Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Система контроляМониторинг атмосферного воздуха — слежение за его состоянием и предупреждение о критических ситуациях, вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов. Для обеспечения мониторинга в развитых странах созданы автоматизированные системы контроля загрязнения воздуха (АСКЗВ). Задачи, решаемые АСКЗВ: • автоматическое наблюдение и регистрация концентраций загрязняю • анализ полученной информации с целью определения фактического • принятие экстренных мер по борьбе с загрязнением; • прогноз уровня загрязнения; • выработка рекомендаций для улучшения состояния окружающей среды; • уточнение и проверка расчетов рассеивания примесей. АСКЗВ рассчитаны на измерение концентраций одного или нескольких ингредиентов из следующего ряда: SO2; CO; NOx; O3; CmHn; H2S; NH3; взвешенных веществ, а также определения влажности, температуры, направления и скорости ветра. АСКЗВ оснащаются приборами на основе сенсоров. Различают электрохимические, амперометрические, полупроводниковые, пьезокварцевые, фотометрические сенсоры с использованием волоконной оптики и индикаторных трубок, биосенсоры, сенсоры на поверхностно-активных волокнах и др. АСКЗВ функционируют на уровне отдельных предприятий, города, региона, а также на национальном и межгосударственном уровнях. Центральная станция системы укомплектована вычислительным комплексом. Система имеет обратную связь с предприятиями-источниками загрязнения атмосферного воздуха. Частота фиксации результатов измерений — от 3 раз в сутки до 60 раз в час. Для передачи информации используются телефонные линии, УКВ-радиоканалы или телеграфный канал. Станции, как правило, работают без обслуживающего персонала, все виды контроля осуществляются автоматически. Развитие АСКЗВ происходит путем увеличения числа стационарных станций и применения передвижных постов наблюдений. Дальнейшее совер- 210 Экология города шенствование систем наблюдений осуществляется путем применения более современной техники, объединения отдельных локальных систем в региональные, общегосударственные, интернациональные. В Украине наблюдение за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют с помощью постов. Посты наблюдения размещаются в павильоне или на автомобиле, оборудованном соответствующими приборами. Установлено 3 категории постов наблюдений: стационарный, маршрутный и передвижной (подфакельный). Стационарный пост предназначен для непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Выделяются опорные стационарные посты — 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 проводят с помощью специально оборудованного автомобиля-лаборатории. Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым факелом с целью выявления зоны влияния данного источника. Наблюдения под факелом производятся с помощью лаборатории, смонтированной в автомобиле. Подфакельные посты располагаются в определенных точках на фиксированных расстояниях от источника. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника выброса. Стационарные и маршрутные посты размещаются в местах, выбранных на основе предварительного исследования загрязнения атмосферы, как правило, в центральной части населенного пункта, в жилых районах с различным типом застройки, в первую очередь в наиболее загрязненных, на территориях, прилегающих к магистралям наиболее интенсивного движения транспорта, а также в зонах отдыха. К числу наиболее загрязненных районов относят зоны наибольших максимальных разовых и среднесуточных концентраций, создаваемых выбросами промпредприятий (в радиусе 0,5—2 км от низких источников и 2—3 км от высоких). Подфакельные посты размещают с учетом ожидаемых наибольших концентраций на расстояниях 0,5; 1; 2; 3; 10 км от границы санитарно-защитной зоны или источника загрязнения атмосферы с подветренной стороны от него. Направление факела определяется визуальными наблюдениями за очертаниями облака дыма или по направлению ветра, если дымовое облако отсутствует. Каждый пост независимо от категории размещается на открытой, проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием (асфальт, твердый грунт, газон) таким образом, чтобы исключить искажение результатов измерений из-за наличия зеленых насаждений, зданий и других объектов. Раздел 4. Воздушная среда города 211 Необходимое количество постов устанавливается в зависимости от численности населения, площади населенного пункта, рельефа местности, особенностей размещения и уровня развития промышленных предприятий, расположения магистралей