2. Исследование методов оценки загрязнения окружающей среды
2.1 Методики оценки загрязнения атмосферы
Исходя из положений Федерального закона «Об охране атмосферного воздуха[8]», для эффективного решения проблемы обеспечения чистоты воздушного бассейна необходим более комплексный подход, предусматривающий проведение сводных расчетов загрязнения воздушного бассейна городов (регионов) выбросами промышленности и автотранспорта, разработку и создание систем контроля и управления качеством воздушного бассейна в масштабах района, города, области и т.д.
До настоящего времени система управления качеством атмосферного воздуха осуществляется в основном на уровне отдельного природопользователя (предприятия) в ходе работ по нормированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и установлению нормативов ПДВ.
Вместе с тем, одним из основных недостатков такой системы является отсутствие учета взаимовлияния совокупности промышленных источников и автотранспорта в городах (регионах) на атмосферный воздух, что сдерживает развитие системы управления качеством воздушного бассейна на городском и региональном уровнях. Решение этой проблемы приобретает и экологическую значимость, т.к. нередко выбросы источников загрязнения атмосферы, дислоцированные в одном регионе, наносят экологический ущерб на территории соседних регионов.
Существует два основных направления использования сводных расчетов при управлении взаимодействием человека и воздушного бассейна и, соответственно, их развития. В рамках первого направления сводные расчеты используются при определении нормативных, т.е. предельно-допустимых (с точки зрения выполнения экологических требований) значений характеристик источников загрязнения атмосферы (ИЗА). В рамках второго направления сводные расчеты используются для диагноза состояния качества атмосферного воздуха, соответствующего тем или иным реальным характеристикам ИЗА. Диагноз может относиться как к существующему загрязнению атмосферы, так и к возможному загрязнению воздуха в будущем прогнозируемому, например, по проектным данным ИЗА. Естественным развитием сводных расчетов, проводимых с указанными диагностическими целями, является создание систем расчетного мониторинга загрязнения воздушного бассейна.
Сводные расчеты могут проводиться на разных этапах нормирования выбросов. На этапе определения нормативных значений параметров ИЗА сводные расчеты могут использоваться в рамках двух несколько различающихся подходов.
- в ходе определения для каждого предприятия города (региона) полей допустимых вкладов (квот) предприятий в формирование уровней приземных концентраций загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятиями, которые могут создаваться выбросами в атмосферу ИЗА каждого отдельного предприятия;
- в городах (регионах), где определение полей квот не проводится, сводные расчеты могут быть использованы для оценки фоновых концентраций загрязняющих веществ (ЗВ), создаваемых выбросами всех ИЗА города (региона). При этом существенно, что фоновые концентрации, используемые при нормировании выбросов, должны рассчитываться по данным о параметрах ИЗА, соответствующих регламентной работе производств предприятия, а не при реальном их функционировании.
Подготовка и проведение сводных расчетов загрязнения атмосферы требует разработки методического обоснования их выполнения. По сравнению с разработками ведомственных проектов нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) для отдельных предприятий сводные расчеты имеют ряд специфических особенностей.
Объем исходной информации о промышленных выбросах изменяется от 2-3 тыс. источников и 100-120 вредных веществ для городов с населением 200-300 тыс.чел. до 10- 15 тыс. источников и 200-250 вредных веществ для городов с населением более 0.5 млн.чел. Это предъявляет особые требования к формированию базы данных, их сбору. Значительную сложность представляет определение состояния исходной информации, содержащей данные о выбросах в атмосферу, и ее анализ с точки зрения возможности использования для проведения сводных расчетов.
В частности:
- анализ полноты и достоверности данных, включая информацию об изменении выбросов во времени;
- выяснение необходимости разработки программ для ЭВМ - конвертеров данных, занесенных на машинный носитель с помощью различных программных средств;
- анализ корректности описания источников с точки зрения используемых расчетных методов.
