География и геология/6.Продопользование и экологический мониторинг

магистрант Третьяк Т.А.

Новосибирский государственный технический университет, Россия

Средства химического мониторинга атмосферного воздуха в жилой зоне

В быту и промышленности существует необходимость в анализе газовых смесей, чтобы точно установить их качественный состав и количественное содержание определённых газов. Это абсолютно необходимо для соблюдения требований безопасности, сохранения жизни и здоровья. Все возрастающая опасность отрицательного воздействия промышленного и сельскохозяйственного производства на здоровье людей и на состояние атмосферы в целом приводит к необходимости разработки системы предупреждения, контроля и прогнозирования состояния, как отдельных объектов окружающей среды, так и всей атмосферы в целом. Такая информационная система наблюдений и анализа состояния окружающей среды, в первую очередь наблюдения уровней загрязнения и эффектов, вызываемых ими в атмосфере, получила название мониторинга. В задачи этой системы входит сбор информации о состоянии атмосферного воздуха и уровнях его загрязнений в пространстве и во времени по определенной программе.

Для количественной оценки содержания примеси в атмосфере используется понятие концентрации – количества вещества, содержащегося в единице объема воздуха, приведенного к нормальным условиям. Чтобы обнаружить наличие вредных газов в составе окружающего воздуха используют системы газоанализа. В зависимости от модели, некоторые приборы такого типа дают возможность не только узнавать о самом факте наличия газов, но и определять их состав и узнавать их концентрацию. Большинство из них оборудованы специальным устройством, позволяющим при обнаружении утечки газа не только посылать определенный сигнал, но и отключать приборы подачи газа в случае критической концентрации. Но, к сожалению, невозможно создать универсальную систему, которая могла бы решать все задачи газового анализа. Контроль разных газов, в разных диапазонах концентраций посредством различных методов и способов измерения. Поэтому производителями конструируются и выпускаются приборы для решения конкретных задач измерения. К таким задачам относят следующие:

· контроль атмосферы рабочей зоны;

· контроль промышленных выбросов;

· контроль технологических процессов;

· контроль загрязнения атмосферы жилой зоны;

· контроль выхлопных газов автомобилей и т.д.

Системы газоанализа позволяют осуществлять мониторинг выбросов вредных веществ в атмосферу. Наиболее частым применение газоанализаторов становится в таких сферах, как экологические исследование, газоанализаторы нужны в данной области для исследования насколько загазована атмосфера, для определения количества вредных и других концентраций в воздухе. Так же использование данного устройства применяется в двигательных системах, работающих на внутреннем сгорании, на производствах, которые занимаются изготовлением веществ взрывоопасного характера, в газовых хозяйствах, аварийных службах и многих других сферах промышленности и деятельности.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в Новосибирской области являются:

· автомобильный транспорт;

· предприятия теплоэнергетики (Новосибиская ТЭЦ-2, Новосибиская ТЭЦ-4 и т.д.);

· промышленные предприятия (Новосибирский завод химконцентратов и другие).

Наиболее распространенными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух , являются: оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводорода, пыль, аммиак, хлор и т.д.

Основная цель системы мониторинга заключается в проведении комплексных наблюдений содержания в атмосферном воздухе газовых и аэрозольных примесей, радиационных и термодинамических параметров для обнаружения изменений состояния атмосферы и прогнозирования возможных последствий. Общую структуру систем газоанализа можно разделить на три уровня (рисунок 1):

Рисунок 1 – Структура системы газоанализа

1. На первом уровне расположен газоанализатор. Принцип работы газоанализатора не является однозначным и подразделяется на три группы. Так газоанализаторы могут быть основанными на физических методах проведения анализа, в которых дополнительно действуют реакции химического типа. Вторым типом газоанализаторов является тип, работа которого основана на физико-химических показателях, которые могут быть термическими, электрическими, и использовать в своей работе такие свойствами как хроматографию и фото-колориметрию. Данные типы используются для исследования воздуха, например для обнаружения опасных и горючих его примесей. Третьим типом газоанализаторов являются такие аппараты, работа которых построена исключительно на физических свойствах. Такие анализаторы применяются для исследования многокомпонентности состава газов, и дают исчерпывающую информацию о том, насколько много углекислого газа и какой плотности содержится в воздухе. На сегодняшний день наиболее используемыми в разных производственных и исследовательских сферах являются установки такого типа как оптические газоанализаторы и установки физико-химического типа работы. С помощью газоанализаторов происходит замер, исследование и другие работы по анализу газов, их свойств и качества. Полученная информация передается в устройства обработки информации.

2. На втором уровне осуществляется управление технологическим процессом и обработка информации, поступившая с уровня 1. Все данные о ходе процесса и работе оборудования вводятся в контроллер, где и осуществляется обработка полученной информации и необходимые расчеты.

3. На третьем уровне осуществляется формирование и вывод отчетной документации в виде таблиц, графиков, сообщений.

Для оценки состояния и анализа загрязнения атмосферного воздуха существенным является использование данных, полученных с пунктов наблюдения в реальном времени. Это позволяет не только оценить ситуацию в любой момент времени в условиях постоянно меняющихся параметров, но и своевременно принимать решения и тем самым влиять на состояние атмосферного воздуха.