Моніторинг якості повітря в Україні: впроваджуємо європейські нормативи

Світова спільнота вже кілька десятиліть активно працює над дослідженням стану навколишнього середовища, адже екологічне питання нині серед найболючіших. Багато років серйозні організації – Глобальний альянс з охорони здоров’я та забруднення (GAHP), Всесвітня метеорологічна організація (WMO), Всесвітня організація охорони здоров’я (WHO), Організація Об’єднаних Націй (UNO) та інші – вивчають наслідки людської діяльності для довкілля та впроваджують проєкти щодо їх зменшення.

У Європейському Союзі прийнято й імплементовано Директиву 2008/50/ЄС Європейського парламенту і Ради від 21 травня 2008 року про якість атмосферного повітря й чистіше повітря для Європи, Директиву (ЄС) 2018/410 від 14 березня 2018 року про скорочення викидів СО₂ та низьковуглецеві інвестиції, а з ініціативи Всесвітньої метеорологічної організації діє Програма глобального спостереження за атмосферою (The Global Atmosphere Watch).

Україна також прагне виконувати положення світових стандартів у сфері екології заради збереження адекватного стану довкілля. Упродовж кількох останніх років прийнято важливі законодавчі акти в цій сфері: 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», Постанову КМУ № 272 від 28.03.2023 «Про затвердження Порядку запровадження обов’язкових автоматизованих систем контролю викидів забруднюючих речовин».

Виконання цих вимог неможливе без відповідних програм моніторингу навколишнього середовища. Тож перед державою, органами контролю й суб’єктами господарської діяльності стоїть завдання здійснювати цей моніторинг, використовуючи сучасні методи контролю.

Далі в статті говоритимемо про нові нормативні документи у сфері моніторингу повітря.

У січні 2024 року в Україні набули 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 деякі з цих стандартів, а також потрібні для  забезпечення їхніх вимог рішення від ТОВ «Хімлаборреактив» і світового виробника Envea.

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

Атмосферна ртуть – поширений забруднювач, має багато варіантів походження й різні форми. Викидам ртуті в атмосферу сприяють природні джерела: виверження вулканів або геотермальна активність. Речовина присутня в атмосфері у трьох основних формах: елементарна ртуть (Hg0), газоподібна окислена ртуть (відома як реакційноздатна газоподібна ртуть, або Hg2+) і ртуть у вигляді твердих частинок (Hg-P).

Хімічні властивості й поведінка кожної форми впливають на її екологічну долю, перенесення й потенційний вплив на здоров’я людини та екосистеми. Знання про джерела, форми та вплив атмосферної ртуті багато важать для успішного впровадження програм із моніторингу, контролю й пом’якшення її згубного впливу.

У ДСТУ EN 15852 описано автоматизовані методи, які передбачають такі варіанти:

• 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)
• Пряме безперервне вимірювання елементарної ртуті за допомогою Зееманівської атомної абсорбційної спектрометрії (Zeeman AAS).

Найкраще для реалізації цього методу підходить 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 контролює вбудований мікропроцесор. Параметри й результати вимірювань зберігаються у вбудованому реєстраторі даних. UT-3000 забезпечує автоматичний контроль потоку проб. На відміну від флуоресцентного методу виявлення, аналізатора не потребує дорогих газів-носіїв. Прилад нечутливий до перешкод, викликаних ефектом гасіння.

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

Вміст дрібнодисперсних частинок (PM2,5) у повітрі не повинен перевищувати встановлених норм, адже вдихання шкідливих рівнів збільшує ризик виникнення хвороби серця, астми та інших захворювань, може спричинити народження дітей із низькою вагою. Чинні рекомендації Всесвітньої організації охорони здоров’я щодо середньорічних концентрацій PM2,5 – не вище ніж 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 вимірює концентрацію дрібнодисперсного пилу в діапазоні 0–10 000 мкг/м³. Пристрій має сертифікацію 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 схвалений EPA США для безперервного моніторингу PM10 або PM2,5. Швидкість потоку відбору проб безперервно регулюється відповідно до атмосферної температури й тиску: зменшуються ефекти випаровування летких сполук (обов’язкова вимога для PM2,5 за нормами ЄС). Скловолоконна стрічка, розрахована на три роки 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, нечутливий 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 (ЛОС) у викидах зі стаціонарних джерел методом недисперсійної інфрачервоної спектрометрії

Джерела викидів оксиду азоту – електростанції, транспортні засоби, комерційні й промислові підприємства; викидів окису вуглецю – вихлопні гази автотранспорту; викидів вуглеводнів – автотранспорт і стаціонарні джерела, що не використовують горіння. Монооксид вуглецю (CO) – це безбарвний газ без запаху, який утворюється від неповного згоряння вуглецевого палива (дров, бензину, вугілля, природного газу й гасу в простих печах, відкритих вогнищах, ґнотових лампах, печах, камінах). Переважно монооксид вуглецю потрапляє в навколишнє повітря з автотранспорту.

Леткі органічні сполуки можуть мати біогенне (природне) або антропогенне (людське) походження. ЛОС – 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 досить швидко випаровуються за кімнатної температури. Сполуки мають запах. Природними джерелами ЛОС є викиди від рослинності або природних явищ, як-от лісових пожеж, виверження вулканів тощо. У міському та/або промислово розвиненому середовищі вони здебільшого спричинені людською діяльністю: виділяються в результаті горіння (зокрема вихлопних газів, димоходів, печей тощо) або випаровування. ЛОС використовуються у виробництві різної продукції: лаків, фарб, розчинників, клеїв, ароматичних свічок,  товарів для садівництва й для дому, дезодорантів тощо. Подвійний вплив сполук на здоров’я – це:

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

Концентрацію CO, N₂O та ЛОС вимірюють із використанням 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, він є надійним інструментом для вимірювання відпрацьованих газів із котлів, або газів із різних промислових печей і технологічних установок. Пристрій має відмінні метрологічні характеристики й підходить для одночасного вимірювання кількох газів: NOx, SO₂, CO, O₂, залишкового H₂O, CO₂, CH₄ і N₂O (парникові гази). NDIR-GFC MIR 9000 нечутливий до коливань температури в діапазоні від +5 до +40 °C. Сумісний із будь-якими технологіями сушіння (газовий охолоджувач, просочування, розведення), не потребує стисненого повітря (у разі використання газового охолоджувача).

Детальніше про описані та інші стандарти, а також про новітні рішення для моніторингу атмосферного повітря й викидів зі стаціонарних джерел дізнавайтеся на новому сайті ecomonitoring.hlr.ua та у фахівців ХЛР.