Мониторинг атмосферы

Автореферат магистерской работы

Введение 

1. Современные проблемы охраны окружающей среды
1. Состояние природных ресурсов: атмосферный воздух
2. Нормативы содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
2. Методы и средства определения концентрации загрязняющих веществ
1. Методы определения
2. Средства измерения концентрации загрязняющих веществ
3. Методы мониторинга загрязнения атмосферы
1. Мониторинг источников загрязнения
2. Дистанционные методы в исследованиях загрязнения природной среды
4. Модели расчета рассеяния загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
1. Аналитическая модель аэрозольного рассеяния
2. Метод оптимальной параметризации
3. Перенос аэрозольных загрязнений
5. Разработки в данной области
1. Информационная система анализа и прогнозирования рассеивания ЗВ в пограничном слое атмосферы в локальном масштабе
2. Комплекс АК-ГИС

Заключение

Список  литературы

Введение  
 

Одной из важнейших экологических проблем  Донецкой области является загрязнение  атмосферного воздуха. Ситуация с таким  интенсивным загрязнением воздушного бассейна складывалась в процессе становления  и развития промышленного региона  на протяжении десятилетий. При постройке  и эксплуатации промышленных объектов области экологическому аспекту  уделялось очень мало внимания, хотя концентрация промышленных предприятий-гигантов наиболее экологически опасных отраслей промышленности (металлургия, энергетика, горнодобывающая) в Донецкой области  является самой высокой на территории Украины.

Одним из условий экологического сбалансированного  развития города (расширение жилых  районов, строительство и реконструкция  промышленных предприятий) является проведение аэроохранного мониторинга.

Мониторинг  — это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной  среды, не включающая управление качеством  окружающей среды, но дающая необходимую  информацию для такого управления.

Мониторинг  может охватывать как локальные  районы, так и земной шар в целом (глобальный мониторинг).

Чтобы обеспечить эффективную оценку и  прогноз, мониторинг должен включать наблюдения за источниками загрязнения, загрязнением природной среды и эффектами  от этого загрязнения.

Основу  системы мониторинга составляют регулярные наблюдения, являющиеся единственным источником прямой и статистической информации. Кроме того, неотъемлемой частью мониторинга являются математическое моделирование загрязнения атмосферы, основанное на результатах замеров  ЗВ.

1. Современные проблемы охраны окружающей среды

1.1. Состояние природных ресурсов: атмосферный  воздух  
 

Одной из важнейших экологических проблем  Донецкой области является загрязнение  атмосферного воздуха. Ситуация с таким  интенсивным загрязнением воздушного бассейна складывалась в процессе становления  и развития промышленного региона  на протяжении десятилетий. При постройке  и эксплуатации промышленных объектов области экологическому аспекту  уделялось очень мало внимания, хотя концентрация промышленных предприятий-гигантов наиболее экологически опасных отраслей промышленности (металлургия, энергетика, горнодобывающая) в Донецкой области  является самой высокой на территории Украины.

Работы  по замене и модернизации оснащения  с началом экономического кризиса  и общего спада производства оказались  практически "заморожены". Перед  промышленными предприятиями реально  становится проблема, связанная с  выходом из порядка и неэффективной  работой, или полным отсутствием  газоочистительного оснащения за технологическими агрегатами, которые являются источниками  выделения загрязняющих веществ.

По состоянию  на начало 2001 года ситуация практически  не изменилась: почти 60 % технологических  агрегатов не оснащенные газоочистительным  оснащением, процент неэффективно работающих газоочистительных установок составляет около 15 %.

По итогам 2000 года плотность выбросов от стационарных источников составила 67,7 тон на 1 км2, что почти в 9 раз большее, чем  в среднем по Украине. В атмосферный  воздух стационарными источниками  загрязнения было выброшено 1590 тыс. т вредных веществ, или 40,2% общих  выброс из по Украине (диаграмма 1).

Больше, чем другие страдают от загрязнения  воздуха жители Мариуполя, Донецка, Дебальцево, Макеевки, Харцызска, Енакиево, Марьйинского и Старобешевского  районов. Предприятия, которые расположены  в этих административных единицах, выбрасывают свыше 72 процентов всех вредных веществ области.

