способ контроля за режимом работы источников загрязнения воздуха в период неблагоприятных метеорологических условий

Формула изобретения

Способ контроля за режимом работы источников загрязнения воздуха(ИЗВ) в период неблагоприятных метеорологических условий(НМУ), включающий регламентированный нормативными документами комплекс мероприятий по временному сокращению вредных выбросов в атмосферу ИЗВ, отличающийся тем, что при прогнозе НМУ заблаговременно прогнозируют уровень загрязнения воздуха на каждом из пунктов контроля по каждому из контролируемых загрязняющих веществ при наступлении НМУ, определяют ИЗВ по данным о выбросах вредных примесей путем решения обратной задачи рассеивания примесей при ожидаемых на момент наступления НМУ значениях метеопараметров, выделяют ИЗВ, вносящие основной вклад (не менее 80%) в уровень загрязнения воздуха при сохранении ими нормативного уровня выбросов вредных примесей путем решения прямой задачи рассеивания примесей, ранжируют выявленные ИЗВ по эффективности снижения уровня загрязнения воздуха при проведении на них мероприятий по кратковременному сокращению выбросов вредных примесей в период НМУ, определяют те ИЗВ, сокращением выбросов вредных примесей которых обеспечивается допустимый уровень загрязнения воздуха, и заблаговременно предупреждают о наступлении НМУ предприятия, организации и учреждения, имеющие названные ИЗВ, в период НМУ по данным текущих измерений метеопараметров и уровня загрязнения воздуха при превышении хотя бы по одному веществу, хотя бы на одном пункте контроля предельно-допустимой концентрации оценивают уровень массового выброса вредных примесей контролируемыми ИЗВ и выявляют ИЗВ, не снизившие выбросы до нормативно-регламентированного для периода НМУ уровня и проводят внеплановый контроль выбросов на этих ИЗВ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометеорологии и может быть использовано для контроля за режимом работы источников загрязнения воздуха (ИЗВ) в период неблагоприятных метеорологических условий (НМУ).

Известен способ контроля за режимом работы ИЗВ, в котором заложена возможность прогноза по городу в целом опасных концентраций специфических примесей в воздухе (q), обусловленных НМУ. При этом, на основе наблюдений за состоянием загрязнения воздуха ряда городов с неблагоприятной экологической обстановкой, было разработано два варианта прогностических схем для специфических загрязняющих веществ - по методу линейной регрессии с предварительным исключением нелинейности связей и по методу последовательной графической регрессии (см., например, Л.Р. Сонькин, В.И. Кириллова. "Возможности прогноза высоких уровней загрязнения воздуха специфическими примесями", ГГО им. Воейкова, НПК "Атмосфера", "Вопросы охраны атмосферы от загрязнения", "Информационный бюллетень", №1, СПб., 1995 г., стр. 67-73). Здесь под (q) принимаются концентрации, более чем в 5 раз превышающие их среднесезонные значения.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ контроля за режимом работы источников загрязнения воздуха в период неблагоприятных метеорологических условий, включающий регламентированный нормативными документами комплекс мероприятий по временному сокращению вредных выбросов в атмосферу источниками загрязнения воздуха (см. “Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях”. Методические указания РД 52.04-52-85, Ленинград, Гидрометеоиздат, 1987 г.).

