Система мониторинга экологической обстановки на территории муниципальных образований и промышленных объектов — это автоматизированная инструментально-расчетная (гибридная) система фиксации и управления рисками на источниках и на станциях контроля качества атмосферного воздуха вдоль санитарно-защитной зоны (СКиУР).

Система в автоматическом режиме обеспечивает объективный контроль фактических выбросов/сбросов для принятия адекватного управленческого решения по регулированию технологических процессов.

Как работает система?

Аккредитованная уполномоченным федеральным органом исполнительной власти лаборатория предприятия/муниципального органа оборудуется контрольно-расчетными станциями, автоматически фиксирующими и передающими данные в соответствии с утвержденной методикой Министерства природных ресурсов РФ, разработанной и проверенной при участии федеральных и государственных контрольно-надзорных органов (Росприроднадзора, Роспотребнадзора и регионального минэкологии), на автоматизированное рабочее место диспетчера лаборатории. Все полученные с расчетно-контрольных пунктов данные аккумулируются на платформе «Интерсвязь. Умный город», которая, помимо сбора и хранения данных, позволяет осуществлять построение графиков и отчетов, автоматическую передачу показаний в Росприроднадзор и дает возможность интерпретации данных для населения и публикации.

Функционал по удаленному сбору и анализу экологических показаний основывается на работе трех инновационных экологических станций «МАГ-6», «Thinkgenix» и «Тион CityAir», отслеживающих концентрацию и процентное соотношение газов в городском воздухе. Экостанции способны регистрировать до восьми газов одновременно (в их числе кислород O2, угарный газ СО, углекислый газ СО2, диоксид серы SO2, аммиак NH3, сероводород H2S, метан CH4, диоксид азота NO2, формальдегид CH2O, этилен C2H4, этиленоксид C2H4O, хлор Cl2) и доступны для опроса через энергоэффективную технологию беспроводной связи LoRaWAN.

Газоанализатор «МАГ-6» обладает жидкокристаллическим индикатором и встроенным побудителем расхода для прокачки анализируемого газа, что дает возможность измерения и регистрации концентрации до восьми газов одновременно (кислород O2, угарный газ СО, углекислый газ СО2, диоксид серы SO2, аммиак NH3, сероводород H2S, метан CH4, диоксид азота NO2).
Газоанализатор «Thingenix» питается от сети 220В, а наличие встроенного аккумулятора позволяет подключать устройство к сетям освещения, обеспечивая его непрерывную работу. Газоанализатор доступен для опроса через энергоэффективную технологию беспроводной связи LoRaWAN и способен измерять и регистрировать концентрацию до восьми газов одновременно (формальдегид CH2O, этилен C2H4, этиленоксид C2H4O, хлор Cl2, аммиак NH3, сероводород H2S, диоксид азота NO2). Возможна регистрация дополнительных газов по запросу. Устройство выполнено в корпусе с классом защиты IP67 и предназначено для работы при температурах от -40 до +85° C.
Газоанализатор «Тион CityAir» доступен для опроса через энергоэффективную технологию беспроводной связи LoRaWAN, передает специальное сообщение на сервер и регистрирует газы: озон O3, угарный газ CO, диоксид серы SO2, сероводород H2S и диоксид азота NO2. Возможна регистрация дополнительных газов по запросу. Газоанализатор обеспечивает автономную работу при нормальных климатических условиях от встроенного аккумулятора с сохранением полной функциональности с максимальной частотой измерения и передачи данных не менее 24 часов. Устройство выполнено в корпусе с классом защиты IP67 и предназначено для работы при температурах от -40 до +50° C.

Преимущества системы экологического мониторинга

Снижение рисков. Наличие собственной локальной системы автоматического мониторинга обеспечивает управление экологическими и техногенными рисками, а также защиту от необоснованного включения сторонних выбросов контрольно-надзорными органами в замеры предприятия (нормативы, лимиты, квоты).
Оптимизация процессов. Управление технологическими процессами и снижение количества выбросов на единицу площади за единицу времени без уменьшения производительности труда за счет единой диспетчеризации данных. Корректировка технологических процессов в зависимости от метеоусловий.
Получение КЭР. Сертифицированная система автоматического контроля, фиксации и передачи данных соответствует требованиям Программы производственного экологического контроля, необходимой для получения комплексного экологического разрешения.
Бережное производство. Внедрение системы автоматизированного контроля и управления рисками (СКиУР) является формой бережного производства, способствующей повышению производительности труда и позволяющей воспользоваться мерами поддержки по линии ФРП.
Возможность массовой установки и, за счет массовости, получение более точных данных о местоположении источника загрязнения.
Низкая стоимость проекта в сравнении со стационарными постами экомониторинга. Минимальные требования к монтажу.

