Материал: Гигиенический мониторинг состояния воздушной среды

5. Особенности гигиенического мониторинга воздушной среды в городе Москва

Со стороны федеральных органов исполнительной власти работы по экологическому мониторингу его осуществляет территориальный орган Росгидромета - Государственное учреждение «Московский Центр по Гидрометеорологии и Мониторингу Окружающей Среды с Региональными Функциями» (ГУ «МосЦГМС»).

В соответствии с предоставленными полномочиями в Москве создана региональная система экологического мониторинга, которая включает в себя наблюдения за состоянием атмосферного воздуха, поверхностных водных объектов, почв, зеленых насаждений, уровней шума, опасных геоэкологических процессов. Специализированной уполномоченной организацией по осуществлению этих работ является ГПУ «Мосэкомониторинг».

С 2004 года работы по экологическому мониторингу в Москве регулируются специальным Законом города Москвы от 20 ноября 2004 года № 65 «Об экологическом мониторинге в городе Москве», что позволило установить цели экологического мониторинга, порядок осуществления работ и основные направления использования данных.

С 2004 года в городе Москве осуществляется ведение Экологической карты города Москвы. Экологическая карта города Москвы представляет собой информационный ресурс, включающий тематические электронные карты по различным направлением охраны окружающей среды. В настоящее время в составе Экологической карты более 110 тематических электронных карт. Направление, касающееся загрязнения атмосферного воздуха на тематической карте представлено в таблице 1.

Таблица 1. Применение геоинформационных технологии для решения задач охраны окружающей среды города Москвы.

По решению Правительства Москвы ГПУ «Мосэкомониторинг» является оператором Единого городского фонда данных экологического мониторинга, который включает в себя базы данных по загрязнению атмосферного воздуха, водных объектов, почв, состоянию зеленых насаждений, уровней шума, реестра зеленых насаждений. В таблице 2. представлены данные о составе информации базы данных о загрязнении атмосферного воздуха.

Ведение этих информационных ресурсов осуществляет ГПУ «Мосэкомониторинг».

На территориях, «не охваченных» постоянными пунктами наблюдения проводятся специализированные экологические обследования:

·              обследования атмосферного воздуха по обращениям жителей и заявкам городских организаций с использованием передвижной экологической лаборатории, оснащенной автоматическим газоаналитическим оборудованием.

·              исследование загрязнения поверхностных водных объектов автоматическим аналитическим комплексом, установленным на специализированном теплоходе «Экопатруль» (в навигационный период).

·              обследования уровней шума от автотранспорта, железнодорожного транспорта, промышленных предприятий и других объектов хозяйственной деятельности, строительных работ (более чем 150 территорий города ежегодно

С 2007 года по решению Правительства Москвы осуществляются автоматические измерения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух наиболее крупными промышленными предприятиями города.

Единая система экологического мониторинга города Москвы обеспечена современным аналитическим оборудованием лучших отечественных и зарубежных производителей. В работе системы широко используются автоматизированные методы и информационные технологии сбора, передачи и хранения данных (рис.1). Все результаты измерений передаются в Единый городской фонд данных экологического мониторинга, являющийся составной частью Комплексной автоматизированной системы в области охраны окружающей среды и природопользования города Москвы.

6. Посты наблюдения, программа мониторинга состояния воздушной среды

Мониторинг отдельных природных сред. Воздушная среда является наиболее подвижной из всех природных сред, именно поэтому загрязняющие вещества в ней быстро распространяются на большие расстояния. По этой же причине те вещества, которые способны существовать в атмосфере в течение длительного времени без изменения, распространены повсеместно на нашей планете, называются глобальными загрязняющими веществами. Роль атмосферного воздуха в формировании планетарных процессов так велика, что он стал первым объектом систематических наблюдений, проводимых после Стокгольмской конференции по окружающей среде (1972 г.) в рамках ГСМОС.

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся в районах интенсивного антропогенного воздействия (городах, промышленных и агропромышленных центрах и т.д.) и в районах, удаленных от источников загрязнения (фоновые наблюдения). Их основная задача - определение уровня загрязнения атмосферы, выявление источников загрязнения, получение информации, необходимой для оценки и прогнозирования состояния воздушной среды.

Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населенных пунктах регламентируются требованиями ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». Наблюдения за загрязнением атмосферы осуществляют на специальных постах. Постом является выбранная точка местности, на которой размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.

При проведении мониторинга устанавливают три категории постов наблюдений: стационарный, маршрутный и передвижной (подфакельный). Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных загрязняющих веществ. Стационарные посты наблюдений оснащены лабораторными установками "Пост-1" и "Пост-2". Они представляют собой утепленные, обитые дюралевыми ячейками павильоны, в которых имеются комплекты приборов и оборудования для отбора проб воздуха, измерения ряда метеорологических показателей: скорости и направления ветра, температуры и влажности воздуха. Установки "Пост-2" отличаются более высокой производительностью и степенью автоматизации. Они оснащены автоматизированным прибором "Компонент" с узлом отбора для определения запыленности воздуха, оборудованы самописцами для регистрации относительной влажности и температуры воздуха. В лабораториях "Пост-1" и "Пост-2" могут устанавливаться газоанализаторы для определения содержания двуокиси серы, окиси углерода и других загрязнителей.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижного оборудования.

Передвижной пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.

Каждый пост независимо от категории размещают на открытой проветриваемой со всех сторон площадке с непылящим покрытием: асфальте, твердом грунте, газоне- таким образом, чтобы были исключены искажения результатов измерений из-за наличия зеленых насаждений, зданий и т. д.

Стационарный и маршрутный посты размещают в местах, выбранных на основе предварительного исследования загрязнения воздушной среды города промышленными и бытовыми выбросами, выбросами автотранспорта и условий рассеивания. Эти посты размещают в центральной части населенного пункта, жилых районах с различным типом застройки, зонах отдыха, на территориях, примыкающих к магистралям интенсивного движения транспорта. Места отбора проб при передвижных (подфакельных) наблюдениях выбирают на разных расстояниях от конкретного источника выброса с учетом закономерностей распространения загрязняющих веществ в атмосфере.

Число постов и их размещение определяют с учетом численности населения, площади населенного пункта и рельефа местности, развития промышленности и сети магистралей, рассредоточенности мест отдыха и курортных зон. Число стационарных постов устанавливают следующим образом (не менее): 1 пост - до 50 тыс. жителей, 2 поста - 100 тыс. жителей, 2-3 поста - 100-200 тыс. жителей, 3-5 постов - 200-500 тыс. жителей, 5-10 постов - более 500 тыс. жителей, 10-20 постов (стационарных и маршрутных) - более 1 млн жителей.

В населенных пунктах устанавливают один стационарный или маршрутный пост через каждые 0,5-5 км с учетом сложности рельефа и наличия источников загрязнения.

Наблюдения на постах проводят по одной из четырех программ: полной, неполной, сокращенной, суточной.

Полная программа предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняют ежедневно путем регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз с обязательным отбором в 1, 7, 13, 19 ч по местному времени. Допускается проводить наблюдения по скользящему графику: в 7, 10, 13 ч - во вторник, четверг, субботу; в 16, 19, 22 ч - в понедельник, среду, пятницу. Наблюдения по неполной программе разрешается проводить с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 ч по местному времени.

По сокращенной программе наблюдения проводят с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 ч по местному времени. Наблюдения по этой программе допускается проводить при температуре воздуха ниже -45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1/20 разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений примеси используемым методом.

Суточная программа отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. Наблюдения по этой программе проводят путем непрерывного суточного отбора проб (в 1, 7, 13, 19 ч).

Одновременно с отбором проб воздуха определяют направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. В период неблагоприятных метеорологических условий (штиль, температурная инверсия) и значительного возрастания концентраций загрязняющих веществ наблюдения проводят каждые три часа.

Ценную информацию о состоянии атмосферы может дать использование аэрокосмических методов. Они позволяют выявить крупные источники загрязнения, с помощью спектрометрической индикации определить концентрацию аэрозолей и ряда химических соединений (окиси углерода, двуокиси серы, окислов азота и др.), установить ареалы загрязнения воздушной среды на региональном и даже глобальном уровнях.

