ИТС 22.1-2016 Общие принципы производственного экологического контроля и его метрологического обеспечения

3.4.2.1.1. Метрологические требования к измерениям, осуществляемым при реализации системы ПЭК

Метрологические требования по измерению (количественному определению) показателей химического состава сточных вод

Метрологические требования по измерению (количественному определению) показателей химического состава сточных вод, в том числе характеризующих состав сбросов загрязняющих веществ в водные объекты, установлены в Приказе Минприроды России N 425 от 7 декабря 2012 г. [111].

В таблице 3.3 приведена выдержка из Приказа Минприроды России N 425 применительно к измерению химических веществ в составе сточных вод.

Таблица 3.3 - Метрологические требования по измерению показателей химического состава сточных вод

Существует также Перечень загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды, утвержденный Распоряжением Правительства Российской Федерации от 08.07.2015 N 1316-р [112] (см. Приложение А), составляющий для водных объектов список из 249 позиций.

В данном разделе справочника НДТ рассмотрены загрязняющие вещества сточных вод (таблица 3.4), упоминаемые в выпущенных в 2015 г. и в начале 2016 г. Справочниках НДТ и предложенные Бюро НДТ.

Таблица 3.4 - Перечень загрязняющих веществ

__________________

* Нумерация соответствует оригиналу, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

В стандартах ГОСТ 27384, ГОСТ Р 8.613, ГОСТ 17.1.4.01, ГОСТ 8.556, ГОСТ Р 8.837 [113-117], а также ГОСТ Р 8.563 [102] содержатся научно-обоснованные, рекомендуемые метрологические требования для измерений показателей химического состава сточных вод, в том числе характеризующих состав сбросов загрязняющих веществ в водные объекты.

Имеются стандарты, например, ГОСТ Р 8.837 [117], регламентирующие единые подходы к проверке характеристик, настроек и способов проверки хроматографов, используемых для целей ПЭК, что позволяет обеспечить единство измерений для отдельно взятой группы показателей, подлежащих ПЭК.

Международные стандарты ISO 15839, ISO 15923-1 [118, 119] устанавливают методические рекомендации по проведению технических процедур при оценке соответствия измерительных систем показателей химического состава вод, в том числе сточных, предъявляемым метрологическим требованиям.

Требования к расходомерам (массовым или объемным) для перехода к суммарным показателям

Для определения суммарных (усредненных) показателей, характеризующих количество загрязняющих веществ в сбросах сточных вод за час, сутки, месяц, квартал, год должны быть установлены расходомеры (расходомеры-счетчики) жидкости на трубе или на лотке, по которым происходит сброс сточных вод.

Расходомеры должны быть установлены в следующих случаях:

- обязательного учета интегральных показателей для опасных загрязняющих веществ;

- крупнотоннажное производство веществ и материалов и в связи с этим большие объемы сброса сточных вод;

- отсутствие возможности определения и учета количества (массы или объема) сточных вод в сбросе, например, по мощности источника сброса;

- нестабильность сброса сточных вод и в связи отсутствие возможности оценить расход расчетным путем и использовать расчетным способом массу и (или) объем загрязняющих веществ в сбросе сточных вод.

Расходомеры должны удовлетворять следующим требованиям:

- должны быть утвержденного типа и внесены в ФИФ ОЕИ;

- верхний и нижний пределы диапазона измерения расхода должны соответствовать минимальному и максимальному значениям расхода сточных вод с учетом возможных превышений расхода сточных вод;

- погрешность измерений расхода с учетом основной и дополнительных погрешностей, обусловленных влияющими факторами, должна составлять не более 0,5 предела допускаемой погрешности измерений показателя содержания загрязняющих веществ в сбросах сточных вод;

- отсутствие или минимальные дополнительные погрешности за счет изменения температуры окружающей и измеряемой среды, давления измеряемой среды;

- интегрирование значений расхода с регистрацией массы (объема) сточных вод за требуемый интервал времени;

- установлены в точке, наиболее близкой к отбору проб сточных вод и характеризуемой минимальным воздействием на показания влияющих величин (температура окружающего воздуха и температура измеряемой сточной воды, давление измеряемой сточной воды в трубе и др.), например, в начале трубы (лотка), по которой идет сброс;

- диаметр условного прохода расходомера должен соответствовать диаметру трубы, по которой происходит сброс сточной воды;

- рассчитаны на максимальное давление сточной воды в трубе;

- обладать виброустойчивостью, соответствующей характеристикам источника сброса;

