Способ оценки экологического состояния атмосферы территории

Авторы патента:

Чайка Владимир Викторович (RU)

Паничев Александр Михайлович (RU)

Голохваст Кирилл Сергеевич (RU)

Гульков Александр Нефедович (RU)

G01W1/00 - Метеорология

Владельцы патента RU 2522161:

Голохваст Кирилл Сергеевич (RU)
Паничев Александр Михайлович (RU)
Гульков Александр Нефедович (RU)

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 способам определения загрязненности воздуха при санитарно-гигиеническом контроле воздуха и может быть использовано для оценки экологического состояния атмосферы различных территорий, в том числе для их ранжирования по этому критерию.

Известен способ определения степени загрязнения атмосферы, включающий контроль реакции индикатора загрязнения, в зависимости от которой осуществляют зонирование территорий или их участков по степени загрязнения ( №2213361, G01W 1/00, G01N 33/00, 2002). При этом используют метод фитоиндикации, предусматривающий использование биоиндикатора, в качестве которого используют березу повислую, при этом определяют степень загрязнения серосодержащими соединениями, при этом показателем является количество накопленной экзогенной серы в ее листьях. Количество экзогенной серы в листьях определяют по разнице между количеством общей серы в месте определения и количеством серы в них на участке контроля. На основании полученных данных проводят экологическое зонирование территорий.

К недостаткам известного решения относится выявление ограниченного перечня загрязнений. Кроме того, не обеспечивается выявление крупности загрязнений и недостаточна достоверность выявления тонких взвесей, которые «уходят» в массу фильтрующего материала.

Известен способ экологического зонирования территорий, включающий программную обработку получаемых с орбитальных комплексов спектрозональных снимков территории, включающих контрольные промышленные площадки. Использование для оценки экологической ситуации результирующего вектора техногенных нагрузок состояния пяти сред - атмосферного воздуха, почвы, воды, геологической среды и растительности, обеспечивает интегральную оценку состояния системы атмосфера - подстилающая поверхность. Преобразование аналоговых значений спектральной яркости объектов в цифровые матрицы с последующей обработкой данных в соответствии с алгоритмом, учитывающим корреляцию хроматических коэффициентов, и с привязкой изображения к географическим координатам позволяет давать документально достоверную количественную оценку зонирования ( №2132606, A01G 15/00, G01W 1/00, 1998).

К недостаткам известного решения относится сложность выявления атмосферной компоненты в фиксируемом результате и косвенная (по своей сути) оценка экологического состояния территории. Кроме того, отсутствует возможность выявления крупности присутствующих взвесей, которая определяет их опасность (с точки зрения имеющихся в литературе данных, можно считать наиболее опасными частицы размером от 50-100 нм и до 1 мкм).

Известен способ оценки экологического состояния атмосферы территории, включающий отбор, предпочтительно одновременный, проб атмосферных осадков на контролируемой территории по меньшей мере в двух точках и измерение параметров природных взвесей в отобранных пробах с проведением их гранулометрического анализа (см. RU №100263, G01N 15/02, 2010). При этом обеспечивается возможность оценки гранулометрического состава загрязнений и выявления загрязнений нанометрической крупности.

К недостаткам известного решения относится отсутствие возможности выполнения сравнительной оценки экологической опасности воздушной среды территории или ее отдельных районов, поскольку конечным результатом известного решения является набор сведений о гранулометрическом составе атмосферной взвеси, который тем шире, чем большее количество замерных точек было задействовано на конкретной территории.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности сравнительной оценки экологической опасности воздушной среды территорий или их отдельных районов в рамках территории.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности зонирования районов территории или территорий по экологической опасности воздушной среды. Кроме того, выявление названной оценки территории после получения результатов обработки проб занимает малое время.

