Мониторинг состояния атмосферы: цели, задачи, методы

     Каждый  из них может быть затененный и  незатененный.

     Точечные  источники— это загрязнения, сосредоточенные в одном месте. К ним относятся дымовые трубы, вентиляционные шахты, крышные вентиляторы.

     Линейные источники имеют значительную протяженность. Это аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы.

     Площадные источники . Здесь удаляемые загрязнения рассредоточены по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам относятся места складирования производственных и бытовых отходов, автостоянки, склады горюче-смазочных материалов.

     Незатененные  или высокие, источники расположены в недеформированном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники, выбрасывающие загрязнения на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных по близости зданий и других препятствий.

     Затененные  источники расположены в зоне подпора или аэродинамической тени здания или другого препятствия.

     Источники выбросов загрязняющих веществ в  атмосферу подразделяют на организованные и неорганизованные.

     Из  организованного источника загрязняющие вещества поступают в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды трубы.

     Неорганизованный  источник выделения загрязняющих веществ образуется в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу пыли и газов, в места загрузки, выгрузки или хранения продукта. К неорганизованным источникам относят автостоянки, склады горюче-смазочных или сыпучих материалов другие площадные источники. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Нормирование качества  атмосферного воздуха 

     Для количественной оценки содержания примеси  в атмосфере используется понятие  концентрации — количества вещества, содержащегося в единице объема воздуха, приведенного к нормальным условиям.

     Качество  атмосферного воздуха — это совокупность его свойств, определяющая степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферного воздуха может считаться удовлетворительным, если содержание примесей в нем не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК).

     ПДК — это максимально концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении все жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом прямого или косвенного воздействия, включая отдаленные последствия. Под прямым воздействием понимается нанесение организму человека временного раздражающего действия, вызывающего ощущение запаха, кашель, головную боль. При накоплении в организме вредных веществ выше определенной доз могут возникать патологические изменения отдельных органов или организма в целом. Под косвенным воздействием понимаются такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния на живые организмы, ухудшают, обычные условия обитания: поражаются зеленые насаждения, увеличивают число туманных дней и т.д.

     Основным  критерием установления нормативов ПДК для оценки качества атмосферного воздуха является воздействие содержащихся в воздухе загрязняющих примесей на организм человека.

     Для оценки качества атмосферного воздуха  установлены две категории ПДК: максимально разовая (ПДКмр) и среднесуточная (ПДКСС).

ПДКМр — основная характеристика опасности вредного вещества. Установлена для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, биоэлектрической активности головного мозга) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. По этому нормативу оцениваются вещества, обладающие запахом или воздействующие на другие органы чувств человека.

     ПДКСС — установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека. Вещества, оцениваемые по этому нормативу, обладают способностью временно или постоянно накапливаться в организме человека.

     К началу 1999 г. по нормативам ПДК оценивалось  около 1000 веществ, которые могут  попадать в атмосферный воздух. ПДК наиболее распространенных загрязняющих веществ приведены в табл.  
 

Таблица 1. ПДК наиболее распространенных веществ

     Перечень  веществ, содержание которых в атмосферном воздухе нормируется, постоянно пополняется. Установлены временные нормативы ПДК загрязняющих веществ в воздухе для древесной растительности (ПДКЛ)

Таблица 2. Нормативы ПДК  л, мг/м3

     Если  вещество оказывает на окружающую природную  среду вредное воздействие в  меньших концентрациях, чем на человека, то при нормировании ходят из порога действия этого вещества на окружающую природу. Воздействие веществ, для  которых не установлены ПДК, оценивается  по ориентировочному безопасному уровню воздействия загрязняющего атмосферу  вещества (ОБУВ). ОБУВ — временный  гигиенический норматив для загрязняющего  атмосферу вещества, устанавливаемый  расчетным методом для лей  проектирования промышленных объектов. 

     3.Характеристика загрязняющих атмосферу веществ 

     Наиболее  распространенными загрязняющими  веществами, поступающими в атмосферный  воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода СО; диоксид серы SO2; оксиды азота NOx; углеводорода CmHn; пыль.

