Загрязнение атмосферного воздуха - одна из наиболее острых экологических проблем современности. Ухудшение состояния воздушного бассейна городов, обусловленное выбросами промышленности и транспортным комплексом, оказывает негативное воздействие на здоровье населения. В связи с этим существует необходимость проведения постоянного контроля качества атмосферного воздуха, а задача развития автоматизированной сети мониторинга является крайне актуальной в настоящее время.

В соответствии [6] в Санкт-Петербурге функционирует автоматизированная системы мониторинга (АСМ), в состав которой входят 24 автоматические станции мониторинга загрязнения атмосферного воздуха, 2 метеорологические станции, 1 техническая и 2 передвижные лаборатории.

На сегодняшний день техническое обеспечение АСМ состоит из павильонов станций, измерительного комплекса (анализаторы, системы отбора проб воздуха, метеорологические датчики), системы обработки и передачи данных (модемы, компьютеры), систем жизнеобеспечения станций (электропитание, отопление и кондиционирование воздуха, охранная сигнализация, освещение).

Автоматические станции мониторинга атмосферного воздуха функционируют непрерывно и обеспечивают регулярное получение оперативной информации о концентрации основных загрязняющих веществ (ЗВ): оксида углерода, оксида и диоксида азота, диоксида серы, озона, взвешенных веществ (пыль фракций 10 и 2.5 мкм). Одна из передвижных лабораторий дополнительно оснащена оборудованием для определения аммиака и углеводородов (формальдегида, бензола, толуола, группы ксилолов, этилбензола и фенола). Две метеорологические станции позволяют получать сведения о направлении и скорости ветра, влажности, давлении и температуре воздуха.

Также на станциях мониторинга осуществляется отбор проб для определения в лабораторных условиях концентраций 3,4-бенз(а)пирена, бензола, толуола, этилбензола, изомеров ксилола.

Приборное оснащение станций мониторинга включает в себя различные газоанализаторы, устройства для измерения концентраций взвешенных частиц, хроматографы, аспираторы для отбора проб и т.д. В таблице 1 представлено основное оборудование АСМ и методы для контроля ЗВ в атмосферном воздухе.

Таблица 1. Основное оборудование АСМ, список ЗВ и методы контроля

 

Загрязняющее вещество	Оборудование	Метод контроля
1	2	3
Оксид углерода	Environnement S.A. CO12M	Недисперсионной ИК-спектроскопии
	Horiba APMA-370
	Thermo Electron Corp. 48C
Оксиды азота	Environnement S.A. AC32M	Хемилюминесцентный
	Horiba APNA-370
	Thermo Electron Corp. 42C
Аммиак	Horiba APNA-370 NH3	Хемилюминесцентный
Диоксид серы	Environnement S.A. AF22M	УФ-флуоресцентный
	Horiba APSA-370
	Thermo Electron Corp. 43C
Озон	Environnement S.A. О342М	Абсорбции УФ-излучения
	Horiba APOA-370
	Thermo Electron Corp. 49C
Взвешенные частицы	Comde Derenda AMoS	Фотометрии
	Comde Derenda АРМ-1
	Comde Derenda АРМ-2
Формальдегид	Picarro G2107 Analyzer	Спектроскопии внутрирезонаторного

		затухания
Бензол, толуол, этилбензол, изомеры ксилолов	Synspec Syntech Spectras GC955 600	Газовой хроматографии
	ФГХ-1
Фенол	Synspec Syntech Spectras GC955 601	Газовой хроматографии

При проведении измерений в лабораторных условиях предварительно  производится процедура пробоотбора. Для этого используются 4-х канальные аспираторы GSU или портативные аспираторы, которые позволяют производить отбор в пробоотборные пакеты (в соответствии с МВИ для ФГХ-1 [3]) и на сорбционные трубки (в соответствии  с ГОСТ Р ИСО 16017-1-2007 [1]) для дальнейшего определения концентраций фенола, бензола, толуола, этилбензола, ксилолов.