Для решения поставленной задачи способ оценки экологического состояния атмосферы территории, включающий отбор, предпочтительно одновременный, проб атмосферных осадков на контролируемой территории по меньшей мере в двух точках и измерение параметров природных взвесей в отобранных пробах с проведением их гранулометрического анализа, отличается тем, что гранулометрический анализ взвесей дополняют их минералогическим анализом, причем по результатам гранулометрического анализа, выполненного по каждой замерной точке, определяют содержание взвесей как минимум пяти классов крупности, первый из которых менее 1 мкм, второй от 1 до 10 мкм, третий от 10 до 50 мкм, четвертый от 50 до 100 мкм и пятый свыше 100 мкм, после этого вычисляют показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории, для чего используют выражение: $p_{t} = \sum a_{n} \cdot 100 / n,$

где p_t - показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории; t - размерный класс; а_n - содержание взвеси конкретного размерного класса, зафиксированное на замерной точке, % массы; n - количество замерных точек, далее с использованием показателя содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории дают оценку экологического состояния атмосферы территории, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности менее 30%, а доля частиц 3 класса менее 50%, то экологическое состояние территории оценивается 1 баллом, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности превышает 30% или доля частиц 3 класса превышает 50%, то экологическое состояние территории оценивается 3 баллами, кроме того, если по результатам минералогического анализа в пробе выявляют техногенные частицы, например сажу, и/или металлы, и/или оксиды металлов, и/или волокнистых минералов, и/или стеклянных частиц, в количестве более 50% от массы пробы, результат оценки экологического состояния атмосферы территории на основе гранулометрического анализа взвесей умножают на 2, при этом территорию относят к экологически неблагополучным, если ее оценка в баллах превышает 6, при этом территорию относят к относительно благополучным, если ее оценка в баллах находится в пределах от 4 до 6, при этом территорию относят к экологически благополучным, если ее оценка в баллах менее 4.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.

Признаки «…гранулометрический анализ взвесей дополняют их минералогическим анализом» позволяют выявить как состав взвесей, так и их происхождение, что дает возможность уточнить опасность взвесей для человеческого организма.

Признаки «…по результатам гранулометрического анализа, выполненного по каждой замерной точке, определяют содержание взвесей как минимум пяти классов крупности» позволяют оценить долю фракций, наиболее опасных для организма, в объеме пробы и по этому фактору сделать оценку экологического благополучия территории.

Признаки, указывающие на фракционный состав классов крупности взвесей «…первый из которых менее 1 мкм, второй от 1 до 10 мкм, третий от 10 до 50 мкм, четвертый от 50 до 100 мкм и пятый свыше 100 мкм», позволяет оценить содержание в пробе, соответственно, наиболее опасных фракций, опасных фракций, фракций средней опасности и относительно безопасных фракций (два последних диапазона крупности).

Признаки, указывающие, что после определения содержания взвесей в названных классах крупности в пробах, взятых на каждой замерной станции (точке), «вычисляют показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории», позволяют интегрально учесть все данные замеров, полученных на территории, что послужит основой для ранжирования территории по степени ее экологического благополучия.

Признаки, указывающие, что для вычисления показателя содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории «используют выражение: $p_{t} = \sum a_{n} \cdot 100 / n,$

где p_t - показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории; t - размерный класс; а_n - содержание взвеси конкретного размерного класса, зафиксированное на замерной точке, % массы; n - количество замерных точек», конкретизируют порядок математической обработки информационного массива, полученного по результатам замеров.

Признаки, указывающие, что «с использованием показателя содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории дают оценку экологического состояния атмосферы территории, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности менее 30%, а доля частиц 3 класса менее 50%, то экологическое состояние территории оценивается 1 баллом, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности превышает 30% или доля частиц 3 класса превышает 50%, то экологическое состояние территории оценивается 3 баллами», обеспечивают получение критериев для предварительной оценки экологического благополучия территории на основе количественных показателей содержания названных фракций взвесей.

Признаки, указывающие, что «если по результатам минералогического анализа в пробе выявляют техногенные частицы... в количестве более 50% от массы пробы, результат оценки экологического состояния атмосферы территории на основе гранулометрического анализа взвесей умножают на 2», позволяют уточнить предварительную оценку экологического благополучия территории и выполнить ее окончательную оценку.

Признаки, указывающие, что к техногенным частицам относят «сажу, и/или металлы, и/или оксиды металлов, и/или волокнистых минералов, и/или стеклянных частиц», определяют возможные примеры таких материалов.

