39

Министерство образования и науки Украины

Одесский Государственный Экологический Университет

Кафедра прикладной экологии

Факультет природоохранный

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине «Мониторинг окружающей среды»

на тему:

“АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА г. ОДЕССЫ В ДЕКАБРЕ 1996 г. НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ПЫЛЬЮ”

Выполнила студентка группы Э-32

Билоблоцкая И. В.

Руководитель Чернякова О. И.

Курсовая работа проверена и

допущена к защите "___" __________

________________________________

Одесса – 2011

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….…...3

1 СИСТЕМА ГОСУДАРСТВЕННОГО МОНИТОРИНГА АТМОСФЕРЫ

УКРАИНЫ……………………………………………………………………...5

2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО

ВОЗДУХА………………………………………………………………………14

2.1Статистические характеристики загрязнения атмосферы……….……..14

2.2 Интегральные показатели загрязнения атмосферы………………..…...17

3 РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Г. ОДЕССЫ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ПЫЛЬЮ………………………………………………21

ВЫВОДЫ……………………………………………………………………...…31

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК...........................................................................................32

ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………...…………………….33

ПРИЛОЖЕНИЕ Б…………………………….………………………………….36

ВВЕДЕНИЕ

В условиях непрерывного роста промышленного и сельскохозяй­ственного производства, развития транспорта, особенно в крупных промышленных центрах, степень загрязнения атмосферного воз­духа выбросами и выделениями вредных веществ может в ряде случаев превысить санитарно-гигиенические нормативы. Характер временной и пространственной изменчивости концентраций вред­ных веществ в атмосферном воздухе определяется большим числом разнообразных факторов. Знание закономерностей формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, тенденций их измене­ний является крайне необходимым для обеспечения требуемой чистоты воздушного бассейна. Основой для выявления закономер­ностей служат наблюдения за состоянием загрязнения воздушного бассейна. [1]

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся в районах интенсивного антропогенного воздействия (в городах, промышленных и агропромышленных центрах и т.д.) и в районах, удаленных от источников загрязнения (в фоновых районах). От возможностей и качества наблюдений, которые проводятся, зависит эффективность всех воздушных охранительных мероприятий.

За последнее десятилетие коли­чество городов, где ведутся регулярные наблюдения на стационар­ных постах, увеличилось почти в 2 раза. Сеть общегосударствен­ной службы контроля и наблюдений за загрязнением атмосферы включает посты, наблюдения на которых выполняются в системе Госкомгидромета, Минздрава и других ведомств. Национальные исследования загрязнения атмосферы прово­дятся во многих странах мира.

Целью данного курсового проекта, является анализ характеристики загрязнения воздушного бассейна города Одессы. Для этого в качестве исходных данных были использованы данные разовых концентраций неорганической пыли в декабре 1996 года.

Курсовой проект состоит из 3-х разделов. В первом разделе, рассматриваются сведения по формированию системы мониторинга Украины, основные цели, задачи и принципы, а также характеристики постов наблюдений и программы наблюдений.

Второй раздел состоит из двух подразделов:

- характеристика принципов определения основных статистических характеристик загрязнения атмосферы, а также индекса загрязнения атмосферы.

- определения интегральных показателей загрязнения атмосферы Р и q̃.

Третий раздел содержит результаты расчетов статистических показателей загрязнения атмосферы, интегральных показателей загрязнения атмосферы Р и q̃ и ИЗА с расширенным анализом результатов и построением графиков. [2]

1 Система государственного мониторинга в украине

Государственная система мониторинга загрязнения атмосферного воздуха создана в Украине в начале 60-х годов по единым нормативным документам стран бывшего СССР, а с 1964 года – Гидрометеорологической службой.

Официально система мониторинга в Украине была создана в 1972году. В 1992 году был принят закон «Закон об охране окружающей природной среды». В 1993 году Кабинетом Министров было утверждено «Положение о государственной системы мониторинга окружающей природной среды», новое издание которого было принято в 1998 году. [1]

В настоящее время качество атмосферного воздуха определено в 54 городах Украины. Основной объем наблюдений приходится на пыль, оксид углерода, диоксид серы, диоксид азота.