     Оксид углерода (СО) — самая распространенная и наиболее значительная примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в естественных условиях от 0,01 до 0,2 мг/м3. Основная масса выбросов СО образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в двигателях внутреннего сгорания. Содержание СО в воздухе крупных городе колеблется в пределах 1— 250 мг/м3, при среднем значении 20 мг/м3. Наиболее высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях городов с интенсивным движением, особенно у перекрестков. Высокая концентрация СО в воздухе приводит к физиологическим изменениям в организма человека, а концентрация более 750 мг/м3 — к смерти. СО — исключительно агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образует карбоксигемоглобин. Состояние организма при дыхании воздухом, содержащим угарный газ, характеризуется данными в табл.

     Степень воздействия СО на организм человека зависит также от длительности воздействия (экспозиции) и вида деятельности человека. Например, при содержании СО в воздухе 10—50 мг/м3, которое наблюдается на перекрестках улиц больших городов, при экспозиции ~ 60 мин отмечаются нарушения, приведенные в п.1, а при экспозиции от 12 часов до 6 недель — в п.2. При тяжелой физической работе отравление наступает в 2—3 раза быстрее. Образование карбоксигемоглобина — процесс обратимый, через 3—4 ч содержание его в крови уменьшается в 2 раза. Время пребывания СО в атмосфере составляет 2—4 месяца.

     Диоксид серы (SO2) — бесцветный газ с острым запахом. На его долю приходится до 95% от общего объема сернистых соединений, поступающих в атмосферу от антропогенных источников. До 70% выбросов SO2 образуется при сжигании угля, мазута — порядка 15%.

     При концентрации диоксида серы 20—30 мг/м3 раздражается слизистая оболочка рта  и глаз, во рту возникает неприятный привкус. Весьма чувствительны к SO2 хвойные леса. При концентрации SO2 в воздухе 0,23—0,32 мг/м3 в результате нарушения фотосинтеза происходит усыхание хвои в течение 2— 3 лет. Аналогичные изменения у лиственных деревьев происходят при концентрациях SO2 0,5—1 мг/м3.

     Основной  техногенный источник выбросов углеводородов (CmHn — пары бензина, метан, пентан, гексан) — автотранспорт. Его удельный вес составляет более 50% от общего объема выбросов. При неполном сгорании топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих канцерогенными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится в саже, выбрасываемой дизельными двигателями. Из углеводородов в атмосферном воздухе наиболее часто встречается метан, что является следствием его низкой реакционной способности. Углеводороды обладают наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение. При вдыхании в течение 8 часов паров бензина с концентрацией более 600 мг/м3 возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.

     Оксиды  азота (NOX) образуются в процессе горения при высоких температурах путем окисления части азота, находящегося в атмосфере. Под общей формулой NOX обычно подразумевают сумму NOи NO2.

Основные  источники выбросов NOx: двигатели внутреннего сгорания, топки промышленных котлов, печи.

     NO2 — газ желтого цвета, придающий  воздуху в городах коричневатый  оттенок. Отравляющее действие  NOx начинается с легкого кашля. При повышении концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота. При контакте NOx с водяным паром, поверхностью слизнете оболочки образуются кислоты HNO3 и HNO2, что может привести к отеку легких. Продолжительность нахождения NO2 в атмосфере — около 3 суток

     Размер  пылинок колеблется от сотых долей до нескольких десятков мкм Средний размер частиц пыли в атмосферном воздухе — 7—8 мкм. Пыль оказывает вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, поглощает солнечную радиацию и тем самым влияет на термический режим атмосферы и земной поверхности. Частицы пыли служат ядрами конденсации при образовании облаков и туманов. Основные источники образования пыли: производство строительных материалов, черная и цветная металлургия (оксиды железа, частицы А1, Си, Zn), автотранспорт, пылящие и тлеющие места складирования бытовых и производственных отходов. Основная масса пыли вымывается из атмосферы осадками.

     Выбросы, содержащие примеси в виде частиц пыли, дыма, тумана или пара, называются аэрозолями. Общее число разновидностей загрязняющих атмосферу аэрозолей составляет несколько сотен.  
 

Вывод 

     Первый  от поверхности Земли слой атмосферы  — тропосфера является неравновесной  химически активной системой. В ней  непрерывно идут процессы, вызывающие изменение концентрации примесей в  атмосферном  воздухе. Знания о механизмах и скорости процессов поступления  выбросов из природных и антропогенных  источников, переноса в другие сферы (воду, почву) или трансформации в  атмосфере позволяют составить баланс атмосферной части глобального кругооборота веществ в природе.