- укомплектованы датчиками температуры и давления измеряемой среды (сточной воды), необходимыми для корректировки показаний с целью повышения точности измерений расхода (объема);

- степень защиты от проникновения пыли, посторонних тел и воды должны соответствовать условиям применения (не ниже IP67 по ГОСТ 14254 [120]);

- наличие соответствующих выходных сигналов (аналоговых, цифровых) и интерфейса для подключения к АИС или ИС, если такие имеются на предприятии или планируется их установка;

- наличие архива соответствующего объема с периодом архивирования, обеспечивающих хранение в энергонезависимой памяти информации о результатах измерений и состоянии расходомера;

- возможность монтажа и демонтажа для проведения регламентных работ и поверки расходомера;

- интервал между поверками не менее 4 лет;

- средний срок службы не менее 10 лет.

Требования к датчикам температуры, влажности, плотности и другим, применяемым как измерительный компонент измерительной системы

Датчики температуры, влажности, плотности и другие могут быть необходимы для приведения получаемых результатов к нормальным или другим установленным условиям.

Результаты измерений с расходомеров (расходомеры-счетчики) жидкости должны иметь коррекцию полученных значений расхода, массы и объема, уменьшая влияние изменения температуры, давления окружающего воздуха и температуры, давления и плотности измеряемой среды.

При отсутствии в составе расходомера датчиков температуры, давления и плотности могут применяться соответствующие средства измерений температуры, давления и плотности жидкости, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

- должны быть утвержденного типа и внесены в ФИФ ОЕИ;

- верхний и нижний пределы диапазона измерений должны соответствовать диапазонам измерений температуры окружающей среды и измеряемой среды, давления и плотности измеряемой среды;

- погрешность датчиков должна составлять не более 0,3 от предела допускаемой погрешности измерений показателя содержания загрязняющих веществ в сбросах сточных вод;

- должны быть совместимы с ИС (АИС), в составе которой должны функционировать датчики, в части выходных (входных) величин (аналоговых или цифровых);

- должны быть рассчитаны на максимальное давление измеряемой среды;

- обладать виброустойчивостью, соответствующей характеристикам источника сброса;

- обладать степенью защиты от проникновения пыли, посторонних тел и воды не ниже IP67 по ГОСТ 14254 [120];

- обладать возможностью монтажа и демонтажа для проведения регламентных работ и поверки;

- средний срок службы не менее 10 лет.

3.4.2.1.2. Средства измерений, применяемые для ПЭК сточных вод

Анализ средств измерений утвержденных типов

Раздел ФИФ ОЕИ в части средств измерений утвержденных типов содержит госреестр средств измерений, допускаемых к применению в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений (структура ФИФ ОЕИ приведена в Приложении Б).

Анализ Госсреестра проведен на основе поиска средств измерений, у которых в назначении непосредственно указано, что они предназначены для анализа сточных вод. Кроме того, все загрязняющие сточные воды вещества были проанализированы с точки зрения метода, который может быть положен в основу их определения и необходимых для этих методов средств измерений.

Анализ Госреестра средств измерений показал, что для измерений содержания загрязняющих веществ в сточных водах применяются физико-химические и оптико-физические средства измерений, из которых можно выделить несколько групп средств измерений: средства измерений универсального назначения (спектрофотометры (фотоколориметры) - 350 типов, титраторы - 73 типов, хроматографы жидкостные - 39 типов, системы капиллярного электрофореза - 5, масс-спектрометры - 5 типов, спектрометры атомно-эмиссионные - 21, спектрометры атомно-абсорбционные - 56). При этом для их применения необходимы стандартизованные или аттестованные методики измерений. Как правило, данные средства измерений применяются в лабораторных условиях; средства измерений, работающие как концентратомеры - 5 типов или анализаторы жидкости электрохимические - более 300 типов.

Кроме того, средства измерений делятся на две категории, это средства измерений, предназначенные для применения в лабораторных условиях, которых большинство и средства измерений, предназначенные для автоматизированного измерения в промышленных условиях (всего 22 утвержденных типа).

В таблице 3.5 приведены загрязняющие вещества, применяемые для их определения методы и средства измерений. В таблице не указаны весы аналитические и мерная посуда, предназначенные для реализации практически всех указанных методов, а также не указаны стандартные образцы растворов ионов, преимущественно применяемые для градуировки.

