Организация мониторинга атмосферного воздуха в г. Гомеле. 2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

 

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии

             

 

 

 

 

 

                                                     

Организация мониторинга атмосферного воздуха в г. Гомеле

 

 

Курсовая работа

 

 

 

 

 

 

Исполнитель 

студентка группы ГЭ-41              ___________                      Н.А. Бигун

                 

                                                               

Научный руководитель

ассистент                                       ___________                      Н.А. Ковзик

                                  

 

                            

 

 

 

 

 

 

Гомель 2013

Содержание

Введение. . . . . . . .  . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3
1 Законодательная база мониторинга и охраны атмосферного воздуха . .	4
2 Организация наблюдений за состоянием атмосферного воздуха в г. Гомеле	9
2.1 Размещение пунктов наблюдения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	10
2.2 Основные наблюдаемые параметры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
3 Состояние воздушного бассейна  в г. Гомеле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
3.1 Содержание основных загрязняющих веществ. .  . . . . . . . . . . . . . . .	16
3.2 Определение индекса загрязнения атмосферного воздуха……….. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Список использованной литературы……………………………………..	23 25 26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Атмосферный воздух – основной компонент биосферы. Первый научный труд, в котором обобщаются представления об атмосфере, принадлежит Аристотелю, высказавшему предположение, что Земля имеет форму шара и поэтому воздушная оболочка, ее окружающая, должна быть сферической.

Серьезную опасность для человека представляет не нехватка воздуха как такового, а его прогрессирующее загрязнение. Под загрязнением атмосферы понимают присутствие в ней одного или более ингредиентов или их комбинаций в таких количествах и в течение такого времени, что они могут принести вред здоровью или благосостоянию человека, или чрезмерно повлиять на сложившийся уклад жизни. Особенностью загрязнителей атмосферы является их преимущественная локализация в сравнительно небольших географических районах – городах, промышленных центрах, микрорайонах. Поэтому мониторинг за состоянием атмосферного воздуха и определение степени его загрязнения, представляется особо актуальным.

Для определения степени загрязнения атмосферного воздуха наиболее точными и простыми  представляются лихеноиндикационные методы. Для их использования не требуются большие материальные затраты и сложное оборудование, при этом они позволяют дать точную оценку степени загрязнения атмосферного воздуха.

Цель курсовой работы: отразить причины и последствия загрязнения воздуха, выявить наиболее подходящие методики очистки.

Задачами курсовой работы является:

– раскрытие понятий предельно допустимая концентрация и предельно допустимый выброс;

– отражение воздействий предприятий на загрязнение воздуха;

– характеристика методик качества воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Законодательная база  мониторинга и охрана атмосферного  воздуха

 

 

Одной из важнейших составных частей природоохранительного законодательства является система экологических стандартов. Ее своевременная научно обоснованная разработка является необходимым условием практической реализации принимаемых законов, так как именно на эти стандарты должны ориентироваться предприятия-загрязнители в своей природоохранной деятельности. Несоблюдение стандартов влечет за собой юридическую ответственность.

Основы современного законодательства в области охраны окружающей среды и природопользовании составляет Конституция Республики Беларусь , статьи 34, 46, 55;  законы Республики Беларусь: «О налоге за пользование природными ресурсами (экологический налог)» (1991) «Об охране окружающей среды» (1992); «О государственной экологической экспертизе» (1993); «Об отходах производства и потребления» (1993), «Об особо охраняемых природных территориях и объектах (1994), «Об охране и использовании животного мира» (1996), «Об охране атмосферного воздуха» (1997), «Кодекс Республики Беларусь о недрах» (1997), «Водный кодекс Республики Беларусь» (1998), «Кодекс Республики Беларусь о земле» (1999), «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (2000г.), «Лесной кодекс Республики Беларусь» (2000) и др.

Под стандартизацией понимается установление единого и обязательного для всех объектов данного уровня системы управления норм и требований. Стандарты могут быть государственными (ГОСТы), отраслевыми (ОСТы) и заводскими.

‹‹Охрана природы. Атмосфера. Методы определения влажности газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения›› ГОСТ 17.2.4.08-90, Введен 01.07.1991 г.

‹‹Охрана природы. Атмосфера. Методы определения давления и температуры газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения›› ГОСТ 17.2.4.07-90, Введен 01.07.1991 г.

