3.2.7. Сети наблюдений за воздушной средой

Выполнение работ по контролю за состоянием загрязнения атмосферного воздуха в промышленной и санитарно-защитной зонах проводится по двум направлениям (рис. 3.8).

Первое направление - контроль за выбросами на технологических установках и соблюдением нормативов ПДВ. Отбор проб производится из устья труб, вентиляционных камер и других источников выбросов с дальнейшим выполнением анализов в лаборатории.

227

Рис. 3.8. Сеть наблюдений окружающей среды

Анализ проб выбросов дополняется при необходимости действующими в нефтепереработке расчетными методами.

Второе направление по наблюдению за состоянием атмосферного воздуха - проведение наблюдений в санитарно-защитной зоне предприятия и наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в промышленной зоне предприятия.

Используют два способа получения результатов аналитических измерений о состоянии окружающей среды:

• - предварительный отбор проб в заранее определенных точках отбора с последующим анализом в лаборатории (лабораторная сеть наблюдений);
• - отбор проб и проведение анализа в точке отбора с помощью специально предназначенных для этого приборов (инструментальный контроль).

Инструментальный контроль оказывается более экспрессным и позволяет проводить анализы в гораздо большем числе точек отбора, чем при лабораторной сети наблюдений. При использовании инструментального контроля возможно построение экспериментальных карт содержания вредных веществ. С помощью лабораторной сети наблюдений возможно лишь построение расчетных карт на базе методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86).

Например, экспрессны и информативны измерения поглощения лазерного излучения. С помощью лазерного индикатора содержания нефтепродуктов возможно построение карт распределения углеводородов в воздухе. Инфракрасное излучение (λ = 3,39 мкм), генерируемое гелий-неоновым лазером прибора, избирательно

228

поглощается в насыщенных углеводородных газах (предельные углеводороды, пары топлив). Диапазон измеряемых прибором концентраций - 0,0001-0,05% об. (при отклонении от линейности не более чем на 10% и основной погрешности измерения - 20%).

На рис. 3.9 в качестве примера приведено распределение полей концентраций углеводородов по территории Московского НПЗ, полученных с помощью лазерно-абсорбционного метода. Из данных следуют выводы:

• - обширное поле с максимальными значениями концентраций углеводородов 4,5-10 мг/м³, как показали исследования, образовано организованными и неорганизованными источниками выделения технологических установок, расположенных в западной части предприятия, резерву арным парком, открытыми поверхностями объектов очистных сооружений. Основным источником выделения углеводородов является блок основного нефтеулавливания очистных сооружений;
• - источниками образования области повышенного содержания углеводородов (6 мг/м³) в северо-западной части предприятия являются свеча для сжигания факельного газа, группа резервуаров и автомобильный транспорт магистрали, проходящей севернее НПЗ;
• - концентрационное поле с содержанием углеводородов 6 мг/м³, расположенное в центральной части предприятия, сформировано, по-видимому, организованными и неорганизованными источниками выделения углеводородов установки каталитического крекинга (Г-43-107) и получения серы. Области с содержанием углеводородов 6 мг/м³, расположенные в северо-восточной части и около западной границы предприятия, связаны с источниками выделения блока очистки стоков ЭЛОУ, ж/д сливно-наливной эстакадой и объектами блока основного нефтеулавливания;
• - концентрационные поля с содержанием углеводородов 4,5-6 мг/м³ в санитарно-защитной зоне (что превышает значение предельно допустимой концентрации) связаны, как показали исследования, с нестационарными источниками - автомобильным транспортом Московской кольцевой дороги.

На рис. 3.9 представлены также точки отбора проб (Т₁, Т₂, ...) атмосферного воздуха и воздуха промышленной зоны лабораторной сети наблюдений. В общем случае, точка отбора проб воздуха (пост наблюдения) - это точка местности, на которой размещается павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами и пробоотборными устройствами.

229

230

Посты наблюдения делят на три группы: стационарные, маршрутные и передвижные (подфакелъные). Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания вредных веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных специфических вредных веществ. Стационарные посты оборудуются специальными павильонами, которые устанавливаются в заранее выбранных местах.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно (или экономически нецелесообразно) установить стационарный пост. Маршрутные посты используют для более детального изучения состояния воздуха в отдельных районах. Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории, оснащенной необходимыми приборами и оборудованием. Маршрутные посты устанавливают в заранее выбранных точках. Одна машина за рабочий день объезжает 4-5 точек. Порядок объезда автомашиной выбранных маршрутных постов должен быть одним и тем же, чтобы обеспечить определение концентраций вредных веществ в постоянные сроки.

