Способ контроля загрязнения атмосферного воздуха


 


Владельцы патента RU 2498359:

Сафарова Валентина Исаевна (RU)
Исачкина Любовь Яковлевна (RU)

Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для контроля атмосферного воздуха. Сущность: проводят сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий. Выбирают основные специфические индикаторные соединения для контроля на источниках выбросов - «отпечатки предприятий». Создают сеть автоматизированных станций контроля загрязнения атмосферного воздуха, места размещения которых определены по результатам анализа расчетов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Проводят круглосуточный мониторинг, осуществляя непрерывное автоматическое измерение содержания загрязняющих веществ в атмосфере и на источниках загрязнения предприятий, замеры метеорологических параметров атмосферы. Устанавливают источник загрязнения по наличию в воздухе специфических индикаторных соединений. Сравнивают с результатами анализов на предприятии - источнике загрязнения, определяют причины возникновения и необходимость изменения технологического режима. Технический результат: повышение эффективности, достоверности и оперативности контроля. 2 табл.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности, к системам автоматизированного контроля параметров атмосферного воздуха.

Известен способ контроля за режимом работы источников загрязнения атмосферного воздуха в период неблагоприятных метеорологических условий (патент РФ №2244327, опубл. 10.01.2005 г.).

Согласно способу осуществляют регламентированный нормативными документами комплекс мероприятий по временному сокращению вредных выбросов источников загрязнения воздуха. Предварительно определяют расчетным путем основные источники загрязнения воздуха на прогнозируемый период неблагоприятных метеорологических условий. Ранжируют их по вкладу в общее загрязнение. В период наступления неблагоприятных метеорологических условий путем текущих замеров уровня загрязнения воздуха различными вредными веществами на постах контроля и решения обратной задачи рассеивания примеси выявляют конкретные источники, не обеспечившие снижение вредных выбросов до нормативно-регламентированного для неблагоприятных метеорологических условий. Проводят на выявленных источниках внеплановый контроль выбросов.

Недостатком известного способа является периодичность проведения контроля загрязнения воздуха только в период неблагоприятных метеорологических условий, отсутствие возможности постоянных замеров параметров загрязнения, отсутствие автоматизированной системы контроля за качеством воздуха.

Наиболее близким к заявляемому является способ контроля окружающей среды с использованием автоматизированной системы наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС-АГ) для автоматизированного сбора, обработки и передачи информации об уровне загрязнения атмосферного воздуха (Руководство по контролю загрязнения атмосферы РД 52.4.186-89 Москва, 1992, Госкомгидромет СССР). Система позволяет непрерывно получать информацию о концентрации примесей и метеорологических параметрах в населенных пунктах или около промышленных предприятий. Частота выдачи информации автоматизированной системы может составлять от нескольких минут до нескольких часов.

В состав АНКОС-АГ входят следующие технические средства: павильон; мачтовое устройство с комплектом метеодатчиков, установленных на крыше павильона, для измерения скорости и направления ветра, температуры, влажности; устройства отопления, вентиляции, освещения, кондиционирования и пожаротушения; газоанализаторы оксида углерода, диоксида серы, оксида, диоксида и суммы оксидов азота, озона, суммы углеводородов без метана; устройство сбора и обработки информации на базе микроЭВМ.

Система АНКОС-АГ обеспечивает: систематическое измерение заданных параметров атмосферного воздуха; автоматический сбор информации со станций АНКОС; сбор информации от неавтоматизированных звеньев наблюдений (например, от стационарных и передвижных постов); оперативную оценку ситуации по известным значениям ПДК; краткосрочный прогноз уровней загрязнения контролируемых примесей; обработку и выдачу информации.

Недостатком системы является недостаточная достоверность данных наблюдений вследствие недостаточного количества анализируемых параметров. Кроме того, система позволяет констатировать текущее состояние окружающей среды без определения источника загрязнения, не позволяет контролировать специфические компоненты, характерные для предприятий, отсутствует возможность определить вклад отдельных предприятий в загрязнение региона.

