Мониторинг состояния атмосферы как составная часть мониторинга окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Мониторинг окружающей среды: цели, задача, структура

атмосфера выброс очистка промышленный

Мониторинг (от лат. Monitor ? напоминающий, надзирающий) ? система выполняемых по заданной программе регулярных комплексных долгосрочных наблюдений за состоянием окружающей среды, ее загрязнением, происходящими природными явлениями, а также оценка и прогноз последующих изменений (рисунок 1). Один из главных принципов мониторинга ?  непрерывность слежения. Экомониторинг является начальным этапом системы обеспечения экологической безопасности. Экологический мониторинг ? многоцелевая иерархическая система, включающая повторяющиеся наблюдения, оценку и прогноз антропогенных изменений состояния экосистем.

Термин «мониторинг» появился перед проведением Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (5-16 июня 1972) в противовес (или в дополнение) к термину «контроль», который кроме наблюдения и получения информации содержит и элементы активных действий, т. е. управления.

Существует множества понятий экологического мониторинга. Самое правильное из них то, которое отражает полноту, суть этого словосочетания.

Экологический мониторинг ? информационная система сбора, анализа и обобщения информации об антропогенном влиянии на состояние окружающей природной среды для предотвращения отрицательных природно-антропогенных эффектов. Экомониторинг существует для предотвращения кризисов и катастроф во взаимоотношениях между человеком и природой, что достигается проведением экологических наблюдений, выполнением оценок и прогнозов антропогенного воздействия на окружающую среду. Объекты экологического мониторинга ? это окружающая среда в целом и отдельные ее элементы [1].

Цели экологического мониторинга: Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей:

- оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека;

- выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются;

- создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Основные задачи экологического мониторинга:

- наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

- наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

- наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

- оценка фактического состояния природной среды;

- прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды (рисунок 2).

Основные функции экологического мониторинга:

В состав функций системы экологического мониторинга входят накопление, систематизация и анализ информации:

- о состоянии окружающей среды;

- об источниках и факторах воздействия на окружающую среду;

- о допустимых нагрузках на среду в целом;

- о существующих ресурсах окружающей среды и ее биосистем [1].



Рисунок 1 - Мониторинг окружающей природной среды [16]



Рисунок 2 - Программа мониторинга [16]



2. Мониторинг состояния атмосферы как составная часть мониторинга окружающей среды

Для выявления изменений состояния биосферы под влиянием деятельности человека необходима система наблюдений. Такую систему в настоящее время общепринято называть мониторингом. Мониторинг включает следующие основные направления деятельности:

- наблюдения за факторами, воздействующими на окружающую природную среду и  за ее состоянием;

- оценку фактического состояния природной среды;

- прогноз развития состояния природной среды и оценку этого развития.

Таким образом, мониторинг ? это система наблюдений, оценки и прогноза состояния природной среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов защиты окружающей среды.

Мониторинг может охватывать как локальные районы, так и земной шар в целом (глобальный мониторинг).

Чтобы обеспечить эффективную оценку и прогноз, мониторинг должен включать наблюдения за источниками загрязнения, загрязнением природной среды и следствиями  от этого загрязнения.

Наиболее универсальным подходом к определению структуры системы мониторинга антропогенных изменений является его разделение на блоки: «Наблюдения», «Оценка фактического состояния», «Прогноз состояния», «Оценка прогнозируемого состояния»

На рисунке 3 показаны отдельные блоки описываемой системы, а также прямые и обратные связи между этими блоками.



Рисунок 3 ? Информационная система [16]

Блоки «Наблюдения» и «Прогноз состояния» тесно связаны между собой, так  как прогноз состояния окружающей среды возможен лишь при наличии достаточно репрезентативной информации о фактическом состоянии (прямая связь). Построение прогноза, с одной стороны, подразумевает знание закономерностей изменений состояния природной среды, наличие схемы и возможностей численного расчета этого состояния, с другой - направленность прогноза в значительной степени должна определять структуру и состав наблюдательной сети (обратная связь).

Данные, характеризующие состояние природной среды, полученные в результате наблюдений или прогноза, должны оцениваться в зависимости от того, в какой области человеческой деятельности они используются (с помощью специально выбранных или выработанных критериев). Оценка подразумевает, с одной стороны, определение ущерба от воздействия, с другой ? выбор оптимальных условий для человеческой деятельности, определение существующих экологических резервов. При такого рода оценках  рассчитываются возможные значения допустимых нагрузок на окружающую природную среду.

Информационные геофизические системы, так же как и информационная система мониторинга антропогенных изменений, являются составной частью системы управления, взаимодействия человека с окружающей средой (системы управления состоянием окружающей среды), поскольку информация о существующем состоянии природной среды и тенденциях ее изменения должна быть положена в основу разработки мер по охране природы и учитываться при планировании развития экономики. Результаты оценки существующего и прогнозируемого состояния биосферы в свою очередь дают возможность уточнить требования к подсистеме наблюдений (это и составляет научное обоснование мониторинга, обоснование состава, структуры сети и методов наблюдений) [2].

На рисунке 4 показано место мониторинга в системе управления (регулирования) состоянием окружающей природной среды. На схеме условно совмещены энергетические и информационные потоки.

Рисунок 4 ? Место мониторинга в системе управления состоянием природной среды [16]

Элемент биосферы с уровнем состояния (Б), подвергаясь воздействию (А), меняет свое состояние (Б > Б').