 ‹‹Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения›› ГОСТ 17.2.4.06-90, Введен 01.01.1991 г.

 ‹‹Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин›› ГОСТ 17.2.2.05-97, Введен 01.07.1999 г., изменение ИУС РБ № 5-2000.

 ‹‹Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин››, Межгосударственный стандарт ГОСТ 17.2.2.02-98, Введен 01.01.2000 г.

 

‹‹Охрана  природы. Атмосфера.  Поршневые   двигатели внутреннего сгорания для мало  габаритных тракторов и средств  малой механизации. Нормы и методы измерения выбросов вредных веществ с отработавшими газами и дымности  отработавших   газов››, Межгосударственный стандарт ГОСТ Р 17.2.2.07-2000, Введен 01.07.2001 г.

СТБ 1626.1-2006 «Установки котельные. Установки, работающие на газообразном, жидком и твердом топливе. Нормы выбросов загрязняющих веществ», введен 01.07.2006 г.

СТБ 1626.2-2006 «Установки котельные. Установки, работающие на биомассе. Нормы выбросов загрязняющих веществ», введен 01.07.2006 г.

При оценке состояния атмосферного воздуха учитывались среднесуточные и максимально разовые предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ. Средние за год значения сравнивались с ПДК среднесуточной (ПДКсс), а максимальные – с максимально разовой (ПДКмр) [1].

Анализ данных, полученных на сети мониторинга атмосферного воздуха, показал, что средние за год концентрации основных и специфических загрязняющих веществ в большинстве контролируемых городов страны были ниже гигиенических нормативов. Превышения среднесуточных ПДК суммарных твердых частиц, оксида углерода и диоксида азота зафиксированы только в отдельных городах. Сохранялся стабильно низким уровень загрязнения воздуха диоксидом серы.

Нормирование качества атмосферного воздуха осуществляется с целью установления обоснованных предельно допустимых нормативов воздействия на атмосферный воздух, гарантирующих безопасность здоровью населения и окружающей среде.

Нормативы предельно допустимых вредных воздействий на атмосферный воздух, а также методы их определения утверждаются органами, осуществляющими государственный контроль в области охраны атмосферного воздуха, и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных правил и стандартов.

При нарушении нормативов качества атмосферного воздуха деятельность субъектов хозяйствования, осуществляющих выбросы загрязняющих  веществ в атмосферный воздух, может быть ограничена, приостановлена или прекращена по предписанию органов, осуществляющих государственный контроль в области охраны атмосферного воздуха.

В течение года не зафиксировано высоких и экстремально высоких уровней загрязнения воздуха. Превышения максимально разовых ПДК отмечены только в 0,5 % от общего количества проанализированных проб. Однако абсолютные значения максимальных концентраций были несколько выше, чем в предыдущем году [2].

1 Нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ориентировочно безопасных уровней воздействия) и уровней вредных физических и  иных  воздействий на него.

Для оценки состояния атмосферного  воздуха устанавливаются единые   для территории Республики Беларусь нормативы предельно допустимых  концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ориентировочно безопасных уровней воздействия) и уровней вредных физических и иных воздействий на него, гарантирующие безопасность здоровью людей и окружающей среде. В случае необходимости органами, осуществляющими государственный санитарный надзор, для отдельных районов могут устанавливаться более жесткие нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ориентировочно безопасных уровней воздействия) и уровней вредных физических и иных воздействий на него. Указанные нормативы и методы их определения утверждаются и вводятся в действие республиканским органом, осуществляющим государственный санитарный надзор, в порядке, установленном законодательством Республики Беларусь;

2 Нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ  в атмосферный воздух и вредных физических и иных воздействий на него.

Нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух устанавливаются для каждого стационарного источника выбросов.

Нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ  в атмосферный воздух устанавливаются на уровне, при  котором  выбросы загрязняющих веществ и вредные физические и иные воздействия от конкретного и всех других источников в данном районе  с учетом перспективы  его развития  не  приведут  к  превышению   нормативов предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе  и  предельно допустимых уровней вредных физических  и  иных воздействий на него.

Указанные  нормативы, методы их определения и виды  источников, для  которых они разрабатываются, утверждаются и вводятся в действие республиканским  органом  государственного управления  по  природным ресурсам и охране окружающей среды или его территориальными органами в пределах их полномочий;

3 Нормативы  предельных объемов  образования загрязняющих веществ при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов.

