Развитие методов пробоотбора при мониторинге атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны предприятий минерально-сырьевого комплекса

Объекты и предприятия минерально-сырьевого комплекса на всех стадиях своего функционирования оказывают негативное воздействие на окружающую среду, в том числе на атмосферный воздух. В соответствии с нормативно-правовыми актами для подобных источников негативного воздействия необходимо наличие санитарно-защитных зон (СЗЗ), обеспечивающих снижение влияния данных объектов на среду обитания человека до значений, установленных гигиеническими нормативами качества атмосферного воздуха, а также проведение на границе СЗЗ периодического контроля за показателями качества исследуемого объекта окружающей среды. При осуществлении контроля за химическим загрязнением атмосферного воздуха измерению содержания приоритетных загрязняющих веществ на аналитическом оборудовании часто предшествует процедура пробоотбора. С целью отбора газообразных проб применяются различные устройства: сорбционные и индикаторные трубки, поглотительные сосуды, охлаждаемые ловушки, газовые пипетки, вакуумированные канистры и другие. Большинство из них обладают определенными недостатками и в полной мере не отвечают поставленным задачам при контроле химического загрязнения воздушной среды на границе СЗЗ. Предлагается применение разработанного устройства для отбора проб атмосферного воздуха, их транспортировки и хранения, отличающегося от аналогов техническими характеристиками, позволяющими продлить срок службы пробоотборных устройств, снизить вероятность потери пробы при транспортировке, увеличить время удерживания загрязняющих веществ.

Волкодаева М. В., Володина Я. А. Развитие методов пробоотбора при мониторинге атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны предприятий минерально-сырьевого комплекса // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 3. – С. 72–82. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_3_0_72.

Волкодаева Марина Владимировна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: volkodaeva_mv@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-0463-1622,
Володина Яна Александровна¹ — аспирант, e-mail: yana-ilyina@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-7197-0854,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Володина Я.А., e-mail: yana-ilyina@mail.ru.

1. Пашкевич М. А., Смирнов Ю. Д., Петрова Т. А. Система экологического мониторинга атмосферного воздуха горно-промышленной агломерации // Записки Горного института. — 2013. — Т. 204. — С. 272.

2. Strizhenok A. V., Korelskiy D. S. Estimation and reduction of methane emissions at the scheduled and repair outages of gas-compressor units // Journal of Ecological Engineering. 2019, vol. 20, no. 1, pp. 46—51. DOI: 10.12911/22998993/93943.

3. Пашкевич М. А., Петрова Т. А. Создание системы производственного экологического мониторинга на предприятиях по добыче и транспортировке углеводородов Западной Сибири // Записки Горного института. – 2016. – Т. 221. – С. 737. DOI: 10.18454/pmi.2016.5.737.

4. Boente C., Millan-Martinez M., Sánchez de la Campa A. M., Sanchez-Rodas D., de la Rosa J. D. Physicochemical assessment of atmospheric particulate matter emissions during openpit mining operations in a massive sulphide ore exploitation // Atmospheric Pollution Research. 2022, vol. 13, no. 4, article 101391. DOI: 10.1016/j.apr.2022.101391.

5. Volkodaeva M. V., Taranina O. A., Volodina Ya. A., Kuznetsov V. A. Development of industrial environmental control methods // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, article 012108. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012108.

6. Ukaogo P. O., Ewuzie U., Onwuka C. V. Environmental pollution: causes, effects, and the remedies / Microorganisms for Sustainable Environment and Health. 2020, pр. 419—429. DOI: 10.1016/B978-0-12-819001-2.00021-8.

7. Parajuli R. P., Shin H. H., Maquiling A., Smith-Doiron M. Multi-pollutant urban study on acute respiratory hospitalization and mortality attributable to ambient air pollution in Canada for 2001— 2012 // Atmospheric Pollution Research. 2021, vol. 12, no. 12. DOI: 10.1016/j.apr.2021.101234.

8. Watson N., Davies S., Wevill D. Air monitoring: New advances in sampling and detection // Scientific World Journal. 2011, vol. 11, pр. 2582—2598. DOI: 10.1100/2011/430616.

