Способ контроля за выбросами загрязняющих веществ в атмосферу Советский патент 1993 года по МПК G01W1/08 

Изобретение относится к контролю за загрязнением токсичными примесями нижнего слоя атмосферы и может быть использовано для оперативного определения зон загрязнения вблизи атомных станций, химических и других предприятий, мест аварий, в том числе при транспортных перевозках токсичных веществ.

Цель изобретения - создание способа контроля за выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, при котором осуществляющего измерения характеристик загрязнения непосредственно в самом облаке по всей трассе его перемещения при разных условиях видимости и с учетом реального направления ветра на разных высотах перемещения облака.

Осуществление данного способа позволяет производить непрерывное наблюдение за эволюцией и характеристиками рассеяния облака загрязняющих веществ с учетом реальной метеорологической обстановки, на значительных расстояниях от места выброса (до 30 км) и при разных условиях видимости.

Сущность изобретения заключается в том, что при способе контроля за выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, при котором производят наблюдение наземными следящими контролирующими системами за контрольными параметрами источника выбросов, определяют момент выброса по превышению допустимых значений контрольных параметров и производят измере00

VJ

00

ел о

со

ние метеорологических характеристик облака загрязняющих веществ, вычисляют высоты распространения контролируемых параметров загрязняющих веществ и маркируют облако загрязняющих веществ, после чего вновь измеряют метеопараметры атмосферы и повторно маркируют облако загрязняющих веществ, причем с момента выброса осуществляют слежение за его перемещением и обработку результатов измерений, первое и повторное маркирование облака загрязняющих веществ производят группами уравновешенных шаров-зондов, каждая из которых содержит не менее трех уравновешенных шаров-зондов, причем при первом маркировании группы уравновешенных шаров-зондов запускают на высоты распространения контролируемых загрязняющих веществ, а между первым и повторным маркированием облака загрязняющих веществ запускают шар-зонд с положительной плавучестью и определяют направление ветра на разных высотах, при повторном маркировании группы уравновешенных шаров-зондов запускают в слои с отличающимися направлениями движения воздушных масс и измеряют координаты и скорости их перемещения посредством системы определения координат, а при обработке результатов измерений учитывают координаты центра тяжести каждой группы шаров-зондов и дисперсию входящих в группу шаров-зондов относительно центра тяжести данной группы.

Использование данной совокупности существенных признаков позволяет оценить горизонтальные размеры облака, скорости его расширения, трехмерные характеристики диффузии примеси в облаке загрязняющих веществ и другие пара-, метры, характеризующие его турбулентное и метеорологическое состояние с учетом направления ветра на разных высотах его перемещения и, таким образом, проследить эволюцию и характеристики рассеяния не только облака в целом, но и отдельных фракций примесей, обладающих собственной скоростью оседания, что позволя- ет дополнительно получить информацию о характеристиках диффузии и оседания контролируемых токсических веществ, причем при различных условиях видимости (туман, дымка и т.д.) и на расстояниях порядка 30 км от источника выбросов.

Изобретение иллюстрируется блок-схемой системы, реализующей данный способ, где 1 - облако загрязняющих веществ (3В); 2 - датчики перемещения предельно допу- 4 стимых значений контрольных параметров или индикаторы возникновения несанкционированного выброса; 3 - наземный пункт контроля за параметрами потенциального источника загрязнения и возникновения несанкционированного выброса; 4 - система

подготовки и запуска шаров-зондов; 5 - уравновешенные шары-зонды; 6- шар-зонд с положительной плавучестью; 7-аэрологический зонд; 8 - навигационная система (НС); 9 - ретранслятор сигналов НС; 10 0 датчик концентрации компонент загрязняющей токсичной примеси; 11 - приемник сигналов НС; 12 - компьютер для расчетов координат группы шаров-зондов и других параметров; 13 - информационный дисплей

5 для оперативного отображения текущих координат шаров-зондов, траекторий, расчетных характеристик загрязнений.

Изобретение осуществляется следующим образом.

0 При возникновении несанкционированного выброса 1 и превышении в определённых местах предельно-допустимой концентрации 3В срабатывают датчики 2. Сигнал от этих датчиков поступает в назем5 ный пункт контроля 3, в котором также предусмотрен канал связи, по которому сигнал о наличии выброса токсичных веществ может поступить от лиц, обнаруживших выброс. Блок 3 дает команду в

0 блок 4, осуществляющий запуск шаров-зондов, где по характеристикам данного загрязняющего источника задается уровень, на который необходимо в начальный момент вывести шары-зонды 5. В контейнерах

5 блока 4 находятся нерастяжимые оболочки шаров зондов 5, наполнение которых производится с таким расчетом, чтобы на на- , чальном уровне они имели эффективную плотность, соответствующую плотности на0 иболее токсичных компонент источника выброса.

