….Главная страница Проекты Тепловизионная диагностика Технологии

НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА

Комплекс экологического мониторинга воздушных бассейнов крупных городов и промышленных регионов

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

В настоящее время повсеместно идет почти бесконтрольное загрязнение окружающей среды, в связи с чем при дефиците централизованных финансовых ресурсов на природоохранные цели и скудности рынка экологических приборов, систем и услуг во многих регионах создалась ситуация, близкая к экологической катастрофе, особенно в части качества атмосферного воздуха.

Этот порочный круг может быть разорван, если муниципальные власти получат измерительную технику, позволяющую предъявлять обоснованные штрафные санкции предприятиям, нарушающим природоохранные нормативы.

Как показывает мировой опыт, эта мера радикальным образом изменяет отношение владельцев предприятий к загрязнению природной среды и делает более экономически целесообразными затраты на контроль и очистку выбросов, чем на уплату больших штрафов.

В качестве первого шага предлагается муниципальным властям, крупным предприятиям, объединениям и ассоциациям, а также иностранным партнерам рассмотреть предложения по развертыванию в местностях с кризисным состоянием атмосферного воздуха "автоматизированных лидарных комплексов для экологического контроля воздушных бассейнов крупных городов и промышленных регионов".

Применение этих комплексов позволит:

  • получать на регулярной основе (1 раз в 30-60 мин) методом лазерной локации цифровую карту региона радиусом до 10 км (~ 300 км2), содержащую информацию о качестве атмосферного воздуха и произошедших газовых и аэрозольных выбросах;
  • исследовать на расстоянии до 1 км содержание выбросов в атмосферу и автоматически документировать их параметры для предъявления штрафных санкций.

Ожидается, что использование этой техники приведет к резкому увеличению в регионе парка локальных средств контроля и отчистки воздуха на предприятиях с экологически вредными технологиями, быстро улучшит ситуацию с качеством атмосферного воздуха и создаст приток денежных средств в экологические фонды муниципальных властей за счет штрафов, налагаемых на предприятия, нарушающие природоохранные нормативы.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

Автоматизированный лидарный комплекс предназначенный для дистанционного анализа газового состава атмосферы городов, включает два типа лидаров, оснащенных радио-телефонной связью между собой и региональным центром обработки экологической информации.

Первый тип лидара является стационарным работает в дежурном режиме кругового обзора и предназначен для обнаружения промышленных выбросов путем контроля аэрозоля и двух газовых компонент, наиболее характерных для промышленных выбросов данного региона.

Второй тип лидара, входящий в передвижной измерительный комплекс, является мобильным, работает по целеуказаниям лидара кругового обзора и предназначен для поэлементного анализа состава газового выброса непосредственно в районе выброса.

Подробнее: "ЛИДАР"

Комплекс экологического мониторинга. Схема.

1. Лидар кругового обзора.

Лидар кругового обзора предназначен для измерения методом дифференциального поглощения концентраций газов NO2 и SO2 и локационным методом - запыленности атмосферы (аэрозоля) вдоль горизонтальных трасс и съемки круговой панорамы распределения загрязнителей (азимут и дальность до области загрязнения).

При измерении концентрации NO2:

- предельная чувствительность 0,5 ПДК;

- дальность действия - 5 км днем, до 7 км ночью при МДВ 13км;

- точность измерения при пространственном разрешении 0,5 км и концентрации 1-2 ПДК - не хуже 20%;

- длины волн дифференциальной пары λ=446,9нм, λ =448,2нм.

При измерении концентрации SO2:

- предельная чувствительность 0,2 ПДК;

- дальность действия - 4 км днем, до 6 км ночыо при МДВ 13км;

- точность измерения при пространственном разрешении 0,5 км и концентрации на уровне ПДК - не хуже 20%.

- длины волн дифференциальной пары λ1 = 307,7 нм, λ2 = 308,4 нм.

При измерении коэффициента обратного аэрозольного рассеяния:

- дальность действия - днем и ночью не менее 10 км;

- погрешность измерения при пространственном разрешении 0,1 км не более 10%;

- время замера всех параметров вдоль 1 трассы зондирования - не более 30 сек;

- диапазон углов обзора по азимуту 0-360 угл. град.;

- диапазон углов обзора по углу места минус 10-+90 угл. град.;

- точность отсчета углов обзора 1 угл. мин.;

- лидар снабжается телевизионным визиром с углом поля зрения 2,5 х 2,5 угл. град.;

- результаты измерения привязываются ко времени;

- выходная информация представляется на экране монитора персонального компьютера на фоне цифровой карты обследуемого района в виде изолиний концентраций. Зоны, в которых концентрация превышает предельно допустимую величину, выделяется цветом. На экран монитора также выводится информация о величине, азимуте и дальности до области загрязнения. Выходная информация может быть передана по телефонным каналам связи, радиоканалам и телетайпным линиям.

Передача информации осуществляется по стандартным протоколам JSO. Питание - трехфазная сеть переменного тока частотой 50 Гц 220 В ±10% - 380 В ±10%. Условия эксплуатации ±50°С для приборов, расположенных в открытом пространстве, 5…40°С для приборов, размещенных в помещении.