Для  различных  технологических процессов,  технологического  и другого оборудования, сооружений и объектов в зависимости от времени разработки  и  ввода  в действие технологий и оборудования,  наличия научных  и  технических  разработок, экономической  целесообразности устанавливаются нормативы предельных объемов образования загрязняющих веществ при их эксплуатации [3].

Указанные нормативы разрабатываются предприятиями, учреждениями и организациями и утверждаются республиканским  органом государственного   управления  по  природным   ресурсам   и   охране окружающей среды;

4 Нормативы потребления атмосферного воздуха для производственных нужд. Для   снижения   вредного   влияния   на   атмосферный   воздух устанавливаются нормативы его потребления для производственных нужд.

Нормативы потребления атмосферного воздуха  для производственных   нужд, порядок  их  разработки и утверждения определяются Советом Министров Республики Беларусь;

5 Нормативы содержания загрязняющих  веществ в отработанных  газах и  вредных  физических и иных воздействий передвижных источников  на

атмосферный воздух.

Для  каждого типа передвижных источников, производимых и эксплуатируемых  на территории Республики Беларусь,  устанавливаются нормативы  содержания  загрязняющих веществ в отработанных  газах  и вредных  физических  и  иных воздействий, разрабатываемые  с  учетом технических  решений по снижению образующихся загрязняющих  веществ, уменьшению  вредных  физических и иных  воздействий  на  атмосферный воздух.

Сроки, порядок  разработки  и  утверждения  этих   нормативов устанавливаются республиканским органом государственного  управления по природным ресурсам и охране окружающей среды;

6 Нормативы  удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Нормативы  удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух  устанавливаются  для  каждого  технологического  процесса  в расчете  на  единицу его мощностных, энергетических  и  материальных характеристик   продукции,  полученной  при  данном  технологическом процессе, с учетом   воздействия  этих  выбросов   на   качество атмосферного воздуха.

Нормативы  удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, методы их определения и виды технологических процессов,  для которых  они  разрабатываются, утверждаются и  вводятся  в  действие республиканским  органом  государственного управления  по  природным ресурсам и охране окружающей среды.

Законодательством  Республики Беларусь могут устанавливаться  и другие  нормативы  в  области использования  и  охраны  атмосферного воздуха [4].

Согласно статье 22 от 2012 года:

1 К нормативам качества атмосферного воздуха относятся:

   1.1 Нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и ориентировочно безопасных уровней воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест массового отдыха населения;

   1.2 Нормативы экологически безопасных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе особо охраняемых природных территорий, отдельных природных комплексов и объектов особо охраняемых природных территорий, а также природных территорий, подлежащих специальной охране, и биосферных резерватов.

   2 Нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и ориентировочно безопасных уровней воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест массового отдыха населения утверждаются и вводятся в действие Министерством здравоохранения Республики Беларусь по согласованию с Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь.

3 Нормативы экологически безопасных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе особо охраняемых природных территорий, отдельных природных комплексов и объектов особо охраняемых природных территорий, а также природных территорий, подлежащих специальной охране, и биосферных резерватов утверждаются и вводятся в действие Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь по согласованию с Министерством здравоохранения Республики Беларусь [5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Организация наблюдений за состоянием атмосферного воздуха в г. Гомеле

 

 

Сеть наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха является в настоящем и будущем единственным экспериментальным средством оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха и применимости математических моделей рассеяния примесей в атмосфере.

Общими задачами сети являются: повышение эффективности, качества, надежности и достоверности данных наблюдений; внедрение новых методов многокомпонентного анализа примесей в атмосферном воздухе и в отходящих газах: достижение оптимального соотношения используемых в различных городах и населенных пунктах методов ручного отбора и анализа проб воздуха и полуавтоматических методов, повышение автоматизации средств измерений; повышение оперативности сбора, обработки, передачи и использования данных наблюдений в задачах контроля и регулирования уровней загрязнения атмосферного воздуха; установление тенденций и причин изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха.

Оптимальным может быть вариант совмещения задач исследования характера и причин изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха. Однако существующая сеть наблюдений в силу различных причин не способна выполнить эти условия. Поэтому для совершенствования организации наблюдений состояния атмосферного воздуха и контроля выбросов должны использоваться методы математического моделирования, оценки загрязнения снежного покрова, аэрокосмические и лазерные дистанционные методы.