Таблица 3.5 - Перечень загрязняющих веществ, методов и средств измерений, применяющихся для их определения

Анализ состояния эталонной базы - первичных эталонов и эталонов единиц величин

В настоящее время прослеживаемость измерений загрязняющих веществ обеспечивается до комплекса государственных первичных эталонов, которые находятся в различных метрологических институтах России (для эталонов, которые непосредственно воспроизводят и передают единицы состава, приведены дополнительно метрологические характеристики):

- ГЭТ 176-2013 Государственный первичный эталон единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонента в жидких и твердых веществах и материалах на основе кулонометрии. Под ГЭТ 176-2013 функционируют два государственных вторичных эталона ГВЭТ 176-1-2010 Государственный вторичный эталон единиц массовой доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в твердых и жидких веществах и материалах на основе объемного титриметрического метода анализа и ГВЭТ 196-1-2012 Государственный вторичный эталон единиц массовой доли и массовой (молярной) концентрации металлов в жидких и твердых веществах и материалах;

- ГЭТ 208-2014 Государственный первичный эталон единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации органических компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением и гравиметрии;

- ГЭТ 54-2011 Государственный первичный эталон показателя рН активности ионов водорода в водных растворах;

- ГЭТ 156-2015 Государственный первичный эталон единиц спектральных коэффициентов направленного пропускания, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн от 0,2 до 20,0 мкм.

ГЭТ 176-2013 и ГЭТ 208-2014 в основном направлены в разработку и испытания стандартных образцов, которые уже в дальнейшем используются для обеспечения прослеживаемости менее точных эталонов по государственной поверочной схеме ГОСТ Р 8.735.0 [121] и контроля точности измерений на практике.

Информация о государственных первичных эталонах приведена в соответствующем разделе ФИФ ОЕИ (Приложение Б).

Анализ состояния эталонной базы - стандартные образцы

Стандартные образцы (СО) предназначены для воспроизведения, хранения и передачи единиц величин, допущенных к применению в Российской Федерации. В соответствии со ст.8 (п.2) Федерального закона "Об обеспечении единства измерений" N 102-ФЗ [106] в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений применяются СО утвержденных типов (ГСО). Утверждение типов СО осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) согласно Приказу Минпромторга России от 25 июня 2013 г. N 970 [122] на основании положительных результатов испытаний СО в целях утверждения типа по Приказу Минпромторга России от 30 ноября 2009 г. N 1081 г.* [123]. Испытания СО в целях утверждения типа проводят аккредитованные в национальной системе аккредитации на право проведения испытаний СО в целях утверждения типа юридические лица. Информация о СО утвержденных типов, зарегистрированных в Государственном реестре утвержденных типов стандартных образцов, представляется в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (раздел "Сведения об утвержденных типах стандартных образцов"), с указанием:

___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

- номера ГСО по Государственному реестру стандартных образцов;

- наименования ГСО;

- срока годности ГСО;

- наименования изготовителя ГСО;

- описания типа ГСО по форме, утвержденной Приказом Минпромторга России N 164 от 03.02.2015 г. [124].

СО утвержденных типов используют для поверки, калибровки средств измерений, испытании средств измерений и стандартных образцов в целях утверждения типа, аттестации методик измерений, контроля точности результатов измерений. Сведения о назначении ГСО, аттестованных значениях аттестованных характеристик, показателях точности, метрологической прослеживаемости, инструкция по применению приведены в паспорте ГСО, сопровождающем конкретные экземпляры ГСО, выпущенные изготовителем. Общие требования к созданию, применению СО изложены в законодательных, нормативных правовых актах Российской Федерации и документах по стандартизации (справочно в Приложении В).

По состоянию на 01.07.2016 г. в Государственном реестре утвержденных типов стандартных образцов зарегистрировано 563 типов ГСО (без учета ГСО газов и газовых смесей), которые могут быть использованы для метрологического обеспечения измерений при экологическом мониторинге, включая СО, используемых в области ПЭК (Приложение Б).

