Система побудови локальної мережі моніторингу за екологічним становищем полігону відходів промислових підприємств

Реферат: Система побудови локальної мережі моніторингу за екологічним становищем полігону відходів від промислових підприємств містить опорні пункти, де розміщені стаціонарні метричні пости. Досліджувальна територія представлена у вигляді окремих ділянок на полігоні відходів промислових підприємств, де збудована нагірна канава, опорні пункти складані з режимноспостережливих свердловин, являють собою точки для здійснення щомісячних замірів рівнів ґрунтових вод гідрогеологічною рулеткою з "хлопавкою". UA 76800 U (12) UA 76800 U UA 76800 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі промислової екології, зокрема до контрольновимірювальної системи екологічного моніторингу, та призначена для визначення локальних негативних змін компонентів навколишнього середовища: підземних вод, поверхневих вод, донних відкладень, ґрунтів, рослинності, атмосферного повітря під впливом техногенних факторів. Відома автоматична система аварійного та екологічного моніторингу навколишнього середовища регіону (див. патент Російської Федерації № 2 452 985, кл. G01W1/06, опубл. 10.06.2012 р.) містить контрольно-вимірювальні стаціонарні та мобільні пости, які зв'язані з центральним контрольним пунктом, який містить блок аналогових повідомлень з каналами прямого та зворотного зв'язку, а кожний мобільний пост має додатковий блок визначення місцезнаходження та блок попередньої обробки інформації. Недолік аналогу полягає у тому, що стаціонарні та мобільні контрольні пости можуть приймати складні сигнали на різних частотах, при цьому можливе надходження помилкового сигналу у час наявності перешкод. Відома автоматична система аварійного та екологічного моніторингу навколишнього середовища регіону (див. патент Російської Федерації № 2 443 001, кл. G01W1/00, G01N 33/18, опубл. 20.02.2012 р.) містить розташовані стаціонарні та мобільні контрольні пости, які оснащені вимірювальною апаратурою, яка може аналізувати різні характеристики та параметри навколишнього середовища, крім того може реєструвати акустичні сигнали донних відкладень та рослинності; далі виконують моделювання, при якому навколишнє середовище та промислові об'єкти розбивають на прогнозуючи моделі. Недолік аналогу є у тому, що прогнозуючі моделі розповсюдження забруднення у ґрунтових водах та у ґрунті додатково потребують метрологічний модуль і блок датчиків багатопроменевого випромінювання та інше. Відома система побудови оптимальної локальної мережі моніторингу за концентрацією забруднення повітряного басейну та води на досліджувальній території (див. патент Російської Федерації № 2397514, кл. G01W1/02, опубл. 20.08. 2010 р.) містить реперні точки (опорні пункти), де розміщені центральний, стаціонарні (метричні), мобільні і виносні пости, які мають блоки датчиків для вимірювання і пробовідбірники повітря і води, по якій проводять елементний аналіз. Дану систему приймаємо за найближчий аналог. Недоліком відомого аналогу можливо рахувати те, що оптимальна мережа моніторингу має багато різних видів постів, які при можливому поєднуванні трьох постів моніторингу не завжди вирішають "зворотні" задачі визначення та пошуку можливих джерел забруднення, причому такі трійки постів моніторингу необхідно повторювати не один раз, а декілька. В основу корисної моделі поставлена задача проведення постійного моніторингу навколишнього природного середовища в зоні впливу окремих ділянок полігона відходів від промислових підприємств та встановлення закономірності локальних змін компонентів навколишнього середовища: підземних вод, поверхневих вод, донних відкладень, ґрунтів, рослинності, атмосферного повітря під впливом техногенних процесів; загальна площа ділянок складає 221,06 га, загальна протяжність 4750 м, де середня багаторічна кількість атмосферних опадів становить 510 мм; взимку спостерігається промерзання ґрунту та середня висота снігового покрову від 15 см до 120 см. Поставлена задача вирішується тим, що система побудови локальної мережі моніторингу за екологічним становищем полігона відходів від промислових підприємств, що містить на досліджувальній території опорні пункти, де розміщені стаціонарні метричні пости для вимірювання концентрації забруднення, за рахунок того, що досліджувальна територія представлена у вигляді окремих ділянок на полігоні відходів від промислових підприємств, де збудована нагірна канава для відводу поверхневих вод; опорні пункти розміщені на початку та в кінці кожної ділянки та обов'язково складані з режимно-спостережливих свердловин, які являють собою точки для здійснення щомісячних замірів рівнів ґрунтових вод гідрогеологічною рулеткою з "хлопавкою"; кожний гідрометричний пост може являти собою створи для щомісячного визначення витрат поверхневих