Наземные посты наблюдений должны оборудоваться современными высокочувствительными и селективными приборами и системами оценки качества атмосферного воздуха в реальном масштабе времени. С учетом данных комплексного обследования состояния загрязнения атмосферного воздуха на территории города или населенного пункта должна разрабатываться программа оптимизации сети наблюдений. Немаловажными являются выборка и статистическая обработка данных экспериментальных наблюдений [6].

Около половины всех стационарных источников выбросов загрязняющих веществ Гомельской области находится в городе Гомеле. Из них 94 % организованных (с трубами). Загрязняющие вещества от организованных источников легче улавливаются и направляются на очистку.

Наиболее характерным показателем, отражающим существующую нагрузку на окружающую среду и человека, является показатель объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в расчете на единицу площади.

 

 

 

2.1 Размещение пунктов наблюдения

 

 

Основная цель мониторинга атмосферного воздуха - наблюдение за качеством атмосферного воздуха, оценка, прогноз и выявление тенденций изменения состояния атмосферы для предупреждения негативных ситуаций, угрожающих здоровью людей и окружающей среде.

Сбор (получение) информации о состоянии атмосферного воздуха осуществляется на пунктах наблюдений Национальной системы мониторинга окружающей среды в г. Гомеле, включенных в Государственный реестр пунктов наблюдений Республики Беларусь. Координацию работ в области мониторинга атмосферного воздуха осуществляет Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь.

Объектами наблюдений при проведении мониторинга атмосферного воздуха являются атмосферный воздух, атмосферные осадки и снежный покров. Условные обозначения к (рисунку 1):

 

	Пункты отбора проб атмосферных осадков
	Пункты отбора проб воздуха
	Станция трансграничного переноса
	Пункты отбора проб снежного покрова
	Станция непрерывного измерения содержания приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
	Станция комплексного фонового мониторинга
	Автоматический анализатор твердых частиц фракции РМ-10

 

Многообразие источников, сложность состава выбросов, фотохимических и других процессов, происходящих в атмосфере, делают оценку поступления загрязняющих веществ в атмосферу достаточно сложной задачей. В настоящее время в Беларуси наиболее полно учитываются выбросы крупных стационарных источников – предприятий. Существенно меньше известно о выбросах передвижных источников. Практически не оцениваются выбросы малых точечных (например, бытового сектора) и природных источников. Полнота учета статистикой выбросов для разных групп веществ также различна : наибольшая для оксидов серы и азота, оксида углерода и твердых веществ, существенно более низкая для тяжелых металлов, аммиака и стойких органических загрязнителей.

Рисунок 1 – Схема размещения пунктов мониторинга атмосферного воздуха [7]

 

 

 

 

2.2 Основные наблюдаемые параметры

 

 

В наиболее крупных городах наблюдения за загрязнением воздуха ведутся одновременно в нескольких пунктах. Сеть контроля загрязнения воздуха имеет более тысячи стационарных и 500 маршрутных постов систематических наблюдений, а также под факельные наблюдения, пункты которых выбираются в зависимости от направления ветра и других факторов.

Стационарные посты оборудуются на специальных полигонах и обеспечиваются аппаратурой для непрерывного и длительного наблюдения.

Опорные посты используются для наблюдений за загрязнением атмосферы в течении длительного периода года и многолетних изменений.

Маршрутные посты располагаются на определённых маршрутах оборудуются переносной аппаратурой или передвижной лабораториями пробы берут по графику.

Подфакельные посты располагаются для взятия проб атмосферного воздуха под факелом источника загрязнения.

Программы включают ежесуточный трехразовый отбор проб на основные загрязняющие вещества: пыль, двуокись серы, двуокись азота, окись углерода, а также специфические характерные для промышленных предприятий данного города.

Дальнейшее развитие получило и прогнозирование высоких уровней загрязнения атмосферного воздуха. Прогнозы составляются по 122 городам. В соответствии с ними более чем на тысяче крупных предприятий принимаются оперативные меры по уменьшению вредных выбросов. Новая обязанность Госкомгидромета – выявлять такие источники и вести надзор за соблюдением норм допустимых выбросов.

Качество атмосферного воздуха в конкретном месте или регионе обычно изменяется со временем, и это изменение обусловлено рядом факторов, в частности метеорологическими условиями, топографией местности и особенностями выбросов.

