Лазерные методы измерения уровня загрязнения атмосферы

Принцип действия лидара (метод оптической локации) аналогичен радиолокации. При этом в качестве импульсного источника энергии используется лазер, а отраженный пучок (с той же длиной волны) направляется обратно в систему и регистрируется фотоприемником. Этот пучок несет информацию о полной концентрации (без их разделения по составляющим) атмосферных частиц. Лазерный метод комбинированного рассеяния обеспечивает, достаточную идентификацию, выделенных газов, но лишь на небольших расстояниях при достаточно: высокой концентрации.

Комбинированное рассеяние представляет собой рассеяние света молекулами газа, что сопровождается изменением длины волны рассеиваемого света. Таким образом, для газа с известным составом комбинационное рассеяние приводит к появлению дополнительных спектральных линий, располагающихся вблизи от линий молекул газа.

Каждая рассеивающая среда имеет характерный лишь для нее спектр комбинационного рассеяния. Поскольку комбинационный сдвиг частоты является характеристикой молекул данного типа, то исследование спектров атмосферных газов может служить основой для создания чувствительного метода обнаружения конкретных газов. Этот метод также применим для малых расстояний и концентраций или требует применения мощных лазеров с перестраиваемой частотой. Но это требует соблюдения повышенных мер безопасности.

При использовании метода резонансной флюоресценции лазерный пучок направляется в газовый объем, в котором могут оказаться молекулы, способные флюоресцировать под воздействием излучения с определенной длиной волны. Флюоресцентное излучение улавливается приемным телескопом, обладающим более высокой чувствительностью. Это обеспечивает большую чувствительность, но действие ограничено конечным временем флюоресцентного свечения.

Метод регистрации естественной флюоресценции загрязняющих атмосферу веществ (без возбуждения их лазером) требует очень высокой чувствительности аппаратуры из-за незначительной мощности сигнала. При применении метода использования лазеров, основанного на поглощении, так как пучок пропускают через исследуемый объем, излучатель и приемник располагают по разные стороны от исследуемого объема. Метод позволяет определить лишь интегральную концентрацию загрязнений на пути пучка, обеспечивает высокую чувствительность и хорошую идентификацию.

Производственно-хозяйственные нормативы качества устанавливают требования к источнику вредного воздействия, ограничивая его деятельность определенной пороговой величиной. Нормативы предельно допустимых выбросов вредных веществ (ПДВ) обеспечивают выполнение контроля за промышленными и другими выбросами и сбросами в ОС вредных веществ.

В соответствии с Законом об охране ОС (статья 27) эти нормативы устанавливаются с учетом производственных мощностей объекта, данных о наличии мутагенного эффекта и вредных воздействиях по каждому источнику загрязнения на основе действующих нормативов ПДК (табл. 12.2-12.4) вредных веществ в ОС.

На этом основании прогнозируют экологические и социально-гигиенические последствия для состояния ОС, а сам контроль осуществляется на основе конкретно установленных для каждого источника выброса (сброса) ПДВ, а их может быть несколько даже на одном объекте.

Постановлением правительства РФ (1992 г.) установлен порядок разработки и утверждения экологических нормативов на сбросы и выбросы загрязняющих веществ, лимитов использования природных ресурсов, размещения отходов. Постановление допускает два вида нормативов выбросов (сбросов): предельно допустимые (ПДВ) и временно согласованные (ВСВ). Временно согласованные нормативы устанавливаются для объектов, которые не в состоянии какое-то время обеспечить нормативы ПДВ.

Такие объекты должны разработать планы снижения выбросов по этапам до достижения ПДВ. Это находится в определенном противоречии с законом об охране ОС (статья 27), который устанавливает только один норматив (ПДВ) и не допускает снижения ответственности предприятия за загрязнение ОС и причинение вреда здоровью человека. В необходимых случаях может быть назначена экологическая экспертиза.

Социально-общественный и юридический смысл ПДВ состоит в том, что вред, причиненный здоровью человека и природной среде, является следствием превышения допустимых норм концентрации вредных веществ в атмосфере, водоемах или почве. Органы экологического контроля должны выявлять объекты-загрязнители ОС и принимать меры к привлечению их руководителей к эколого-правовой ответственности. Единственной формой ответственности является возмещение вреда, возлагаемое на предприятие-загрязнитель. Не менее сложным является вопрос о выбросах передвижными источниками загрязнения, ибо до 70% загрязнений атмосферы приходится на автотранспортные средства.

Регулирование выбросов вредных веществ автомобилями ведется по направлениям:

1. совершенствование и разработка нормативов выбросов вредных веществ и выхлопных газов;
2. повышение экономичности двигателя;
3. внедрение малотоксичного, экологически чистого топлива;