Признаки, указывающие, что «территорию относят к экологически неблагополучным, если ее оценка в баллах превышает 6, при этом территорию относят к относительно благополучным, если ее оценка в баллах находится в пределах от 4 до 6, при этом территорию относят к экологически благополучным, если ее оценка в баллах менее 4», позволяют ранжировать территорию по одному из трех классов - либо как экологически неблагополучную, либо как экологически относительно благополучную, либо как экологически благополучную.

Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, при этом совокупность ее признаков обеспечивает возможность оценки гранулометрического состава загрязнений и выявления загрязнений нанометрической крупности.

На фиг.1 показана таблица 1 «Распределение частиц в снеге по фракциям на станциях отбора проб»;

На фиг.2 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 1-1;

На фиг.3 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 1-2;

На фиг.4 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 1-3;

На фиг.5 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 1-4;

На фиг.6 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 1-5;

На фиг.7 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 1-6;

На фиг.8 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 2-1;

На фиг.9 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 2-2;

На фиг.10 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 2-3;

На фиг.11 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 2-4;

На фиг.12 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 2-5;

На фиг.13 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси из станции 2-6;

На фиг.14 показано распределение частиц взвесей по основным размерным фракциям и их доля (в %) в пробах взвеси по городу в целом;

На фиг.15 показана таблица 2 «Физические параметры частиц взвеси, содержавшихся в снеге в различных районах г. Хабаровска».

На территории, подлежащей контролю и зонированию, размещают замерные точки (станции). Оборудуют эти замерные станции средствами сбора осадков, выполненных по типу дождемеров (плювиометров) - приборов, используемых для измерения количества осадков (дождя и снега). При работе со снегом возможен прямой отбор пробы из свежевыпавшего снега в герметично закрывающиеся контейнеры.

Пробы снега собирают в трехлитровые контейнеры из верхнего слоя только что выпавшего снега (используют полипропиленовые контейнеры, предназначенные для хранения пищевых продуктов). После того, как снег в контейнерах растаивал, жидкость взбалтывали, затем из каждой пробы набирали 60 мл в кювету измерительного прибора, в качестве которого использовали лазерный анализатор частиц, в данном случае типа Fritch Analysette 22 Nano Tec (Fritch).

Этот прибор имеет диапазон измерений от 0,01 мкм до 2000 мкм. Принцип действия прибора базируется на лазерной дифракции (метод, основанный на зависимости угла рассеяния света от их размеров - чем больше размер, тем меньше рассеяние). Сквозь кювету с исследуемым образцом проходит лазерный луч, интенсивность рассеянного света снимается с фоточувствительного детектора. Расчеты ведутся по теории Фраунгофера. В качестве альтернативного метода для исследования частиц, размеры которых сравнимы с длиной волны лазера, используется метод Ми. Для расширения возможности определения размеров частиц вплоть до нанодиапазона требуется детектирование рассеянного назад света. Чтобы использовать для измерения также обратное рассеяние, используется второй лазерный пучок. Он дополнительно облучает помещенную непосредственно перед детектором пробу через микроотверстие в центре детектора последовательно сзади и тем самым расширяет диапазон измерений до нижнего предела измерений порядка 0,01 мкм. Для целей заявленного решения используют блок мокрого диспергирования прибора.

Далее каждую пробу анализировали на измерительном приборе, определяли форму частиц и устанавливали их распределение по размерным фракциям.

Для выполнения минералогического анализа частиц, выявленных в жидких пробах, воду выпаривали. Сухой остаток изучали под электронным микроскопом, часть его растворяли в кислоте и анализировали на атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu 6800 (Япония), а также на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Element XR (Thermo, США).

Для получения сухих проб непосредственно из воздуха применялись пробоотборник LSV 3.1 (Derenda, Германия) с фильтром MGG (micro-glass fibre paper) диаметром 47 мм (Munktell, Германия) с использованием оголовника РМ₁₀ и пробоотборник ПУ-3Э/12 с фильтрами типа АФА (перхлорвинил).

Микрофотографирование и определение вещественного состава отдельных частиц выполнено на сканирующих электронных микроскопах: Zeiss EVO 40XVP с энергодисперсионной приставкой INCA Energy и Hitachi S3400 с энергодисперсионной приставкой Thermo Scientific.