В практику мониторинга внедряется автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС). Она предназначена для автоматизированного сбора, обработки и передачи и передачи информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха крупных городов и промышленных центров. Система включает в себя информационно-управляющий вычислительный комплекс, который нацелен на получение оперативных (краткосрочных) прогнозов уровня загрязнения атмосферы. Частота выдачи информации автоматизированной системы может колебаться от нескольких минут до нескольких часов

В настоящее время в воздушном бассейне городов страны контролируется содержание около 80 веществ и элементов. Для большинства из них установлено два норматива: максимально разовая ПДК (осреднённая за 20-30 минут) с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека и средняя суточная ПДК с целью предупреждения общетоксического, канцерогенного и других видов воздействий при неограниченно длительном вдыхании. Кроме того, выделены классы опасности веществ: I - чрезвычайно опасные, II - высокоопасные, III - умеренно опасные, IV - мало опасные.

Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха используются как санитарно-гигиенические, так и экологические критерии. Обычно о степени загрязнения судят по кратности превышения ПДК с учетом класса опасности, суммации биологического действия загрязненного воздуха и частоты превышения ПДК. В целях повышения надежности оценки результатов измерений и исключения случайных величин производится статистическая обработка данных с тем, чтобы получить то их значение, которое в 95% случаев будет на уровне или ниже расчетной концентрации (С₉₅). Кратность превышения (К) рассчитывается путем деления величины С₉₅ на максимальную разовую ПДК:

К=С₉₅/ПДК.

В качестве экологических показателей, характеризующих воздействие загрязненного воздуха на природную среду (растительность, почвы подземные воды и др.), могут выступать критические нагрузки и критические уровни загрязняющих веществ. Они рассматриваются как максимальные значения выпадений или концентрации в воздухе загрязняющих веществ, которые в долговременном плане не оказывают вредного воздействия на экосистемы и их компоненты. Критические уровни некоторых загрязнителей, влияющих на растительность наземных экосистем, приведены в табл. 3.

Таблица 3. - Критические уровни загрязнения воздуха для растительности наземных экосистем применительно к выделению зон экологического кризиса (ЭК) и бедствия (ЭБ)

Для оценки степени загрязнения воздушного бассейна используется суммарный санитарно-гигиенический критерий индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Он представляет собой относительный показатель, величина которого зависит от концентрации вещества в анализируемой точке, его ПДК и количества веществ, загрязняющих атмосферу. Индекс загрязнения определяется по формуле:

ИЗА=∑ [C_i / ПДК_i ]^K_i

где Сi - концентрация i-того вещества; ПДКi- ПДК i-того вещества; Кi - коэффициент, учитывающий класс опасности i-го вещества.

Величины ИЗА, меньшие 2,5, соответствуют чистой атмосфере; 2,5-7,5 - слабо загрязненной атмосфере; 7,5-12,5 загрязнённой атмосфере; 12,5-22,5 - сильно загрязненной атмосфере; 22,5 - 52,5 - высоко загрязненной атмосфере; более 52,5 - экстремально загрязнённой атмосфере.

Информация, полученная в процессе наблюдений, по степени срочности подразделяется на экстренную, оперативную и режимную. Экстренная информация содержит сведения о резких изменениях уровня загрязнения воздуха. Она немедленно передается местным органам для принятия соответствующих решений. Оперативная информация содержит обобщенные результаты наблюдений за месяц, а режимная - за год. Оперативные и режимные данные используются для прогнозирования загрязнения воздуха и планирования мероприятий по охране окружающей природной среды. При составлении прогнозов учитывается, что распространение загрязнений в воздухе связано в первую очередь с метеорологическими условиями переноса примесей от источников воздействия. Поэтому при наличии прогноза метеоусловий и выявлении зависимостей между ними и загрязнением можно рассчитать уровень последнего. В настоящее время задача прогноза реализуется либо в макро-, либо в мезомасштабе. Базовой информацией при этом служат общие прогнозы погоды, детализированные с учетом специфики, вносимой городской застройкой. Наиболее информативными параметрами для прогноза загрязнения являются: скорость и направление ветра, температурная стратификация, турбулентный обмен и осадки. На основе их комбинаций рассчитывается метеорологический потенциал загрязнения атмосферы, прогноз которого служит важнейшей предпосылкой для составления прогноза загрязнения воздуха.