Анализ современных систем мониторинга воздушной среды промышленных регионов

В.М. Панарин, А.А. Горюнкова, Ю.Н. Пушилина, .В. Рощупкин, Е.Н.Ивановская
Тульский государственный университет,
г.Тула

---

Приведена подборка систем контроля за состоянием воздушного бассейна в условиях города.

Статья подготовлена по результатам Государственного контракта П619 «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по теме «Разработка технологий мониторинга и прогнозирования загрязнения атмосферы крупных промышленных городов» в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы

Научные исследования в области охраны окружающей среды сейчас сориентированы на снижение возможных отрицательных последствий того или иного вида хозяйственной деятельности, направлены на разработку эффективных методов очистки газовых выбросов и сточных вод, на обос­нование норм допустимых воздействий на природные экосистемы. Среди таких исследований особое место занимают исследования по созданию и применению систем мониторинга воздушной среды. Для осуществления мониторинга загрязнения окружающей среды разрабо­таны различные системы.

Автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС-АГ) предназначена 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. Системы АНКОС-АГ обеспечивают:

- 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.

Время усреднения данных о концентрациях примесей составляет не менее 20 - 30 мин. что соответствует времени отбора проб в поглотитель­ные приборы. Частота выдачи информации автоматизированной системы может составлять от нескольких минут до нескольких часов.

Система контроля атмосферы СКАТ-1 представлена на рисунке 1. Технические условия: НБЯЛ.421419.001 ТУ-98 № Госреестра: 19029-99.

Рисунок 1 - Система контроля атмосферы СКАТ-1

Предназначена для непрерывного автома­тического контроля двуокиси углерода СО₂ и влажности в атмосфере про­изводственных помещений, а также контроль ПДК рабочей зоны по СО₂ . Система СКАТ-1 позволяет обеспечить автоматическую регулировку тех­нологического процесса подачи углекислого газа с помощью переклю­чающихся контактов реле порогов срабатывания "мало" и "много" (вклю­чение и отключение газогенераторов, регулирование заслонок подачи то­почных газов котельной) и т.д. С помощью пульта контроля можно прово­дить калибровку датчиков без демонтажа. В состав системы входит от од­ного до четырех датчиков СО₂ и влаги.

Автоматический пост экологического контроля атмосферного воз­духа предназначен для проведения непрерывного автоматического измере­ния массовой концентрации загрязняющих веществ в атмосферном возду­хе и контроля метеорологических параметров. Учитывая его габариты, массу и функциональные возможности, АПЭК может использоваться как передвижное средство для проведения регулярных маршрутных экологи­ческих исследований атмосферного воздуха, а также для проведения опе­ративных измерений загрязнения окружающей среды при аварийных и нештатных ситуациях на полигонах, промышленных площадках, в насе­ленных пунктах.

Пост АПЭК изготавливается в двух модификациях: автоматический пост экологического контроля (пост АПЭК) и автоматическая станция контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА-М). Корпус поста АПЭК вы­полнен в виде цилиндра диаметром 1,9 м и высотой 2,8 м с полусфериче­ской крышкой из алюминиевого сплава, устанавливаемого или стационар­но на опору (сваю) на высоте 2,5 м от поверхности земли, или на пере­движную платформу.

Корпус станции АСКЗА-М выполнен в виде прямоугольного па­вильона размером 3x2,4x2,2 метра, устанавливаемого стационарно на бе­тонное основание.

Пост АПЭК и станция АСКЗА-М состоят из комплекса измеритель­ной аппаратуры, комплекса служебных систем и конструкции общей сборки.

Передвижная лаборатория «АТМОСФЕРА-2» предназначена для осуществления контроля за загрязнением воздуха, измерения метеорологических параметров: атмосферного давления, скорости и направления ветра, температуры и относительной влажности воздуха, а так же экспрессной оценки загрязнения вод и почвы. Лаборатория передвижная «АТМОСФЕРА-2» используется в системе гидрометслужб, организациями, осуществляющими контроль за загрязнением атмосферы, воды, почвы.

Автоматизированная система контроля пылегазоочистных установок «АСК ПГУ» предназначена для:

- автоматического сбора, анализа, обработки, передачи и отображе­ния концентраций фтористого водорода, сернистого ангидрида, темпера­туры и объема отходящих газов, количества пыли, а также расхода содо­вых растворов, применяемых для мокрой очистки отходящих газов;

- диагностирования работы газоочистных установок, расчет эффек­тивности управления их работой;

- накопление банка данных, формирование и печать отчетных доку­ментов.

Система применяется на предприятия цветной и черной металлур­гии, а также любые производства с вредными выбросами газов и пыли в атмосферу.

К достоинствам системы относятся:

- комплексный автоматический контроль и управление параметрами пылегазоочистных установок;

- использование для контроля основных параметров пылегазоочистных установок высоконадежных и имеющих европейскую сертификацию импортных приборов ведущих зарубежных фирм мира, таких как «Байер Диагностик», «ЗИК» и других;

- оптимальное сочетание импортного и отечественного оборудова­ния, позволяющее значительно снизить валютные затраты;

- применение энергонезависимых запоминающих устройств, позво­ляющих сохранять информацию в течение 72-х часов при отключении питающей сети.