По результатам гранулометрического анализа, выполненного по каждой замерной точке, определяют содержание взвесей как минимум пяти классов крупности, первый из которых менее 1 мкм, второй от 1 до 10 мкм, третий от 10 до 50 мкм, четвертый от 50 до 100 мкм и пятый свыше 100 мкм.

Стоит обратить внимание на то, что частицы наиболее мелкого размерного состава обладают огромной удельной площадью поверхности (до 14421,33 см²/см³ в районе 2-1) и могут сорбировать на себе токсические вещества.

Вычисление показателя содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории, осуществляют по выражению: $p_{t} = \sum a_{n} \cdot 100 / n,$

где p_t -показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории; t - размерный класс; а_n - содержание взвеси конкретного размерного класса, зафиксированное на замерной точке, % массы; n - количество замерных точек, далее с использованием показателя содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории дают оценку экологического состояния атмосферы территории, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности менее 30%, а доля частиц 3 класса менее 50%, то экологическое состояние территории оценивается 1 баллом, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности превышает 30% или доля частиц 3 класса превышает 50%, то экологическое состояние территории оценивается 3 баллами, кроме того, если по результатам минералогического анализа в пробе выявляют техногенные частицы, например сажу, и/или металлы, и/или оксиды металлов, и/или волокнистых минералов, и/или стеклянных частиц, в количестве более 50% от массы пробы, результат оценки экологического состояния атмосферы территории на основе гранулометрического анализа взвесей умножают на 2, при этом территорию относят к экологически неблагополучным, если ее оценка в баллах превышает 6, при этом территорию относят к относительно благополучным, если ее оценка в баллах находится в пределах от 4 до 6, при этом территорию относят к экологически благополучным, если ее оценка в баллах менее 4.

В качестве примера реализации способа приведен комплекс работ, выполненный в г. Хабаровске. Пробы снега собирались в момент снегопада зимой 2011 г. на шести станциях в г. Хабаровске, различающихся экологическими условиями. Среди них наиболее экологически напряженными являются станции, находящиеся в Центральном районе (там максимально скопление автотранспорта), район железнодорожного вокзала и нефтеперерабатывающего завода. Все территории с высоким уровнем техногенного воздействия расположены в черте города.

Станция отбора №1 парк «Динамо» расположена в Центральном районе г. Хабаровска (ул. Карла Маркса, 62), парк расположен в зоне негативного техногенного воздействия в квадрате, образованном пересечением четырех магистралей, в зоне с максимальной проходимостью населения.

Станция отбора №2 находится в районе Хабаровского нефтеперерабатывающего завода (ул.Металлистов, 17).

В Краснофлотском районе г. Хабаровска отбор проб снега осуществлялся в районе детского санатория Амурский (ст.№3). Оказываемое техногенное воздействие на данную территорию минимально, т.к. она удалена от источников загрязнения и автотранспортное движение в ней минимально.

Станция отбора №4 расположена по ул. Ухтомского в районе железнодорожного вокзала г. Хабаровска.

Станция отбора №5 находилась в зоне воздействия ТЭЦ-3, расположенной пригороде Хабаровска.

Станция отбора №6 также была определена в районе парка «Динамо» в зоне «Покоя» с минимальной посещаемостью населения.

Отбор проб проводился по указанным точкам дважды: 23.12.2011 г. (станции 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6) и 25.12.2011 г. (станции 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6).

Метеоусловия в период отбора проб приведены в табл.1.

Таблица 1
Основные метеопараметры в течение дня отбора (min, max)
Дата	Т, °С (min, max)	Ро, мм рт.ст. (min, max)	Относительная влажность, % (min, max)	Направление ветра, румбы (смена один раз в 3 часа)	Средняя скорость ветра за период 2 мин на высоте 10-12 м над землей, м/с (min, max)
23.12	-17,2;	756,4;	80; 84	ЗCЗ, З, З, ЗСЗ, З, ЗСЗ; ШТЛ; С	0; 4
-19,7	758
Снег непрерывный слабый	Общая облачность - 100%
25.12	-11,1;	753,4;	81; 87	ЗСЗ; ЗСЗ; З; ЗСЗ; З; ЗЮЗ; ЗЮЗ; ЗЮЗ	2; 4
-19,1	757,1
Снег непрерывный от слабого до умеренного	Общая облачность - 100%

Данные по станции 1-1, характеризуются наличием 3 фракций (см. фиг.2).