с интенсивным движением, расположения мест отдыха и курортных зон, метеоусловий. Оптимальное количество постов, обеспечивающих минимальные затраты при заданной погрешности наблюдений в зависимости от численности населения города, следующее: до 50 тыс. жителей — 1 пост; до 100 тыс. — 2 поста; 100—200 тыс. — 2—3 поста; 200—500 тыс. — 3—5 постов; более 500 тыс. — 5—10 постов; более 1 млн жителей — 10—20 стационарных и маршрутных постов. Расстояние между стационарными постами составляет от 0,5 до 5 км. Уровень загрязнения атмосферы оценивается по данным наблюдений за год. При этом количество наблюдений должно быть не менее 200. Чтобы учесть колебания метеорологических условий и получить более достоверные сведения об уровне загрязнения используются данные наблюдений за период 2—5 лет. Общее число наблюдений за рассматриваемый период — не менее 800. Перечень веществ, подлежащих контролю, определяется по составу выбросов предприятий города. Далее оценивается возможность превышения ПДК этих веществ. Окончательно список веществ, подлежащих контролю, уточняется по величине параметра потребления воздуха (ПВ). Этот показатель характеризует расход воздуха, необходимый для разбавления выбросов /-го вещества А/, до уровня концентрации qj или до уровня ПДК(. Реальный ПВ: ПВ. = MJqr Требуемый ПВ: ПВТІ = М^ПДК, где А/. — суммарное количество выбросов /-ой примеси от всех источников, расположенных на территории города, т/год; qt — концентрация /-ой примеси, установленная по данным расчетов или наблюдений, мг/м3. Если ПВП > ПВ,, то ожидаемая концентрация примеси в воздухе может быть равна ПДК или превысит ее и, следовательно, /-ая примесь должна контролироваться. Дополнительно в обязательный список контролируемых веществ включаются: бенз(а)пирен растворимые сульфаты — в городах с населением более 100 тыс. жителей; формальдегид и соединения свинца — в городах с населением более 500 тыс. жителей; металлы — в городах с предприятиями черной и цветной металлургии; пестициды — в городах, расположенных вблизи сельскохозяйственных территорий. Перечень контролируемых веществ пересматривается не реже одного раза в 3 года. При подфакельных наблюдениях выполняется контроль за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия. Экология города 4.5.2. Методы контроля и приборы для измерения концентрации примесей в атмосфере и в промышленных выбросах Контроль концентрации примесей сводится к отбору пробы воздуха или дымового газа, подготовке и проведению анализов отобранных проб, обработке и обобщению результатов анализов. Используются следующие режимы отбора проб: • разовый, продолжительностью 20—30 мин; • дискретный, при котором в один поглотительный прибор или фильтр • суточный, при котором в один поглотительный прибор или фильтр про Отбор проб осуществляется путем аспирации определенного объема воздуха через поглотительный прибор, заполненный жидким или твердым сорбентом для улавливания газообразного вещества, или аэрозольный фильтр, задерживающий твердые частицы. Тип поглотительного прибора, расход воздуха и продолжительность его аспирации устанавливаются в зависимости от контролируемого вещества. При определении приземной концентрации примеси в атмосфере отбор проб проводится на высоте 1,5—2 м от поверхности земли. Для отбора проб используются электроаспираторы (рис. 4.17), снабженные автономным источником питания.
Рис. 4.17. Принципиальная схема электроаспиратора: 1 - ротационный насос; 2 - ротаметры; 3 - регулирующие вентили; 4 - реле времени Для контроля содержания твердых частиц и аэрозолей используются гравиметрический (весовой) и оптический методы анализов. Гравиметрический {весовой) метод заключается в выделении частиц пыли из пылегазового потока путем прокачивания его через фильтр. Масса пыли, Раздел 4. Воздушная среда города находящаяся в исследуемом потоке газа, определяется как разница веса фильтра до и после анализа. Концентрация пыли определяется по формуле: С = m/Qr, мг/м3, где т — масса пробы пыли, мг; Q — расход воздуха, пропущенного через пробоотборное устройство, м3/с; т — время отбора пробы, с. Весовой метод позволяет получить концентрацию пыли без учета ее химического и дисперсного состава. Оптический метод основан на определении непрозрачности (дымности) воздуха или дымовых газов. Метод основан на просвечивании газов с последующим преобразованием оптического сигнала в электрический, проведении коррекции показателя по заданному алгоритму ослабления светового луча и преобразования его в показатель непрозрачности (рис. 4.18).
