Чрезвычайные ситуации → Эколого-экономическая деятельность предприятий → Мониторинг загрязнения атмосферы при чрезвычайных ситуацияхНеобходимость проведения расчетного мониторинга загрязнения воздушного бассейна обусловлена недостатками информации, получаемой при экспериментальном мониторинге. Эта информация неполна в части описания загрязнения атмосферы города всеми специфическими загрязняющими веществами, по которым отсутствуют экспериментальные наблюдения, либо наблюдения нерегулярны или недавно начаты. В настоящий момент разработана структура электронного банка данных о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу.
Первоначально была решена задача о структуре и учитываемых параметрах, как по источникам загрязнения, так и по источникам выделения загрязняющих веществ, выработана единая технология сбора и обработки информации, определен объем и содержание, стандартная терминология и другие параметры. Электронный банк позволяет накапливать информацию в динамике, что дает возможность с помощью экспертной системы решать следующие задачи: централизовать объединение информации, которая позволит комплексно охарактеризовать состояние атмосферы города; оперативно использовать информацию для оценки экоситуации; учесть при расчете нестационарность выбросов во времени как в разрезе отдельных предприятий, так и города в целом. На основе электронной базы данных в городе возможно создание системы расчетного мониторинга качества атмосферного воздуха, основанной на фактических данных, с помощью которой можно диагностировать состояние атмосферного воздуха, получить картину распределения загрязнения в любой точке города на любую дату.
На примере четырех городов (Оренбург, Орск, Медногорск, Кувандык) апробирована методика комплексной оценки качества атмосферного воздух с учетом степени токсичности ЗВ. В качестве основных показателей оценки качества атмосферного воздуха использованы категории опасности города (КОГ) и категория опасности вещества (КОВ). КОГ является показателем, характеризующим качество атмосферного воздуха через выбросы от всех стационарных источников данной территории. Расчеты производились по четырем основным ЗВ: SO[2], NO[x], СО и пыль. Основная доля от суммы выбросов по массе приходится на Орск (48,34%), затем в ряду располагаются города Медногорск (28,78%), Оренбург (22,43%) и Кувандык (0,44%).
Однако при оценке по КОГ наиболее загрязненным оказался Медногорск - 43,12% (Орск - 39,04%, Оренбург - 17,60%, Кувандык - 0,23%). Очевидно, что массовые показатели не всегда объективно информируют о качестве атмосферного воздуха, т.к. не учитывают различия в токсичности вредных веществ. Использование показателей КОГ и КОВ позволяет получить более полную и объективную информацию о степени загрязнения воздушного бассейна, с учетом воздействия вредных веществ на здоровье человека.
По Сургутскому району в результате деятельности промышленных предприятий, имеющих стационарные источники, выброшено в атмосферу 407,3 тыс. т загрязняющих веществ, что на 10 тыс. т больше, чем в 1998 г. на территории Сургутского района удельная нагрузка ЗВ в атмосферном воздухе в 1997 г. составила 11 т/км. В зоне дислокации промышленных предприятий г.Сургута удельный вес проб атмосферного воздуха с превышением ПДК составляет 5,6%.
В загрязнении воздуха возросла роль автотранспорта. Так, на автодорогах в зонах жилой застройки все пробы воздуха с превышением составили в целом по району 16,2%. Исследование лихенофлоры проводилось в районе пос. ГПЗ (28 км юго-западнее г.Сургута), подверженного поллютантному воздействию нескольких источников загрязнений, в т.ч. газоперерабатывающего завода (СПГЗ) и ведомственной автотрассы. Вывод: основной причиной повышенной концентрации SO[2] в воздухе пос. ГПЗ является не производственная деятельность СПГЗ, а выбросы автотранспорта, проходящего по трассе, расположенной в непосредственной близости от поселка. Поэтому меры по снижению концентрации SO в воздухе поселка должны быть ориентированы на автотрассу и проходящей по ней транспорт.
Проведен локальный мониторинг атмосферного воздуха на территории Рязанского нефтеперерабатывающего завода и определены концентрационные уровни содержании в нем оксида азота, диоксида серы и азота, сульфат-ионов с применением спектрофотометрических и турбодиметрического методов, предусматривающих использование в качестве органических реагентов сульфаниловой кислоты, N-(1-нафтил)-этилеидиамина, реактива Грисса-Илосвая, парарозанилина). Методы выполнения отличались надежностью и хорошей воспроизводимостью. На основе динамических наблюдений составлен банк аналитических данных, который явился базовой основой рабочих параметров разработанной модели, и обоснован последующий выбор наиболее оптимальных параметров. Разработанная модель применена для прогнозирования снижения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу от установки каталитического крекинга Рязанского нефтеперерабатывающего. Предложены практические рекомендации для изготовления электрофильтров, позволяющие повысить эффективность ионизации газов и уменьшить степень их эмиссии в атмосферу.