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника выбросов. Наблюдения под газовым факелом предприятия проводятся также с помощью оборудованной машины. Под факельные посты представляют собой точки местности, расположенные на фиксированных расстояниях от источника выброса. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника выбросов. На рис. 3.9 представлены подфакельные посты наблюдения (точки отбора проб) в санитарно-защитной и жилой зонах и маршрутные посты в промышленной зоне предприятия. В жилой зоне пробоотборные точки расположены таким образом, что они как бы отгораживают завод от размещения жилой застройки.

Для обеспечения точности результатов измерений и достоверности результатов испытаний, выполняемых той или иной сетью наблюдения, необходима разработка единых документов, регламентирующих требования к организации и проведению мониторинга. В России законодательная и нормативная основа государственного метрологического надзора за состоянием и применением методик выполнения измерений представлена Законом "Об обеспечении

231

единства измерений", ГОСТ "ГСИ. Методики выполнения измерений". Вынесенный в название Закона термин "единство измерений" подразумевает такое состояние измерений, при котором результаты измерений выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Регламентация отдельных стадий наблюдений (выбор точек отбора, пробоотбор, консервация и транспортировка проб, пробоподготовка, выполнение анализа, обработка и выдача результатов) позволяют получать сопоставимые данные в различных лабораториях. С этой целью разработаны и введены в действие руководящие документы, обязательные для всех организаций, осуществляющих наблюдения за состоянием загрязнения атмосферы.

Унификация методик и регламентация техники пробоотбора уменьшают возможность получения неверных данных. Например, отбор проб атмосферного воздуха на содержание аммиака, диоксидов серы и азота проводят в сорбционные трубки с пленочным сорбентом. Сорбционные трубки, пропитанные соответствующим поглотительным раствором, через S-образную стеклянную трубку с помощью резиновой муфты подсоединяют к электроаспиратору. Для определения разовых концентраций аммиака, диоксида азота и диоксида серы исследуемый воздух аспирируют через сорбционные трубки в течение 20 мин с расходом 2,0; 0,25; 0,5 дм³/мин соответственно. Сорбционные трубки укрепляют вертикально, слоем сорбента вниз (воздух идет снизу вверх). Отбор проб на содержание примесей в атмосферном воздухе проводят в диапазоне от -20°С до 40°С (для аммиака), от -30°С до 40°С (для диоксида азота).

Отбор проб атмосферного воздуха на содержание сероводорода, фенола, формальдегида проводят в барботеры. Барботеры, наполненные соответствующим поглотительным раствором, через стеклянную гребенку с помощью резиновой муфты подсоединяют к электроаспиратору. Для определения разовых концентраций сероводорода, фенола через приборы Рыхтера, заполненные 6 см³ поглотительного раствора, аспирируют 80, 60, 20 дм³ воздуха соответственно. Отбор проб атмосферного воздуха на содержание оксида углерода и углеводородов проводят в стеклянные шприцы. Частота отбора проб - 2 раза в сутки. Методики, используемые для анализа основных и наиболее распространенных специфических вредных веществ в атмосферном воздухе санитарно-защитной и промышленной зон, представлены в табл. 3.11. Данные методики аттестованы и введены в действие нормативными документами, то есть официально проверены. Следует отметить,

232

Таблица 3.11

Аттестованные методики анализа атмосферного воздуха
в соответствии с действующими нормативно-техническими документами
Государственной системы измерений

233

Продолжение табл. 3.11

234

Окончание табл. 3.11

* Ω - нормы погрешности измерений показателей состава и свойств, ±δ_н, %.

235

что выполнение аналитических измерений по неаттестованным методикам ставит под сомнение результаты анализа и не имеет юридической силы.

Вопросы:

• Укажите структуру сетей наблюдения воздушной среды нефтеперерабатывающего завода.
• Какие способы получения результатов аналитических измерений состояния окружающей среды существуют?
• Какие особенности полей загазованности имеются на предприятиях топливно-нефтехимического профиля?
• Какие требования предъявляются к аналитическим методикам контроля воздуха?

236