CC BY
192
УДК 504.75.06
Е.Ю. Щербакова к.т.н. (ООО «ФЕКС») ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ КОНТРОЛЯ ВОДЫ, ВОЗДУХА И ПОЧВЫ
E. Sherbakova (FEKS ltd) MOBILE WATER, AIR AND SOIL CONTROL LABORATORIES
о
VO re iP ro re :p
и cu
T X I
X
cu f— I
0
1
T
^
re I
В статье рассмотрены проекты передвижных лабораторий ООО «ФЕКС» для санитарно-гигиенического контроля и производственно-экологического мониторинга объектов по уничтожению химического оружия в Камбаркском районе Удмуртской Республики.
In article there are viewed projects of "FEKS ltd" mobile laboratories for sanitary and hygienic control and ecological monitoring of objects of chemical weapons destruction in Kambarsky district Udmurtskaya republic.
Е.Ю. Щербакова
Одним из направлений деятельности ООО «ФЕКС» является создание передвижных лабораторий контроля объектов окружающей среды.
ООО «ФЕКС» принимает активное участие в реализации санитарно-гигиенического контроля и производственно-экологического мониторинга объектов по уничтожению химического оружия (УХО).
Одним из наших проектов в этом направлении была передвижная лаборатория, предназначенная для работы как в системе производственного экологического мониторинга (ПЭМ), так и для автономной работы в произвольных точках при оперативном контроле состояния природных и сточных вод, а также почвы на объекте УХО в Камбаркском районе Удмуртской Республики (рис. 1).
а) б)
Рис. 1. Лаборатория ПЭМ: а — внешний вид, б — рабочий отсек
Система ПЭМ представляет собой двухуровневую иерархическую систему, охватывающую как рабочие места и промплощадку, так и зоны, попадающие под техногенное влияние объекта (санитарно-за-щитная зона и зона защитных мероприятий).
На нижнем уровне расположены средства измерения концентраций контролируемых веществ и метеорологических параметров, на верхнем уровне информационно-аналитический центр системы (ИАЦ).
В структуре системы производственного экологического мониторинга выделены подсистемы и подразделения:
- подсистема мониторинга в рабочей и промышленной зонах объекта;
- подсистема мониторинга в санитарно-защитной зоне и в зоне защитных мероприятий;
- подсистема сбора и обработки информации.
Основными элементами системы являются:
- информационно-аналитический центр ПЭМ;
- химико-аналитическая лаборатория объекта;
- сигнализаторы на отравляющие вещества (ОВ), размещенные в рабочей зоне объекта;
- газоанализаторы для анализа дымовых газов;
- стационарные посты контроля воздушной среды селитебной зоны;
- передвижные лаборатории контроля воздушной среды, воды и почвы;
- мобильные средства пробоотбора;
- каналы передачи информации;
- периферийные программно-аппаратные средства.
Передвижные лаборатории контроля воздушной среды и передвижные лаборатории контроля воды и почвы (донных отложений) являются неотъемлемой частью подсистемы периодического мониторинга санитарно-защитной зоны, селитебной территории и населенных пунктов.
Исходя из условий и регламента работы передвижных лабораторий, в качестве автотранспортного средства был выбран полноприводный автомобиль ГАЗ-3308.
Приборное обеспечение передвижной лаборатории определяется по результатам анализа перечня показателей назначения: лаборатория должна обеспечивать проведение контроля загрязнения природных и сточных вод, а также почвы. Приборно-програм-мное обеспечение, сформированное в передвижной лаборатории позволяет проводить:
обнаружение и определение до 40 видов загрязнителей природных, питьевых, сточных вод и почвы;
оценку общей токсичности водных объектов и почвы;
отбор проб воды и почвы и доставку их для последующего анализа в стационарные лаборатории.
Регламент работы лаборатории на объекте УХО предусматривает длительные выезды экипажа. Поэтому КУНГ автомобиля проектируется и оснащается таким образом, чтобы обеспечить комфортные условия работы людей. Пространство КУНГа разделено на три отсека: рабочий, сантехнический и технический.