Сравнительный анализ номенклатуры СО, выпускаемых в Российской Федерации, и номенклатуры СО, выпускаемых и применяемых за рубежом, в том числе матричных ГСО, свидетельствует о нижеследующем:

- выпускаемая номенклатура ГСО в Российской Федерации включает в основном СО состава растворов индивидуальных веществ, компонентов и их смесей, контролируемых при производственном экологическом контроле. Указанные ГСО предназначены, в первую очередь, для градуировки, поверки, калибровки используемых средств измерений, могут быть использованы для контроля правильности результатов измерений при производственном экологическом контроле посредством применения "метода добавок";

- в Российской Федерации выпускаются стандартные образцы природных вод (имитаторы), однако указанные ГСО по матричному составу отличаются от матриц сточных вод; матричных ГСО сточных вод, загрязненных промышленных вод, рекомендуемых ISO Guide 33 [125] в качестве приоритетных для контроля правильности измерений, в Российской Федерации нет;

- за рубежом для калибровки, градуировки СИ выпускаются и применяются СО растворов индивидуальных компонентов и их смесей; для контроля правильности результатов измерений при ПЭК выпускаются и применяются матричные стандартные образцы сточных вод, а также вод, загрязненных тяжелыми металлами и другими компонентами;

- в Российской Федерации отсутствуют СО состава растворов адсорбируемых галогенорганических соединений, взвешенных веществ, карбамида, необходимых для метрологического обеспечения измерений при ПЭК указанных компонентов в сбросах, так же как нет и матричных СО сточных вод, содержащих указанные компоненты. Необходимы мероприятия по формированию полного перечня недостающих СО, в том числе матричных, для метрологического обеспечения измерений сбросов сточных вод и их разработке;

- деятельность по разработке, созданию, внедрению СО в Российской Федерации осуществляется в рамках Государственной службы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО)*, утвержденной Постановлением Правительства Российской Федерации N 884 от 2 ноября 2009 г. [126], возглавляемой Росстандартом. Федеральные органы исполнительной власти (Министерство промышленности и торговли Российской Федерации, Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Министерство здравоохранения Российской Федерации, Министерство энергетики Российской Федерации, Росстандарт) организуют мониторинг потребностей в стандартных образцах, их разработку и внедрение в пределах своей компетенции, в том числе при участии назначенных в ГССО организаций. Научное методическое обеспечение в рамках ГССО осуществляет Научный методический центр ГССО ФГУП "Уральский научно-исследовательский институт метрологии" (ФГУП "УНИИМ") по Приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии N 4345 от 30 ноября 2009 г. [127].

________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: Положения о Государственной службе стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов. - Примечание изготовителя базы данных.

3.4.2.1.3. Методики (методы) измерений, разработанные для ПЭК

При реализации ПЭК в Российской Федерации применяются стандартизованные и (или) аттестованные методики измерений, сведения о которых должны быть представлены ФИФ ОЕИ. Деятельность по реализации ПЭК согласно Федерального закона "Об обеспечении единства измерений" N 102-ФЗ [106] относится к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений (предусмотрены частью 1 статьей 3, перечисление: 3) "осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды"), что требует применения аттестованных методик для измерения показателей состава и свойств объектов ПЭК.

Сведения о существующих методиках измерений для целей ПЭК являются общедоступными, однако сами методики являются объектами интеллектуальных прав федеральных органов исполнительной власти, включая подведомственные организации, и юридических лиц - разработчиков методик. Область применения методик измерений для целей ПЭК может охватывать множество аналитических лабораторий или ограниченное число лабораторий вплоть до одной. Некоторыми федеральными органами исполнительной власти параллельно ведутся собственные реестры методик измерений, например, которые могут быть использованы для осуществления ПЭК.

Деятельность по разработке методик измерений проводится в рамках Технических комитетов по стандартизации, подведомственных организаций федеральных органов исполнительной власти, юридических лиц. Аттестацию методик измерений показателей состава и свойств сточных вод для целей ПЭК могут проводить аккредитованные лица и индивидуальные предприниматели согласно их области аккредитации.

Существующие методики измерений показателей состава и свойств сточных вод для целей ПЭК основаны на современных инструментальных и классических методах аналитической химии. Среди современных наиболее часто встречаются атомно-абсорбционная спектрометрия, газовая хроматография, капиллярный электрофорез, среди методов классического анализа - фотометрия, титриметрия.

Методики измерений показателей состава и свойств сточных вод для целей ПЭК предусматривающие применение автоматических анализаторов, измерительных систем представлены в небольшом количестве.

Применение международных и региональных стандартов, регламентирующих методы измерений показателей состава и свойств сточных вод, допустимо использовать для целей ПЭК только с учетом действующего законодательства по обеспечению единства измерений, что предусматривает разработку методик измерений на основе международных стандартов и их дальнейшую аттестацию в соответствии с Приказом Минпромторга России от 15.12.2015 г. N 4091 [128].

Информация доступна в разделе "Сведения об аттестованных методиках (методах) измерений" ФИФ ОЕИ на официальном сайте.

