Классификация систем экологического мониторинга по специфике контролируемой ПТГ
Глава 2.Системы экологического мониторинга
В настоящее время существуют два основных способа реализации систем экологического мониторинга: аналитический, т.е. основанный на применении аналитического и измерительного оборудования для определения концентраций и расхода с дальнейшим расчетом величины выброса, и параметрический - основанный на зависимости параметров выбросов от технологических параметров процессов, в котором образуются загрязняющие вещества, и на физико-химических основах этих процессов.
Рис. 1 Классификация систем экологического мониторинга (по методам анализа)
Суть работы параметрической системы мониторинга (PEMS - по западной классификации) заключается в том, что базирующееся на математических моделях источников выбросов программное обеспечение рассчитывает концентрацию загрязняющих компонентов в сбросных потоках и их расход в зависимости от параметров технологического режима. Иным образом, математическая модель представляет собой виртуальную замену аналитического и измерительного оборудования. Исходные данные для расчета, как правило, выбираются из существующей системы управления производственным процессом.
В основу параметрической системы мониторинга состояния атмосферного воздуха ПТГ положены отраслевые расчетные методики, приведенные в «Перечне документов по расчету выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферный воздух, действующих в 2010 году».
|
|
|
Достоинством такой системы мониторинга является ее дешевизна. Также только с помощью расчётных методик можно определить выбросы для строящегося или реконструируемого объекта. Расчётные массовые выбросы даются с некоторым усреднением, и их точность ниже, чем при замерах. Расчётами невозможно учесть все особенности работы источника выделения, очистной установки, источника загрязнения в конкретных производственных условиях. Однако усреднённые расчётные нормы выделений загрязняющих веществ позволяют избежать и больших ошибок, возможных при замерах и вызванных неполной загрузкой оборудования, неудовлетворительной работой системы отсоса газов и пыли, погрешностью методики замеров, погрешностью приборов, ошибками оператора и т.д. Расчётный балансовый метод позволяет с высокой точностью определить валовые выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду по сравнению с замеренным массовым выбросом и принимаемым временем работы оборудования.
Очевидным недостатком параметрических систем мониторинга является ее ограниченная применимость для типового, широко распространённого оборудования. Новое современное оборудование, применяемые материалы, источники выделения загрязняющих веществ зарубежного производства не всегда позволяют воспользоваться расчетными методами.
|
|
|
Аналитические системы экологического мониторинга (CEMS - по западной классификации) реализуются с помощью различных инструментальных методик.
Инструментальные методики – качественные и количественные методики анализа вещества, для проведения которых требуется определенная аппаратура. Инструментальные методики можно разделить на две большие группы: лабораторные методы анализа и экспресс методы.
При лабораторном анализе пробы воздуха забираются в специальные контейнеры (пробозабор может осуществляться в любом доступном месте), затем на стационарном лабораторном оборудование проводится анализ. К основным лабораторным методам относятся атомно-абсорбционная и атомно-эмиссионная спектрометрия, рентгено-флуоресцентный анализ, электрохимический анализ; фотометрия, спектрофотометрия, УФ-спектрометрия; ЯМР-спектрометрия, ИК-спектрометрия, хроматография (жидкостная и газовая), масс-спектрометрия.
Лабораторными методами анализа можно получить наиболее полную информацию о составе пробы. Но такие методы анализа для задачи непрерывного контроля имеют существенные недостатки: они трудоемки, дорогостоящие, требуют много времени, также существенной задачей становится пробозабор и транспортировка пробы к месту анализа.
|
|
|
Экспресс-метод — общее название ускоренных методов исследования состава вещества. Выделяют ряд преимуществ экспресс-методов по сравнению с лабораторными:
· быстрота выполнения анализа и экономия времени;
· простота выполнения;
· отсутствие необходимости в каком-либо вспомогательном оборудовании, лабораторной посуде, оптических и электронных приборах, что значительно снижает материальные затраты на исследование.
