Анализ загрязнения воздушного бассейна г. Одессы в июле 2010 г. SO

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ загрязнения воздушного бассейна г. Одессы в июле 2010 г. SO

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. [2]

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 диоксида серы в июле 2010 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 qЮ.

Третий раздел содержит результаты расчетов статистических показателей загрязнения атмосферы, интегральных показателей загрязнения атмосферы Р и qЮ и ИЗА с расширенным анализом результатов и построением графиков. [3]

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 45єC 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.

2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

В результате хозяйственной деятельности человека в атмосфере появляется большое количество загрязняющих веществ. Взаимодействие атмосферного воздуха с водой и почвой приводит к качественным и количественным изменениям всей биосферы в целом, усиливая и ускоряя нежелательные изменения состава и структуры атмосферного воздуха, климата Земли. Наиболее сильные изменения климата и качества атмосферного воздуха наблюдаются в крупных городах.

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50 % частиц примеси радиусом 0,01-0,1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них. Проникшие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они:

а) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе;

б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт;

в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

В некоторых случаях воздействие одних загрязняющих веществ в комбинации с другими приводит к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Большую роль играет продолжительность воздействия. [2]

2.1 Расчет статистических характеристик загрязнения атмосферы

Данные наблюдений за концентрациями примесей (qі) на стационарных и маршрутных постах, а также под факелами промышленных предприятий рассматриваются как совокупность случайных величин - единичных разовых показателей загрязнения атмосферы.

Для систематизации и оценки уровня загрязнения атмосферы за рассматриваемый период обычно используют следующие статистические характеристики:

- среднее арифметическое значение концентрации примеси;

- среднее квадратическое отклонение;

- максимальное значение концентрации;

- коэффициент вариации, показывающий долю изменчивости по отношению к среднему.

Среднее арифметическое значение концентрации примеси, которое является единичным осредненным (основным) показателем загрязнения атмосферы, рассчитывается по формуле:

, (2.1)

где n - длина ряда (общее количество наблюдений на посту);

- значения разовых концентраций на посту.

Среднее квадратическое отклонение результатов измерений от среднего арифметического у:

, (2.2)

где n - число наблюдений;

- среднее арифметическое значение концентрации примеси за

месяц;

- значения разовых концентраций на посту.

Коэффициент вариации V находят по формуле:

, (2.3)

где у - среднее квадратическое отклонение,

- среднее арифметическое значение концентрации примеси за

месяц.

Все статистические характеристики рассчитываются для различного масштаба осреднения по времени и пространству.

Основным критерием качества атмосферного воздуха являются предельно допустимые концентрации (ПДК). Поэтому для оценки состояния или степени загрязнения атмосферы используются единичные осредненные показатели загрязнения атмосферы, нормированные на ПДК соответствующего периода осреднения. Устанавливают, выполняется ли соотношение:

, (2.4)

где - значения разовых концентраций на посту.

Поскольку ПДКсс. устанавливаются за продолжительный период, проверяют и выполнение соотношения:

, (2.5)

где - значения разовых концентраций на посту.

Нормированные на ПДК единичные осредненные и разовые показатели загрязнения атмосферы называются единичными индексами загрязнения атмосферы (ИЗА). ИЗА рассчитывается по формуле:

, (2.6)

где і - примесь,

- безразмерная константа, позволяющая привести степень вредности любого вещества к вредности диоксида серы и принимающая значение 1.7, 1.3, 1.0, 0.9 для соответственно 1, 2, 3,

4-го классов опасности веществ;

ПДКсс. - среднесуточная гранично-допустимая концентрация примеси;

- среднее арифметическое значение концентрации примеси за месяц.

На основании проверки соотношения (2.4) рассчитывается число случаев (m) или повторяемость концентраций (z), превышающих ПДК и другие величины, кратные ПДК (5ПДК и 10ПДК).

Для сравнения степени загрязнения атмосферы в различных городах используется комплексной ИЗА (КИЗА) - безразмерная функция характеристик степени загрязнения атмосферы несколькими веществами.