В рабочем отсеке размещается аналитическое оборудование, рабочий стол, раковина, вытяжка, химическая и бытовая посуда, диван, стеллажи. Аналитическое оборудование размещается в специальных контейнерах на стеллажах с амортизационным настилом и закрепляется для предотвращения смещения контейнеров при движении автомобиля, в том числе и в условиях бездорожья. Аналитические приборы, применяемые в изготавливаемых передвижных лабораториях, сертифицированы и являются портативными.
Технический отсек предназначен для хранения и транспортировки вспомогательного оборудования; в нем размещены: пробоотборники воды и почвы; бензо-генераторная установка; удлинитель 50 м; пуско-зарядное устройство; складной столик; канистра 20 л; огнетушитель порошковый, топор, лопата и ножовка по дереву.
Сантехнический отсек имеет отдельный вход и в нем расположен биотуалет и умывальник.
В 2005-2006 г. ООО «ФЕКС» разработаны и переданы в эксплуатацию передвижная лаборатория для контроля воздушной среды и передвижная лаборатория контроля воды и донных отложений (рис. 2) системы санитарно-гигиенического контроля зоны защитных мероприятий (ССГМ ЗЗМ) объекта по уничтожению химического оружия в г. Щучье Курганской области; на эту систему возложены функции проведения контроля в воздухе, почве, воде и снежном покрове на территории санитарно-защитной и селитебной зон, в целях обеспечения безопасности здоровья населения и оценки воздействия объекта на окружающую природную среду.
Подсистема обеспечивает решение следующих
задач:
- непрерывный автоматический контроль воздушной среды ближайших к объекту УХО населенных пунктов с помощью установки на их территории стационарных постов контроля;
- периодический контроль воздушной среды, воды и донных отложений с помощью передвижных лабораторий;
- отбор проб воздуха, воды, почвы и снежного покрова, консервирование и доставку их на анализ в лабораторию объекта.
Передвижная лаборатория контроля воды и донных отложений выполнена на базе полноприводного автомобиля ГАЗ-3308. КУНГ автомобиля разделен на рабочий, технический и сантехнический отсеки. В рабочем отсеке размещено следующее оборудование:
портативная спектрофотометрическая лаборатория для анализа качества воды;
водонепроницаемый кондуктометр карманный 10-1990 мкСм/см;
водонепроницаемый кондуктометр карманный 100-19900 мкСм/см;
водонепроницаемый рН/С/Р-метр со сменным электродом, автоматической термокомпенсацией и калибровкой;
измеритель Red/Ox потенциала карманный; анализатор жидкости с набором методик; ХПК-реактор;
универсальный измеритель растворенного кислорода, проводимости, солености и температуры;
анализатор контроля интегральной токсичности проб воды и водных вытяжек из различных объектов окружающей среды;
портативный компьютер;
принтер, весы, умывальник электрический, вытяжная вентиляция над столом, печь микроволновая, чайник, два воздушных отопителя.
В техническом отсеке располагается вспомогательное оборудование различного назначения: пробоотборники воды и почвы; бензо-генераторная установка; удлинитель 50 м; пуско-зарядное устройство, автомобильный электрический холодильник IGLOO; канистра 20 л; огнетушитель порошковый; топор, лопата, ножовка по дереву.
о
VO га ср
го «
ср
х
и cu т X I X
cu н
I
0
1 т
I
а)
б)
в)
г)
Рис. 2. Лаборатория ССГМ
а — внешний вид: б — багажный отсек; в — сантехнический отсек; г — рабочий отсек
Передвижная лаборатория для контроля воздушной среды (рис. 3) предназначена для контроля и оценки состояния атмосферного воздуха в зоне защитных мероприятий объекта хранения и уничтожения химического оружия.
Лаборатория выполнена на базе полноприводного автомобиля «Газель».