В России параметрические системы экологического мониторинга используются повсеместно, а аналитические системы до последнего времени были реализованы лишь в некоторых районах РФ, т.к. внедрение и функционирование измерительных систем требует больших финансовых и временных затрат.
Но за последние пять лет в рамках создания Единой информационно-аналитической системы природопользования и охраны окружающей среды, о которой говорилось выше, происходит внедрение и развитие аналитических систем мониторинга во многих регионах РФ.
|
|
|
Функционирующие на территории РФ системы экологического мониторинга можно классифицировать по контролируемой среде, по используемым аналитическим методам, по специфике контролируемой ПТГ.
Классификация по контролируемой среде:
- системы мониторинга состояния атмосферного воздуха;
- системы мониторинга состояния природных вод;
- системы мониторинга состояния почв.
Классификация систем экологического мониторинга по специфике контролируемой ПТГ
Также имеет смысл классификация систем экологического мониторинга по специфике контролируемой ПТГ:
- системы селитебного экологического мониторинга;
- системы промышленного экологического мониторинга;
- системы транспортного экологического мониторинга.
Системы селитебного экологического мониторинга – это информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей средыселитебных зон.
Примером системы селитебного экологического мониторинга может служить Московская система мониторинга атмосферного воздуха. Информация об уровне загрязнения атмосферного воздуха поступает с 30-ти автоматических станций контроля загрязнения атмосферы (еще 9 находятся в стадии опытной эксплуатации). Автоматические станции контроля загрязнения атмосферы расположены во всех функциональных зонах города, начиная от чистых, фоновых территорий природных парков, и заканчивая городскими «очагами» загрязнения - автотрассами.
На автоматических станциях контроля загрязнения атмосферы круглосуточно, в непрерывном режиме, измеряются средние двадцатиминутные концентрации 23-х химических веществ (СО, NO, NO2, SO2, PM10, O3, NH3, H2S, CH, CH4, бензол, толуол, фенол, формальдегид, стирол, этилбензол, метаксилол, параксилол, азотистая кислота, нафталин, О2, СО2) и метеорологические параметры, определяющие условия рассеивания примесей в атмосфере (скорость и направление ветра, температура, давление, влажность, вертикальная компонента скорости ветра).
С Останкинской телебашни поступают данные о профиле температуры и ветра - главных метеорологических характеристиках, от которых зависит, накапливается загрязнение в приземном слое воздуха или интенсивно рассеивается. Контроль метеорологических параметров и загрязнения атмосферного воздуха в режиме реального времени особенно важен в случае чрезвычайных ситуаций, т.к. позволяет отследить направление перемещения загрязненных воздушных масс и оперативно принять необходимые меры.
Данные о состоянии атмосферного воздуха передаются в режиме реального времени в информационно-аналитический центр ГПУ «Мосэкомониторинг». В информационно-аналитическом центре осуществляется хранение, анализ и обработка данных мониторинга.
Дополнительными источниками информации о качестве атмосферного воздуха являются передвижная экологическая лаборатория и лабораторная база Департамента природопользования и охраны окружающей среды города Москвы.
Системы промышленного экологического мониторинга – система экологического мониторинга, реализуемая на промышленных предприятиях, в пределах их санитарно-защитных зон.
Примером систем промышленного экологического мониторинга может служить многоуровневые системы автоматического непрерывного контроля промышленных выбросов, реализуемые на Челябинском цементном заводе и топливосжигающих предприятиях Новосибирска
Аппаратура для систем автоматического непрерывного контроля промышленных выбросов, позволяет анализировать состав выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и оптимизировать процесс горения.