Комплексной ИЗА, учитывающий l веществ, присутствующих в атмосфере, рассчитывается по формуле:

, (2.7)

где - безразмерная константа, позволяющая привести степень вредности любого вещества к вредности диоксида серы и принимающая значение 1.7, 1.3, 1.0, 0.9 для соответственно 1, 2, 3,

4-го классов опасности веществ;

- осредненная по времени (месяц и год), рассчитанная для поста,

города или группы городов, концентрация і-ой примеси.

Расчет индекса загрязнения атмосферы основан на предположении, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, и при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с различной скоростью, которая зависит от класса опасности вещества [3].

2.2 Расчет интегральных характеристик загрязнения атмосферы

В результате перемешивания огромного числа выбросов вредных веществ от различных источников, которые располагаются на территории промышленного города, формируется некоторый уровень загрязнения атмосферного воздуха (так называемое фоновое загрязнение).

Фоновое загрязнение характеризуется обобщенными интегральными показателями содержания вредных примесей по городу в целом. Такие характеристики менее подлежат случайным колебаниям, чем концентрация в отдельных точках города. Они меньше зависят от режима выбросов и в основном определяются метеорологическими факторами и термодинамическими условиями рассеивания примесей в атмосфере.

Для характеристики загрязнения воздуха по городу в целом, и определении обобщенных показателей загрязнения существует несколько способов. Один из них основан на разложении данных наблюдений за концентрациями примесей на ортогональные естественные составляющие.

Второй связан с фиксацией одновременного формирования относительно повышенных концентраций примесей в воздухе на территории данного города и ежедневных расчетах их повторяемости относительно общего числа наблюдений в течение дня [4].

На практике используется ряд интегральных показателей загрязнения атмосферы. Наиболее распространенными из них является среднее значение концентрации ингредиента, вычисленное по данным измерений за конкретный срок (или за сутки) во всех точках города, нормированных на среднесезонную концентрацию:

, (2.8)

где N - число контрольно-замерных постов (КЗП) в городе;

- среднесуточная концентрация примеси на i-том КЗП;

- среднесезонная концентрация примеси на i-том КЗП.

Если расчет выполняется по данным, для которых уже рассчитаны среднемесячные концентрации ингредиентов, среднесезонная концентрация определяется как среднее из 3 среднемесячных концентраций ингредиентов на i-том КЗП конкретного сезона. Например, для лета:

(2.9)

При оперативном расчете интегральных показателей рекомендуется учитывать средний уровень загрязнения воздуха на протяжении соответствующего трёхмесячного периода предыдущего года и предшествующего месяца текущего года.

Значения интегральных показателей при этом могут отличаться от вычисленных по среднесезонным данным за счет изменения уровня загрязнения воздуха в прошлом году по сравнению с текущим, однако относительные изменения показателей практически сохраняются.

Благодаря нормированию каждой измеренной концентрации на среднесезонную, параметр становится универсальным, независимым от различных уровней загрязнения в разных районах и в разные сезоны.

В зависимости от значения параметра различают четыре класса фонового загрязнения воздуха, которые приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Характеристика классов фонового загрязнения

Класс загрязнения	Количество значений параметра	Качественная оценка загрязнения
1		Высокое
2		Повышенное
3		Пониженное
4		Слабое

Л.Р. Сонькин предложил еще одни интегральный показатель загрязнения воздуха:

, (2.10)

где n - общее количество наблюдений за концентрацией примеси на протяжении суток на всех КЗП города;

m - количество наблюдений на протяжении этих же суток с концентрациями q (разовыми), что превышают среднесезонную величину более, чем в 1,5 раза.

Параметр P характеризует часть существенно повышенных концентраций от общего числа измерений на протяжении суток. Чтобы получить ежедневные значения параметра Р, заранее вычисляют среднесезонные значения концентраций для каждого стационарного пункта измерений отдельно для каждой примеси.

Параметр Р может изменяться от 1 (если все измеренные концентрации превышают 1,5) до нуля (ни одна концентрация не превышает 1,5).

В зависимости от значений Р различают три класса уровня загрязнения, которые представлены в таблице 2.2 [4].

Таблица 2.2 - Характеристика классов фонового загрязнения

Класс загрязнения	Количество значений параметра	Качественная оценка загрязнения
1		Высокое
2		Относительно повышенное
3		Пониженное

3.РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА ОДЕССЫ (июль, 2010, SO₂)

В курсовом проекте был произведен анализ загрязнения воздушного бассейна г. Одессы диоксидом серы в июле 2010 года.