В подобных обстоятельствах может потребоваться проведение большого числа измерений в течение длительного времени для того, чтобы охватить достаточно широкий диапазон условий. Расслоенная выборка является одним из методов, позволяющих уменьшать число измерений, необходимых для оценки конкретных характеристик качества атмосферного воздуха.

Основной целью расслоения является получение расслоенной выборки, позволяющей уменьшить число измерений, необходимых для получения результатов с требуемой точностью, или повысить точность результатов без увеличения числа измерений.

Для этого необходима информация об условиях, которые, вероятно, приводят к высоким, низким или промежуточным значениям рассматриваемой характеристики качества атмосферного воздуха на исследуемой территории. Эту информацию используют для разработки схемы расслоения, которая позволяет общее число проведенных измерений распределить между разными слоями так, чтобы дисперсия значений характеристики качества воздуха в пределах заданного слоя была меньше по сравнению с общей дисперсией.

Надежность выбранной схемы расслоения зависит от объема и достоверности исходных данных, включая данные по источникам выбросов и воздействиям топографии местности и метеорологических условий на рассеяние веществ в атмосфере. Использование результатов предварительных измерений или специально организованных предварительных наблюдений может быть исключительно полезно при выборе слоев также, как и применение моделей качества атмосферного воздуха. При расслоении могут быть использованы данные, полученные на существующих постах контроля качества атмосферного воздуха, имеющих представительное расположение для контролируемой территории [8].

Основной целью атмосферного воздуха является постоянное наблюдение за качеством атмосферы, оценки её исходного состояния, прогноз и выявление тенденций изменений для предупреждения негативной ситуаций, угрожающих здоровью людей и окружающей природной среде. Этот тип мониторинга представляет собой двухуровневую систему наблюдений за качеством атмосферного воздуха.

На национальном уровне в воздушном бассейне определяются загрязнения вещества, единые для всей республики; на региональном загрязняющие вещества, характерные для конкретного населённого пункта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Состояние воздушного  бассейна в г. Гомеле

 

 

Загрязнение атмосферного воздуха приводит к увеличению заболеваний, как органов дыхания, так и сердечно-сосудистой системы. Почти 20 % всех болезней органов дыхания и 10 % болезней системы кровообращения связаны с загрязнением атмосферы. К наиболее опасным веществам, отравляющим городской воздух и вызывающим болезни дыхательной системы, относят: диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы. Именно названными веществами и «обеспечивает» атмосферный воздух промышленные предприятия. На их долю приходится более 90 % в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо основных загрязнителей в атмосфере городов наблюдается еще более 70 видов вредных веществ, среди которых формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, сероуглерод и др. Скапливаясь в атмосфере, они взаимодействуют друг с другом, гидролизуются и окисляются под действием влаги и кислорода воздуха, а также изменяют свой состав под воздействием радиации.

Представленные данные показывают, что проблема загрязнения воздушного бассейна Гомельской области в последние годы, к сожалению, приобретает все большую актуальность [9].

Если рассматривать отдельно Гомель, то мониторинг воздушного бассейна города (данные за 2012 год) проводится на пяти стационарных станциях.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автотранспорт, деревообрабатывающая, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, производство минеральных удобрений, теплоэнергетика, машиностроение и станкостроение. Более 250 предприятий являются эмиттерами загрязняющих веществ в атмосферу. Крупные источники выбросов расположены в западной и северо-западной частях города. При преобладающих ветрах западной четверти (особенно в летний период) создаются неблагоприятные условия, способствующие переносу загрязняющих веществ в центральную часть и к восточным окраинам города.

Общая оценка состояния воздушного бассейна. По данным стационарных наблюдений в целом по городу состояние воздушного бассейна улучшилось и большую часть года оценивалось как стабильно хорошее. Ухудшение качества воздуха в отдельных районах отмечено в июле-августе. Проблему загрязнения воздуха в этот период определяли повышенные концентрации суммарных твердых частиц и формальдегида.

Концентрации основных загрязняющих веществ. Средняя за год концентрация суммарных твердых частиц составляла 0,3 ПДКсс. В целом по городу зафиксировано только 6 дней со среднесуточными концентрациями выше ПДК. По сравнению с предыдущим годом существенно уменьшилось (с 60 до 35 дней) количество дней со среднесуточными концентрациями суммарных твердых частиц в районе станции №14 (ул. Барыкина).