С помощью системы мониторинга (М) получается «фотография» этого измененного, а по возможности и первоначального состояния, производится обобщение данных, анализ и оценка фактического и прогнозируемого состояния.

Эта информация передается в блок управления (У) принятия решения. На основании этой информации в зависимости от уровня научно- технических разработок (Н) и экономических возможностей (Э), с учетом эколого-экономических оценок; принимаются меры по ограничению или прекращению антропогенных воздействий, по профилактическому укреплению или последующему «лечению» элемента биосферы.

Также возможна комбинация перечисленных подходов. Совершенствуется и система мониторинга (указанные действия показаны на схеме штриховыми линиями).

Следует отметить, что, поскольку оценка фактического и прогнозируемого состояния природной среды является составной частью мониторинга, то некоторые авторы идентифицируют эту часть мониторинга с элементом управления состоянием природной среды.

Наблюдения за состоянием окружающей природной среды должны включать наблюдения за источниками и факторами воздействия (в том числе источниками загрязнений, излучений). За состоянием элементов биосферы (в том числе за откликами живых организмов на воздействие (рисунок 5), за изменением их структурных и функциональных показателей).

На рисунке также показана классификация мониторинга [2].

В настоящее время НСМОС включает 11 организационно-самостоятельных  видов мониторинга, окружающей среды, проводимых на общих принципах:

мониторинг земель;

мониторинг поверхностных вод;

мониторинг подземных вод;

мониторинг атмосферного воздуха;

мониторинг озонового слоя;

мониторинг растительного мира;

мониторинг лесов;

мониторинг животного мира;

радиационный мониторинг;

геофизический мониторинг;

локальный мониторинг окружающей среды.



Рисунок 5 ? Схема и классификация мониторинга [16]

Мониторинг атмосферного воздуха. Основная цель мониторинга атмосферного воздуха - наблюдение за качеством атмосферного воздуха, оценка, прогноз и выявление тенденций изменения состояния атмосферы для предупреждения негативных ситуаций, угрожающих здоровью людей и окружающей среде.

Сбор (получение) информации о состоянии атмосферного воздуха осуществляется на пунктах наблюдений Национальной системы мониторинга окружающей среды Республики Беларусь (НСМОС), включенных в Государственный реестр пунктов наблюдений Республики Беларусь. Координацию работ в области мониторинга атмосферного воздуха осуществляет Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь.

Объектами наблюдений при проведении мониторинга атмосферного воздуха являются атмосферный воздух, атмосферные осадки и снежный покров.

В настоящее время мониторинг состояния атмосферного воздуха проводится в 20 промышленных городах республики, включая областные центры, а также гг. Полоцк, Новополоцк, Орша, Бобруйск, Мозырь, Речица, Светлогорск, Пинск, Новогрудок, Жлобин, Лида, Солигорск, Борисов и Барановичи (рисунок 6). В городах установлено 67 стационарных станций. В Минске - 12 станций, в Могилеве, Гомеле и Витебске - по 5, в Бресте и Гродно - по 4; в остальных промышленных центрах - 1-3 станции. Регулярными наблюдениями охвачены территории, на которых проживает почти 87 % населения крупных и средних городов республики [3].

Рисунок 6 - Схема размещения пунктов мониторинга атмосферного воздуха. Условные обозначения:

Пункты отбора проб атмосферных осадков

Пункты отбора проб воздуха

Станция трансграничного переноса

Пункты отбора проб снежного покрова

Станция непрерывного измерения содержания приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

Станция комплексного фонового мониторинга

Автоматический анализатор твердых частиц фракции РМ-10

Во всех городах определяются концентрации основных загрязняющих веществ (твердые частицы (недифференцированная по составу пыль/аэрозоль), диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота). Измеряются также концентрации приоритетных специфических загрязняющих веществ: формальдегида, аммиака, фенола, сероводорода, сероуглерода. При выборе приоритетного перечня специфических веществ учитывались, прежде всего, выбросы каждого вещества (данные Национального статистического комитета Республики Беларусь), размеры города, предельно допустимые концентрации, коэффициенты рассеивания. Во всех контролируемых городах определяется содержание в воздухе свинца и кадмия, в 16 городах - бенз(а)пирена, в 9 городах - летучих органических соединений. На всех автоматических станциях измеряются концентрации твердых частиц, фракции размером до 10 микрон и приземного озона. Измерения концентраций твердых частиц, фракции размером до 10 микрон проводятся также в г. Жлобин.

В 22 пунктах республики регулярно определяется кислотность атмосферных осадков, компоненты основного солевого состава и содержание в них тяжелых металлов. В районах с отсутствием или ограниченным числом станций, но характеризующихся значительными объемами выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников, в годы с устойчивым снежным покровом проводится режимная снегомерная съемка (22 пункта).

Оценка дальнего атмосферного переноса загрязняющих веществ (ЕМЕП) проводится на специализированной трансграничной станции Высокое (западная граница республики). На станции фонового мониторинга (СФМ) Березинский заповедник анализируется состояние воздуха и атмосферных осадков по программе Глобальной Службы Атмосферы [3].

2.1 Тропосфера как составная часть биосферы

Атмосфера является составной частью биосферы и представляет собой газообразную оболочку Земли, вращающуюся вместе с ней как единое целое. Эта оболочка слоиста. Каждый слой имеет свое название и характерные физико-химические особенности. Условно принято атмосферу делить на две большие составные части: верхнюю и нижнюю. Наибольший интерес представляет для нас нижняя часть атмосферы, главным образом тропосфера, поскольку в ней происходят основные метеорологические явления, влияющие на загрязнение атмосферного воздуха.