Для получения информации о загрязнении атмосферы г. Одессы были предоставлены данные разовых значений концентраций диоксида серы в виде таблицы ТЗА-1,(Приложение А). Пунктом для проведения измерений был выбран г. Одесса, измерения проводились в течение июля 2010 года на 8 стационарных постах.

Используя исходные данные разовых значений концентраций диоксида серы и формулы 2.1, 2.2, 2.3, 2.6 были получены характеристики загрязнения воздуха диоксидом серы, помещенные в таблице 3.

Таблица 3.1- Характеристика загрязнения воздуха диоксидом серы

(г. Одесса, июль, 2010 год)

№ КЗП	Количество наблюдений, n	Концентрация, мг/мі	Среднеквадратическое отклонение, у	Коэффициент вариации, V	Повторяемость	Количество случаев превышения	ИЗА (I)
		Средняя, q	максимальная			>ПДКмр	>5ПДКмр	ПДКмр	5ПДКмр	10ПДКмр
			значение	Дата	срок
8	78	0,018	0,039	30	19	0.004	0.21	0	0	0	0	0	0.36
10	52	0,053	0.069	22	13	0.006	0.39	0	0	0	0	0	1.06
15	104	0,064	0.087	01,25	13,19	0.011	0,17	0	0	0	0	0	1.28
16	78	0,055	0.082	29	13	0.011	0,2	0	0	0	0	0	1.1
17	104	0,058	0.087	30	13	0.011	0,19	0	0	0	0	0	1.16
18	52	0,057	0.081	29	19	0.009	0,16	0	0	0	0	0	1.14
19	78	0,052	0.084	19	19	0.007	0.14	0	0	0	0	0	0.
20	104	0,055	0.093	30	13	0.010	0,18	0	0	0	0	0	1.1

Анализ табл. 3.1 показывает что в июле 2010 г. наибольшее количество наблюдений за SO , было произведено на таких постах 15, 17, 20 и составило по 104 (наблюдения производятся по полной программе). Наименьшее количество наблюдений было произведено на постах 10, 18, и составило по 52 (наблюдения проводятся по сокращенной программе). На остальных постах 8, 16, 19 было произведено по 78 наблюдений (наблюдения производятся по неполной программе).

Далее были рассчитаны и проанализированы среднемесячные значения концентрации ().

Анализ таблицы 3.1 показывает что наибольшая из среднемесячных концентраций составляет 0,064 мг/мі и отличается на посту 15 наименьшее 0,018 на посту 08.

На остальных постах г. Одессы среднемесячная концентрация SO составляет на посту 10- 0,053 мг/мі, на посту 16 и 20- 0,055 мг/мі, на посту 17- 0,058 мг/мі, на посту 18- 0,057 мг/мі, на посту 19- 0,052 мг/мі.

Значение среднеквадратического отклонения разовых концентраций примеси позволяет определить отклонение концентраций относительно среднемесячных значений. Среднеквадратическое отклонение не значительно изменялось по территории города. Диапазон изменения среднеквадратического отклонения, рассчитанного по формуле (2.2) - от 0,004 мг/мі на посту №08 до 0,011 на постах №15, №16, №17 .

Коэффициент вариации, рассчитанный по формуле (2.3), указывает на степень изменчивости концентраций примеси от среднеарифметического значения. Значение коэффициента вариации изменялось в широком диапазоне от 0,14 мг/мі на посту №19 до 0,39 мг/мі на посту №10.

Значения индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) на территории города менялись в диапазоне от 0,36 до 1,28. Исходя из условия: ИЗА<1 - атмосфера чистая, ИЗА>1 - атмосфера загрязненная, всю территорию г. Одессы в июль 2010 года можно считать загрязненной, кроме постов №8 и №19, где ИЗА <1.

Для получения поля среднемесячных концентраций диоксида серы, на ситуационную карту- схему размещения КЗП в г. Одессе за июль 2010 года были нанесены месторасположения стационарных постов.

Стационарные посты были обозначены равнобедренными треугольниками. Над символом поста был подписан номер поста, под ним - среднемесячные значения концентраций диоксида серы. Методом линейной интерполяции были проведены изолинии равных значений среднемесячных концентраций. В результате было получено поле среднемесячных концентраций диоксида серы в г. Одессе, представленное на рисунке 3.1.