2. Передвижной измерительный комплекс.

Измерительный комплекс состоит из лидара УФ видимого диапазона, работающего в режиме спонтанного комбинационного рассеяния (СКР) и дифференциального поглощения (ДП), и предназначен для определения лазерно-локационным методом в режиме СКР залповых выбросов с чувствительностью 1014 молекул в см3 следующих газов: NO2 , NO, NH3, С6Н6, С4Н10, С4Н8, О3, C8H18, SF6, H2S, SO2, C2H5OH, CO2, CO, C2ClF4. C4F8, C5H10, C2H4, C5H12, и в режиме ДП с предельной чувствительностью 1011 молекул на см3 следующих газов: NO2, NO, NH3, С6Н6, CH3C6H4 CH3, O3, CS2, SO2, C6H5CH3, CCl4, C6H5OH, CFCl3;

- дальность действия до 1 км в любое время суток;

- пространственное разрешение 15м;

- погрешность измерения концентрации не более 20%;

- углы наблюдения по углу места 0-90 угл. град., по азимуту 0-360 угл. град.;

- диапазон рабочих длин волн 266...1064 нм;

- время единичного замера — не более 10 мин.

Кроме этого передвижной измерительный комплекс имеет в своем составе универсальный газоанализатор для анализа проб воздуха контактным методом:

- предельная чувствительность 1011 молекул на см3;

- количество определяемых газов - 42;

- высота забора проб воздуха 1,5...30м;

- измерение состава воздуха в индивидуальных пробозаборных устройствах (шприцах) многоразового использования объемом 8см ;

- погрешность измерения концентрации не более 10%;

Передвижной измерительный комплекс оснащается:

- телевизионным визиром с полем зрения 2,5 х 2,52 угл. градуса;

- подъемной мачтой для забора проб воздуха с высотой подъема 30 м;

- спутниковой навигационной системой;

- автономным источником питания мощностью 8 кВт;

- автономной системой метрологической аттестации;

- системой радиотелефонной связи и передачи данных.

Выходная информация регистрируется и выводится на экран монитора персонального компьютера. Выходная информация, кроме этого индицируется в виде названий обнаруженных веществ, величин их концентраций для каждой дальности зондирования.

Распределение концентрации выбросов на карте г. Москвы.

Карта загрязнения в увеличенном масштабе с привязкой к предприятиям - источникам выбросов.

Выходная информация содержит направление ветра, время, число, месяц, год, углы места и азимута оптической системы в момент измерения. На экране монитора также отображается цифровая карта района обследования с указанием мест потенциальных источников выбросов и их состава для отождествления результатов измерения с известными источниками выбросов.

Выходная информация выводится также на печатающее устройство в виде названий обнаруженных веществ, их концентраций, предполагаемых источников выбросов, а также времени, числа, месяца и года, когда производились измерения. Кроме этого, выводится информация о метрологической аттестации системы. Информация с печатающего устройства является официальным документом для предъявления штрафных санкций.

Для исключения воздействия прямого и отраженного лазерного излучения на зрение жителей города, пилотов самолетов, вертолетов и т.д., лидар кругового обзора и передвижной измерительный комплекс снабжаются телевизионными визирами. Измерения производятся только в том случае, если в поле зрения лидаров отсутствуют люди, отражающие предметы, самолеты, вертолеты и т.д.

3. СЕТЬ СЕНСОРНЫХ ДАТЧИКОВ

Сеть сенсорных датчиков состоит из контактных анализаторов токсичных газов на основе миниатюрных полупроводниковых сенсоров, изготавливаемых прецизионными методами групповой технологии микроэлектроники, измерительных преобразователей, систем сбора и обработки информации. Возможность массового производства таких датчиков и их низкая стоимость позволяют строить сеть контроля воздуха промышленных, жилых, санитарных зон, автомобильных трасс. Такая сеть непрерывно расширяется за счет подключения новых зон и образует информационное поле экологического состояния нижних слоев воздушного бассейна на уровне пешеходных потоков. Она является завершающей частью единого комплекса экологического контроля воздуха, дающего инструментальную, оперативную картину фактического воздействия всевозможных выбросов на состав атмосферы в конкретном месте (регионе) в конкретное время.

Наличие в едином комплексе передвижного средства дистанционного и контактного газоанализа позволяет осуществлять периодический метрологический контроль состояния стационарной сети датчиков по результатам одновременного газоанализа различными техническими средствами.

Сенсорный контроль осуществляется за токсичными газами: СО, СО2, NO, NO2, SO2, Cl, НСl, углеводородами, CH4, спиртами с предельной чувствительностью 0,5 ПДК: и динамическим диапазоном 0,5 - 10 ПДК. Точность измерения не хуже 20% на уровне 1 ПДК.

В каждом конкретном месте установки датчики комплектуются сенсорами на определенную комбинацию газов с возможности наращивания их числа.

Подробнее: "Многокомпонентный газоанализатор"

Изготовители:

РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ "ПЛАТАН" С ЗАВОДОМ ПРИ НИИ