В тропосфере находится большая часть космической и антропогенной пыли, водяного пара, азота, кислорода и инертных газов. Она практически прозрачна для проходящей через нее коротковолновой солнечной радиации. Вместе с тем содержащиеся в ней водяной пар, углекислота и озон (коротковолновые излучения) довольно сильно поглощают тепловое (длинноволновое) излучение нашей планеты, в результате чего тропосфера нагревается. Это нагревание является причиной вертикального перемещения потоков воздуха, конденсации водяного пара, образования облаков и выпадения осадков. Установлено, что в тропосфере температура падает на (0,5-0,6) °С на каждые 100 м высоты. Распределение температур в приземном слое атмосферы является важнейшей причиной формирования климата и его характеристик [4].

Состав газов нижней части атмосферы неизменный: смесь, образуемая газами, называется воздухом. Состав сухого атмосферного воздуха приведен в таблице 2.1.



Таблица 2.1 - Состав атмосферного воздуха [8]

Состав атмосферного воздуха
Наименование основных газов	Содержание, % объемные	Относительная молекулярная масса, кг/моль
Азот	78,09	28
Кислород	20,95	32
Аргон	0,93	39
Углекислый газ	0,03	44
Неон	1,8·10-3	20
Гелий	5,2·10-4	4
Криптон	1,0·10-4	83
Ксенон	8,0·10-6	131
Водород	5,0·10-5	2
Озон	1,0·10-6	48
Примечание: Средняя относительная молекулярная масса сухого воздуха составляет 28,966 кг/моль.

В таблице 2.2. приведено массовое выделение в атмосферу некоторых газообразных веществ антропогенными и природными источниками.

Таблица 2.2 - Выделение некоторых газообразных веществ [8]

В 10⁶ т/сут

Выделение некоторых газообразных веществ
Вещество	Источник
	Природный	антропогенный
Диоксид серы	-	0,40
Сероводород	0,3	0,01
Оксид азота	2,0	0,20
Аммиак	3,0	0,01
Углеводороды	2,0	0,20
Оксид углерода	10,0	1,00
Диоксид углерода	3000,0	50,00

Согласно приведенной таблице, природные источники выделяют больше вредных веществ, тем не менее, самым опасным является антропогенное поступление. Это связано с тем, что вредные вещества антропогенного происхождения накапливаются в зоне обитания человека. Кроме того, специфические вредные вещества, не существовавшие ранее в природных условиях. В настоящее время становятся составной частью атмосферного воздуха, его микроэлементами.

Воздух считается чистым, если ни один из микрокомпонентов не присутствует в концентрациях, способных нанести ущерб здоровью человека, животным, растительности или вызвать ухудшение эстетического восприятия окружающей среды (например, при наличии пыли, грязи, неприятных запахов или при недостатке солнечного освещения в результате задымленности воздуха). Так как все живое очень медленно адаптируется к этим новым микрокомпонентам, химические вещества служат объективным фактором неблагоприятных воздействий на природную среду и здоровье человека [4].

2.2 Источники загрязнения атмосферного воздуха

Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.

Промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов. К первым относятся технологические устройства (аппараты установки и т.п.), в процессе эксплуатации которых выделяются примеси. Ко вторым ? трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари и другие устройства, с помощью которых примесь поступает в атмосферу.

Промышленные выбросы подразделяются на организованные и неорганизованные. Организованный промышленный выброс поступает в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы, что позволяет применять для очистки от загрязняющих веществ соответствующие установки. Неорганизованный промышленный выброс поступает в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушений герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта. Неорганизованные выбросы характерны для очистных сооружений, хвостохранилищ, золоотвалов, участков погрузочно-разгрузочных работ, сливно-наливных эстакад, резервуаров и других объектов.

К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений [5].

2.3  Прогноз загрязнения атмосферы

В связи с высокой насыщенностью городов источниками загрязнения, уровень загрязнения атмосферного воздуха в них, как правило, существенно выше, чем в пригородах и тем более в сельской местности. В отдельные периоды, неблагоприятные для рассеяния выбросов, концентрации вредных веществ могут сильно возрасти относительно среднего и фонового городского загрязнения. Частота и продолжительность периодов высокого загрязнения атмосферного воздуха будут зависеть от режима выбросов вредных веществ (разовых, аварийных и др.), а также от характера и продолжительности метеоусловий, способствующих повышению концентрации примесей в приземном слое воздуха.

Во избежание повышения уровней загрязнения атмосферного воздуха при неблагоприятных для рассеяния вредных веществ метеорологических условиях необходимо прогнозировать и учитывать эти условия. В настоящее время установлены факторы, определяющие изменение концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при изменении метеорологических условий [5].

Прогнозы неблагоприятных метеорологических условий могут составляться как для города в целом, так и для групп источников или отдельных источников. Обычно выделяются три основных типа источников: высокие с горячими (теплыми) выбросами, высокие с холодными выбросами и низкие. Для указанных источников выбросов аномально неблагоприятные условия рассеяния примесей приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 ? Комплексы неблагоприятных метеорологических условий h для источников разных типов [7]

Источники	Термическая стратификация нижнего слоя атмосферы	Скорость ветра (м/с)	Вид инверсии, высота над источником выброса, м
		на уровне флюгера	на уровне выброса
Высокие с горячими выбросами	Неустойчивая	3-7	7-12	Приподнятая, 100-200
Высокие с холодными выбросами	Неустойчивая	Штиль	3-5	Приподнятая, 10-200
Низкие	Устойчивая	Штиль	Штиль	Приземная, 2-50

В дополнение к комплексам неблагоприятных метеоусловий, приведенным в таблице 2.3 можно добавить следующее:

для высоких источников с горячими (теплыми) выбросами:

- высота слоя перемешивания меньше 500 м, но больше эффективной высоты источника;

- скорость ветра на высоте источника близка к опасной скорости ветра;

- наличие тумана и скорость ветра больше 2 м/с.