вод за допомогою вимірювача швидкості течії води - гідрометричною вертушкою або мікровертушкою, які використані для замірів середньої за час спостережень швидкості течії водного потоку; щоквартальний відбір проб води із режимноспостережливих свердловин виконують після проведення відкачувань води желонкою; щорічний відбір проб ґрунту, донних відкладень та рослинності проводять у точках опорних пунктів у поліетиленові пакети. Для проведення наступного комплексу робіт та визначення їх об'ємів, перед відбором проб підземної води за рік передбачено 68 відкачувань; заміри витрат поверхневих вод виконують 1 UA 76800 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 протягом року з частотою один раз на місяць; відбір ґрунту та інше передбачає до 20 проб у пакети в об'ємі від 0,5 кг до 0,7 кг. Для проведення оцінювальних параметрів та визначення екологічного стану загальна кількість хімічних аналізів підземних вод становитиме - 68, поверхневих вод – 64. Технічний результат, який досягається корисною моделлю: - при проведенні локального моніторингу в районі полігона відходів від промислових підприємств можливо виконується наступний комплекс робіт: - обстеження та обслуговування опорних метричних пунктів: - щомісячні заміри рівнів підземних вод по 5-ти режимно-спостережливим свердловинам; всього виконано 51 замір, а за рік виконано 204 вимірів рівнів ґрунтової води, - щомісячні визначення витрат поверхневого стоку по нагірній канаві по 4-м гідрометричним постам, всього виконано 48 замірів, а за рік – 120 вимірів, - щоквартальне проведення відкачувань з 5-ти режимно-спостережливих свердловин перед відбором проб води; всього виконано 17 відкачувань, - щоквартальний відбір проб на хімічний аналіз поверхневих і підземних вод; відібрано 41 проба води, - відбір проб ґрунтів, донних відкладень і рослинності, виконано до 20 проб, - щоквартальне визначення стану атмосферного повітря; всього відібрано 4 проби; - по очікувальним результатам проведених робіт виконана достовірна оцінка стану компонентів навколишнього середовища в зоні впливу промислового полігона та його окремих ділянок, що належать до промислових підприємств з подальшим впровадженням заходів по обмеженню та недопущенню негативного впливу господарської діяльності на навколишнє природне середовище, які необхідні для природоохоронної безпеки. Заявлена система побудови локальної мережі моніторингу за екологічним становищем полігона відходів від промислових підприємств пояснюється технічним описом та кресленнями, де: Фіг. 1 - загальний ситуаційний план розміщення полігона відходів від промислових підприємств у балці Середня м. Запоріжжя, Фіг. 2 - загальний план-схема розташування точок та створів для відбору проб стоків і поверхневих вод та рівнів підземних вод на полігоні відходів від промислових підприємств у балці Середня м. Запоріжжя, Фіг. 3 - загальний вид гідрометричної вертушки. Фіг. 4 - загальний вид мікровертушки з видом А, Фіг. 5 - загальний вид металевої желонки, Фіг. 6 - загальний вид гідрогеологічної рулетки, Фіг. 7 - загальний вид металевої "хлопавки". Корисна модель - Полігон 1 промислових відходів, який досліджується, у час побудови локальної мережі моніторингу розташований в тальвегу балки Середня та прилеглої до неї території на північно-східній околиці м. Запоріжжя та складається з окремих ділянок 2, що належать промисловим підприємствам - ВАТ "Запоріжсталь", ПАТ "Дніпроспецсталь", ПАТ "Запоріжкокс", ПАТ "Запорізький завод феросплавів" та ТО "Технопромекспорт"; границя 3 водозбірного басейну балки Середня розташована на відстані 6 км від Полігона 1, а водотоки зазначеної балки впадають в затоку Осокорову, яка є лівою притокою Дніпровського водосховища; по правому схилу балки Середня збудована нагірна канава 4 для відводу поверхневої та фільтраційної води у затоку Осокорова (див. Фіг. 1, Фіг. 2). Опорна локальна мережа моніторингу (спостережень) може включати 9 опорних пунктів, що складаються із режимно-спостережливих свердловин 5 та із гідрометричних постів 6 на нагірній канаві 4, а також може включати точки 7, 8, 9, 10 відбору проб для спостережень за станом ґрунтів, донних відкладень, рослинності та атмосферного повітря; вищевказані гідрометричні пости 6 на нагірній канаві 4 являють собою поперечні створи по довжині балки Середня, а саме вони розташованіна початку та в кінці кожної ділянки 2, які належать вищевказаним промисловим підприємствам; на ділянках 2 ВАТ "Запоріжсталь" існує техногенне озеро, з якого постійно спостерігається природний водотік 11 в нагірну канаву 4 (див. Фіг. 2). Кожний гідрометричний пост 6 на нагірній канаві 4 може служити для щомісячного визначення витрат поверхневих вод за допомогою вимірювача швидкості течії води гідрометричною вертушкою 12 або мікровертушкою 13, які використані для замірів середньої за час спостережень