Задачей изобретения является повышение эффективности, качества, надежности и достоверности данных наблюдений; повышение оперативности сбора, обработки, передачи и использования данных наблюдений в задачах контроля и регулирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, возможность оперативного определения источника загрязнения в режиме онлайн в любое время и обеспечение доказательности получаемой аналитической информации.

Поставленная задача решается тем, что в способе контроля загрязнения атмосферного воздуха, включающем систематическое измерение заданных параметров атмосферного воздуха; определение качества выбросов основных источников загрязнения, автоматический сбор информации, оперативную оценку ситуации по известным значениям ПДК и ПДВ, обработку и выдачу информации согласно изобретению проводят

- сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий,

- выбор основных специфических токсикантов - индикаторных соединений для контроля на источниках выбросов (отпечатков предприятий), основанный на идентификации методом хромато-масс-спектрометрии (ХМС),

- круглосуточный мониторинг путем создания сети автоматизированных станций контроля загрязнения атмосферного воздуха, места размещения которых определены по результатам анализа расчетов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы,

- круглосуточный мониторинг источников загрязнения по специфическим загрязнителям, которые присущи конкретным предприятиям,

- непрерывное автоматическое измерение содержания загрязняющих веществ в атмосфере и на источниках загрязнения предприятий, замеров метеорологических параметров атмосферы: скорости и направления ветра, давления, температуры и влажности,

- установление источника загрязнения по наличию превышения содержания в атмосферном воздухе специфических индикаторных соединений,

- определение превышения содержания специфических загрязнителей в воздухе, сравнение с результатами анализов на источнике загрязнения (предприятии), определение причин возникновения и необходимости изменения технологического режима.

Способ включает в себя проведение следующих операций:

1) сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий.

Для этого проводят анализ и обобщение сведений по результатам инвентаризации источников и данных проектов предельно допустимых выбросов (ПДВ) основных предприятий-загрязнителей, проводят анализ результатов производственного аналитического контроля за соблюдением нормативов ПДВ на источниках; проводят кластерный анализ основных предприятий загрязнителей (обобщение результатов любых по определенным признакам и формирование в определенные кластеры по общности и разобщенности);

2) выбор основных специфических токсикантов - индикаторных соединений для контроля на источниках выбросов (отпечатков предприятий), основанный на идентификации методом ХМС.

Для этого проводят инструментальную инвентаризацию источников выбросов с количественными замерами всех токсикантов, составление базы данных, затем проводят выбор основных специфических токсикантов для контроля на источниках выбросов («отпечатков предприятий»), основанный на инвентаризации источников загрязнения и идентификации методом хромато-масс-спектрометрии, оценка загрязнения атмосферы, выбор источников для контроля и точек мониторинга;

3) круглосуточный мониторинг.

Реализуется путем создания сети автоматизированных станций контроля, позволяющих установить взаимосвязь источника загрязнения с качеством атмосферного воздуха. При этом места размещения станций определены по результатам анализа расчетов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы «Эколог».

Станции контроля оснащаются оборудованием, позволяющим в автоматическом режиме определять специфические для каждого предприятия индикаторные соединения. На наиболее крупные источники промышленных выбросов устанавливаются приборы контроля, которые дают возможность оперативно контролировать те же специфические ингредиенты и управлять экологической ситуацией в промышленном регионе. Круглосуточный аналитический контроль атмосферного воздуха, организованный по поиску источника загрязнения, позволяет в оперативные сроки найти источник загрязнения.

Перечень контролируемых ингредиентов включает основные вещества, специфические вещества, характерные для промышленности, транспорта и энергетики каждого города) и индикаторные соединения, характерные для предприятий города (табл.1).

Результаты инвентаризации промышленных выбросов предприятий представлены в таблице 2.