Для высоких источников с холодными выбросами: наличие тумана и штиль.

Для низких источников выбросов: сочетание штиля и приземной инверсии [6].

Следует также иметь в виду, что при переносе примесей в районы плотной застройки или в условиях сложного рельефа, концентрации могут повышаться в несколько раз.

Для характеристики загрязнения атмосферного воздуха по городу в целом, т.е. для фоновой характеристики, в качестве обобщенного показателя используется параметр P:

P= ,

Где N - число наблюдений за концентрацией примеси в городе в течение одного дня на всех стационарных постах

М - количество наблюдений в течении того же дня с повышенной концентрацией примеси (q), превышающей среднее сезонное b          значение (qЇ_сс), более чем в 1,5 раза (q > 1,5 qЇ_сс).

Параметр Р рассчитывается для каждого дня, как по отдельным примесям, так и по всем вместе. Этот параметр является относительной характеристикой, и его значение определяется главным образом метеорологическими факторами, оказывающими влияние на состояние атмосферного воздуха по всей территории города [6].

Таблица 2.4 - Характеристики групп загрязнения воздуха [7]

	Градация параметра P	Уровень загрязнения атмосферного воздуха	Повторяемость, %
1	> 0,35	Относительно высокий	10
2	0,21- 0,35	Повышенный	40
3	=< 20	Пониженный	50
Примечание: если повторяемость градации Р >0,35 меньше 5 %, то к первой группе загрязнения следует относить градации параметра Р >0,30), ко второй - Р от 0,21 до 0,30.

Использование при прогнозе параметра Р в качестве характеристики загрязнения воздуха по городу в целом (предиктанта) предусматривает выделение трех групп загрязнения воздуха, определяемых характеристиками, приведенными в таблице 2.4.

В целях предотвращения чрезвычайно высоких уровней загрязнения, из первой группы выделяется подгруппа градаций с Р > 0,5,повторяемость которой составляет 1-2 %.

Методика предсказания вероятного роста концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе города предусматривает использование прогностической схемы загрязнения воздуха, которая разрабатывается для каждого города на основании опыта многолетних наблюдений за состоянием его атмосферы. Рассмотрим общие принципы построения прогностических схем.

Прогностические схемы загрязнения воздуха в городе должны разрабатываться для каждого сезона года и каждой половины дня отдельно. При скользящем графике отбора проб воздуха к первой половине дня относятся сроки отбора проб в 7, 10 и 13 ч. а ко второй - в 15, 18 и 21 ч. При трехразовом отборе проб к первой половине дня относят сроки отбора проб в 7 и 13 ч, а ко второй - в 13 и 19 ч.

Метеорологические предикторы для первой половины дня берутся за срок 6 ч. а данные радиозондирования - за срок 3 ч. Для второй половины дня в качестве предикторов принимаются метеоэлементы за срок 15 ч. Характеристики метеорологических условий и предикторов, а также их порядок использования в прогнозах детально изложены в «Методических указаниях по прогнозу загрязнения воздуха в городах».

Оперативное прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха проводится с целью кратковременного сокращения выбросов вредных веществ в атмосферный воздух в периоды неблагоприятных метеорологических условий.

Обычно составляются два вида прогноза загрязнения атмосферного воздуха по городу: предварительный (на сутки вперед) и уточненный (на 6-8 ч вперед, в том числе утром на текущий день, днем на вечер и на ночь) [6].



3. Воздействие крупного промышленного предприятия на атмосферный воздух

3.1 Кратка характеристика ОАО «Гомельстекло»

3.1.1 Описание предприятия

Открытое акционерное общество «Гомельстекло» располагается в г.п. Костюковка Гомельской области. «Гомельстекло» - это высокооснащенное, современное предприятие, крупнейшее в Европе по удельным показателям эффективности, единственный производитель FLOAT-стекла в Республике Беларусь. Главная цель предприятия - изготовление и поставка конкурентоспособной, высокого качества продукции. Это залог успешной и стабильной работы предприятия, обеспечение доверия потребителей, удовлетворение запросов всех заинтересованных сторон.

Основные принципы работы предприятия:

? непрерывное совершенствование системы менеджмента предприятия, повышение ее результативности и эффективности;

? осознание каждым сотрудником, от рядового работника до генерального директора, что наша продукция должна удовлетворять потребителя больше, чем аналогичная продукция конкурентов;

? создание условий для непрерывного повышения профессионального мастерства всех работников и их заинтересованности в обеспечении высокого уровня качества продукции, снижения вредного воздействия на окружающую среду, рационального потребления сырья, материалов и энергоресурсов, безопасного труда;

? непрерывное совершенствование технологического процесса с целью повышения качества продукции, сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сбросов в водный бассейн, образования отходов, потребления природных ресурсов, снижения рисков промышленных опасностей, предупреждения вредного воздействия производственных факторов на персонал;

? развитие взаимовыгодного сотрудничества с поставщиками сырья и материалов;

? осуществление своей деятельности в области качества, промышленной безопасности, охраны труда и окружающей среды в соответствии с требованиями международных стандартов, законодательными и нормативными требованиями РБ;

?привлечение всего персонала к активному участию в работах по совершенствованию деятельности, осуществляя соответствующие меры стимулирования и повышения квалификации сотрудников;

?повышение результативности и эффективности производства путем модернизации и обновления производства, использования достижений науки и техники, внедрения современных информационных технологий.

