Виктор Назаркин - Атмосфера должна быть чистой. Применение статистических методов при аттестации источников эмиссии и оценке качества атмосферного воздуха

Назаркин В.В.

Атмосфера должна быть чистой.

Применение статистических методов при аттестации источников эмиссии и оценке качества атмосферного воздуха.

Москва, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ

Получение объективной информации о качестве окружающей природной среды, а также степени антропогенного влияния является одной из важнейших задач науки и техники в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов.

Достаточно планомерное изучение воздействия промышленных предприятий на окружающую среду и методов ее комплексной оценки началось сравнительно недавно. Во многом это объясняется сложностью и многообразием процессов формирования полей концентрации загрязняющих веществ (ЗВ) в объектах окружающей среды и разной степенью изученности этих процессов, кроме того, эти процессы происходят в различных временных и пространственных масштабах, а также многообразием параметров источников загрязнения. Поэтому достоверная оценка антропогенного влияния может быть выполнена на основе комплексного анализа процессов загрязнения, которые, таким образом, характеризуются очень большим числом переменных.

Тем не менее, информация об антропогенном влиянии уже сейчас имеет большое значение для поисков путей оптимизации взаимодействия хозяйственной деятельности и окружающей природной среды. С развитием производства продуктов нефтехимии, цветных и драгоценных металлов, минеральных удобрений, редких и рассеянных элементов, машиностроения, а также предприятий ТЭК, ядерной энергетики и ОПК появляется все больше научно-исследовательских центров и промышленных предприятий, которые могут быть потенциальными источниками загрязнения природной среды.

К основным источникам загрязнения относятся производственные предприятия, добывающие и перерабатывающие сырье и продукты с применением высокотоксичных химических веществ.

При эксплуатации предприятий ядерно-топливного цикла может происходить загрязнение окружающей среды радиоактивными и нерадиоактивными веществами, которые могут находиться в различных агрегатных состояниях. Источники выбросов и сбросов могут быть как организованные, например, дымовые трубы так и неорганизованные: хвостохранилища горно-обогатительных, химических и металлургических предприятий, загрязненные участки территории промышленных площадок, элементы оборудования, транспортные магистрали, отвалы. Перечисленные объекты могут являться источниками загрязнения воды и воздуха, вследствие ветровой и водной эрозии.

Очевидно, что кардинальным решением задачи снижения интенсивности выбросов и сбросов ЗВ является разработка и внедрение безотходных технологических процессов с полной утилизацией отходов [1, 4]. Учитывая, что современный уровень технологии, в том числе и на предприятиях ЯТЦ не позволяет ввести замкнутые циклы для воды и воздуха, может быть разрешен ограниченный, строго контролируемый выброс ЗВ в окружающую среду. Таким образом, оптимальным путем ограничения загрязнения окружающей среды является строгое нормирование количества выбросов и сбросов ЗВ [2, 3]. Такое ограничение должно обеспечить соблюдение нормативов высокого качества окружающей среды для здоровья людей и нормального функционирования экосистем.

Строгое нормирование подразумевает организацию системы контроля, призванную обеспечить объективную информацию о не превышении соответствующих границ допуска.

Результаты контроля загрязнения объектов окружающей среды (воздуха, воды) позволяют оценить состояние санитарно – гигиенической обстановки. Результаты контроля технологических источников выбросов и сбросов позволяют получить данные об их интенсивности, что является исходной информацией для управления качеством окружающей среды. Так как качество воды и воздуха определяется содержанием в них загрязняющих веществ, то генеральной целью системы контроля является получение данных о концентрациях ЗВ.

Система контроля выбросов и сбросов ЗВ, а также качества окружающей среды является сложной системой, что вытекает из многообразия анализируемых веществ, многообразия интервалов их содержания и условий определения. Однако, при организации системы контроля ЗВ возникают принципиальные трудности, выходящие далеко за рамки чисто аналитических проблем. Прежде всего, это связано со сложной статистической (пространственно-временной) структурой самих объектов исследования. Процессы распространения примесей в атмосфере и водных объектах регулируются сложным комплексом гидрометеорологических и геофизических факторов, поэтому их характеристики не являются строго детерминированными. Наличие существенной стохастической составляющей в пространственной и временной структуре поля концентрации ЗВ требует привлечения специальных методов обработки и интерпретации экспериментальных данных, которые позволили бы получить характеристики, наиболее полно и объективно представляющие степень и интенсивность загрязнения промышленными выбросами и которые можно было бы сопоставить с границами допуска ПДВ (ПДС) или ПДК.

Если при интерпретации данных контроля не использовать информацию о статистической структуре концентрации ЗВ, то это может привести к грубым ошибкам в оценке санитарно – гигиенической обстановки и, как следствие, принятие ошибочных решений как в планировании природоохранной деятельности, так и в оценке эффективности проводимых мероприятий.

Система контроля ЗВ, как информационно-измерительная система подразделяется на две основные подсистемы. Первая призвана обеспечить информацию о мощности источников ЗВ (контроль эмиссий), вторая – для оценки качества окружающей среды (контроль иммиссий).

В первом случае измерения проводятся непосредственно в источниках эмиссий, которыми в большинстве случаев являются организованные источники выбросов и сбросов. Таким образом, под эмиссионными измерениями понимают анализ отходящих газов предприятий или сбросных вод и изучается вопрос о не превышении границ допуска интенсивности ПДВ (ПДС) за контрольный период времени. Значительным антропогенным фактором и источником эмиссий являются автодороги, которые рассматриваются как линейные источники, также имеют место неорганизованные источники эмиссий, карьеры, хвостохранилища горно-обогатительных и химических предприятий, терриконы, отвалы.

В ряде случаев отдают предпочтение организации контроля иммиссий. Под измерениями иммиссий понимают определение концентрации ЗВ в атмосферном воздухе, воде водных объектов и объектах биосферы, при этом изучается вопрос о не превышении границ допуска – ПДК. Если при контроле иммиссий результаты получают только проведением прямых измерений при помощи аналитической техники, то при контроле интенсивности выбросов, нередко пользуются расчетными и балансовыми методами. Это связано, прежде всего, с трудностями проведения прямых измерений из-за влияния сложного комплекса физико-химических и технологических, факторов и условий в точках контроля анализируемых сред.