Таблица 1
Перечень ингредиентов, контролируемых на автоматизированных станциях контроля (АСКАВ)
№ п/п Ингредиенты Диапазон измерения, мг/м3
1. Оксид азота 0,12-1,5
2. Диоксид азота 0,03-0,4
3. Диоксид серы 0,04-0,5
4. Взвешенные частицы 0,08-1,0
5. Фенол 0,0024-0,03
6. Бензол 0,08-1,0
7. Ксилол 0,16-2,0
8. Дихлорэтан 0,8-10,0
9. Хлор 0,024-0,3
10. Гидрохлорид 0,08-1,0
11. Винилхлорид 0,008-0,1
12. Оксид углерода 2,4-30,0
13. Сероводород 0,006-0,08
14. Аммиак 0,03-0,4
15. Толуол 0,48-6,0
16. Пентилены 1,2-15,0
17. Пентан 20,0-250,0
18. Метанол 0,4-5,0
19. Диметиламин 0,002-0,025
20. Озон 0,024-0,3
21. Хлороформ 0,024-0,3
22. Альфа-метилстирол 0,032-0,4
23. Этилен 2,4-30,0
24. Этилбензол 0,016-0,2
Таблица 2
Результаты инвентаризации промышленных выбросов предприятий
Источник эмиссии загрязняющих соединений Ингредиенты, выбрасываемые из источников
Контролируемые компоненты Идентифицированные компоненты
Предприятие 1 Оксид углерода
Сероводород Азота диоксид
Аммиак
Предприятие 2 Дихлорэтан
Этилен
Хлорэтилен
Хлорэтан
1,2-Дихлорэтен (цис)
1,1-Дихлорэтан
1,2-Дихлорэтан
Хлористый метилен
Уксусная кислота
Хлоральгидрат
1,1,2-Трихлорэтан
2-метилпропиловый эфир уксусной кислоты
2-Хлорэтиловый эфир уксусной кислоты
Диметоксиметан
Толуол
Этилбензол
о-Ксилол
м(п)-Ксилолы
Стирол
Дихлорэтиловый эфир
2-Этилгексанол-1
Бис(2-хлорэтокси)-метан
Хлор
2-метилбутан
2,2-Диметилбутан
Предприятие 3 Диметиламин
Метиловый спирт
Толуол
Этилбензол
о-Ксилол
м(п)-Ксилолы
2-Метилпентан

Поиск источника загрязнения в сочетании с различными методами исследования позволяет в минимально возможные сроки оперативно установить виновника загрязнения. Преимуществом применения способа анализа «отпечатков предприятий» является высокая оперативность и четкая доказательность получаемой аналитической информации.

Способ контроля загрязнения атмосферного воздуха, включающий систематическое измерение заданных параметров атмосферного воздуха, определение качества выбросов основных источников загрязнения, автоматический сбор информации, оперативную оценку ситуации по известным значениям ПДК и ПДВ, обработку и выдачу информации, отличающийся тем, что проводят сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий, выбирают основные специфические индикаторные соединения для контроля на источниках выбросов - «отпечатки предприятий», проводят круглосуточный мониторинг путем создания сети автоматизированных станций контроля загрязнения атмосферного воздуха, места размещения которых определены по результатам анализа расчетов рассеивания загрязняющих вещеcтв в приземном слое атмосферы, осуществляющих непрерывное автоматическое измерение содержания загрязняющих веществ в атмосфере и на источниках загрязнения предприятий, замеров метеорологических параметров атмосферы, устанавливают источник загрязнения по наличию в воздухе специфических индикаторных соединений, сравнивают с результатами анализов на предприятии - источнике загрязнения, определяют причины возникновения и необходимость изменения технологического режима.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к метеорологии, навигации и позволяет аппаратурно, в реальном масштабе времени определять высоту нижней границы облачности. Сущность изобретения: при помощи широкопанорамной автоматизированной сканирующей системы автоматически определяются наиболее контрастные участки, по которым определяется высота нижней границы облачности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в прикладной метеорологии для дистанционного измерения мгновенной скорости и направления ветра.