Оперативная проверка предприятий проводится инспекцией по охране атмосферного воздуха и другими контролирующими органами непосредственно после передачи предупреждения (п.9.2 Оперативная проверка. РД 52.04-52-85, стр. 33-34), т.е. она осуществляется до наступления НМУ. Предупреждения в общем случае передаются группам источников (см. п.3.1 Составление предупреждения для одиноких источников, стр. 9). Количество источников в группе при этом весьма значительно и составляет для города с числом жителей до 100 тыс. человек 100 источников, а с числом жителей до 500 тыс. человек до 400 источников (см., например, Сонькин Л.Р., Николаев В.Д. "Опыт выполнения разработок по усовершенствованию прогноза высоких уровней загрязнения воздуха в городах с учетом воздействия источников выбросов вредных веществ в атмосферу", МПК "Атмосфера", "Вопросы охраны атмосферы от загрязнения", "Информационный бюллетень", №1, СПб., 1997 г., стр. 39). Учитывая, что НМУ имеют продолжительность, как правило, всего от нескольких часов до нескольких суток, осуществить контроль всех ИЗВ практически невозможно. Это обстоятельство не обеспечивает выявление ИЗВ, нарушающих нормативно-регламентированный режим в период поступления НМУ, что, естественно, снижает эффективность нормативно-регламентированной процедуры контроля за режимом работы ИЗВ в период наступления НМУ.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение эффективности контроля за режимом работы ИЗВ путем выявления при наступлении НМУ конкретных ИЗВ, не соблюдающих нормативно-регламентированный режим работы в период НМУ, а также путем резкого сокращения (например, оценки по г. Н. Тагил дают изменение количества ИЗВ с ~100 до ~10) количества контролируемых ИЗВ, а следовательно, и осуществляющих временное сокращение выбросов.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе контроля за режимом работы ИЗВ для снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха в городе в период НМУ, включающем регламентированный нормативными документами комплекс мероприятий по временному сокращению вредных выбросов в атмосферу ИЗВ, при прогнозе НМУ заблаговременно прогнозируют уровень загрязнения воздуха на каждом из пунктов контроля (ПК), по каждому из контролируемых загрязняющих веществ при наступлении НМУ, определяют ИЗВ по данным о выбросах вредных примесей путем решения обратной задачи рассеивания примесей при ожидаемых на момент наступления НМУ значениях метеопараметров, выделяют ИЗВ, вносящие основной вклад (не менее 80%) в уровень загрязнения воздуха при сохранения ими нормативного уровня выброса вредных примесей путем решения прямой задачи рассеивания примесей, ранжируют выявленные ИЗВ по эффективности снижения уровня загрязнения воздуха при проведении на них мероприятий по кратковременному сокращению выбросов ВП в период НМУ, определяют те ИЗВ, сокращением выбросов вредных примесей которых обеспечивается допустимый уровень загрязнения воздуха, и заблаговременно предупреждают о наступлении НМУ предприятия, организации и учреждения, имеющие названные ИЗВ, в период НМУ по данным текущих измерений метеопараметров и уровня загрязнения воздуха при превышении хотя бы по одному веществу, хотя бы на одном ПК предельно допустимой концентрации оценивают уровень массового выброса ВП контролируемыми ИЗВ путем решения обратной задачи рассеивания при реализовавшихся на момент наступления НМУ значениях метеопараметров и выявляют ИЗВ, не снизившие выбросы до нормативно-регламентированного для периода НМУ уровня и проводят внеплановый контроль выбросов на этих ИЗВ.

При реализации предлагаемого способа контроля за режимом работы ИЗВ в период НМУ предлагается следующая последовательность действий:

- прогнозируют обобщенный показатель Р загрязнения атмосферного воздуха по городу в целом в соответствии с методикой прогноза НМУ (см. Руководящий документ “Руководство по прогнозу загрязнения воздуха. РД 52.04.306-92” п.3.2, стр. 11-12, СПб., Гидрометеоиздат, 1993 г.);

- по данным прогноза метеоусловий при критическом значении параметра Р прогнозируют для каждого пункта контроля уровень загрязнения атмосферного воздуха по отдельным веществам на время наступления НМУ в соответствии с прогностическими схемами, разработанными для конкретного города (см. Руководящий документ “Руководство по прогнозу загрязнения воздуха. РД 52.04.306-92” п.3.2, стр. 31-68, СПб., Гидрометеоиздат, 1993 г.);

- определяют ПК и вещества, для которых ожидается повышение загрязнения атмосферного воздуха относительно среднесезонных значений или ПДК, путем сравнения спрогнозированного значения концентрации данного 3В в атмосферном воздухе с указанным выше среднесезонным значением (или ПДК) при превышении спрогнозированного значения среднесезонного по данному веществу (или ПДК) на данном ПК этот ПК и вещество включают в число контролируемых в период НМУ;

- определяют источники повышенного загрязнения воздуха при прогнозируемых на момент НМУ метеоусловиях на основе решения обратной задачи рассеивания примесей (см., например, "Способ контроля за выбросами вредных веществ источниками загрязнения атмосферы города", патент РФ №2161321 от 14.07.98);

- выделяют основные источники загрязнения путем решения прямой задачи рассеивания примеси, т.е. расчета концентрации 3В на постах контроля от каждого ИЗВ (например, по “Методике расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД - 86” пп.1-7, стр. 3-40, Ленинград, Гидрометеоиздат, 1987 г.) при номинальных выбросах 3В ИЗВ (номинальные выбросы ЗВ ИЗВ содержатся в томах ПДВ (предельно допустимых выбросах), которые разработаны и ежегодно уточняются для каждого ИЗВ каждого предприятия любого из городов страны) при ожидаемых на период НМУ метеоусловиях (скорость и направления ветра, температура воздуха и др.) и ранжирования ИЗВ в порядке убывания вклада в загрязнение на каждом ПК по каждому из 3В, ИЗВ, дающие 80% от суммарного (дающего всеми ИЗВ) расчетного загрязнения по конкретному веществу на каждом ПК включаются в число основных;

- оценивают эффективность (по снижению уровня загрязнения) временных атмосфероохранных мероприятий по снижению выбросов этими источниками, например в соответствии с п.6.2 РД 52.04.52-85;

- формируют перечень источников, временно сокращающих выбросы, и уровень сокращения выбросов из условия наибольшей эффективности этих мероприятий;

- передают сообщения о сокращении выбросов источниками согласно сформированному перечню предприятиям-владельцам только названных источников;