9. Гоголинский К. В., Сясько В. А. От неразрушающего контроля к мониторингу состояния. Тенденции развития цифровой экономики // В мире неразрушающего контроля. — 2020. — № 1(23). — С. 4—8. DOI: 10.12737/1609-3178-2020-4-8.

10. Жданеев О. В., Зайцев А. В., Лобанков В. М. Метрологическое обеспечение аппаратуры для геофизических исследований // Записки Горного института. — 2020. — Т. 246. — С. 667—677. DOI: 10.31897/PMI.2020.6.9.

11. Sytko I. I., Kremcheeva D. A. Instrumentation for measuring the parameters and characteristics of four-poles // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2017, vol. 10, no. 8, pр. 844—854.

12. Воробьев В. Н., Карлин Л. Н., Потапов А. И., Музалевский А. А. Современные проблемы экологического контроля, мониторинга и управления качеством окружающей среды // Записки Горного института. — 2005. — Т. 166. — С. 100.

13. Volkodaeva M. V., Volodina Ya. A., Kuznetsov V. A. Air sample system optimization for the raw materials industry objects monitoring / Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. 2020, pр. 236—243. DOI: 10.1201/9781003164395-29.

14. Волкодаева М. В., Володина Я. А., Кузнецов В. А. О развитии методов пробоотбора при мониторинге атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны предприятий нефтегазового комплекс // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № S7. — С. 404—414. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-4-7-404-414.

15. Sonderfeld H., White I. R., Goodall I. C. A., Hopkins J. R., Lewis A. C., Koppmann R., Monks P. S. What effect does VOC sampling time have on derived OH reactivity? // Atmospheric Chemistry and Physics. 2016, vol. 16, no. 10, pр. 6303—6318. DOI: 10.5194/acp-16-6303-2016.

16. Akdeniz N., Janni K. A., Jacobson L. D., Hetchler B. P. Comparison of gas sampling bags to temporarily store hydrogen sulfide, ammonia, and greenhouse gases // Transactions of the ASABE. 2011, vol. 54, no. 2, pр. 653—661. DOI: 10.13031/2013.32621.

17. Abruzzi R. C., Bonetti B., Marçal J. R. P., Berenice A. D., Bitencourt A. K. Artifacts in the analysis and assessment of low-cost containers for sampling and storing greenhouse gases // Quimica Nova. 2019, vol. 42, no. 1, pр. 84—94. DOI: 10.21577/0100-4042.20170299.

18. Kim Y.-H., Kim K.-H. Experimental approach to assess sorptive loss properties of volatile organic compounds in the sampling bag system // Journal of Separation Science. 2012, vol. 35, no. 21, pр. 2914—2921. DOI: 10.1002/jssc.201200388.

19. Laor Y., Ozer Y., Ravid U., Hanan A., Orenstein P. Methodological aspects of sample collection for dynamic olfactometry // Chemical Engineering Transactions. 2010, vol. 23, pр. 55—60. DOI: 10.3303/CET1023010.

20. Kim Y.-H., Kim K.-H., Jo S.-H., Jeon E.-C., Sohn J. R., Parker D. B. Comparison of storage stability of odorous VOCs in polyester aluminum and polyvinyl fluoride Tedlar® bags // Analytica Chimica Acta. 2012, vol. 712, pр. 162—167. DOI: 10.1016/j.aca.2011.11.014.

21. Salo H., Makinen J. Comparison of traditional moss bags and synthetic fabric bags in magnetic monitoring of urban air pollution // Ecological Indicators. 2019, vol. 104, pр. 559—566. DOI: 10.1016/j.ecolind.2019.05.033.

22. Володина Я. А., Волкодаева М. В. Патент РФ № 199877. Устройство для отбора и транспортировки проб атмосферного воздуха. Опубл. 27.09.2020. Бюл. № 27.

23. Коган В. Е., Шахпаронова Т. С. Химия как основа для решения экологических проблем // Записки Горного института. — 2017. — Т. 224. — С. 223—228. DOI: 10.18454/ PMI.2017.2.223.