Ученые из ОмГТУ совершенствуют систему экологического мониторинга качества атмосферного воздуха

Проблема загрязнения атмосферного воздуха остается одной из самых актуальных для больших городов, в том числе и Омска. Все чаще возникают споры и недовольства населения региона в отношении промышленных предприятий, осуществляющих выбросы загрязняющих веществ. При этом за последние несколько лет в городе достаточно часто фиксируются превышение норм их предельно допустимых концентраций в атмосфере. Выезд передвижной экологической лаборатории к месту жалобы и попытки определить виновника загрязнения в большинстве случаев не дают результата – источник сверхнормативного выброса до сих пор остается ненайденным.

Ученые из Омского государственного технического университета создали программу, направленную на совершенствование существующей системы мониторинга качества атмосферного воздуха. Она позволит, с одной стороны, определять уровень загрязнения в любой точке местности, а с другой – оперативно реагировать на жалобы населения о нарушении качества воздуха и выявлять источники сверхнормативного выброса. Исследование ведется на базе научно-исследовательской лаборатории университета «Проблемы экологии» аспиранткой четвертого года обучения направления «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» Натальей Баженовой под руководством профессора, доктора технических наук Льва Штриплинга.

На сегодняшний день, по словам автора проекта, в атмосферу города Омска выбрасывается более 300 загрязняющих веществ. Существующая сеть постов мониторинга насчитывает 11 постов, на которых контролируется от 11 до 25 веществ, а по остальным картина загрязнения остается неизвестной. Поэтому исследователи предлагают дополнить систему расчетным мониторингом.

Наталья Баженова, аспирантка ОмГТУ: «Мы занимаемся проблемой загрязнения воздуха и разрабатываем информационную систему, которая будет совмещать результаты расчетного и инструментального мониторинга. Нами разработана информационная система, позволяющая не только накапливать и обрабатывать информацию по загрязнению, но и проводить расчеты концентраций загрязняющих веществ как по текущим метеоусловиям (в режиме реального времени), так и осуществлять прогноз загрязнения с учетом ожидаемых метеоусловий. Данные по концентрациям загрязняющих веществ, получаемые в результате использования информационной системы, стали основой для разработки метода оперативного обнаружения источника сверхнормативного выброса».

Суть метода, предлагаемого учеными, заключается в том, чтобы определить источник сверхнормативного выброса по данным измерений концентраций веществ в двух точках на местности, позволяя тем самым сократить не только объем информации, необходимый для обнаружения источника загрязнения, но и, что самое важное, время на его поиск. В основе лежит метод турбулентной диффузии. Время получения результата по разработанному методу зависит от времени подъезда передвижной лаборатории к месту отбора пробы и времени, затрачиваемого на получение данных о концентрациях веществ, определяемых инструментальным методом. Для города Омска согласно исследованию это время составляет не более двух часов с момента выезда передвижной экологической лаборатории к месту проведения измерений.

Точки отбора проб воздуха назначают с учетом всех факторов, способных повлиять на создание высоких концентраций в той или иной точке местности. На основе метода разработаны методики определения точек отборов. Они учитывают оснащенность организации, ответственной за осуществление отборов проб атмосферного воздуха, передвижными экологическими лабораториями. Все это позволяет максимально эффективно использовать метод в ситуациях, связанных с недостатком фактической информации о загрязнении атмосферного воздуха.

При получении информации о нарушении осуществляется выезд двух мобильных экологических лабораторий для проведения одновременного отбора проб в двух точках, как правило, с мест поступления жалоб, расположенных в одном районе. Первая точка отбора назначается по месту жалобы, вторая – на расстоянии от 250 до 500 м от первой. По результатам отбора проб определяются фактические концентрации загрязняющего вещества (или веществ), по которому зафиксировано повышенная концентрация. С учетом метеоусловий и сведений о качественном составе выбросов выбираются источники, участвующие в дальнейшем анализе. Далее проводятся расчеты массовых выбросов загрязняющих веществ на выявленных источниках, которые необходимы для создания зафиксированных лабораторией концентраций. И уже по полученным данным проводится анализ причастности источника к нарушению качества атмосферного воздуха.

Разработанный учеными метод на данный момент проходит экспериментальные проверки при содействии Министерства природных ресурсов и экологии Омской области, с которым вуз заключил соглашение о взаимодействии. По предоставленным протоколам измерений концентраций загрязняющих веществ учеными уже проведен эксперимент по апробации разработки. В дальнейшем система может быть внедрена в государственные органы, как инструмент экологического мониторинга и надзора.