Еще более важным представляются данные по «Югтрансгаз» РАО «Газпром»: компрессорных станциях Александрово-Гайского и Петровского линейных производственных управлений и Елшано-Курдюмской станции подземного хранения газа и позволила оценить реальный уровень воздействия объектов на ОС, а также эффективность назначенных для них санитарно-защитных зон. Показано, что наибольшее практическое применение получили статистические модели, основанные на оценке вероятности, с которой ЗВ окажутся в некоторой точке, находящейся по направлению ветра, после того, как облако выброса покинет источник.
Однако существующие в настоящее время методики расчета уровня загрязнения атмосферного воздуха с использованием этих моделей (в основе которых лежит кривая Гаусса), как показывают результаты их практического использования, дают большие погрешности. Поэтому является целесообразным использование адаптивных моделей, формируемых по реальным данным и позволяющих осуществлять построение полей концентраций ЗВ в приземной зоне, в частности, на территории и вблизи объектов предприятий газовой промышленности: станций хранения и переработки газа.
В работе поставлены и решаются следующие задачи:
1. Системный анализ станции как объекта-источника выбросов ЗВ в атмосферу.
2. Моделирование процесса распределения облака ЗВ по прилегающей к объекту территории.
3. Обоснование математических моделей мониторинга и разработка технологии их использовании в процессе мониторинга.
4. Экспериментальные исследования по статистической проверке гипотез о моделях.
5. Практическая реализация результатов теоретических и экспериментальных исследований: создание программного обеспечения мониторинга и его апробация на объектах предприятий ООО «Югтрансгаз».
В литературе представлены также данные о статистике годового загрязнения воздуха вредными веществами от таких предприятий, как «Электроисточник» в г.Саратове. На территории предприятия расположены производственные объекты, на которых происходят технологические процессы с выделением загрязняющих веществ в атмосферу. Обще количество источников выбросов вредных веществ - 260, из них: организованных - 231, неорганизованных - 23, на консервации - 6, источников, оснащенных газопылеочистным оборудованием - 34, количество выбрасываемых загрязняющих веществ - 69 наименований.
Общее количество выброса загрязняющих веществ в год составляет 82, 83 т/год. Наибольшее значение среди загрязняющих веществ имеет свинец - его выброс составляет 0,785 т/год. Основная масса свинца, участвующая в миграции, содержится в аэрозолях. Как показывают расчеты загрязнения атмосферы, существующая система пылеулавливания недостаточна для достижения ПДВ по свинцу и его неорганическим соединениям. Кроме атмосферы, свинец служит загрязнителем грунтов и сточных вод. Следует отметить, что в сточных водах имеют место незначительные превышения ПДК свинца.
Говоря о загрязнении воздуха, особенно больших городов и населенных пунктов, следует отметить своеобразную особенность климатического характера, что важно при статистической оценке типа и вида загрязнений и возможности проживания с учетом здоровья населения.
В работах по климатическому мониторингу приводятся интересные данные о различной и, в частности, повышенной уязвимости к загрязнениям воздуха. Так, в работе на основе исследований, выполненных с помощью математического моделирования и анализа фактической информации о глобальной системе, обнаружены области повышенной уязвимости по отношению к антропогенным воздействиям. Эти области выделяются высокой чувствительностью качества атмосферы к вариациям источников загрязняющих примесей. Представленный результат получен с помощью разрабатываемой методики решения взаимосвязанных задач экологии и климата. Методика базируется на применении вариационных принципов и комбинации методов прямого и обратного моделирования и методов мониторинга.
Возможно, отмеченная уязвимость связана с различными концентрациями загрязнителей и характером воздушного масспереноса. В литературе довольно активно используется метод масспереноса при создании математических моделей перемещения загрязненных воздушных потоков, особенно в городских условиях. В отношении загрязнения воздуха крупных городов очень трудно решаются задачи транспереноса загрязнителей как в пределах города, так и за городской чертой. Для решения этих проблем используются чаще всего математические модели. Качество атмосферного воздуха промышленного города, определяется количеством выбросов в него веществ-загрязнителей и метеопараметрами, отвечающими за трансформацию и перенос примеси в среде. На примере г.Оренбурга, являющегося самым крупным промышленным центром Оренбургской области, систематизированы данные об источниках выбросов в атмосферный воздух.