Выпускаемая ОАО «Гомельстекло» продукция успешно реализуется на территории Республики Беларусь и в десятках стран мира. Самый крупный потребитель - Центральная Европа. На экспорт ежемесячно уходит 70 % изготовляемого стекла. Товар задерживается на складе не более 2-3 часов.

В состав предприятия входят следующие основные цеха:

? ПУП «Полигласс»

? цех полированного стекла

? цех промпереработки

? составной цех

? цех пеностекла

Для обеспечения основного производства на предприятии функционируют ремонтно-механический, инструментальный, энергетический и транспортный цеха.

3.1.2 Продукция, выпускаемая ОАО «Гомельстекло»

На предприятии ОАО «Гомельстекло» производятся следующие виды продукции: стекло листовое, полированное стекло, многоцелевое закаленное стекло, пеностекло, мебельное стекло, стеклопакеты [9].

Стекло полированное - стало выпускаться на предприятии с 1996 года. Годовые мощности производства полированного стекла составляют более 18 млн. м² в год. Предприятие производит стекло толщиной 4-6 мм (ГОСТ 111-2001). Это стекло в соответствии с его назначением и регламентируемыми свойствами подразделяют на несколько марок:

? Марка МО-М1 (стекло зеркальное улучшенное) применяется при изготовлении высококачественных зеркал, ветровых стёкол легковых автомобилей, используется при изготовлении стеклопакетов;

? Марка М2 (стекло зеркальное) применяется при изготовлении зеркал массового применения, безопасных стёкол средств транспорта, используется при изготовлении стеклопакетов;

? Марка М3 (стекло техническое полированное) используется при изготовлении декоративных зеркал, изделий для мебели, безопасных стёкол средств транспорта;

? Марка М4 (стекло оконное полированное) используется для высококачественного остекления светопрозрачных конструкций, при изготовлении изделий для мебели, безопасных средств транспорта [9].

Многоцелевое закалённое стекло - получают его методом шелкографической печати с применением различных видов красок. Это позволяет выпускать широкий ассортимент стекла. Данный вид стекла обладает повышенной механической прочностью, безопасностью при разрушении, а также термической стойкостью, выдерживая перепад температур до 200 ⁰С. Также производится закалённое стекло строительного назначения, которое используется для безопасного остекления светопрозрачных строительных конструкций и иных целей.

Пеностекло (вспененное стекло) - является универсальным, очень эффективным теплоизоляционным материалом. Оно обладает только ему присущими уникальными теплофизическими эксплутационными характеристиками. Пеностекло имеет широчайший температурный диапазон применения, абсолютную непроницаемость воды, негорючесть, стабильность размеров, оно стойко к агрессивным средам, в том числе к кислотам [9].

Мебельное стекло - применяется при производстве корпусной мебели и мебели для ванных комнат. Выпускает предприятие столешницы различной конфигурации. Стеклоизделия для мебели производятся как закаленные, так и незакалённые, с обрезанными и притупленными кромками и т.д.

Стеклопакеты - внедрена новейшая TPS-технология в 2005 году с мощностью производства более 100 тыс. м² стеклопакетов в год. Стеклопакеты, производимые предприятием «Гомельстекло», имеют следующие эксплуатационные характеристики: минимальный размер стеклопакета 350Ч190 мм; максимальный размер стеклопакета 1600Ч2500 мм; толщина стеклопакета: от 12 до 60 мм; толщина стекла: от 3 до 15 мм; производятся стеклопакеты сложных форм; долговечность стеклопакета - не менее 20 лет [9].

Так же дочерним предприятием ПУП «Полигласс» выпускаются многослойные бесцветные ветровые стёкла, предназначенные для остекления грузовых, легковых автомобилей, автобусов и других машин. Кроме того оно производит многослойное стекло строительного назначения для безопасного остекления светопрозрачных строительных конструкций: фасадов, структурного остекления, элементов горизонтального остекления, витрин, полов и других конструкций [9].

3.2 Источники выделения загрязняющих веществ в атмосферу

Существует печь плавки стекла, работающая на природном газе. При процессе производства стекла в атмосферу выбрасывается оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, пыль неорганическая Si0₂ < 70 %. (Источник № 201 - труба печи ЛТФ). Из шлаковой камеры в атмосферу выбрасывается оксид углерода, диоксид серы и диоксид азота. (Источник № 202 - вытяжка шлаковой камеры).

От транспортера боя стекла в атмосферу выбрасывается пыль неорганическая Si0₂<70%. Существует фильтр СМЦ-166А, с коэффициентом очистки - 42,8%. (Источник № 203 - транспортер боя стекла).

От ленты загрузки шихты в атмосферу выбрасывается пыль неорганическая Si0₂ < 70 %, оксид углерода и диоксид азота. Имеется фильтр ПВМ-З с коэффициентом очистки - 82,3 %. (Источник № 204 - лента загрузки шихты, общеобменная).

От загрузочного кармана шихты в атмосферу выбрасывается оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, пыль неорганическая Si0₂ <70%. (Источники № 205, 206 - загрузочный карман).