Научные и методологические основы организации сети наблюдений выполняла главная геофизическая обсерватория им. Воейкова (ГГО), где разработаны необходимые требования для организации и функционирования ОГСНКА. В Украине в настоящее время научные и методологические основы организации сети наблюдений выполняет Украинский Научно-Исследовательский Гидрометеорологический институт (Укр НИГМИ) и Министерство охраны окружающей природной среды.

Государственная система мониторинг окружающей природной среды – это система наблюдений, сбора, обработки, передачи, сохранения и анализа информации о состоянии окружающей природной среды, прогноза ее изменения и разработка научно-обоснованных рекомендаций для принятия тех или иных решений.

Основной целью, мониторинга, загрязнения атмосферы является: обеспечить заинтересованные государственные и общественные органы, предприятия, учреждения и другие организации систематической информации об уровне загрязнения атмосферы и прогнозе, и его изменений под влиянием хозяйственной деятельности и метеорологических условий.

Стандартная сеть мониторинга должна обеспечить поступление режимной информации о загрязнении атмосферы, на основе которой возможно решение таких задач:

- оценить фоновое загрязнение атмосферы;

- изучить влияние загрязнения воздушного бассейна на здоровье

населения;

- оценить ущерб, который наносится лесам, сельскому хозяйству,

животноводству, зданиям и сооружениям;

- спланировать размещение промышленных предприятий и

определить санитарно - защитные зоны;

- уточнять и проверять расчетные методы рассеивания примеси от

источников;

- оценить уровень загрязнения воздушного бассейна.

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводится в районах интенсивного антропогенного воздействия (в городах, промышленных и агропромышленных центрах) и в районах, удаленных от источников загрязнения (в фоновых районах).

Сеть фоновых станций, расположенная на территории Украины, включена в Глобальную систему мониторинга окружающей среды (ГСМОС), функционирующую под эгидой ЮНЕП.

Наблюдения за фоновыми уровнями загрязнения атмосферного воздуха разрабатываются модели переноса примесей, определяется роль в процессах переноса гидрометеорологических к техногенных факторов. На фоновых станциях исследуют и уточняют критерии создания сети наблюдений, перечень контролируемых примесей, методика контроля и обработка данных измерений, способ обмена информацией и приборами, методам международного сотрудничества, его результатами.

На станциях фонового мониторинга наблюдение за качеством атмосферного воздуха осуществляется по показателям:

- физическим;

-химическим;

-биологическим.

В зоне интенсивного антропогенного воздействия, организация контроля загрязнения атмосферного воздуха, определяется в течении 1-2 лет предварительными, экспериментальными и теоретическими исследованиями в которых используют методы математического и физического моделирования. Этот подход дает возможность оценить степень загрязнения той или иной примесью атмосферного воздуха в любом населенном пункте, где есть передвижные и стационарные источники выбросов вредных веществ. [4]

Параметры и расположения источников выбросов известны заранее или их можно определить. Учитывая метеорологические параметры (и поле ветра) с использованием физических и математических моделей можно росчитать поля концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе для любой ситуации.

Рекогносцировочный метод обследования: для получения информации о пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха, нужно предварительно провести обследование метеорологических условий и характера пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха с помощью передвижных средств. Для этого чаще всего используется передвижная лаборатория, производящая отбор, а иногда и анализ проб воздуха, во время остановок.

На карту-схему города наносится координатная сетка с шагом 0,1; 0,5 или 1км. Затем в узлах сетки отбирают пробы воздуха и анализируют их. С помощью математических моделей рассчитываются поля концентраций примесей с учетом метеорологических факторов, характерных для данного региона, и с учетом источника загрязнения.

Таким образом, определяют зоны влияния промышленных комплексов и сравнивают модельные значения с измеренными.

Если оказывается, что существует вероятность повышения концентрации примеси выше установленных норм, то необходимо организовать в выявленной зоне наблюдение за содержанием такой примеси. При этом по генеральному плану учитываются перспективы развития жилых районов и промышленных комплексов. Также необходимо учитывать повторяемость направления ветра [1].