Данные по станции 1-2 характеризуются наличием 4 фракций (см. фиг.3).

Данные по станции 1-3 характеризуются наличием 2 фракций(см. фиг.4).

Данные по станции 1-4, характеризуются наличием 3 фракций (см. фиг.5).

Данные по станции 1-5, характеризуются наличием 8 фракций (см. фиг.6).

Данные по станции 1-6, характеризуются наличием 5 фракций (см. фиг.7).

Данные по станции 2-1, характеризуются наличием 1 фракции (см. фиг.8).

Данные по станции 2-2, характеризуются наличием 3 фракций (см. фиг.9).

Данные по станции 2-3, характеризуются наличием 5 фракций (см. фиг.10).

Данные по станции 2-4, характеризуются наличием 8 фракций (см. фиг.11).

Данные по станции 2-5, характеризуются наличием 4 фракций (см. фиг.12).

Данные по станции 2-6, характеризуются наличием 2 фракций (см. фиг.13).

Результаты обработки замеров (доля содержания частиц взвесей в снеге по фракциям на станциях отбора проб) приведены в таблице (см. фиг.1).

Как можно видеть, частицы с диаметром менее 10 мкм в достаточно значимом количестве встречаются в районах: 1.3, 1.4, 2.1, 2.2 и 2.5.

Наибольшее количество мелких частиц, взвешенных в атмосферном воздухе, выявлено в районах 2.1. В данных районах в воздухе содержатся самые опасные для здоровья человека фракции. Это можно объяснить повышенным грузопотоком транспорта на перегоне ул.Карла Маркса и высоким количеством пробок на дороге.

На станциях отбора проб 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2.2, 2.4 и 2.5 были отмечены довольно высокое содержание взвесей с размером от 10 до 50 мкм.

Наиболее крупные частицы взвесей (до 1 мм) встречались в образцах из районов 1.6, 2.6 (парк «Динамо»), 2.3 (детский санаторий), 2.4 (железнодорожный вокзал), ранжированных как наиболее благоприятные районы для проживания.

Более детальные физические характеристики частиц взвеси, обнаруженных в снеге, которые также получены с помощью лазерного анализатора, приведены в (табл.2 - см. фиг.15).

Обращает внимание, что частицы наиболее мелкого размерного состава обладают огромной удельной площадью поверхности (до 14421,33 см²/см³ в районе 2-1) и могут сорбировать на себе токсические вещества.

Полученные данные по названным замерным станциям позволили провести первичное эколого-гигиеническое районирование г. Хабаровска по содержанию микрочастиц атмосферных взвесей, при этом результат (p_t - показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории) получали следующим образом:

Р₁=12/1+8+2=0,9%;

Р₂=12/2+9+(77/3)18+7+(3/1)100+31+3+5+29=20,25%;

и т.д. (данные по каждой выделяемой фракции из семи, приведены на фиг.14).

Стоит также отметить, что одно из самых интересных наблюдений - это сохранение общих тенденций в одних и тех же станциях отбора в разные временные точки. Например, в пробах со станций 1-6 (23.12.2011) и 2-6 (25.12.2011) сохраняется преобладающий диапазон разброса (88% частиц от 60 до 600 мкм на станции 1-6 и 100% частиц от 90 до 900 мкм на станции 2-6), но изменяется число и соотношение фракций.

Хотя необходимо указать и станции, в которых пробы, собранные в разные дни (23.12.2011 и 25.12.2011), отличаются достаточно сильно (например, 1-3 и 2-3). Становится понятным, что при установлении гранулометрических характеристик в тех или иных районах можно говорить лишь о преобладающих размерах или фракциях, поскольку на данные показатели влияет огромное количество факторов, как постоянных (климат, направление ветра, сезонность), так и временных (техногенных: строительство дорог, появление новых предприятий с большим выбросом и природных: пыльные бури и тайфуны).