Всего на поле было нанесено две изолинии со значениями 0,03, 0,05 мг/мі. Данное поле средней интенсивности. Оно представлено изолиниями, которые повторяют конфигурацию береговой линии в районе постов №8,18,19,20,15 и 10 со значениям 0,03, и круговые изолинии с замкнутыми центрами в районе постов № 20,19,18,17, 16 и 15 с значением 0,05. Перенос загрязняющих веществ осуществляется с юго-востока на северо-запад.

Для получения временного хода среднесуточных концентраций диоксида серы за месяц на «самом чистом» и «самом грязном» КЗП, были рассчитаны среднесуточные концентрации по формуле 2.1 на этих постах. На «самом чистом» КЗП (8 пост) зарегистрировано минимальное значение среднемесячной концентрации диоксида серы (0,018 мг/мі), на «самом грязном» КЗП (15 пост) - максимальное значение (0,064 мг/мі). Для этих постов построен временной ход среднесуточных концентраций, изображенный на рисунке 3.2.



На следующем этапе анализа загрязнения воздушного бассейна г. Одессы был произведен расчет интегральных показателей P и с использованием формул (2.8) и (2.10). Результаты расчетов записаны в Приложение А.

Исходными данными для получения этих показателей стали значения разовых концентраций, представленные в Приложении Б. Были рассчитаны среднесезонные концентрации примеси () для каждого из восьми КЗП с использованием формулы (2.9), а также 1,5. Результаты расчетов среднесезонных концентраций занесены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Результаты расчетов и 1,5 на сети стационарных постов г. Одессы (диоксида серы, лето, 2010 года)

Параметр	КЗП
	8	10	15	16	17	18	19	20
	0.021	0.055	0.063	0.051	0.054	0.053	0.05	0.055
1,5	0,032	0,083	0,095	0,077	0,081	0,08	0,075	0,083

Для более детального анализа показателей Р и были построены гистограммы распределения этих показателей с учетом значений, приведенных в таблицах 3.3 и 3.4.

Таблица 3.3 - Градации параметра

№	Градации	Частоты
1	[0.771 0.895[	3
2	[0.895 1.019[	12
3	[1.019 1.143[	9
4	[1.143 1.205[	2

Таблица 3.4 - Градации параметра Р

№	Градации	Частоты
1	[0 0.032[	19
2	[0.032 0.064[	5
3	[0.064 0.096[	1
4	[0.096 0.115[	1

В ходе анализа гистограмм по рисункам 3.3 и 3.4 стало очевиднo, что для показателя характерно одномодальное распределение, а для показателя Р характерно распределения с левосторонней ассиметрией.

Следующим этапом исследования фонового загрязнения был анализ повторяемости классов загрязнения для параметров Р и . Значения повторяемости классов загрязнения представлены в виде таблиц 3.5 и 3.6.

Таблица 3.5 - Повторяемость классов загрязнения параметра (диоксид серы, июль, 2010 год)

Классы загрязнения	Количественные значения параметра	Повторяемость классов загрязнения
1		0
2		15
3		11
4		0

Таблица 3.6 - Повторяемость классов загрязнения параметра Р (диоксид серы, июль, 2010 год)

Классы загрязнения	Количественные значения параметра	Повторяемость классов загрязнения
1		0
2		0
3		26

Определив повторяемость классов загрязнения по показателям фонового загрязнения Р и , стало очевидным, что по показателю Р, загрязнения принадлежит к 3 классу (пониженное), а вот исходя из значения , загрязнение может принадлежит как к 3 классу (пониженное), повторяемость загрязнения составляет-11, так и к 2 классу (повышенное), повторяемость-15. Из этого можнo сделать вывод, что загрязнения атмосферы SO₂ находилось в переходном периоде, то есть чередовались дни повышения и понижения концентрации SO₂.

Используя раннее полученные значения параметров и Р, был построен временной ход (величины и Р для воскресения и праздников, когда не проводились наблюдения, были получены путем интерполяции их значений за предыдущий и последующий день), представленный на рисунке 3.5.