От конвейера шихты и из помещения в атмосферу выбрасывается оксид углерода, диоксид азота, диоксид серы, пыль неорганическая Si0₂ <70%. (Источники № 207 - конвейер шихты), (источник № 210 - аэрационный фонарь), (ранее неучтенные источники № 336, 337, 338, 339, 340, 341, 342, 343 - общеобменная из помещения), (источник № 344 - лента загрузки).

От камеры дожига в атмосферу выбрасывается оксид углерода. (Ранее неучтенный, источник № 335 - камера дожига).

На постах сварки и газовой резки применяют электроды МР-3, ОЗЛ-6, пропанбутановую смесь. В атмосферу, при этом, выбрасываются оксиды железа, оксиды марганца, оксиды хрома, фтористые соединения, оксид углерода, диоксид азота. (Ранее неучтенные источники № 333, 334).

От заточки роликов в атмосферу выбрасывается пыль неорганическая Si0₂ <70 %. (Ранее неучтенный источник № 332).

От инфракрасных теплоизлучателей AR-50, ER-38 и WR-38, работающих на природном газе в атмосферу выбрасываются оксид углерода, диоксид азота, оксид азота. (Новые источники № 326-330). Зарядка аккумуляторов электропогрузчиков и электрокар осуществляется на стендах, установленных в двух помещениях. Выброс паров серной кислоты происходит через трубу. (Источники № 208, 209) [10].

С учетом выше описанного оборудования и источников выделения загрязняющих веществ в атмосферу технологическую схему производства листового полированного стекла можно представить рисунком на рисунке 7.

3.3 Оборудование и технологии очистки выбросов, сбросов, переработки и обезвреживания отходов

3.3.1 Очистка выбросов

Системы очистки отходящих газов представляют собой 50 пылегазоулавливающих установок для очистки выбрасываемых в атмосферу пылевидных примесей на источниках выброса загрязняющих веществ.

В составном цехе имеется 24 установки пылегазоочистки, на участке огнеупоров ? 5, в цехе полированного стекла ? 2, в цехе пеностекла ? 8, лесотарном цехе ? 3, ремонтно-механическом цехе ? 3, ремонтно-строительном управлении - 3, цехе железнодорожного транспорта ? 2.

Пылегазоочистные установки представлены серийным оборудованием: циклонами сухой и мокрой очистки, фильтрами типа ФВК, СМЦ ФРИ-С, ФРИН-С.

Для очистки дымовых газов от загрязняющих веществ перед выбросом предусматривается трехступенчатая система очистки рисунок 8 :

реактор;

электрофильтр;

уловитель.

Установка способна практически полностью улавливать такие загрязняющие атмосферу вещества, как пыль, окислы азота, окислы серы и неорганические хлорные соединения [11].

Задачей установки для очистки отходящих газов является очищение газов после сгорания, поступающих из стекловаренной печи, и обеспечение таким образом экологически чистой эксплуатации установки по производству стекла. При этом важно то обстоятельство, что тепло отходящих газов используется, так же, в дальнейшем. Также важно не допускать перегрева различных агрегатов.

Рисунок 8 - Система очистки воздуха (реактор, электрофильтр и уловитель NO_х) [11]

3.3.2 Для очистки до санитарной нормы запыленных технологических газов с температурой не более 160 °С и влагосодержанием, исключающим конденсацию влаги в фильтре, неагрессивных, нетоксичных типов пыли с диаметром частиц, не менее 1 мкм, применяется фильтр рукавный с импульсной регенерацией напорный типа ФРИН-С-5-2 рисунок 9. Областью применения фильтра являются предприятия цементной, химической, металлургической и других отраслей промышленности.

Фильтр состоит из следующих основных сборочных единиц:

корпуса фильтра;

системы регенерации рукавного фильтра;

фильтрующих элементов - рукавов - на каркасах [11].



Рисунок 9 - Фильтр рукавный с импульсной регенерацией напорный типа ФРИН-С-5-2 [11]

3.1.3 Приточные вентиляционные установки (приточные камеры)

Приточные камеры представляют собой достаточно сложное оборудование, основным назначением которого является доставка и обработка свежего воздуха. Как правило, такие устройства состоят из нескольких модулей, которые могут выполнять функции подогрева или охлаждения, а также фильтрации воздуха [11].

3.4 Разрешения и лимиты на выбросы загрязняющих веществ

Разрешение на выбросы в атмосферный воздух предусматривает концентрации загрязняющих веществ, представленные в таблице [12].