Санитарно-гигиенические нормативы обеспечивают такой уровень загрязненности, который не выводит концентрации приоритетных загрязняющих веществ за определенный диапазон, являющийся стандартом. Качество атмосферного воздуха может считаться удовлетворительным, если содержание примесей в нем не превышает предельно допустимых концентраций (ПДК). ПДК — это максимально концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении все жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом прямого или косвенного воздействия, включая отдаленные последствия. Под прямым воздействием понимается нанесение организму человека временного раздражающего действия, вызывающего ощущение запаха, кашель, головную боль. При накоплении в организме вредных веществ выше определенных доз могут возникать патологические изменения отдельных органов или организма в целом. Под косвенным воздействием понимаются такие изменения в окружающей среде, которые, не оказывая вредного влияния на живые организмы, ухудшают, обычные условия обитания: поражаются зеленые насаждения, увеличивают число туманных дней и т.д. Основным критерием установления нормативов ПДК для оценки качества атмосферного воздуха является воздействие содержащихся в воздухе загрязняющих примесей на организм человека.

ПДК в Украине и России закреплено законодательно. Между концентрацией и ПДК должно выполняться соотношение:

q ≤ ПДК (1.1)

В местах отдыха людей уровень загрязнения атмосферы не должен превышать 0,8ПДК. Некоторые из вредных веществ обладают однонаправленным действием или эффектом суммации. При наличии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих суммацией действия, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицу:

(1.2)

В зависимости от времени воздействия, различают:

- ПДК максимально разовую (ПДКмр);

- ПДК среднесуточную (ПДКсс);

- ПДК рабочей зоны (ПДКрз).

ПДКмр — основная характеристика опасности вредного вещества. Установлено для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение запаха, световой чувствительности, биоэлектрической активности головного мозга) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. По этому нормативу оцениваются вещества, обладающие запахом или воздействующие на другие органы чувств человека. ПДКсс — установлено для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека. Вещества, оцениваемые по этому нормативу, обладают способностью временно или постоянно накапливаться в организме человека. ПДКрз – уровень концентрации вещества, который не должен вызывать у рабочих при ежедневном вдыхании на протяжении 8 часов (но не более 41часа в неделю) заболеваний или приводить к ухудшению состояния здоровья в отдаленные сроки. Под рабочей понимают слой воздушного пространства с высотой 2 метра, где располагается постоянное или временное рабочее место.

Нормативы ПДК для атмосферного воздуха являются едиными для всей территории Украины (0,5 мг/м³) . Установленные в других странах ПДК могут отличаться в большую или меньшую сторону. Для зон санитарной охраны, курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также зон отдыха городов ПДК установлено на 20% меньше, чем для жилых районов [1].

Важной характеристикой загрязняющего вещества является класс опасности. Существует 4 класса опасности загрязняющих веществ:

1. Чрезвычайно опасные (свинец, барий, соединения ртути, озон, хром, оксид ванадия и другие);

2. Высоко опасные (серная кислота, фенолы, диоксид азота, бензол, хлор и другие);

3. Умеренно опасные (диоксид серы, бутиловый спирт, пыль, сажа и другие);

4. Малоопасные (аммиак, нафталин, ацетон и другие). [3]

Установив степень загрязнения атмосферного воздуха всеми примесями, выбрасываемыми существующими и намечаемыми к строительству и пусков источниками, а также характер изменения полей концентрации примесей по территории и во времени с учетом карт загрязнения воздуха, построенных по результатам физического и математического моделирования, можно приступить к разработке схемы размещения стационарных постов наблюдений по территории города и программы их работ. Программа разрабатывается исходя из задач каждого измерительного пункта и особенностей изменчивости концентрации каждой примеси в атмосферном воздухе. Пост наблюдений дает информацию об общем состоянии воздушного бассейна (если пост находится вне зоны влияния отдельных источников выбросов) и осуществлять контроль над источниками выбросов (если пост находится в зоне влияния источников выбросов).