Способ оценки экологического состояния атмосферы территории, включающий отбор, предпочтительно одновременный, проб атмосферных осадков на контролируемой территории по меньшей мере в двух точках и измерение параметров природных взвесей в отобранных пробах с проведением их гранулометрического анализа, отличающийся тем, что гранулометрический анализ взвесей дополняют их минералогическим анализом, причем по результатам гранулометрического анализа, выполненного по каждой замерной точке, определяют содержание взвесей как минимум пяти классов крупности, первый из которых менее 1 мкм, второй от 1 до 10 мкм, третий от 10 до 50 мкм, четвертый от 50 до 100 мкм и пятый свыше 100 мкм, после этого вычисляют показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории, для чего используют выражение: , где p_t - показатель содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории; t - размерный класс; а_n - содержание взвеси конкретного размерного класса, зафиксированное на замерной точке, % массы; n - количество замерных точек, далее с использованием показателя содержания взвесей каждого класса на контролируемой территории дают оценку экологического состояния атмосферы территории, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности менее 30%, а доля частиц 3 класса менее 50%, то экологическое состояние территории оценивается 1 баллом, при этом если суммарная доля частиц 1 и 2 класса крупности превышает 30% или доля частиц 3 класса превышает 50%, то экологическое состояние территории оценивается 3 баллами, кроме того, если по результатам минералогического анализа в пробе выявляют техногенные частицы, например сажу и/или металлы, и/или оксиды металлов, и/или волокнистых минералов, и/или стеклянных частиц в количестве более 50% от массы пробы, результат оценки экологического состояния атмосферы территории на основе гранулометрического анализа взвесей умножают на 2, при этом территорию относят к экологически неблагополучным, если ее оценка в баллах превышает 6, при этом территорию относят к относительно благополучным, если ее оценка в баллах находится в пределах от 4 до 6, при этом территорию относят к экологически благополучным, если ее оценка в баллах менее 4.

Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для прогнозирования наводнений или штормовых подъемов уровней воды для морских устьевых участков рек.

Способ определения вертикального профиля концентрации газов в атмосфере // 2510054

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.

Способ пространственной количественной оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха // 2503042

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.

Способ контроля загрязнения атмосферного воздуха // 2498359

Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для контроля атмосферного воздуха. Сущность: проводят сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий.

Способ определения высоты нижней границы облачности // 2497159

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.

Лазерный дистанционный способ оценки мгновенной скорости и направления ветра // 2494422

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

Способ определения дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по природным и антропогенным объектам подфакельного пространства атмосферных выбросов промышленного предприятия // 2492512

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.

Способ прогноза геоэффективных солнечных вспышек // 2491583

Изобретение относится к области солнечно-земной физики и может быть использовано для краткосрочного прогноза мощных солнечных вспышек. .

Способ определения высоты верхней границы мощной конвективной облачности // 2491582

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки высоты расположения верхней границы мощных конвективных облачных образований. .

Способ измерения общего содержания bro и oclo в стратосфере с использованием рассеянного солнечного излучения // 2490678

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

Способ определения зоны влияния продуктов токсичных выбросов свалок // 2522719

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.

Способ определения колебания уровня моря // 2526490

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.

Способ дистанционного зондирования земли (дзз) // 2531024

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.

Способ определения спектральных потоков солнечной радиации с учетом эффектов поглощения и рассеяния радиации аэрозолями и облаками на уровне земной поверхности // 2531050

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 // 2532232

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.

Способ мониторинга загрязнения природных сред техногенным источником // 2532365

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.

Способ улучшенной оценки интегральной влажности атмосферы над океаном по измерениям спутниковых микроволновых радиометров // 2532692

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки интегральной влажности атмосферы над океаном. Сущность: получают значения радиояркостных температур по пяти радиометрическим каналам, имеющим частоты 10,65 ГГц, 18,7 ГГц, 36,5ГГц горизонтальной поляризации и 23,8 ГГц вертикальной и горизонтальной поляризаций. Вычисляют значения интегральной влажности с использованием зависимости, учитывающей значения радиояркостной температуры и коэффициентов настроенной Нейронной Сети. При этом численные значения упомянутых коэффициентов настроенной Нейронной Сети получают математическим моделированием уходящего излучения системы Океан-Атмосфера и проведением численного эксперимента с использованием Нейронных Сетей в качестве оператора решения обратной задачи с последующей настройкой способа на совмещенных в пространстве и во времени глобальных спутниковых и наземных измерениях. Технический результат: повышение точности оценки, расширение диапазона условий применения.