- назначают точки маршрутных (в том числе подфакельных) определений и оценивают ожидаемый уровень загрязнения в этих точках с учетом временных атмосфероохранных мероприятий на этих ИЗВ и без них;

- в период НМУ при фиксации хотя бы на одном ПК превышения ПДК хотя бы по одному веществу определяют источники повышенного загрязнения воздуха при реализовавшихся на момент НМУ метеоусловиях на основе решения обратной задачи рассеивания примесей (см., например, "Способ контроля за выбросами вредных веществ источниками загрязнения атмосферы города", патент РФ №2161321 от 14.07.98);

- проводят маршрутные определения уровня загрязнения в назначенных (согласованных) точках;

- по результатам маршрутных определений оценивают выполнение источниками предписаний по снижению выбросов в период НМУ, выявляют источники, не снизившие выбросы до нормативно-регламентированного уровня, и проводят внеплановый контроль выбросов на этих источниках;

- вырабатывают по результатам внепланового контроля источников-нарушителей рекомендации по мероприятиям, направленным на безусловное выполнение этими источниками атмосфероохранных мероприятий.

В качестве примера конкретной реализации предложенного изобретения рассмотрим алгоритм, разработанный для контроля за выбросами вредных примесей ИЗВ в период наступления НМУ.

1. В качестве обобщенного показателя загрязнения воздуха используется параметр Р (статистической вероятности) для совокупности примесей P=m/n, где n - общее количество наблюдений за концентрацией примесей в городе в течение одного дня на всех стационарных постах, m - количество наблюдений в течение этого же дня с концентрациями q, которые превышают среднесезонное значение концентрации более чем в 1.5 раза (см. "Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях", РД 52.04.52-85, п.3.2).

2. При прогнозе НМУ параметр Р определяет уровень загрязнения воздуха по городу в целом:

При Р0.2 - пониженное;

При 0.21Р<0.35 - повышенное;

При Р>0.35 - относительно высокое.

(см. "Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях ", РД 52.04.52-85, п.3.2).

3. Для прогноза загрязнения на постах на момент наступления НМУ используют прогностические схемы, разработанные специально для города и основанные на методе множественной регрессии с учетом основных предикатов, характеризующих главные метеорологические факторы, определяющие уровень загрязнения воздуха в городе (см. "Руководство по прогнозу загрязнения воздуха", РД 52.04.306-92).

4. Прогноз метеоусловий - это данные региональной синоптической службы Росгидромета.

5. Основные источники определяются на основе решения прямой задачи рассеивания примеси (на расчете концентрации ЗВ на всех постах контроля) при номинальных выбросах ЗВ источниками загрязнения атмосферы при прогнозируемых на момент (период) НМУ метеоусловиях (скорость и направление ветра, температура воздуха и др.) и ранжируются в порядке убывания вклада в загрязнение на каждом ПК для каждого вещества. Источники, дающие 80% в сумме загрязнения на каждом ПК, включаются в число основных по этому ПК для конкретного вещества.

6. При наступлении НМУ задается требуемый уровень загрязнения на всех постах (например, 1 ПДК по каждому из веществ) и определяются источники, снижением выбросов на которых можно достичь заданного уровня. Источники и уровень снижения ими выбросов определяются на основе решения обратной задачи рассеивания примеси при заданных метеоусловиях на основе минимизации суммы невязок между расчетным и требуемыми уровнями загрязнения на всех постах (см. "Способ контроля за выбросами вредных веществ источниками загрязнения атмосферы города", патент РФ №2161321 от 14.07.98).

7. Предприятия-владельцы выявленных по п.6 ИЗВ извещаются о наступлении НМУ и об уровне снижения выбросов на названных ИЗВ.

8. При наступлении НМУ контролируется уровень загрязнения на постах контроля, и при превышении хотя бы на одном ПК установленного уровня по алгоритму п.6 выявляются ИЗВ, не снизившие выбросы.

9. Проводится маршрутное подфакельное определение уровня загрязнения воздуха в зоне влияния этого ИЗВ или прямое измерение концентрации ЗВ в этом ИЗВ.

10. По результатам измерений принимаются соответствующие решения, обеспечивающие безусловное выполнение природоохранных мероприятий в период НМУ данным ИЗВ.

Предлагаемый способ контроля за режимом работы источников загрязнения воздуха в период неблагоприятных метеорологических условий по сравнению с известными техническими решениями повышает эффективность контроля за режимом работы источников загрязнения воздуха путем выявления при наступлении неблагоприятных метеорологических условий конкретных источников загрязнения воздуха, не соблюдающих нормативно-регламентированный режим работы для этих источников в период существования неблагоприятных метеорологических условий, а также путем резкого сокращения количества (например, для г. Н. Тагил с ~100 до ~10) контролируемых ИЗВ, снижения затрат по реализации комплекса мероприятий по временному сокращению вредных выбросов в атмосферу ИЗВ за счет резкого сокращения количества оповещаемых ИЗВ, а следовательно, и осуществляющих временное сокращение выбросов.