Малозатратные технологии мониторинга качества атмосферы
Рассматриваются пути снижения стоимости информации о степени загрязнения атмосферы. Наиболее эффективными являются: использование автоматических пробоотборников, частичный переход на суточный отбор проб и использование пассивных пробоотборников для определения средневзвешенных за длительный промежуток времени концентраций.
Описываются твердые, жидкие и газообразные образцы веществ, в том числе устойчивые образцы нестойких соединений.формации о концентрациях приоритетных примесей в атмосфере в наблюдаемых пунктах при минимальной ее стоимости. Цикл исследований, проводившихся в 1980-1990 гг. химическими подразделениями отдела исследований и мониторинга загрязнения атмосферы ГГО (ОИМЗА), позволил усовершенствовать отбор проб воздуха при определении ряда примесей путем замены громоздких и хрупких абсорберов барботажного типа, заполненных жидкостью, на разработанные компактные и прочные сорбционные трубки (СТ), содержащие пленочный хемосорбент, нанесенный на слой стеклянных гранул. Прочность, небольшие масса и габариты СТ существенно упростили транспортировку и хранение отобранных из воздуха проб в пределах населенного пункта, что также позволило пересылать их по почте. Это создало предпосылки для организации наблюдений в населенных пунктах без строительства в них аналитических лабораторий. Отобранные в этих пунктах пробы пересылались для анализа в кустовые или централизованные лаборатории. Кроме того, использование сорбционных трубок способствовало повышению точности измерений, экономии реактивов и уменьшению трудозатрат на проведение анализа. Переход на суточный отбор проб позволяет не только существенно уменьшить трудозатраты на получение информации, но и обеспечивает большую точность результатов измерений благодаря накоплению в пробе большей массы определяемого вещества.
В последние годы в ОИМЗА большое внимание уделялось разработке разных вариантов конструкций сравнительно нового средства отбора проб воздуха — пассивных (диффузионных) пробооборников (далее ДИФОТ).
Эти устройства основаны на принципе молекулярной диффузии анализируемого вещества к сорбенту через пустую трубку или через проницаемую мембрану. Трубки или мембраны являются диффузионными сопротивлениями, которые имеют постоянную для данной конструкции величину. Их назначение — обеспечить такую скорость поступления к сорбенту определяемого вещества, которая пропорциональна его концентрации в воздухе.Пассивный отбор проб имеет следующие преимущества перед активным отбором:
- низкая стоимость требующихся устройств, определяемая простотой конструкции;
- малые вес и габариты;
- отсутствие потребности в электроэнергии;
- возможность проведения отбора проб в течение длительных промежутков времени (от часов до месяцев) без наблюдения оператора, что делает весьма низкими эксплуатационные расходы на осуществление непрерывных наблюдений;
- возможность определения средневзвешенных за время экспозиции концентраций без измерения объема пробы воздуха.
Эти преимущества пассивного отбора проб особенно проявляются при использовании длительных экспозиций (от двух недель до месяца и больше).
Возможность проведения непрерывного контроля при редкой замене ДИФОТ в точке отбора пробы делает организацию таких наблюдений особенно привлекательной в населенных пунктах, которые не имеют своих лабораторий контроля загрязнения атмосферы. Особенно полезным он может быть в местах, где нет оснований ожидать резких изменений концентрации примесей в атмосферном воздухе, например в курортных городах. В других случаях пассивный пробоотбор может использоваться для получения дополнительной информации о средних концентрациях примесей в существенно большем числе пунктов, чем это возможно организовать с использованием стационарных постов наблюдения.
Весьма перспективным направлением использования пассивного пробоотбора является сравнительная оценка загрязненности атмосферного воздуха на разных улицах одного населенного пункта. Низкая стоимость ДИФОТ и возможность их установки практически в любом представляющем интерес месте позволяют получать информацию, необходимую для принятия обоснованных управленческих решений, с минимальными финансовыми затратами. Параллельный отбор во всех пунктах наблюдений дает возможность минимизировать влияние внешних факторов, например изменения температуры, на надежность сравнительных измерений.
В настоящее время нами разработаны проекты методик выполнения измерений с использованием ДИФОТ для определения диоксидов азота и серы, аммиака и хлорида водорода.
1.7.