Рис. 1.3. Система экологического мониторинга дымовых газов и контроля процесса горения
На приведенной схеме можно видеть предлагаемую систему экологического мониторинга дымовых газов и контроля процесса горения, а также перечень определяемых в выбросах компонентов. Входящее в эту систему оборудование можно разбить на три группы:
1.Аналитическое оборудование (многокомпонентный анализатор MIR, анализатор пыли, анализатор аэродинамических параметров дымовых газов в трубе, анализаторы специального назначения)
2.Вспомогательное оборудование (система пробоотбора, система разбавления проб, оборудование для калибровки анализаторов, стойки, кабины для размещения оборудования)
3.Оборудование для сбора, управления и передачи данных, включая пульт дистанционного управления.
Приборы обеспечивают автоматическое измерение и передачу в пункт управления параметров, среди них HCl, SO2, NO-NO2-NOx, N2O, CO, CO2, CH4, углеводороды, O2, HF, H2O, H2S, пыль, аэродинамические параметры: температуру, давление, скорость.
В комплекс приборов, оптимально реализующий функцию непрерывного контроля промышленных выбросов, входят:
· инфракрасный анализатор для одновременного анализа нескольких загрязняющих газов: HCl, HF, CO, CO2, NO, N2O, NH3, СН4, HС, H2O, SO2
· хемилюминесцентный анализатор NO, NO2, NOX
· пробоотборная система
· система разбавления
· монитор пыли
· измеритель скорости потока газов, температуры и давления
Все блоки системы требуют минимального технического обслуживания и работают в автоматическом режиме, параметры которого задаются системой управления с программным обеспечением. С помощью последней также осуществляется сбор и обработка выходных данных с возможностью передачи на центральный пульт.
При концентрациях вредных веществ в анализируемой пробе, превышающих диапазоны измерений аналитической системы, возможно использование блока разбавления.
При необходимости контроля выбросов в нескольких точках объекта с помощью одного газоанализатора предусматривается установка многоходового автоматически управляемого крана-переключателя.
Данная система мониторинга позволяет анализировать состав промышленных выбросов и контролировать процессы сжигания отходов производства, что наглядно видно на приведенной выше схеме.
Системы транспортного экологического мониторинга – подробно описаны системы транспортного экологического мониторинга в работе.
Уникальной системой транспортного экологического мониторинга является система производственного экологического мониторинга (ПЭМ) ООО «Газпром трансгаз Ставрополь», которая включает в себя:
1. ПЭМ объектов транспорта газа;
2. ПЭМ объектов подземного хранения. При производстве ПЭМ решаются следующие задачи: прямая – оценка воздействия на окружающую природную среду; обратная – оценка по экологическим параметрам технологического состояния эксплуатируемого оборудования.
В рамках ПЭМ ведутся наблюдения за состоянием:
· атмосферного воздуха;
· поверхностных вод и донных отложений;
· подземных вод;
· почвенного и растительного покрова;
· животного мира;
· геологической средой,
· а также позиционирование магистрального газопровода.
Мониторинг за состоянием окружающей среды сочетается с анализом нормативных показателей воздействий ПДВ, ПДС, лимитами образования отходов и др. Основой для программы организации производственного экологического мониторинга служат материалы ОВОС и, в частности, данные о фоновом загрязнении окружающей среды и значимых негативных воздействиях на нее в процессе эксплуатации производственных объектов.
Особую значимость при мониторинге магистральных газопроводов и газопроводов-отводов имеют полигоны мониторинга за оползневыми участками. Задачей данного мониторинга является оценка устойчивости оползневых склонов по комплексу данных, полученных в результате полевых циклических исследований. Система контроля включает в себя: топографическую и оползневую съемки; разведочные скважины для изучения инженерно-геологических особенностей участков, гидрогеологических условий, строения оползневых склонов и получения информации для расчетов устойчивости, вт.ч. характеристика физико-механических свойств; створы поверхностных и глубинных реперов; наблюдательные гидрогеологические скважины; геофизические исследования.
Учитывая особенности воздействий и множественность источников, реализуется система производственно-экологического мониторинга, состоящая из трех подсистем, рис. 1.4.
Рис. 1.4 Экологический контроль ПХГ
Дата добавления: 2018-05-01; просмотров: 783; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!