Эти оболочки соединены с шарами-тягачами, имеющими положительную плавучесть, выводящими шары-зонды 5 на

5 заданный уровень, При получении блоком 4 команды от блока 3 запускают одновременно не менее 3-х шаров-зондов 5. К ним прикреплены ретрансляторы 9 и датчики 10 концентрации 3В, а к одной из растяжимых

0 оболочек б, наполняемой так, чтобы она имела большую положительную плавучесть, прикреплены ретрансляторы 9 и аэрологический зонд 7. Одновременно с включением системы 4 подготовки и запуска шаров-зон5 дов 5 блок 3 дает команду на включение приемника 11 сигналов навигационной системы 8, ретрансляторов 9, датчиков концентрации примеси 10, аэрологического зонда 7, компьютера 12 и дисплея 13. После наполнения оболочек и приведения в готовность

всей аппаратуры происходит запуск. Шары- тлгачи выводят шары-зонды 5 на заданные уровни в облако 1 примеси, где происходит расцепление и шары-зонды 5 начинают дрейф. С помощью ретранслятора 9 и при- емника 11 сигналов непрерывно определяются координаты шаров-зондов 5, Шар 6 с метеозондом 7. имеющий положительную плавучесть, поднимаясь вверх до 10 км, дает информацию о профилях направления и скорости ветра, а также температуры в районе выброса. После получения этих данных и их сопоставления с расчетными характеристиками распространения примеси по высоте, выявляют уровни, где направление и скорость ветра отличаются от тех, которые были на уровне выброса и повторно запускают шары-зонды на выявленные уровни. Информация от шаров-зондов и навигационной системы через приемник 11 поступает в компьютер 12, где по заранее заданным программам происходит определение не только текущих координат, траекторий шаров-зондов, но и рассчитывается центр тяжести облака, его диффузионные характеристики, дисперсии координат по вертикали и горизонтали.

8 описанной системе возможно определение координат с помощью навигационных спутниковых систем, типа Омега, Л оран или радиолокатора с одновременным слежением за многими целями.

Формула изобретен м я Способ контроля за выбросами загряз- няющих веществ в атмосферу, при котором производят наблюдение наземными следящими контролирующими системами за контрольными параметрами источника выбросов, определяют момент выброса по

превышению допустимых значений контрольных параметров и производят измерение метеорологических характеристик облака загрязняющих веществ, вычисляют высоты распространения контролируемых параметров загрязняющих веществ и маркируют облако загрязняющих веществ, после чего вновь измеряют метеопарэметры атмосферы и повторно маркируют облако загрязнякщих веществ, причем с момента выброса осуществляют слежение за его перемещением и обработку результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью увеличения информативности за счет дополнительной оценки условий переноса и рассеивания загрязняющих веществ, первое и повторное маркирование облака загрязняющих веществ производят группами уравновешенных шаров-зондов, каждая из которых содержит не менее трех ураанове-. шенных шаров-зондов, причем при первом маркировании группы уравновешенных шаров-зондов запускают на высоты распространения контролируемых загрязняющих веществ, между первым и повторным маркированием облака загрязняющих веществ запускают шар-зонд с положительной плавучестью и определяют направление ветра на разных высотах, при повторном маркировании группы уравновеТйенных шаров-зондов запускают в слои с отличающимися направлениями движения воздушных масс и измеряют координаты и скорости перемещения шаров-зондов посредством системы определения координат, а при обработке результатов измерений учитывают координаты центра тяжести каждой группы шаров- зондов и дисперсию входящих в группу шаров-зондов относительно центра тяжести данной группы.

Y

i

Использование: в области экологического контроля и также для оперативного определения загрязненных зон вблизи атомных станций, химических предприятий и др. объективов. Сущность изобретения: облако загрязняющих веществ маркируют с помощью уравновешенных шаров-зондов, запускаемых группами не менее трех штук на уровни, соответствующие плотностям наиболее токсичных характерных для источника загрязнения компонент, кроме того, определяют направление ветра с помощью запуска шара-зонда с положительной плавучестью, а при повторном маркировании запускают шары-зонды в слои, с отличающимися направлениями движения воздушных масс, осуществляют измерение координат шаров- зондов и концентраций примеси и определяют характеристики диффузии и оседания контролируемых загрязняющих веществ. 1 ил.