Таблица 5 ? Концентрации ЗВ, допустимы по разрешению на выбросы

Класс опасности	Загрязняющее вещество	Норматив выбросов
		г/с	т/год
3	Железа оксид	0,3098	1,5528
2	Марганец и его соединения	0,0091	0,0235
?	Динатрия карбонат	2,6514	18,7327
3	Динатрия сульфат	0,1897	1,1796
1	Хром шестивалентный	0,0029	0,003443
2	Азота диоксид	77,75189	1985,4698
4	Аммиак	0,4476	4,5376
3	Азота оксид	12,042	311,6217
2	Серная кислота	0,009	0,1609
3	Сажа	0,4337	0,2579
3	Серы диоксид	49,8328	371,2149
2	Сероводород	0,0004	0,0045
4	Углерода оксид	31,7487	533,4884
2	Фтористые соединения	0,01764	0,0423
2	Хлор	0,00056	0,0071
4	Углеводороды предельные С1-С11	1,811	0,1638
4	Метан	2,9769	32,6315
2	Бензол	0,039	0,0035
3	Ксилол	1,3101	0,2230
3	Толуол	0,0351	0,0143
3	Этилбензол	0,001	<0,0001
1	Бенз-а-пирен	0,00086	0,003250
3	Бутан-1-ол	0,0132	0,0380
4	Спирт изобутиловый	0,0132	0,0380
4	Бутилацетат	0,787	0,0425
4	Ацетон	0,787	0,0425
2	Метилмеркаптан	0,000001	<0,0001
?	Этилмеркаптан	0,0000005	<0,0001
3	Масло минеральное	0,1103	0,2798
4	Углеводороды предельные С12-С19	0,087	0,1661
3	Твердые частицы, сумма	0,1466	1,8162
2	Мазутная смола	0,3998	0,2533
3	Пыль неорганическая SiO2>70%	0,0593	0,0027
3	Пыль неорганическая SiO2<70%	27,0021	361,2597
3	Пыль древесная	4,2153	14,2090
?	Кальция карбонат	0,1271	0,6620

Лимиты допустимых выбросов в атмосферный воздух от стационарных источников составляют 3510 т/год [12].



4. Направления и подходы в мониторинге атмосферных загрязнений

В зависимости от степени выраженности антропогенного воздействия различают мониторинг импактный и фоновый.

Фоновый (базовый) мониторинг ? слежение за природными явлениями и процессами, протекающими в естественной обстановке, без антропогенного влияния. Как правило, фоновые наблюдения по специальной программе фонового экологического мониторинга проводятся в биосферных заповедниках и заповедных территориях. Ранее биосферные заповедники были расположены по всей территории СССР. В биосферных заповедниках осуществляется оценка и прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха путем анализа содержания в нем взвешенных частиц, свинца, кадмия, мышьяка, ртути, бенз(а)пирена, сульфатов, диоксида серы, оксида азота, диоксида углерода, озона, ДДТ и других хлорорганических соединений. Программа фонового экологического мониторинга включает также определение фонового уровня загрязняющих веществ антропогенного происхождения во всех средах, включая биоты. Кроме измерения состояния загрязнения атмосферного воздуха, на фоновых станциях производятся также метеорологические измерения.

При наблюдении за фоновыми уровнями загрязнения атмосферного воздуха разрабатываются модели переноса примесей, и определяется роль в процессах переноса гидрометеорологических и техногенных факторов. На фоновых станциях исследуются и уточняются: критерии создания сети наблюдений, перечни контролируемых примесей, методики контроля и обработки данных измерений, способы обмена информацией и приборами, методы международного сотрудничества. Так, например, по международным соглашениям станция базисного и регионального мониторинга должна размещаться на расстоянии 40-60 км от крупных источников загрязнения с подветренной стороны. На территориях, примыкающих к станции, в радиусе 40-400 км не должен изменяться характер деятельности человека. Было также установлено, что пробы воздуха должны отбираться на высоте не менее 10 м над поверхностью растительности.

На станциях фонового мониторинга наблюдение за качеством атмосферного воздуха осуществляется по физическим, химическим и биологическим показателям.

Необходимость организации контроля загрязнения атмосферного воздуха в зоне интенсивного антропогенного воздействия определяется предварительными  экспериментальными  (в  течение  1-2 лет)  и теоретическими исследованиями с использованием методов математического и физического моделирования. Такой подход позволяет оценить степень загрязнения той или иной примесью атмосферного воздуха в городе или любом другом населенном пункте, где имеются стационарные и передвижные источники выбросов вредных веществ [13].

Импактный  мониторинг -  слежение  за  антропогенными воздействиями в особо опасных зонах.

Накопленный в ходе исследования опыт позволяет выделить ключевые позиции создания системы импактного мониторинга.

Важнейшими для установочного этапа являются:

? первичное изучение и оценка степени деформации природных компонентов для выявления приоритетов воздействия;

? выявление территориальных масштабов воздействия;

? определение индикационных параметров и компонентов-носителей.

В зависимости от масштабов наблюдения различают мониторинг глобальный, региональный и локальный.

Глобальный мониторинг ? это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений (например, за состоянием озонового слоя, изменением климата). Глобальный мониторинг разрабатывается в пределах Земли и базируется на подсистемах регионального и локального мониторинга. В его системе особое внимание уделяется контролю над изменениями, которые охватывают весь Земной шар, а также предупреждению об угрозе людям, живущим на планете, о экологических нарушениях и стихийных бедствиях.

На уровне глобального (биосферного, фонового) мониторинга отслеживаются изменения в биосфере в целом. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, почвенный покров, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО). Основными целями этой программы являются:

- организация расширенной системы предупреждения об угрозе здоровью человека;

- оценка влияния глобального загрязнения атмосферы на климат;

- оценка количества и распределения загрязнений в биологических системах, особенно в пищевых цепочках;

- оценка критических проблем, возникающих в результате сельскохозяйственной деятельности и землепользования;

- оценка реакции наземных экосистем на воздействие окружающей среды;

- оценка загрязнения океана и влияния загрязнения на морские экосистемы;

- создание системы предупреждений о стихийных бедствиях в международном масштабе [14].

Региональный мониторинг ? слежение за природными и антропогенными процессами и явлениями в пределах какого-то региона (например, за состоянием озера Байкал).

На уровне регионального (геосистемного, природно-хозяйственного) мониторинга ведутся наблюдения за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т.д.), регистрируются отличия их параметров от фоновых территорий, вследствие антропогенных воздействий.

