О.А. Марцынковский, кандидат технических наук, генеральный директор АО «НИИ Атмосфера»;
О.В. Двинянина, кандидат технических наук, начальник отдела методических основ нормирования и установления технических нормативов выбросов (ОМОНиУТНВ);
Н.Н. Алексеенкова, научный сотрудник ОМОНиУТНВ
В целях повышения уровня обеспечения потребностей населения, органов государственной власти, секторов экономики в информации о состоянии атмосферного воздуха, его загрязнении необходимо формирование высокоэффективных территориальных систем наблюдений за качеством атмосферного воздуха в городах с учетом как динамики изменений показателей состояния атмосферного воздуха за прошедший период, так и существующих тенденций по изменению таких показателей.
При разработке стратегии развития территориальных систем наблюдений за качеством атмосферного воздуха, обеспечивающих сбор, обработку, анализ, хранение, предоставление и распространение данных о состоянии воздуха, целесообразно применение комплексной системы, объединяющей систему инструментального и систему расчетного мониторинга атмосферного воздуха.
Система инструментального мониторинга включает наземные стационарные и передвижные (маршрутные) пункты наблюдений (посты, в т. ч. автоматизированные посты, лаборатории), в которых выполняются регулярные наблюдения одного или нескольких видов по разработанным программам наблюдений. Система расчетного мониторинга дополняет и расширяет данные инструментального мониторинга, служит для обоснования размещения и модернизации системы инструментального мониторинга (количества мест расположения постов наблюдений), разработки и актуализации программ наблюдений.
Результаты расчетного мониторинга позволяют получить детальную картину загрязнения воздуха по каждому ЗВ на всей территории города, а также определить величину влияния каждого ЗВ в любой точке территории на существующее положение, но и спрогнозировать изменение загрязнения воздуха на перспективу с учетом планов развития промышленности и транспортной системы.
Расчетный мониторинг предполагает проведение сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха на основе функционирующего в оперативном режиме компьютерного банка данных о параметрах стационарных и передвижных источников выбросов ЗВ, расположенных на территории города.
Исходными данными для формирования такого компьютерного банка данных в части стационарных источников служат материалы разработки нормативов выбросов объектов негативного воздействия на окружающую среду (ОНВОС), материалы обоснования комплексных экологических разрешений, а также данные, содержащиеся в информационной системе Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор) «Программно-техническое обеспечение учета объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду» (ПТО УОНВОС). Определение данных о параметрах выбросов передвижных источников производится по результатам натурных обследований структуры и интенсивности транспортных потоков в городе.
Начальный этап разработки стратегии развития территориальной системы мониторинга атмосферного воздуха с применением расчетного мониторинга предполагает проведение сводных расчетов с учетом всех стационарных и передвижных источников выбросов по всему спектру ЗВ, содержащихся в выбросах, в расчетном прямоугольнике, охватывающем всю территорию города. Рассчитываются как максимальные разовые, так и среднегодовые концентрации ЗВ в атмосфере в соответствии с приказом Минприроды России от 06.06.2017 №273 «Об утверждении методов расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе».
Целесообразно учитывать при таких расчетах не только ОНВОС, расположенные на территории административных районов города, но также ОНВОС, расположенные на прилегающих к границе города территориях области. В результате проведения этих расчетов будут получены поля концентраций (максимальных разовых и среднегодовых) по всем ЗВ на территории города.
Для крупных городов, таких, например, как Санкт-Петербург, характерно значительное влияние выбросов автотранспорта на состояние атмосферного воздуха. Поэтому целесообразно выполнение также аналогичных расчетов загрязнения воздуха от совокупности передвижных источников, движущихся по автомобильным дорогам. Далее выполняется ранжирование ЗВ по степени их воздействия на качество атмосферного воздуха.
При ранжировании ЗВ следует учитывать не только формируемые уровни максимальных разовых и среднегодовых концентраций ЗВ, но и площадь жилых зон, на которой могут наблюдаться значительные величины концентраций. Особо следует учесть ЗВ, обладающие запахом либо способствующие формированию запахов.
По результатам ранжирования формируется перечень ЗВ, оказывающих по результатам расчетного мониторинга значительное влияние на качество атмосферного воздуха. В такой перечень не включаются ЗВ, расчетные уровни концентраций которых в жилых зонах ниже заданного предела – например, ниже 10% от установленного значения соответствующей предельно допустимой концентрации (ПДК) – и/или незначительна площадь жилой зоны, подверженной влиянию этого ЗВ. Следует отметить, что для зон городской территории, к воздуху которых предъявляются повышенные требования (например, территории лечебных учреждений, зоны массового отдыха населения и др.) критерии оценки степени влияния ЗВ на атмосферный воздух должны быть строже.
На рис. 1 для примера показано поле расчетных максимальных разовых концентраций (в долях максимальной разовой ПДК) ЗВ «этилмеркаптан» на территории Санкт-Петербурга. Источником выбросов этого вещества являются объекты водоотведения сточных вод. Канализационные очистные сооружения бытовых сточных вод зачастую имеют небольшую мощность, однако могут располагаться в непосредственной близости от жилых зон. Такие объекты могут быть причиной регулярных жалоб населения, поскольку являются источником выбросов ряда веществ с резким и неприятным запахом, включая этилмеркаптан. Поэтому размещение пунктов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в зонах влияния подобных объектов представляется целесообразным.
На следующем этапе применения расчетного мониторинга для разработки стратегии в первом приближении определяются места для размещения перспективных пунктов наблюдения за качеством атмосферного воздуха. Для этого по результатам анализа расчетных полей концентраций ЗВ, оказывающих значимое влияние на качество атмосферного воздуха, выбираются точки, в которых формируются наибольшие уровни концентраций каждого такого ЗВ на территории каждого из административных районов города, а также территориях внутригородских муниципальных образований.
Такие контрольные точки должны располагаться в зонах действия ПДК для атмосферного воздуха населенных мест, т. е. за пределами производственных и санитарнозащитных зон промышленных предприятий, вне санитарных разрывов линейных объектов и т. п. Для уточнения расположения контрольных точек по наиболее проблемным ЗВ, по которым формируются обширные зоны значимых уровней концентраций сложной конфигурации, могут потребоваться дополнительные расчеты полей концентраций таких ЗВ с более мелким шагом расчетной сетки.
При выборе контрольных точек по очередному ЗВ следует учитывать расположение контрольных точек, уже выбранных по другим ЗВ, и по возможности, совмещать такие точки для разных ЗВ, избегая слишком близкого их расположения (например, несколько контрольных точек в одном жилом квартале). Также следует учитывать расположение уже имеющихся пунктов наблюдения. Далее проводятся расчеты загрязнения воздуха по совокупности контрольных точек для всех ЗВ, оказывающих значимое влияние на атмосферный воздух. Результатом таких расчетов являются уточненные значения максимальных разовых и среднегодовых концентраций ЗВ в местах расположения контрольных точек.
По результатам анализа расчетов загрязнения воздуха в контрольных точках определяется предварительный перечень возможных мест размещения пунктов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, а также – для каждого такого пункта – предварительный перечень контролируемых ЗВ. Таким образом, применение расчетного мониторинга позволяет учесть степень воздействия на атмосферный воздух всех ЗВ, содержащихся в выбросах стационарных и передвижных источников.
Однако при формировании окончательного перечня мест возможного размещения пунктов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха необходим учет ряда других обязательных требований к таким пунктам. При формировании перечней ЗВ для инструментальных измерений необходимо учитывать наличие потенциально возможных методов и средств измерений этих ЗВ, а также иного оборудования, применяемого в целях мониторинга атмосферного воздуха.