Изобретение относится к области инженерной экологии и может быть использовано для определения дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по отдельным экологически значимым объектам, попадающим в подфакельное пространство аэропромвыбросов.

Изобретение относится к области солнечно-земной физики и может быть использовано для краткосрочного прогноза мощных солнечных вспышек. .
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки высоты расположения верхней границы мощных конвективных облачных образований. .

Изобретение относится к дистанционным оптическим способам контроля газового состава атмосферного воздуха. .

Изобретение относится к области мониторинга, в частности к мониторингу химически опасных объектов. .

Изобретение относится к исследованиям верхней атмосферы Земли и околоземного космического пространства методом искусственных светящихся облаков и может быть использовано, например, при активных воздействиях на атмосферные процессы.

Изобретение относится к физике атмосферы и может быть использовано при определении структурной характеристики показателя преломления, параметра Штреля и радиуса Фрида.
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения высоты верхней границы кучево-дождевой облачности. .

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для контроля чистоты воздуха населенных мест. Сущность: проводят выбор территории, которую необходимо исследовать на предмет состояния уровня загрязнения атмосферного воздуха. На исследуемой территории в точках натурных замеров проводят натурные инструментальные замеры концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Карту исследуемой территории покрывают регулярной сеткой, выделяют на ней узловые точки и отмечают расположение точек, в которых были проведены натурные замеры. Выявляют все источники загрязнения атмосферного воздуха на исследуемой территории и проводят сбор данных о параметрах выбросов от указанных источников загрязнения атмосферного воздуха. Затем выполняют расчет приземных концентраций загрязняющих веществ в точках натурных замеров и в узловых точках заданной регулярной сетки от указанных источников загрязнения атмосферного воздуха с применением стандартных математических моделей и программных средств. Для каждой точки, где имеются данные и расчета рассеивания, и натурных замеров, определяют коэффициент соответствия как отношение измеренной концентрации к рассчитанной. Далее точки натурных замеров концентраций загрязняющих веществ объединяют на карте непересекающимися отрезками в треугольники, образуя систему треугольников с вершинами в точках натурных замеров. Для каждого треугольника решают уравнение плоскости с установлением коэффициентов уравнения, зависящих от координат вершин треугольника - точек натурных замеров, и значений коэффициентов соответствия в них. Затем относят каждую узловую точку расчетной сетки к какому-либо треугольнику или устанавливают, что она лежит вне указанной системы треугольников. Для каждой узловой точки, лежащей внутри системы треугольников, рассчитывают коэффициент соответствия по уравнению плоскости соответствующего треугольника. А для узловых точек, лежащих вне системы треугольников, расчет коэффициента соответствия выполняют методом экстраполяции. Для этого значения коэффициента соответствия в узловой точке принимают равными коэффициентам соответствия в ближайшей точке, лежащей на внешней границе системы треугольников. Ранее рассчитанные приземные концентрации загрязняющих веществ в узловых точках заданной регулярной сетки умножают на полученные коэффициенты соответствия с получением уточненной концентрации загрязняющих веществ в узловых точках сетки. Затем строят карту пространственного распределения уточненных концентраций загрязняющих веществ, по которой количественно оценивают уровень загрязнения атмосферного воздуха на исследуемой территории. Технический результат: повышение точности пространственной количественной оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха. 5 табл., 9 ил.