Стан навколишнього середовища – питання, яке гостро стоїть у всьому світі. Багато років світові організації зі впливу на довкілля (GAHP, WMO, WHO, UNO та інші) вивчають наслідки діяльності людства для екології та розробляють заходи щодо їх зменшення.

Так, Європейським Союзом були прийняті й імплементовані Директива 2008/50/ЄС Європейського парламенту і Ради від 21 травня 2008 року про якість атмосферного повітря та чистіше повітря для Європи, Директива (ЄС) 2018/410 від 14 березня 2018 року про скорочення викидів СО2 та низьковуглецеві інвестиції, а Всесвітня метеорологічна організація (WMO) запровадила Програму глобального спостереження за атмосферою (The Global Atmosphere Watch).

Україна також прямує шляхом імплементації світових стандартів у сфері екології та піклується про поточний і майбутній стан довкілля. Зокрема, у законодавчому полі за останні роки з’явилися Закон № 2393-IX «Про внесення змін до деяких законів України щодо удосконалення механізму регулювання викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря», Закон № 2614-ІХ «Про національний реєстр викидів та перенесення забруднювачів», Постанова КМУ № 272 від 28.03.2023 «Про затвердження Порядку запровадження обов’язкових автоматизованих систем контролю викидів забруднюючих речовин».

Усі ці нововведення вимагають від держави, органів контролю й суб’єктів господарської діяльності розробляти програми моніторингу навколишнього середовища та безпосередньо здійснювати цей моніторинг. І, звісно, використовувати сучасні методи контролю.

Далі ми поговоримо про нові нормативні документи у сфері моніторингу повітря.

Наказом ДП «УкрНДНЦ» із січня 2024 року в Україні набувають чинності понад 20 тисяч європейських стандартів у статусі ДСТУ методом перекладу обкладинки. Частина з них стосується моніторингу атмосферного повітря й викидів у навколишнє середовище. Розглянемо найбільш цікаві ДСТУ, а також рішення ТОВ «Хімлаборреактив» від світового виробника Envea для забезпечення вимог цих стандартів.

ДСТУ EN 15852:2022 «Якість атмосферного повітря. Стандартний метод визначення загального вмісту газоподібної ртуті»

Атмосферна ртуть є поширеним забруднювачем із багатьох джерел та існує в різних формах. Природні джерела, такі як виверження вулканів або геотермальна активність, сприяють викидам ртуті в атмосферу. Речовина присутня в атмосфері у трьох основних формах: елементарна ртуть (Hg0), газоподібна окислена ртуть (також відома як реакційноздатна газоподібна ртуть, або Hg2+) і ртуть у вигляді твердих частинок (Hg-P).

Кожна форма має відмінні хімічні властивості й поведінку, які впливають на її екологічну долю, перенесення та потенційний вплив на здоров’я людини й екосистеми. Розуміння джерел, форм і впливу атмосферної ртуті має важливе значення для розроблення успішних стратегій моніторингу, контролю й пом’якшення її шкідливого впливу.

Методи, описані в ДСТУ EN 15852, є автоматизованими методами, які включають:

• або адсорбцію загальної газоподібної ртуті з виміряного об’єму повітря на золотій пастці з подальшою термічною десорбцією загальної кількості ртуті із золотої пастки та визначення газоподібної елементарної ртуті за допомогою CVAAS (метод атомної абсорбційної спектрометрії холодної пари) або CVAFS (метод атомної флуоресцентної спектрометрії холодної пари);
• або пряме безперервне вимірювання елементарної ртуті за допомогою Зееманівської атомної абсорбційної спектрометрії (Zeeman AAS).

Ідеальним рішенням для реалізації цього методу є аналізатор UT-3000. Це надійне рішення для вимірювань на ультраслідових рівнях (суб-нг/м³) відповідно до EN 15852 (амальгамація (MI GoldTrap), атомна абсорбція холодної пари (CVAAS) за 253,7 нм). Усі функції контролюються вбудованим мікропроцесором. Під час проведення вимірювань параметри й результати зберігаються у вбудованому реєстраторі даних. UT-3000 забезпечує автоматичний контроль потоку проб. На відміну від флуоресцентного методу виявлення, для аналізатора не потрібні дорогі гази-носії. Нечутливий до перешкод, викликаних ефектом гасіння.

ДСТУ EN 16450:2022 «Навколишнє повітря. Автоматизовані вимірювальні системи для вимірювання концентрації твердих частинок (PM10; PM2,5)»

Забруднення повітря дрібнодисперсними частинками (PM2.5) викликає занепокоєння, коли їх вміст у повітрі перевищує допустимі для здоров’я норми. Вдихання шкідливих рівнів PM2.5 може збільшити ризик виникнення таких проблем, як хвороби серця, астма й низька вага новонароджених. Згідно з чинними рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров’я, середньорічні концентрації PM2.5 не повинні перевищувати 5 мкг/м3, а середньодобові експозиції не можуть перевищувати 15 мкг/м3 більше ніж 3–4 дні на рік.