Региональный мониторинг осуществляют работники  гидрометеорологической, гидрохимической, агрохимической, лесоустроительной, сейсмологической и других служб. Объектами мониторинга служат исчезающие виды растений и животных, агро- и природные экосистемы.  Характеризуемыми показателями регионального мониторинга являются ? радиационный баланс, тепловой перегрев, глобальные балансы СО₂ и О₂ загрязнение атмосферы, больших рек и водоемов, загрязнения почв,  функциональная структура природных экосистем и ее нарушения, популяционное состояние растений и животных, урожайность сельскохозяйственных культур.

При разработке проекта регионального  экологического мониторинга необходима следующая информация:

? источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду ? выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами; сбросы сточных вод в водные объекты; поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды суши и моря; внесение на земную поверхность и (или) в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности; места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и (или) разливу жидких загрязняющих и опасных веществ;

? переносы загрязняющих веществ - процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;

?  процессы ландшафтно геохимического перераспределения загрязняющих веществ ? миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня грунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов; биохимический круговорот и т.д.;

?   данные о состоянии антропогенных источников эмиссии ? мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.

В зоне влияния источников эмиссии организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды.

Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной сферы; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радионуклидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы.

Гидросфера: химический и радионуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т. д.), грунтовых вод, взвесей и данных отложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы.

Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ, домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб.

Урбанизованная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т. д. [14]

Локальный мониторинг ? мониторинг в пределах небольшой территории (например, контроль за состоянием воздуха в городе).

На уровне локального (санитарно-гигиенического, биоэкологического, импактного) мониторинга наиболее важным является контроль следующих показателей:

а) Концентрация загрязняющих веществ, наиболее опасных для природных экосистем и человека, в жизнеобеспечивающих средах:

- в атмосферном воздухе: оксиды углерода, азота, диоксид серы, озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы,радионуклиды, пестициды, бензопирен, азот, фосфор, углеводороды;

- в поверхностных водах: радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бензопирен, рН, минерализация, азот, нефтепродукты, фенолы, фосфор;

в почве: тяжелые металлы, пестициды, радионуклиды, нефтепродукты, бензопирен, азот, фосфор;

- в биоте: тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бензопирен, азот, фосфор.

б) Уровень вредных физических воздействий: радиация, глум, вибрация, электромагнитные поля и др.

в) Динамика заболеваемости, вследствие загрязнения биосферы, в частности, врожденных дефектов (рисунок 11).

Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.

Классификация систем мониторинга может основываться и на методах наблюдения (мониторинг по физико-химическим и биологическим показателям, дистанционный мониторинг).

Химический мониторинг - это система наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль за динамикой распространения химических загрязняющих веществ). Глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнений окружающей среды приоритетными высокотоксичными ингредиентами, представленными в рисунке 10.



И - импактный; Р - региональный; Б - базовый; Г - глобальный

Рисунок 10 ? Классификация приоритетных загрязняющих веществ и контроль за их содержанием в различных средах [14]

Физический мониторинг - система наблюдений за влиянием физических процессов и явлений на окружающую среду (наводнения, вулканизм, землетрясения, цунами, засухи, эрозия почв и т.д.).

Биологический мониторинг - мониторинг, осуществляемый с помощью биоиндикаторов (т. е. таких организмов, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде).

Экобиохимический мониторинг - мониторинг, базирующийся на оценке двух составляющих окружающей среды (химической и биологической).

Дистанционный мониторинг - в основном, авиационный, космический мониторинг с применением летательных аппаратов, оснащенных радиометрической аппаратурой, способной осуществлять активное зондирование изучаемых объектов и регистрацию опытных данных.

Наиболее универсальным является комплексный экологический мониторинг окружающей среды.

Комплексный экологический мониторинг окружающей среды - это организация системы наблюдений за состоянием объектов окружающей природной среды для оценки их фактического уровня загрязнения и предупреждения о создающихся критических ситуациях, вредных для здоровья людей и других живых организмов. Различают мониторинг локальный, региональный и фоновый [15].

При проведении комплексного экологического мониторинга окружающей среды:

а) проводится постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т.д.), а также оценка состояния и функциональной целостности экосистем;

б) создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

Система комплексного экологического мониторинга предусматривает:

- выделение объекта наблюдения;

- обследование выделенного объекта наблюдения;

- составление для объекта наблюдения информационной модели;

- планирование измерений;

- оценку состояния объекта наблюдения и идентификацию его

информационной модели;

- прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения;

- представление информации в удобной для использования форме и

доведение ее до потребителя.

Пункты экологического мониторинга располагают в крупных населенных пунктах, промышленных и сельскохозяйственных районах (города, автомагистрали, территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением пестицидов и удобрений и др.).

Особым видом мониторинга является базовый мониторинг - слежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются региональные антропогенные воздействия (биосферные заповедники). Целью базового мониторинга является получение данных, с которыми сравниваются результаты, полученные другими видами мониторинга.

По объектам наблюдения выделяются:

- мониторинг отдельных компонентов окружающей среды (почвы,

воды, воздуха);

- мониторинг биологический (флоры и фауны) [15].

Рисунок 11 - Экологический мониторинг [16]



Заключение

В процессе прохождения производственной технологической практики на ОАО «Гомельстекло» были рассмотрены основные технологические процессы и производства реализованные на данном предприятии, а также оборудование для их реализации. Особое внимание уделялось природоохранным мероприятиям и охране окружающей среды как в отдельных цехах, так и по всему предприятию в целом.

...