Оборудование, установленное в лаборатории, осуществляет следующие функции:
измерение приземных концентраций обще-
а)
б)
в)
0
ю
а р
го
а р
е и к
с е
т
и н
х
е т
1
о н
т
у
а
I
г)
Рис. 3. Лаборатория для контроля воздушной среды
а — общий вид; б — стойка с приборами; в — багажный отсек; г — рабочий отсек
промышленных загрязняющих веществ;
отбор проб воздуха для последующего лабораторного анализа на содержание установленных специфических и общепромышленных примесей; отбор проб пыли;
измерение метеопараметров с привязкой к местности в месте отбора проб;
автоматизированный сбор и обработку зарегистрированной информации с приборно-аналити-ческих средств измерений;
передача информации по радиоканалу в информационно-аналитический центр.
В рабочем отсеке обеспечены условия для работы экипажа — размещена амортизированная стойка с аналитическим приборным оборудованием, пробоот-борные устройства, воздухозаборное устройство, метеокомплект, средства жизнеобеспечения экипажа, а также рабочее место оператора. В багажном отсеке размещается бензо-генераторная установка, которая обеспечивает автономный режим работы в полевых условиях. Полученные результаты анализа в режиме реального времени передаются в информационно-аналитический центр системы ПЭМ.
Аналитическое оборудование передвижной лаборатории, соответствующее перечню контролируемых показателей, позволяет определять содержание оксида и диоксида азота, диоксида серы, оксида углерода.
Метеокомплекс позволяет определить значения метеопараметров, оказывающих влияние на процессы распространения загрязняющих веществ и продуктов их деструкции.
В проекте решена комплексная задача по созданию информационно-аналитического центра (ИАЦ) ССГМ ЗЗМ данного объекта УХО выполнены следующие основные виды работ:
1. Проведен сбор данных и анализ основных материалов, используемых при проведении социально-гигиенического мониторинга зоны защитных мероприятий объекта по уничтожения химического оружия, расположенного в г. Щучье Курганской области.
2. Проведен сбор данных и анализ нормативных требований к качеству компонентов окружающей природной среды (атмосферный воздух, поверхностные воды, почвы). Сформирован банк данных по нормативам качества компонентов окружающей природной среды.
3. Проведен сбор данных и анализ аналитических методик оценки качества компонентов окружающей природной среды (атмосферного воздуха, поверхностных вод, почвы). Сформирована первая версия банка данных по аналитическим методикам оценки качества компонентов окружающей природной среды, используемым при проведении социально-гигиенического мониторинга.
4. Проведен анализ основных загрязнителей компонентов окружающей природной среды (атмосферный воздух, поверхностные воды, почва) в исследуемой зоне. Сформирован банк данных по химическим, физическим, экологическим характеристикам этих загрязнителей, требованиям по технике безопасности при работе с ними.
5. Разработана первая версия слоев картографической информации по территории зоны защитных мероприятий объекта по уничтожения химического оружия, расположенного в г. Щучье Курганской области.
6. Разработан программно-алгоритмического комплекс информационно-аналитического центра (рис. 4) системы санитарно-гигиенического контроля зоны защитных мероприятий объекта по уничтоже-
Рис. 4. Обобщенная структурная схема ИАЦ
о
ю
а р
го
а р
к
с е
т
и н
х
е т
I
о н
т
у
а
I
0
VO га ср
го «
ср
0!
X ^
и
CU т X
1
X CU н
I
0
1 т
I
ния химического оружия, расположенного в г.Щучье Курганской области, включающий:
а) основные блоки: информационно-справочных данных; оценки качества окружающей природной среды; оценки экологически зависимых показателей здоровья населения;
б) вспомогательные блоки: анализа и прогнозирования; отображения и формирования отчетных документов; вспомогательных программ и алгоритмов и информационно-справочную подсистему.