Безперервний автоматичний монітор зважених часток MP101M призначений для вимірювання концентрації дрібнодисперсного пилу в діапазоні 0–10 000 мкг/м3. Прилад сертифіковано як еквівалентний референтний метод відповідно до європейських стандартів EN 16450, EN12341 і EN 15267 для вимірювання PM10 і PM2.5 згідно з EN 16450, EN14907 і схвалено EPA США для безперервного моніторингу PM10 або PM2.5. Швидкість потоку відбору проб безперервно регулюється відповідно до атмосферної температури й тиску: зменшує ефекти випаровування летких сполук (обов’язкова вимога для PM2.5 за нормами ЄС). Скловолоконна стрічка з трьома роками автономної роботи забезпечує безперервний відбір проб зі щоденними циклами (1200 циклів). Низькоактивне плоске джерело C14 з герметичним корпусом розраховано на весь термін служби аналізатора. Вбудований вебсервер сумісний із будь-яким інтернет-браузером. Прилад міцний і не чутливий до вібрації, вологості, температури.

Серія стандартів ДСТУ EN 15058:2022, ДСТУ EN ISO 21258:2022, ДСТУ EN ISO 13199:2022 для визначення масової концентрації монооксиду вуглецю СО, оксиду азоту (І) (N2O) і загального вмісту летких органічних сполук (TVOCs) у викидах зі стаціонарних джерел методом недисперсійної інфрачервоної спектрометрії.

Основними джерелами викидів оксиду азоту є електростанції, транспортні засоби та комерційні й промислові підприємства; викиди окису вуглецю відбуваються переважно від вихлопних газів автотранспорту, а викиди вуглеводнів – здебільшого від автотранспорту і стаціонарних джерел, що не використовують горіння. Монооксид вуглецю (CO) – це безбарвний газ без запаху, що утворюється в результаті неповного згоряння вуглецевого палива, такого як дрова, бензин, вугілля, природний газ і гас у простих печах, відкритих вогнищах, ґнотових лампах, печах, камінах. Основним джерелом монооксиду вуглецю (CO) в навколишньому повітрі є автотранспорт.

Леткі органічні сполуки (TVOCs) включають більш ніж сотню сполук, які можуть мати біогенне (природне) або антропогенне (людське) походження. TVOCs – це всі молекули, що складаються з атомів водню й вуглецю (вуглеводні), а також ті, у яких атоми водню заміщені іншими атомами (азот, хлор, сірка або кисень). Це гази й пари, які можуть більш-менш швидко випаровуватися за кімнатної температури. Ці сполуки мають запах. Викиди від рослинності або інших природних явищ, таких як лісові пожежі, виверження вулканів тощо, є природними джерелами TVOCs. У міському та/або промислово розвиненому середовищі більшість із них походить від людської діяльності: вони виділяються в результаті горіння (зокрема вихлопних газів, димоходів, печей тощо) або випаровування. Вони використовуються у виробництві багатьох продуктів: лаків, розчинників, ароматичних свічок, фарб, клеїв, товарів для садівництва, товарів для дому, дезодорантів тощо. TVOCs мають подвійний вплив на здоров’я:

• Непрямий вплив, вони є попередниками озону в повітрі.
• Пряма дія як отруйна речовина. Найшкідливіші TVOCs, зокрема бензол або формальдегід, класифікуються як CMR (канцерогенні, мутагенні й репротоксичні). Вони підлягають посиленому регулюванню, особливо на робочому місці.

Концентрацію CO, N2O та TVOCs вимірюють за допомогою недисперсійних інфрачервоних методів. Послаблення інфрачервоного світла, що проходить через комірку зразка, є мірою концентрації в комірці відповідно до закону Ламберта–Бера.

Мультигазоаналізатор NDIR-GFC MIR 9000 у стаціонарному або портативному виконанні працює за методом недисперсійної інфрачервоної спектрометрії. Спроєктований з урахуванням екологічних вимог, ультракомпактний, інтелектуальний, прилад MIR 9000 – це надійний інструмент для вимірювання відпрацьованих газів із котлів, або газів із різних промислових печей і технологічних установок. Він забезпечує відмінні метрологічні характеристики для одночасного вимірювання декількох газів: NOx, SO2, CO, O2, залишкового H2O, CO2, CH4 і N2O (парникові гази). Прилад нечутливий до коливань температури в діапазоні від +5 до +40 °C. Сумісний із будь-якими технологіями сушіння (газовий охолоджувач, просочування, розведення) і не потребує стисненого повітря (у разі використання газового охолоджувача).

Детальніше про ці та інші нові стандарти, а також новітні рішення для моніторингу атмосферного повітря й викидів стаціонарних джерел дізнавайтесь у фахівців ХЛР.