Посты устанавливаются в жилых административных районах, в районах с разным типом застройки, в парках и других зонах рекреации. Размещение стационарных постов согласовывается с местными органами Гидрометслужбы и Минздравом. Наблюдения должны проводиться за всеми примесями, уровни которых превышают ПДК.

Стандартная сеть пунктов наблюдений должна отвечать требованиям:

- необходима сеть, которая позволила бы получить пространственно-

временные закономерности распределения примесей в атмосфере;

- сеть требует определенных материальных и трудовых затрат;

- увеличение числа постов приводит к резкому увеличению объема

информации, что полностью не может быть использовано.

Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованный соответствующими приборами.

Устанавливаются посты наблюдений трёх категорий:

- стационарные;

-маршрутные;

- передвижные (подфакельные).

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно или нецелесообразно устанавливать стационарный пост или необходимо более детально изучить загрязнение атмосферы в отдельных районах. Это так же регулярные наблюдения, но с помощью специально оборудованных машин, которые перемещаются по определенному маршруту. Порядок объезда маршрутных постов должен быть одним и тем же, чтобы отбор проб в каждой точке определялся одними и теми же сроками суток (в день отбирают 8-10 проб в 4-5 точках).

Стационарный пост используется для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для дальнейшего анализа. Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые используются для выявления продолжительных изменений содержания основных (пыль, оксид углерод, диоксид серы, диоксид азота) и наиболее распространенных специфических загрязняющих веществ.

Передвижной пост используется для отбора проб под дымовым (газовым) факелом предприятия с целью выявление зоны влияния данного источника выброса. Отбор проб осуществляется с помощью специально оборудованной машины. Подфакельные посты представляют собой точки, размещенные на фиксированных расстояниях от источника. Они перемещаются соответственно направлению факела источника выбросов.

Регулярные наблюдения на стационарных постах проводятся по одной из 4 программ: полной, неполной, сокращенной, суточной.

Полная программа - это получение информации о разовых и среднесуточных концентрациях ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее 4 раз в сутки, с обязательным отбором в 7, 13, 19 часов местного декретного времени.

Неполная программа - это получение информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 часов местного декретного времени.

Сокращенная программа - это получение информации о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 часов местного декретного времени.

Проведение наблюдений по сокращенной программе допускаются проводить наблюдения по измененному графику в 7, 10, 13 часов во вторник, четверг, субботу и 16, 19, 22 часа – понедельник, среда, пятница. Также допускается при температуре ниже 45ºC и в местах, где среднемесячные концентрации примесей ниже 1/20 ПДКмр.

Суточная программа - это получение информации о среднесуточной концентрации путем не прерывного суточного отбора проб с помощью газоанализатора.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют такие метеорологические параметры:

- направление и скорость ветра;

- температура и влажность воздуха;

- состояние погоды и подстилающей поверхности.

Для стационарных постов допускают смещение всех сроков наблюдения на 1час в одну сторону. Наблюдения не проводят в воскресенье и праздничные дни.

На маршрутных постах наблюдения проводят по полной, неполной и сокращенной программам. Для этих постов допускается смещение всех сроков наблюдений на 1 час в обе стороны.

Отбор проб на подфакельных постах (передвежных) должен обеспечить выявления максимальных концентраций примесей связанных с особенностями режима выброса и метеорологическими условиями рассеивания. Поэтому сроки наблюдения на этих постах могут отличаться от сроков на стационарных и маршрутных постах. В период неблагоприятных метеорологических условий, которые сопровождаются высоким уровнем загрязнения атмосферы, наблюдения проводят через каждые 3 часа [2].

Автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды АНКОС - АГ предназначено для автоматизированного сбора, обработки и передачи информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха. Система позволяет непрерывно получать информацию о концентрации примесей и метеорологических параметрах в населенных пунктах или около крупных промышленных предприятий. Технические возможности регистрации, передачи, хранения и обработки данных о загрязнении атмосферного воздуха позволили разработать основные принципы функционирования автоматизированных систем наблюдения за состоянием атмосферного воздуха.