветра, град

0 – 360

±5˚

Температура воздуха, ˚С

-50 – +60

1

Измерение и регистрация характеристик транспортного потока (скорости движения, интенсивности и состава транспортного пото­ка) в контрольном сечении автомагистрали выполняется с помощью цветной видеосъемки с последующей расшифровкой видеозаписи. Состав транспортного потока определяется вручную при воспроиз­ведении записи в режиме уменьшенной скорости протяжки ленты, а также с использо

ванием режима «стоп-кадр» для фиксирования сложных ситуаций при определении состава транспортного потока.

Уровень загрязнения поверхностного стока и почвы 142 вещест­вами, в том числе алюминием, барием, бензотриазолом, бором, бромом, кадмием, ионами хлора, диоксидом хлора, свободным хлором, хромом шестивалентным, трехвалентным, свободным хромом, ко­бальтом, медью, цианидами, фторидами, оксидами железа (в воде и почве), свинцом, марганцем, никелем, молиб­деном, цинком, нитратами, а также оценки уровня содержания азота, фосфора, калия, сульфатов и сульфидов (в почве), кислорода, нефте­продуктов, органических соединений осуществляется с использова­нием спектрофотометра DR-2000 (фирмы Hach, США).

Кроме этого в состав лаборатории входят измерители темпера­туры воды, электрической проводимости и общего содержания рас­творенных солей (ионов натрия, калия и др.) концентрации водо­родных ионов (рН-метр), а также цифровой титратор для определения объемной концентрации растворенных в воде веществ, кюветы для отбора и хранения проб.