Информационно-управляющая система комплексного контроля безопасности опасного производственного объекта // 2536351

Изобретение относится к устройствам цифровых вычислений и обработки данных в области техники предупреждения аварийных ситуаций. Технический результат заключается в расширении арсенала систем контроля безопасности объектов и в повышении надежности и расширении функциональных возможностей интегрированной системы мониторинга для предупреждения возможного возникновения нештатной (аварийной) ситуации, с использованием интегрированной оценки комплексной безопасности опасного производственного объекта (КОБО ОПО), формируемой программным путем. Информационно-управляющая система комплексного контроля безопасности опасного производственного объекта содержит средства получения натурных данных технологического процесса и экологической обстановки, включающие датчики 1 концентрации паров жидкого вещества в воздухе, датчики 2 уровня и потерь на оборудовании передачи опасных веществ на участках 3, датчики 1 концентрации паров в воздухе, датчики 2 уровня и потерь, датчики температуры, размещенные на участках 4 хранения опасных веществ, аппаратуру 23 управления насосом, соединенные с пультом 22 экстренного реагирования участка 4, датчики 1 концентрации паров жидкого вещества в воздухе, датчики 2 уровня жидкого вещества и потерь и видеокамеры 5, размещенные на погрузочно-разгрузочных эстакадах 6, программируемые коммутаторы 7, к входам которых подключены датчики 1, 2, а выходы через маршрутизаторы 8 первичной информации связаны с визуальными табло 9 данных технологического процесса и экологической обстановки и с локальными технологическими сетями 10 участков 4 хранения, каждая из которых снабжена автоматизированным рабочим местом 11 мастера, каждая из сетей 10 участков через маршрутизатор 12 участка подключена к единой технологической сети 13 предприятия, связанной через видеоконцентратор 14 с видеокамерами 5, и через маршрутизатор 15 - с административной сетью 16, к которой подключены АРМ 24 мастера цеха, АРМ 25 служб цеха, сервер 18 базы данных, и через центральный маршрутизатор 19 - к информационно-аналитическому центру 20 для комплексной оценки безопасности производства, а также дежурно-диспетчерской службе 21 предприятия, выполненным с возможностью разноуровневых локальных и централизованных управляющих воздействий с одновременным информированием диспетчерской 26 территориальных служб контроля чрезвычайных ситуаций. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ измерения фоновых концентраций веществ в болотных водах // 2540442

Изобретение относится к гидрохимии болот и может быть использовано для измерения фоновых концентраций веществ в болотных водах. Сущность: выделяют однородные участки болота на основе анализа глубин торфяной залежи и болотных фитоценозов. Измеряют фоновую концентрацию вещества в болотных водах как верхний предел среднего геометрического для однородного участка болота. Определяют допустимую концентрацию вещества в болотной воде на основе сравнения двух выборок в условно фоновом и нарушенном состояниях для такого уровня антропогенного воздействия на водный объект, при котором его состояние существенно не меняется. Технический результат: измерение фоновых концентраций веществ в болотных водах. 2 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 ил.

Система мониторинга качества воздуха на объектах с искусственной средой обитания человека // 2545491

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для контроля качества воздуха на объектах с искусственной средой обитания человека, например для контроля качества воздуха промышленных городов. Сущность: система содержит блок (1) приема транзакций с датчиков экологического контроля состояния воздуха, блок (2) идентификации датчиков экологического контроля состояния воздуха, первый (3), второй (4) и третий (5) блоки памяти, блок (6) подсчета количества поступивших транзакций, первый (7) и второй (8) компараторы, первый (9) и второй (10) блоки адресации записей входных транзакций датчиков экологического контроля состояния воздуха. Технический результат: повышение быстродействия системы путем исключения затрат времени на выявление экстремальных экологических ситуаций, требующих немедленной реакции. 6 ил.