С 1985 г. наблюдалась тенденция постепенного снижения выбросов вредных веществ  в атмосферный воздух как в  целому по Украине, так и в Донецкой области. Причиной уменьшения загрязнение  атмосферы было, прежде всего, снижение экономической активности, приостановление  действия, или полное закрытие многих промышленных предприятий. За период 1985-1998 лет общий объем выбросов в  Донецкой области от стационарных источников сократился на 1500 тыс. т (или на 47 %). С 1999 года в Донецкой области отмечается увеличение промышленного производства. Благодаря этому состоялось некоторое  возрастание объема выбросов вредных  веществ в атмосферный воздух стационарными источниками загрязнения. Но темпы возрастания выбросов загрязняющих веществ значительно меньше темпов роста промышленного производства. Так, в 1999 году промышленное производство в области возросло на 6,8% в сравнении  с 1998 годом, а выбросы вредных  веществ возросли на 1,7%, в 2000 году - соответственно на 12,2% и на 0,1 %.

На фоне абсолютного уменьшения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух частица выбросов в Донецкой области  выросшая с 24% до 40,2% в 2000 году (диаграмма 2)

Значительное  влияние на состояние атмосферного воздуха области имеют подвижные  транспортные средства. На протяжении 2000 года от них поступило в атмосферу 205,3 тысяч тон, которые составили 11,4% от общего количества вредных веществ, которые были выброшены в воздух.

В структуре  выбросов преобладают: пыль, двуокись серы, оксид углерода, оксиды азота, углеводные и улетучивающиеся органические соединения, на долю которых приходится большее 90% выбросов от стационарных источников загрязнения. [1]

 
  1.2. Нормативы содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе [5]  
 

ПРИМЕЧАНИЯ 

¹_мр - максимальная разовая

²_сс - среднесуточная

³ПДК не распространяется на аэрозоли неорганических и органических соединений (металлы и их соли, полимеры, биологические, лекарственные препараты и др.), для которых устанавливаются соответствующие ПДК

⁴при совместном присутствии контроль проводится по ПДК хлорида железа

 
  2. Методы и средства определения концентрации загрязняющих веществ  
  2.1. Методы определения  
 

Механические  методы. Объемно-манометрические газоанализаторы, несмотря на универсальность, избирательность и простоту эксплуатации, неприемлемы из-за низкой чувствительности (0,1 мг/л), невысокой точности, большой длительности анализа, невозможности эксплуатации в условиях тряски и вибрации.

Магнитные методы. Область применения этих методов ограничена анализом газов, обладающих парамагнитными свойствами (O₂, NO, NO₂, N₂O), они отличаются невысокой точностью, малой чувствительностью (0,1 мг/л) и для контроля не пригодны.

Тепловые  методы. Термокондуктометрический метод характерен непрерывностью анализа, пригодностью для телеизмерений, неограниченностью диапазона измерений, возможностью анализа химически инертных компонентов, наибольшей предпочтительностью для измерения таких агрессивных газов, как SO₂, Сl₂, НС1, H₂S и др. Наряду с этим метод обладает и существенными недостатками, затрудняющими применение в автоматических системах контроля: высокий порог чувствительности при анализе малых концентраций, как правило, превышающий санитарные нормы; большая инерционность; нелинейность градировочной характеристики; электрическая зависимость коэффициента теплопроводности от окружающих условий (колебания атмосферного давления, скорости газообмена, температуры газовой среды, тока источника питания, вибрации и др.).

Электрические методы.Высокая чувствительность (1 мг/м³ и лучше) и стабильность – весьма важные достоинства электрических методов. Большинство ионизационных методов являются недостаточно специфичными, требуют предварительного хроматографического разделения пробы. Отличается высокой чувствительностью, малой инерционностью, возможностью избирательного контроля большего числа газовых микропримесей. Недостаток его – низкая избирательность к отдельным органическим компонентам при совместном присутствии. В этом случае газоанализатор определяет либо их сумму, либо концентрацию определенных компонентов.