В целях осуществления единой научно-технической политики в области осуществления экологического контроля на территории Российской Федерации ФГБУ "ФЦАО" Росприроднадзора по праву преемственности ведет Реестр методик количественного химического анализа и оценки состояния объектов окружающей среды, допущенных для государственного экологического контроля и мониторинга (ПНД Ф).

Сведения об аттестованных методиках измерений ПНД Ф, в том числе характеризующие состав сбросов загрязняющих веществ в водные объекты приведены в ФИФ ОЕИ (Приложение Б).

Сведения о международных, межгосударственных и национальных стандартах, направленных на измерения маркерных показателей химического состава сточных вод, в том числе характеризующих состав сбросов загрязняющих веществ в водные объекты, могут быть получены в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов - на официальном сайте ФГУП "Стандартинформ" (Приложении В).

3.4.2.2.1. Требования к автоматизированным информационным измерительным системам (АИС) ПЭК

Общие положения

АИС ПЭК с учетом поставленных задач и особенностей конкретного источника сброса должна:

- иметь конструкторскую и эксплуатационную документацию;

- иметь необходимый комплекс измерительных каналов с указанием их структуры и метрологических требований к ним, измерительных, связующих и вычислительных компонентов, образующих каждый измерительный канал,

- обеспечивать в автоматическом режиме измерение, сбор и диспетчеризацию оперативных данных о количественных характеристиках загрязняющих веществ, подлежащих ПЭК;

- обеспечивать контролепригодность, то есть оценку конструкции с точки зрения обеспечения возможности и удобства контроля или определения метрологических характеристик ИС (или других параметров и характеристик, связанных с метрологическими характеристиками) в процессе ее изготовления, испытаний, эксплуатации и ремонта;

- иметь в своем составе необходимое и достаточное количество измерительных каналов (ИК) с возможностью расширения для решения перспективных задач;

- обеспечивать возможность интеграции полученных данных с имеющимися и планируемыми АИС ПЭК;

- иметь уровень надежности, который не должен допускать аварийной остановки работы всей системы и невосстановимую потерю данных;

- иметь уровень отказоустойчивости системы, который должен обеспечивать способность системы корректно функционировать на фоне возникающих отказов;

- пропадание напряжения ("просадка" в сети) на основных питающих вводах не должно приводить к нарушению функционирования системы. Должен быть обеспечен "безударный" переход с основного питающего ввода на резервный. Переход с основных рабочих станций (сервера) на резервные должен происходить без потери информации;

- информация, касающаяся отклонения работы объекта вне допустимых пределов, должна предоставляться на автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора автоматически, записываться в базу данных и храниться на жестких дисках;

- АИС и ее компоненты должны соответствовать требованиям защищенности автоматизированных систем от несанкционированного доступа согласно руководящим документам Гостехкомиссии России (с 20.05.2005 г. Федеральная служба по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК России)) серии "Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации" [129-132].

АИС должна функционировать в следующих режимах:

- основной режим (нормальный);

- внештатные режимы (при отказах);

- режим отладки (при испытаниях АИС или поверке ИК, измерительных компонентов).

Программное (математическое) обеспечение АИС должно обеспечивать выполнение прикладных функций АИС на всех уровнях управления по следующим категориям:

- алгоритмы сбора данных;

- алгоритмы предварительной обработки данных;

- логические алгоритмы анализа достоверности данных;

- логические алгоритмы определения состояния объекта.

Информационное обеспечение АИС должно включать:

- оперативную информацию, поступающую от измерительных компонентов;

- оперативные сообщения о ходе измерительных операций и состоянии оборудования;

- нормативно-справочную информацию;

- информацию о состоянии технических средств;

- учетно-расчетную информацию;

- статистическую информацию.

Сохранность информации при авариях и сбоях в электропитании Системы должна обеспечиваться за счет:

- повышения надежности электроснабжения и применения источников бесперебойного питания, обеспечения возможности перехода на автономный режим работы при авариях и сбоях в электропитании;

- повышения надежности используемых программно-технических средств;

- резервирования наиболее ответственных компонентов;

- получения жестких копий (протокол событий, отчетно-учетная документация);

- наличия средств для изготовления копий и разработанных процедур регулярного сохранения конфигурации программного обеспечения и архивных данных (протокол событий, историческая база данных) и процедуры восстановления информации в случае необходимости.

Архивирование информации должно происходить на архивном сервере.

Необходимо предусмотреть три типа архивов:

- кратковременный архив;

- архив длительного хранения;

- аварийный архив.