Основные задачи, которые решает проект

Отбор проб воздуха и выявление параметров антропогенного воздействия вдоль санитарно-защитной зоны.
Объективное измерение содержания в воздухе токсичных газов, определение параметров окружающей среды.
Создание системы, информирующей о состоянии окружающей среды.
Сбор, хранение, анализ информации о состоянии окружающей среды и информирование органов власти для принятия управленческих решений, планирования профилактических мероприятий по охране здоровья населения, проживающих в зоне влияния промышленных предприятий.

Решение может применяться на промышленных, нефтяных и химических предприятиях. Это поможет предприятиям обеспечить экологическую безопасность своих технологических процессов и минимизировать возможные экологические и экономические риски.

Ожидаемые результаты применения системы

Формирование на предприятиях автоматизированных систем мониторинга экологической обстановки.
Построение прогнозов распространения загрязняющих веществ, их концентрации в атмосферном воздухе, а также предупреждение неблагоприятных изменений.
Подготовка и принятие на основе получаемых данных управленческих решений, направленных на улучшение экологического состояния атмосферного воздуха.
Снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха в городах.

Технические требования к реализации решения

1. Наличие сети LoRaWAN.

2. Высота подвеса станции — 2 метра.

3. Постоянное гарантированное питание (газоанализаторы питаются от сети 220В либо встроенного аккумулятора).

Опыт внедрения

В апреле 2021 г. был реализован пилотный запуск системы на базе Центра экологического мониторинга Челябинской области.

В одном из пунктов центра была установлена станция модели Thingenix Sensor HUB (предоставлена производителем) с несколькими датчиками.

Главной задачей было ведение мониторинга, определение точности и сравнение показателей измерений с эталоном по наличию в Челябинской области вредных веществ: CH2O — формальдегид (опасно), PM10 — частицы, диаметром до 10 мкм (умеренно опасно), PM2.5 — частицы, диаметром до 2.5 мкм (умеренно опасно), SO2 — сернистый газ (умеренно опасно), NO — оксид азота (умеренно опасно), NO2 — диоксид азота (умеренно опасно), CO — угарный газ (малоопасно), NH3 — аммиак (малоопасно).

По результатам мониторинга, значения вредных веществ в произвольно выбранный промежуток времени составили:

измеренная концентрация формальдегида (CH2O) — 0,25 мг/м3 относительно скорости ветра 12 м/с, а при скорости ветра 39 м/с концентрация формальденгида — 0,05 мг/м3;
измеренная концентрация диоксида азота (NO2) — 0,15 мг/м3 относительно скорости ветра 12 м/с, а при скорости ветра 39 м/с концентрация диоксида азота составляла 0,09 мг/м3;
измеренная концентрация оксида углерода (CO) составляла 0,35 мг/м3 относительно выбросов предприятий 22 г/с, а при выбросах предприятий 11 г/с концентрация оксида углерода — 1 мг/м3;
измеренная концентрация диоксида азота (NO2) — 0,225 мг/м3 относительно выбросов предприятий 7 г/с, а при выбросах предприятий 86 г/с концентрация диоксида азота — 0,08 мг/м3;
измеренная концентрация оксида серы (SO2) — от 7,081 до 2,413 г/с (при увеличении каждые 3 часа), при норме ПДВ 46,13 г/с;
измеренная концентрация формальдегида (CH2O) — 0,85 мг/м3 при дорожном трафике с пробками 1 балл, при дорожном трафике с пробками 6 баллов концентрация формальденгида — 0,5 мг/м3;
измеренная концентрация диоксида азота (NO2) — 0,225 мг/м3 при дорожном трафике с пробками 5 баллов, при дорожном трафике с пробками 1 балл концентрация диоксида азота — 0,18 мг/м3;
измеренная концентрация оксида углерода (CO) — 1 мг/м3 при дорожном трафике с пробками 1 балл, при дорожном трафике с пробками 6 баллов концентрация оксида углерода — 0,3 мг/м3;
измеренная концентрация формальдегида (CH2O) — max 1,1 до 1,39 мг/м3, при допустимом ПДКcc 0,5 мг/м3;
измеренная концентрация диоксида азота (NO2) — max 0.2 до 0.26 мг/м3, при допустимом ПДКcc 0.2 мг/м3.

*ПДК — предельно допустимая концентрация

**ПДК сс — среднесуточная ПДК

***ПДВ — предельно допустимый выброс

На установку экостанции и заведение ее в систему требуется 1 неделя с учетом организации линий связи.

Стоимость станции «МАГ-6» — 216 000 руб., стоимость обслуживания — 46 800 руб.(раз в год обязательная проверка на исправность работы и передачи информации).

Стоимость станции «Thingenix» – 640 000 руб., стоимость обслуживания — 136 960 руб.(раз в 6 месяцев обязательная проверка на исправность работы и передачи информации).

Стоимость станции «Тион CityAir» — 1 340 000 руб., стоимость обслуживания — 362 400 руб.