Программно-алгоритмическое обеспечение ИАЦ осуществляет анализ информации медико-демографического и методического характера; информационно-справочную информацию; оперативные данные, отражающие текущую экологическую обстановку.
Часть оперативных данных по текущей экологической обстановке передаются в ИАЦ передвижной лабораторией контроля воздушной среды и передвижной лабораторией контроля воды и донных отложений.
Основное меню ИАЦ представлено на рис. 5. Пункт основного меню «Геоинформационная система» позволяет увидеть зоны ответственности системы санитарно-гигиенического контроля. Следует выбрать в результате появляется основное окно системы ГИС-поддержки (рис. 6).
Рис. 5. Основное меню ИАЦ
ч Р 6 ■ 1 9
'лвмЕЯВГ^Л.
Щ11881
Рис. 6. Основное окно системы ГИС-поддержки
Интерпретация результатов работы ИАЦ по загрязняющим веществам по населенным пунктам показана на рис. 7. Импорт данных от передвижных лабораторий показан на рис. 8. Интерфейс блока ИАЦ по опасным химическим веществам показан рис. 9.
Рис.7. Интерпретация результатов работы ИАЦ по загрязняющим веществам по населенным пунктам
* Импорт данных от передвижных лабораторий
Выход
Д анные по выбранному протокола
Номер протокола ^ Номер пробы
Дата отбора пробы 17.07.200614 00.00 Место отборе проб
Козине с. К озимо, Нифаггомй сельсовет
Содержание протокола Ишаке [Показатель
ШЯ
| Выбрать гомайм | | Иг^юргироедг&даьч^е |
Передо л негя пйберэторки
©ПГН (ннщр] ОПЛ-1 (вдца|
► 1507 Вэве«)е»1ыевещвстм Икар-Мнни21Икар мне
1508 Влажность Метеопост
1509 Давление Метеопост
1510 Диоксиаахта Р-310
1511 Диоксиа серы С-105
1512 Метай ГАММА-ЕТ
Рис. 8. Импорт данных от передвижных лабораторий
Рис. 9. Интерфейс блока ИАЦ по опасным химическим веществам
Была разработана компьютерная оболочка системы, позволяющая оперативно работать с базами данных, вводить данные, в том числе из подготовленных файлов в формате MS Excel. Разработаны модули комплексной оценки данных, прогнозирования влияния загрязнений окружающей среды на здоровье
населения в зоне защитных мероприятии, выявления корреляционных связеИ загрязнения компонентов природноИ среды с отдельными показателями здоровья населения.
Разработаны программы формирования протоколов проведения измерении передвижными лабораториями. В базы данных введена информация по нормативам качества природноИ среду и продуктов питания, о предельных уровнях экологически обусловленных показателей здоровья населения, о физико-химических, токсикологических и др. характеристиках опасных веществ, которые могут быть обнаружены в зоне защитных мероприятий объекта по уничтожению химического оружия, по методикам проведения измерений в системе СГК.
В основную базу Ки^ап1АС введены результаты мониторинга загрязнения природноИ среды и качества здоровья населения, осуществлявшегося в 2004-2005 гг. сотрудниками ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Курганской области» в зоне защитных мероприятий объекта по уничтожению химического оружия.
Проведено обучение персонала ИАЦ работе с программно-алгоритмическим комплексом.
Для системы производственно-экологического мониторинга объекта УХО в Орическом районе Кировской области была создана передвижная лаборатория для контроля воды и донных отложений (рис. 10 а, б).
Исходя из особенностей расположения и функционирования объекта УХО выбирается и обосновывается приборное обеспечение передвижной лабо-
а)
ратории. В перечень показателей назначения входят: хлорид, хлор, хром, медь, железо, марганец, нитраты, нитриты, азот аммонийный, растворимый кисло -род, фосфор, сульфаты, сульфиды, формальдегиды, мышъяк, нефтепродукты, взвешенные частицы, ПАВ, цинк, цианиды, рН. Аналитическое оборудование размещается в рабочем отсеке, вспомогательное — в багажном.