Рис. 4.18. Принципиальная схема измерителя непрозрачности: 1 — источник света; 2 — электрическая лампочка; 3 — объектив; 4 — защитное стекло; 5 — светоприемник; 6 — фотодиод; 7 — линза; 8 — блок преобразования информации; 9 — цифровой вольтметр; 10 — блок питания Непрерывный контроль содержания вредных примесей в воздухе производится с помощью газоанализаторов типа УГ-2, ГХ-2 и др., принцип работы которых основан на линейноколористическом методе анализа. При просасывании воздуха через индикаторные трубки газоанализатора, заполненные твердым веществом-поглотителем, происходит изменение окраски индикаторного порошка. Длина окрашенного слоя пропорциональна концентрации исследуемого вещества. Газовый анализатор УГ-2 позволяет определять концентрацию 16 различных газов и паров с погрешностью, не превышающей ± 10% от верхнего предела каждой шкалы. В термокондуктометрическом газоанализаторе используют отличие теплопроводности анализируемого компонента от теплопроводности других компонентов. При наличии в дымовых газах примесей, близких по теплопроводности к определяемой, их удаляют из анализируемой пробы путем поглощения или сжигания. Термохимические газоанализаторы применяются для анализа горючих компонентов газовой смеси. С их помощью определяют более 100 наименований горючих газов, паров и их смесей. 214 Экология города Работа термомагнитных газоанализаторов основана на движении в неоднородном магнитном поле при наличии температурного градиента парамагнитных частиц — молекул кислорода и оксидов азота. Это явление называется термомагнитной конвекцией. Изменения температуры, давления и расхода анализируемой газовой смеси могут оказывать влияние на результаты измерения. Принцип действия оптических газоанализаторов основан на особенностях поглощения — излучения отдельных компонентов газовой смеси. К ним относятся газоанализаторы оптико-акустические, фотоколометрические, хе-милюминесцентные и лазерные. В оптико-акустических газоанализаторах, предназначенных для анализа многоатомных газов, используются свойства газов поглощать лучистую энергию при определенных длинах волн, соответствующих их полосам спектра поглощения. Амплитуда колебаний зависит от концентрации анализируемого компонента в измерительной камере. В хемилюминесцентных газоанализаторах используется зависимость интенсивности люминесцентного излучения, возникающего в результате химической реакции анализируемого компонента с реагентом, от концентрации этого компонента. Применяются для измерения очень малых концентраций О3, NOx и других веществ. Лазерный газоанализатор использует особенности поглощения метаном излучения при длине волны, совпадающей с одной из длин волн спектра излучения метана. В электрохимических газоанализаторах выходной сигнал зависит от электрохимических явлений, протекающих в электродных системах при наличии анализируемого компонента. Из электрохимических наибольшее распространение получили вольтамперометрические и кулонометрические газоанализаторы. В вольтамперометрических газоанализаторах значение тока в электродной цепи зависит от содержания деполяризующего компонента, например, кислорода, в щелочном гальваническом элементе. В кулонометрических газоанализаторах содержание анализируемого компонента определяется по количеству электричества, израсходованного при электролизе вещества, вступающего в реакцию с анализируемым. Значение тока, при котором обеспечивается нейтрализация раствора с анализируемым компонентом, и служит величиной концентрации этого компонента. К электрохимическим может быть отнесен и плазменно-ионизационный газоанализатор, в котором концентрация анализируемого комплекса определяется по ионизационному току, образующемуся в водородном пламени вследствие ионизации молекул органических соединений. Хроматографы относятся к анализаторам, которые могут проводить одновременно качественный и количественный анализ газообразных и жидких сред. Принцип действия основан на разделении газовых смесей на отдельные компоненты при движении вдоль поверхности сорбента, последующей идеи- Раздел 4. Воздушная среда города 215 тификации компонентов и определения их содержания в смеси. Этот метод может быть использован для определения содержания любых газов с концентрацией до Ю"5— 10~6 %. Хроматографы — приборы периодического действия с временем анализа 10—20 минут. Качественный и количественный анализ может одновременно проводиться на масс-спектрометрах с разделением ионов по времени пролета. Эти более сложные, чем хроматографы, приборы обеспечивают непрерывное измерение состава газовоздушной смеси.
|