швидкості течії водного потоку (див. Фіг. 3, Фіг. 4). Гідрометрична вертушка 12 містить корпус 14, до якого закріплений стабілізатор 15 у вигляді хвостовика та лопаті 16 з горизонтальним обертанням, які закріплені на нерухомій осі 17, яка знаходиться у порожнині корпусу 14 та закріплена затискуваною муфтою 18; вертушка12 2 UA 76800 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 з'єднана за допомогою проводу 19 з сигнальним пристроєм (не показаний); вертушка опускається у водний потік на тросі (не показаний) (див. Фіг. 2, Фіг. 3). Для вимірювання малих швидкостей водного потоку застосовується мікровертушка 13, яка містить лопаті 20, що утримуються за допомогою тримача 21, який має електрод 22; регулювальний гвинт 23 служить для встановлення зазору 0,2-0,5 мм, а металева муфта 24 служить для закріплення на штанзі (не показана) за допомогою гвинта 25; мікровертушка 13 опускається у воду за допомогою тонкого троса (не показаний) діаметром 2-4 мм; провід 26 може з'єднати вертушку 13 з джерелом постійного струму, напруга якого рівна 1,5-9 В (див. Фіг. 2, Фіг. 4). Відбір проб води із режимно-спостережливих свердловин 5 виконується після відкачувань води за допомогою желонки 27 у вигляді металевого стакана, днище 28 якого заглушено, а зверху стакана 27 виконана металева петля 29 для закріплення троса (не показаний) у час опускання в режимно-спостережливу свердловину 5; перед відбором проб підземних вод на хімічний аналіз проводиться відкачування свердловин 5, всього передбачено 68 відкачувань на рік (див. Фіг. 2, Фіг. 5). Вимірювання рівнів ґрунтових вод виконується через режимно-спостережливі свердловини 5 за допомогою гідрогеологічної рулетки 30 з "хлопавкою" 31, яку спускають у свердловину 5 за допомогою довгого троса 32, який намотаний на рулетку 30; металева "хлопавка" 31 у момент торкання її води може видавати звук, який може нагадувати "хлопок", що найбільш просто для цього процесу (див. Фіг. 2, Фіг. 6, Фіг. 7). Щорічний відбір проб ґрунту, донних відкладень та рослинності проводять у точках 7, 8, 9 опорних пунктів у поліетиленові пакети (не показані); відбір ґрунту, донних відкладень та рослинності передбачає до 20 проб у поліетиленові пакети в об'ємі від 0,5 кг до 0,7 кг (див. Фіг. 2). Щоквартальне у точці 10 на межі санітарно-захисної зони в 1000 м від промислових відходів визначаються фізико-хімічні характеристики атмосферного повітря, при цьому стан повітряного середовища має стабільні значення концентрації контрольованих показників (див. Фіг. 1, Фіг. 2). Виконання природоохоронних заходів на ділянках 2 Полігона 1 відходів від промислових підприємств дозволило не допустити погіршення екологічної ситуації та якості довкілля. Джерела інформації: 1. Патент Російської Федерації № 2452985, кл. G01W1/06, опубл. 10.06.2012 р. 2. Патент Російської Федерації № 2443001, кл. G01W1/00, G01N33/18, опубл. 20.02.2012 р. 3. Патент Російської Федерації № 2397514, кл. G01W1/02, опубл. 20.08.2010 р. (найближчий аналог). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Система побудови локальної мережі моніторингу за екологічним становищем полігона відходів від промислових підприємств, що містить на досліджуваній території опорні пункти, де розміщені стаціонарні метричні пости для вимірювання концентрації забруднення, яка відрізняється тим, що досліджувана територія представлена у вигляді окремих ділянок на полігоні відходів промислових підприємств, де збудована нагірна канава для відводу поверхневих вод; опорні пункти розміщені на початку та в кінці кожної ділянки та обов'язково складані з режимно-спостережливих свердловин, які являють собою точки для здійснення щомісячних замірів рівнів ґрунтових вод гідрогеологічною рулеткою з "хлопавкою"; кожний гідрометричний пост на нагірній канаві може являти собою створи для щомісячного визначення витрат поверхневих вод за допомогою вимірювача швидкості течії води - гідрометричною вертушкою або мікровертушкою, які використані для замірів середньої за час спостережень швидкості течії водного потоку; щоквартальний відбір проб води із режимно-спостережливих свердловин виконують після проведення відкачувань води желонкою; щорічний відбір проб ґрунту, донних відкладень та рослинності проводять у точках опорних пунктів у поліетиленові пакети. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що перед відбором проб підземної води за рік передбачено 68 відкачувань; заміри витрат поверхневих вод виконують протягом року з частотою один раз на місяць; відбір ґрунту та інше передбачає до 20 проб у пакети в об'ємі від 0,5 кг до 0,7 кг. 3. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що загальна кількість хімічних аналізів підземних вод становитиме - 68, поверхневих вод - 64. 3 UA 76800 U 4 UA 76800 U 5 UA 76800 U 6 UA 76800 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7