Как правило, исходная информация о выбросах разных предприятий имеет существенные временные различия в данных ее получения и согласования. Поэтому весьма важной является процедура корректировки исходных данных с учетом фактического объема производств рассматриваемых предприятий. Значительный объем исходной информации определяет необходимость разработки единой системы кодирования предприятий, основных производств и источников, а также формирование словаря примесей. При проведении расчетов загрязнения атмосферы для отдельных предприятий параметры источников (особенно с нестандартными характеристиками выбросов) нередко задаются разными типами, что обуславливает необходимость унификации подходов к стилизации источников и их параметров.
При подготовке к выполнению сводных расчетов необходим анализ нестационарности выбросов во времени как в разрезе отдельных предприятий, так и города в целом. В разрезе отдельных предприятий рассматриваются ситуации одновременности работы однотипного оборудования, а также количественные и качественные различия выделений (выбросов) на стадиях крупных технологических процессов (например, выплавка стали в электродуговых печах). В разрезе города анализируются и выявляются предприятия (или их основные производства), график работы которых отличается от графика работы основной массы предприятий.
Сводные расчеты должны учитывать выбросы как промышленности, так и автотранспорта. Если автотранспорт, находящийся на производственной территории подлежит учету в рамках проектов ПДВ, то для учета выбросов автотранспорта, движущегося по территории города, необходима постановка специальных натурных обследований структуры и интенсивности автотранспортных потоков, расчет их выбросов для конкретных автомагистралей.
Поскольку на основании результатов сводных расчетов принимаются природоохранные решения, затрагивающие интересы различных субъектов права (как физических так и юридических лиц), методы, используемые при проведении расчетов, должны быть арбитражно защищены. В наибольшей степени такой арбитражной защищенностью обладают методы, утвержденные как нормативные. В настоящее время в РФ имеется только одна нормативная методика расчета загрязнения атмосферы по данным о выбросах ЗВ в атмосферу - это ОНД-86[9].
При решении диагностических задач в качестве исходных данных для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы используются значения параметров ИЗА, характерные для периода, для которого проводится диагноз. Эти значения параметров ИЗА соответствуют реальному функционированию предприятия в период, для которого производится оценка качества воздуха, независимо от того, насколько близка работа предприятия к регламентному режиму. В качестве источников информации о реальных значениях параметров ИЗА в определенный период используются результаты инвентаризации выбросов или корректировок инвентаризации, проведенных в соответствующий период.
Наиболее оптимальной формой проведения сводных расчетов при решении задач диагностического характера является реализация их в рамках функционирования системы расчетного мониторинга качества атмосферы города (региона). При проведении расчетного мониторинга загрязнения атмосферы диагноз качества атмосферного воздуха, а следовательно, и сводные расчеты проводятся для каждого периода времени, на который разбивается весь годовой интервал: полугодия, сезона и т.д. Для обеспечения таких расчетов для каждого следующего расчетного периода требуется обновление информации о параметрах ИЗА.
Частота проведения расчетов определяется при этом возможностями системы сбора информации. При существующих возможностях сбора и обработки информации достаточно информативный мониторинг может быть реализован при частоте расчетов 1 раз в сезон или один раз в полугодие (холодное и теплое).
Результаты диагностических расчетов могут быть использованы при подготовке различных управляющих решений, связанных с учетом реальной экологической ситуации в городе (регионе) или с оперативным воздействием на нее, например, при:
- обосновании распределения средств и других ресурсов на улучшение экологической обстановки в городе (регионе);
- оптимизации перераспределения транспортных потоков, разработке схем регулирования транспортных потоков;
- оценке качества атмосферного воздуха отдельных территорий и т.д.
Проведение сводных расчетов загрязнения атмосферы выбросами ИЗА всех предприятий и других объектов города (региона) на определенном этапе нормирования их выбросов предусмотрено ГОСТом 17.2.3.02-78[10].
Для обеспечения сводных расчетов должны применяться программные комплексы, удовлетворяющие требованиям к данной работе как по объему исходной информации, так и по интерпретации и анализу результатов расчетов. Для решения данной задачи необходима разработка алгоритма, позволяющего проводить детальный анализ результатов расчетов, определять предприятия, вносящие наибольший вклад в формирование общегородских зон повышенного загрязнения воздуха, разрабатывать требования к предприятиям города по снижению их вкладов в загрязнение воздушного бассейна.