На рисунке 3.5 представленный график временного хода показателей и Р, анализ этого графика показал что основные максимумы отмечаются 29, 30 числа но Р не проявляется, слабо выраженный максимум для 08, 11, 13, 14, 16, 18, 19, 20, 21, 22,26, 27, 28 чисел, которые не проявляются для Р.

Основные минимумы отмечаются 01, 25 числа но Р не проявляется, слабо выраженные минимумы для 02, 04, 05, 06, 07, 09, 12, 15, 23 чисел, которые не проявляются для Р.

На основе проделанного анализа фонового загрязнения воздушного бассейна SO₂ г. Одессы за июль 2010 года можно отдать предпочтение параметру .

ВЫВОДЫ

В ходе выполнения курсового проекта был проделан анализ загрязнения воздушного бассейна г. Одессы диоксидом серы в июль 2010 года.

С целью получения объективной информации о загрязнении атмосферы были предоставлены данные разовых значений концентраций диоксида серы, размещенные в таблице ТЗА-1. Пунктом для проведения наблюдений за содержанием диоксида серы в атмосферном воздухе был выбран г. Одесса. Измерения проводились на 8 стационарных постах по полной (№15,17,20), неполной(№08,16,19) и сокращенной (№10,18) программам.

Для дальнейшего анализа были рассчитаны интегральные показатели, а также градации.

Для расчетов была использована формула (2.8), для чего использовались среднесуточные концентрации. Результаты представлены в Приложении А. Максимальное и минимальное значение равно 1,204 и 0,771 соответственно.

Для расчетов Р были использованы формула (2.10) и значения 1,5 q_Ci из таблицы 3.2. Максимальное и минимальное значение Р равно 0,115 и 0 соответственно.

С этого можно сделать вывод, что атмосфера была загрязнена, так как значения концентрации превышает уровень ПДК.

Загрязнение воздушного бассейна диоксидом серы за июль 2010 года можно считать значительным.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

Полетаєва I.M. Моніторинг навколишнього середовища. Конспектлекцій. - Одесса: ОГМІ, 2012. - 138 с.

2. Беккер Л.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природнойсреды. - Л.: Гидрометеоиздат, 2009.- 288 с.

Збірник методичних вказівок до практичних робіт з дисципліни «Моніторинг довкілля»/ Чугай А.В., Юрасов С.М., Чернякова О.І., Грабко Н.В., Волков А.І. - Одеса: ОДЕКУ, 2006.- 139с.

4.Владимиров А.М.., Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Т., Орлов В.Г. «Охрана окружающей среды». - Л.: Гидрометеоиздат 2011. - 422 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Значения разовых концентраций диоксида серы, измеренных на сети стационарных постов (г. Одесса, июль, 2010 год) и интегральных показателей и Р



Значения среднемесячных концентраций диоксида серы, измеренных на сети стационарных постов (г. Одесса, июль, 2010 год)

мониторинг загрязнение атмосфера

Дата	Пост
	8	10	15	16	17	18	19	20
01	0,025	0,041	0,072	0,053	0,046	0,061	0,043	0,05
02	0,018	0,049	0,068	0,049	0,051	0,065	0,044	0,052
04	0,016	0,053	0,068	0,061	0,059	0,059	0.043	0,051
05	0,017	0,057	0,068	0.039	0.058	0,06	0,04	0,045
06	0,019	0,06	0,064	0,051	0,057	0.046	0,046	0,051
07	0,019	0,051	0,058	0,057	0,056	0,055	0,049	0,049
09	0,014	0,052	0,059	0,052	0,049	0,057	0,050	0,056
10	0,020	0,050	0,068	0,051	0,046	0,065	0,053	0,06
11	0,015	0,05	0,055	0,048	0,054	0,056	0,06	0,053
12	0,021	0,056	0,061	0,056	0,059	0,046	0,059	0,05
13	0,020	0,057	0,067	0,051	0,042	0,06	0,061	0,057
14	0,023	0,044	0,054	0,047	0,052	0,05	0,05	0,048
15	0,017	0,057	0,06	0,056	0,058	0,058	0,057	0,066
16	0,020	0,06	0,056	0,056	0,055	0,049	0,052	0,058
17	0,014	0,056	0,058	0,05	0,055	0,058	0,065	0,056

Размещено на Allbest.ru