Для оснащения санитарно-эпидемиологической службы гражданской обороны г. Москвы создана и поставлена подвижная лаборатория токсико-хими-ческой и радиационной разведки состояния среды обитания в зоне ЧС (рис. 11а-в).
Передвижная лаборатория позволяет проводить: обнаружение и определение загрязнителей воздушной среды;
обнаружение и определение загрязнителей природных, питьевых, сточных вод и донных отложений; отбор и консервацию проб; транспортировку проб воздуха в стационарные лаборатории для последующего анализа;
отбор проб воды и донных отложений и доставку их для последующего анализа в стационарные лаборатории.
В состав технических средств лаборатории входит:
хемилюминесцентный газоанализатор оксида, диоксида азота, диоксида азота;
пламенно-ионизационный газоанализатор углеводородов с генератором водорода; пробоотборный зонд;
б)
Рис. 10. Передвижная лаборатория для контроля воды и донных отложений
а — общий вид; б — рабочий отсек
о
Ю
а р
го
а р
к
с е
т
и н
х
е т
I
о н
т
у
а
I
0
VO га ср
го га ср
0!
X ^
и
CU т X
1
X CU н
I
0
1
т
^
га I
а) б) в)
Рис. 11. Лаборатория токсико-химической и радиационной разведки: а — общий вид; б — рабочий отсек; в — багажный отсек
Рис. 12. Лаборатория для анализа пищевых продуктов, воды, воздуха и почвы: а — внешний вид; б — багажный отсек
аспиратор;
портативный спектрофотометр; весы электронные; штанговый батометр; метеокомплекс; пробоотборник для почв;
персональный компьютер (ноутбук); принтер; сотовый телефон.
Программно-алгоритмическое обеспечение лаборатории позволяет в автоматическом режиме формировать протокол анализа воздушной среды, в автоматизированном режиме формировать протокол проведенных анализов воды, почвы, донных отложений. Полученные протоколы в стандарте GPS передаются в стационарную лабораторию. Предусмотрена возможность отбора и консервации пробы для последующего анализа в стационарной лаборатории.
Особого внимания заслуживает система энергообеспечения аналитических приборов. Питание приборов газового контроля в условиях автономной работы идет от бензогенератора, который должен быть удален от места забора пробы не менее, чем на 40 м. Применяемая система энергоснабжения позволяет обеспечить функционирование всех применяемых в лаборатории средств аналитического контроля в течении всего цикла измерений при выключенном двигателе автомобиля без задействования бензогенератора и без применения внешних источников питания. На крыше лаборатории размещается метеокомплекс, который позволяет осуществлять замер метеопараметров и привязку к местности (в координатах). При движении автомобиля метеокомплекс защищается кожухом. Для забора воздуха применяется выдвижной зонд.
ООО «ФЕКС» ведет работы по созданию передвижной лаборатории для анализа пищевых продуктов, воды, воздуха и почвы в г. Москве. В качестве базового автомобиля выбран Citroen Jumper с удлиненной базой (рис. 12). Помимо очевидных преимуществ, данный автомобиль имеет высокую крышу, что не требует дополнительных изменений.
Приборное обеспечение данной лаборатории обеспечит экспресс-анализ пищевых продуктов растительного и животного происхождения, а также экспресс-контроль алкогольный продукции, в частности пива, вина, крепких алкогольных напитков. Экспресс-анализ качества воды осуществляется спек-трофотометрическим методом. Аназиз воздушной среды производится газоанализатором универсальным многокомпонентным «Дионисий-120» (рис. 13), разработанный ООО «ФЕКС». Применение малогабаритного многокомпонентного прибора позволит заменить ранее применявшиеся групногабаритные газоанализаторы, для установки которых требовалась амортизированная стойка.
Таковы основные результаты работ в данном направлении деятельности ООО «ФЕКС».
Рис. 13. Газоанализатор универсальный многокомпонентный «Дионисий-120»