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения вертикального профиля концентрации различных газов в атмосфере. Сущность: излучают набор электромагнитных волн различной частоты в окрестности линии поглощения измеряемого газа. Регистрируют прошедшее атмосферу излучение приемником. Измеряют общее ослабление излучения, прошедшего атмосферу на излучаемых частотах. Сравнивают значения измеренного ослабления излучения с расчетными значениями общего ослабления излучения, полученными на основе априорных или стандартных данных о вертикальных профилях температуры, атмосферного давления и концентрации измеряемого газа. Причем для получения значений концентрации газа на заданной высоте измерения проводят на двух парах частот, расположенных на различных склонах линии поглощения измеряемого газа, которая соответствует заданной высоте. При этом используют линейную комбинацию ослаблений на указанных частотах. Технический результат: повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для прогнозирования наводнений или штормовых подъемов уровней воды для морских устьевых участков рек. Сущность: создают архив наводнений (дата-уровень) за максимально возможный период. Создают архив полей приземного атмосферного давления по срочным данным (за два срока) в районе формирования штормовых циклонов над морским устьевым участком реки. Рассчитывают повторяемость наводнений по всем месяцам года. По величине повторяемости наводнений выделяют «наводненческий период» (повторяемость больше 1%) и «ненаводненческий период» года. Для месяцев, вошедших в «ненаводненческий период», наводнения считаются маловероятным событием, поэтому автоматически делают вывод о ненаступлении «наводненческой ситуации». Для каждого месяца «наводненческого периода» определяют эмпирические ортогональные функции (ЭОФ) по всему архиву срочных наблюдений полей приземного атмосферного давления. Затем для каждого месяца «наводненческого периода» рассчитывают эмпирические ортогональные составляющие (ЭОС). Выделяют диапазон трех первых ЭОС от минимального до максимального значения для дат наводнений каждого месяца «наводненческого периода», формируют эталонную область ЭОС для каждого месяца. После этого по результатам оперативного гидродинамического прогноза поля приземного атмосферного давления рассчитывают ЭОС по ранее созданным ЭОФ для данного месяца. Определяют принадлежность ЭОС прогностического поля к эталонной области ЭОС наводнений прогнозируемого месяца. Делают вывод о наступлении/ненаступлении на анализируемый прогностический срок «наводненческой ситуации». Технический результат - повышение заблаговременности прогноза.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки экологического состояния атмосферы территории. Сущность: на контролируемой территории отбирают пробы атмосферных осадков. Проводят гранулометрический и минералогический анализы взвесей в отобранных пробах. По результатам гранулометрического анализа взвеси делят на пять классов крупности и определяют процентное содержание взвесей каждого класса. После этого вычисляют показатель содержания взвесей каждого класса и, используя данный показатель, делают оценку экологического состояния территории. Технический результат: обеспечение возможности зонирования районов территории по экологической опасности воздушной среды. 15 ил.

Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для мониторинга химически опасных объектов. Сущность: определяют концентрации опасных выбросов в районе свалки. Получают метеорологические данные в радиусе 30 км от центра свалки, проводя наблюдения через каждые 6 часов. Оценивают метеорологические условия по разным пространственным направлениям. Определяют размер зоны влияния первичных токсичных газов, используя данные о выбросах свалок в виде концентраций токсичных газов, учитывая при этом скорости химической трансформации и химические времена жизни первичных продуктов токсичных выбросов свалок. Технический результат: определение зоны влияния продуктов токсичных выбросов свалок.

Изобретение относится к области морской гидрологии и может быть использовано для определения приливных колебаний уровня моря. Сущность: измеряют высоту поверхности уровня моря посредством регистрирующих устройств. Определяют моменты верхней кульминации Луны на фиксированном географическом меридиане. Определяют колебания уровня моря путем анализа результатов наблюдений по периодическим компонентам во временных рядах. При этом определяют гармонические постоянные по спектру частот фиктивных светил. При анализе результатов измерений выполняют деление спектра частот на равные временные циклы с последующим их совмещением, в котором гармонические постоянные определяют для отдельного фиктивного светила. Временной ход уровня прилива в точке измерения под действием приливных сил определяют по фазовому сдвигу. Изменение фазы прилива определяют по измеренным значениям уровня моря в фиксированных точках акватории моря, расположенных по возрастанию величины интервала времени между ближайшим предшествующим моментом времени верхней кульминации Луны и моментом верхней кульминации Луны. Кроме того, по изменению амплитуд гармонической составляющей высоты прилива со временем определяют пространственную изменчивость времени наступления максимальных вод прилива после сизигий в открытом море. При этом преобразования амплитуды, угловой частоты и фазы приливной гармоники сигналов осуществляют посредством интегрального и линейного преобразования Гильберта. Также определяют значения водных часов, выраженные в среднесолнечном времени. Технический результат: повышение достоверности результатов. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для получения изображений земной поверхности через турбулентную атмосферу. Способ основан на совместном использовании длинно-экспозиционного изображения и серии из N спектрально-фильтруемых коротко-экспозиционных изображений. Технический результат - повышение качества изображения зондируемого участка земной поверхности. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области физики атмосферы и может быть использовано в метеорологических целях. Сущность: по данным о координатах точки оценки, дате и времени оценки вычисляют внеатмосферные спектральные потоки солнечной радиации, сечения поглощения озона, коэффициенты ослабления солнечной радиации в результате рассеяния газами, оптическую массу атмосферы. По данным о величине приземного давления, влажности воздуха, общем содержании озона на уровне земной поверхности, общем балле облачности, среднем размере облачных и аэрозольных частиц определяют коэффициенты мутности и коэффициенты ослабления солнечной радиации атмосферным аэрозолем и облаками. Рассчитывают спектральные потоки солнечной радиации с учетом эффектов поглощения и рассеяния радиации аэрозолями и облаками. Технический результат: повышение точности оценки спектральных потоков солнечной радиации для географической точки.

Система локализованного контроля утечек горючего газа по первичным параметрам измерительных устройств включает стационарные датчики-газоанализаторы горючих газов, систему автоматического управления, содержащую блок звуковой и световой сигнализаций, блок управления датчиками-газоанализаторами. В систему дополнительно введены блок автоматического переключения подачи газа из основной технологической линии в резервную и обратно, воздухопроводящие короба с общим завихрителем, в которые производится нагнетание воздуха с требуемыми параметрами от воздуходувной установки, позволяющие перемещать утечку газа в определенном направлении к последовательно расположенным датчикам-газоанализаторам, что позволит с достаточной степенью точности определить локальное расположение образовавшейся утечки в максимально короткое время с момента ее образования. Технический результат - повышение безопасности, своевременное, эффективное и оперативное обнаружение локального места утечки, снижение риска образования концентрации газа в воздухе. 2 ил.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений. Способ включает выбор совокупности веществ, для которых будет проводиться мониторинг местности вокруг точечного источника, определение маршрута пробоотбора по сезонному направлению ветра и построение карты изолиний загрязнений по полученным данным. Выбирают вектор преобладающего сезонного направления ветра. На этом векторе проводят отбор проб для каждого загрязнителя в двух точках r1 и r2, отстоящих от точечного источника на расстояниях в интервале от 5 высот источника (h) до 15 высот источника. Вычисляют коэффициенты В=ln(q1/q2·exp(С·((1/r2)-(1/r1))))/ln(r1/r2) и А=q1/(r1B)·exp(-C/r1), где q1 и q2 - концентрации загрязнителя в точках пробоотбора r1 и r2, С=30·h. Вычисляют одномерный профиль концентрации загрязнителя по направлению преобладающего ветра по формуле F(R,А,В)=A·RB·exp(-C/R), где R - текущее расстояние от источника, и переход к площадной картине распределения загрязнителя на местности происходит путем умножения удельной концентрации F(R,A,B) на транспонированную функцию розы ветров G(φ+180°), известную из метеонаблюдений для данного региона в выбранный сезон. Способ позволяет быстро и точно оценить степень загрязнения природной среды от техногенного точечного источника. 3 ил., 1 табл., 1 пр.
Наверх