Многоканальная газоаналитическая система СКАПО, предназначенная для непрерывного автоматического контроля концентраций токсичных, взры­воопасных газов и кислорода сигнализации о превышении заданных поро­гов, а также управления исполнительными устройствами.

Достоинства системы:

- структура системы позволяет заменить практически весь парк су­ществующих на производстве стационарных газоаналитических приборов и контролировать на производстве до 256 потенциально опасных точек;

- контролируемый объект может быть расположен на расстоянии до 3000 метров от блока сигнализации и управления. При создании системы контроля максимальное удаление объекта до 65 километров;

- широкий спектр контролируемых газов обеспечивается возможно­стью комплектования системы датчиками с различными принципами дей­ствия, в том числе оптико-абсорбционными и термомагнитным;

- инфракрасная технология измерения применяется в экстремальных условиях и позволяет использовать датчик ДАК даже в зонах, где типичные отравители катализа нарушают нормальную работу термохимических сенсоров;

- все датчики собственного изготовления и имеют единый конструк­тив, что позво позволяет значительно упростить монтаж и эксплуатацию систе­мы;

- возможность архивирования информации о состоянии объектов и имевших место аварийных ситуациях позволяет контролировать и прото­колировать состояние загазованности;

- наличие энергонезависимой памяти дает возможность сохранять информацию при отключении сетевого питания;

- по заказу возможно комплектование системы блоками местной сигнализации (БМС) позволяющими контролировать (световая и звуковая сигнали­зация) факт превышения загазованности не только в операторной, но и на объекте в месте установки датчика;

- блоки реле позволяют управлять мощными исполнительными устройст­вами (аварийная вентиляция, сирены для оповещения персонала и населе­ния и т. д.) с целью предотвращения или ликвидации аварийных ситуаций;

- в системе имеется возможность программирования порогов сраба­тывания сигнализации, передачи информации на IВМ совместимый ком­пьютер по RS232 с отображением на мониторе мнемосхемы контролируе­мого объекта и просмотра архива в табличном или графическом виде.

При анализе состояния атмосферного воздуха используются также различные газоанализаторы и хроматографы. Среди отечественных производителей данной аппаратуры можно отметить предприятие «Дельта», Политехформ • М, (г. Москва), «Аналит прибор», ТД «Автоматика» (г. Смоленск), «Цвет» (РФ) и др.

Среди иностранных фирм – изготовителей портативного хроматографического оборудования безусловным лидером является РНОТОVАС (Голландия). Изготавливаемые фирмой портативные и переносные прибо­ры предназначены для определения летучих органических соединений и воздухе, воде и почве при проведении контроля окружающей среды, воздуха рабочей зоны, производства. Достижением в мониторинге является изготовление ионизационных детекторов, таких как MicroFID и 2020. Ио­низационные детекторы - это питаемые от батарей легкие переносные приборы (от 0,8 до 3,7 кг) для определения общего содержания легких уг­леводородов в режиме мониторинга или анализа отдельных проб. Встро­енный насос отбирает пробу через фильтр, через 3 секунды получается ре­зультат. В случае превышения допустимых концентраций инициируется световой или звуковой сигнал. Накопленные результаты могут быть пере­даны на персональный компьютер.

Объединение газоанализаторов и стационарных экологических по­стов в единую сеть наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воз­духа является в настоящем и будущем единственным экспериментальным средством оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха и приме­нимости математических моделей рассеяния примесей в атмосфере. Об­щими задачами сети являются повышение эффективности, качества, надежности и достоверности данных наблюдений и внедрение новых методов многокомпонентного анализа примесей в атмосферном воздухе и в отходящих газах:

- достижение оптимального соотношения используемых в раз­личных городах и населенных пунктах методов ручного отбора и анализа проб воздуха и полуавтоматических методов, повышение автоматизации средств измерений;

- повышение оперативности сбора, обработки, передачи и ис­пользования данных наблюдений в задачах контроля и регулирования уровней загрязнения атмосферного воздуха;

- установление тенденций и причин изменения уровней загряз­нения атмосферного воздуха.

Библиографический список:

1. Алексеев В.А. Адаптивный экологический мониторинг окружающей среды / В.А. Алексеев, А.В. Арефьев, Т.Е. Габричидзе, В.И. Заболотских // Экология и промышленность России. – 2002. – № 10. – С.11-13.

2. Захаров Е.И. Экология / Е.И. Захаров, Э.М. Соколов. – 2ч. – ТулГУ-Тула, Изд-во ТулГУ. – 1999. – 325с.

3. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами / А.Г. Ивахненко. – Киев: Технiка, 1975. – 350 с.

4. Фомин Г.С. Воздух. Контроль загрязнений по международным стандартам: справочник / Г.С. Фомин, О.Н. Фомина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Протектор, 2002. – 432 с.: ил.

---

Назад к списку