Отбор проб на фильтры производится с помощью системы автоматического пробоотбора взвешенных частиц в воздухе LVS/MVS (для дальнейшего определения концентрации взвешенных частиц гравиметрическим методом). После гравиметрического анализа пробы передаются в ФГБУ «ЦЛАТИ по Северо-Западному ФО» для определения содержания 3,4-бенз(а)пирена методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Техническое обслуживание оборудования производится в соответствии с технической документацией - описаниями приборов, процедур и периодичности обслуживания, руководствами по эксплуатации, предоставляемой производителями. Мероприятия по обслуживанию выполняются согласно регламенту обслуживания и при возникновении необходимости в их проведении [5].

Помимо стационарных и передвижных станций в структуру АСМ входят система сбора обработки данных, участок экспертизы данных, участки технического и метрологического обеспечения. Все объекты АСМ обеспечены радиотелефонной сотовой связью, что позволяет удаленно и оперативно получать экологическую информацию.

Передача данных осуществляется следующим образом (рисунок 1): показатели с анализаторов в режиме реального времени попадают на внутрипавильонный компьютер; далее, осредняясь до 20 минут, уходят на сервер центра сбора и обработки данных, откуда обработанные первичные данные попадают в интегрированную базу хранения данных, после чего уже становятся доступными для непосредственных пользователей. При обработке проводится валидация и анализ первичных данных [4].

Рисунок 1. Организация передачи данных АСМ

Таким образом, на сегодняшний день техническое оснащение АСМ атмосферного воздуха Санкт-Петербурга позволяет обеспечить оперативность измерений и высокую точность получаемых результатов. Функционирование современного оборудования и системы сбора, обработки и хранения данных дает возможность производить непрерывный мониторинг в режиме реального времени, что является отличительной особенностью АСМ в Санкт-Петербурге.

Современная сеть мониторинга атмосферного воздуха России выполняет измерения концентраций различных загрязняющих веществ. Тем не менее, существует ряд проблем, связанных с техническим оборудованием станций мониторинга, недостаточным обеспечением аналитических лабораторий современными средствами измерений. Более того, система мониторинга Росгидромета и ее методы с ручным отбором проб не отвечают современным требованиям по передаче оперативной информации о загрязнении атмосферы.

С учетом актуальности проблемы загрязнения атмосферного воздуха, указанные недостатки свидетельствуют о необходимости развития и модернизации сети мониторинга в России, внедрения автоматизированных систем непрерывного измерения содержания основных ЗВ, разработки новых и пересмотра существующих методов измерения, а также совершенствованием средств обработки, хранения и передачи информации.

 

 

Список литературы

 

 

 

1.                ГОСТ Р ИСО 16017-1-2007 Отбор проб летучих органических соединений при помощи сорбционной трубки с последующей термодесорбцией и газохроматографическим анализом на капиллярных колонках.   Часть  1.   Отбор   проб   методом   прокачки   -   М.:   ФГУП«Стандартинформ», 2008 – 31 с.

  2.                Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2015 году/ Под редакцией И.А. Серебрицкого – СПб.: ООО «Сезам-принт», 2016 – 168 с.

3.                Методика измерений массовой концентрации аллилового спирта, амилового спирта, ацетона, бензола, бутилацетата, бутилового спирта, изобутилацетата, изоамилового спирта, изобутилового спирта, изопропилового спирта, n-ксилола, m-ксилола, о-ксилола, метилэтилкетона, окиси этилена, пропилового спирта, толуола, циклогексанона, эпихлоргидрина, этилацетата на портативных газовых хроматографах ФГХ и ПГХ - М.: ООО НПП «Экан», 2013 – 27 с.

4.                Распоряжение Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности «Об автоматизированной системе мониторинга атмосферного воздуха Санкт-Петербурга» от 18 ноября 2008 № 141-р.

5.                Распоряжение Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности «Об утверждении Методических рекомендаций по обеспечению качества измерений концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе техническими средствами Автоматизированной системы мониторинга атмосферного воздуха Санкт-Петербурга» от 18 ноября 2010 года № 151-р.

6.                Постановление Правительства Санкт-Петербурга «О специализированной организации, осуществляющей государственный экологический мониторинг на территории Санкт-Петербурга» от 12 марта 2007 №246.