ПО вычислительных средств должно быть рассчитано на эксплуатацию в режиме и среде реального времени.

ПО должно обеспечивать защиту от несанкционированных действий специалистов, а также документировать их действия в процессе работы.

Все ПО должно иметь текущую версию производителя (наиболее позднюю по времени выпуска).

Приобретаемое ПО должно иметь возможность обновления отдельных компонент без полной переустановки.

В требованиях к метрологическому обеспечению приводят:

- предварительный перечень ИК;

- требования к точности измерений параметров и (или) к метрологическим характеристикам ИК;

- требования к метрологической совместимости технических средств системы;

- требования к метрологическому обслуживанию технических и программных средств, входящих в состав ИК.

Организационное обеспечение должно быть достаточным для эффективной эксплуатации АИС с учетом специфики административной принадлежности объекта.

Организационное обеспечение должно определять регламент действий и взаимодействий:

- пользователей АИС всех уровней управления;

- эксплуатационного персонала АИС всех уровней управления.

Организационное обеспечение должно содержать совокупность правил и предписаний, обеспечивающих требуемое взаимодействие обслуживающего персонала с комплексом средств, разрабатываемых компонентов АИС.

Организационное обеспечение должно содержать регламент проведения работ по техническому и метрологическому обслуживанию элементов АИС.

Организационное обеспечение должно содержать регламенты присвоения личных номеров и паролей пользователям АИС и режима сохранения их конфиденциальности.

АИС должна пройти испытания в целях утверждения типа и внесена в ФИФ ОЕИ. АИС до ввода в эксплуатацию должна пройти первичную поверку и подвергаться периодической поверке при эксплуатации.

Требования к структуре (содержанию) АИС

АИС должна состоять из измерительных каналов, которые включают в себя измерительные компоненты (первичные измерительные преобразователи или датчики с нормированными метрологическими характеристиками) (нижний уровень АИС), измерительно-вычислительные комплексы с программным обеспечением (средний уровень АИС) и АРМ оператора и при необходимости показывающие приборы (верхний уровень АИС).

Измерительные компоненты нижнего уровня АИС измеряют и преобразуют значения измеряемых величин (массовая или объемная концентрация загрязняющих веществ, расход, температура, давление, плотность и др.) в унифицированные электрические сигналы с последующей передачей их по линиям связи в следующую часть ИК, где промежуточные измерительные преобразователи и измерительно-вычислительные комплексы выполняют прием сигналов, их аналого-цифровое преобразование, обработку и передачу в цифровом виде по линии связи или по радиоканалу в систему верхнего уровня с выводом показаний на АРМ оператора и в аналоговом виде на показывающие приборы. При необходимости информация должна передаваться на единый диспетчерский пункт регионального или более высокого уровня.

Требования к структурным элементам и их взаимосвязям

ИК АИС должны соответствовать следующим требованиям:

- обеспечивать непрерывное измерение физико-химических величин, характеризующих состав и свойства загрязняющих веществ, включая интегральные значения за требуемый интервал времени; измерение расхода, температуры окружающего воздуха и измеряемой среды, давления и плотности измеряемой среды;

- обеспечивать измерения вышеуказанных величин в заданных диапазонах с требуемой точностью.

Измерительные компоненты - средства измерений физико-химических величин должны соответствовать следующим требованиям:

- внесены в ФИФ ОЕИ и иметь свидетельства об утверждении типа;

- иметь метрологические характеристики, обеспечивающие измерения в требуемом диапазоне и требуемой точностью;

- установлены в точке, наиболее близкой к отбору проб сточных вод и характеризуемой минимальным воздействием на показания влияющих величин (температура окружающего воздуха и температура измеряемой сточной воды, давление измеряемой сточной воды в трубе и др.), например, в начале трубы (лотка), по которой идет сброс;

- рассчитаны на максимальное давление сточной воды в трубе;

- обладать виброустойчивостью, соответствующей характеристикам источника сброса;

- степень защиты от проникновения пыли, посторонних тел и воды должны соответствовать условиям применения (не ниже IP67 по ГОСТ 14254 [120]);

- наличие соответствующих выходных сигналов (аналоговых, цифровых) и интерфейса для подключения к АИС или ИС, если такие имеются на предприятии или планируется их установка;

- возможность монтажа и демонтажа для проведения регламентных работ и поверки;

- интервал между поверками не менее 4 лет;

- средний срок службы не менее 10 лет.

Измерительные компоненты - средства измерений расхода, температуры, давления, плотности должны соответствовать требованиям, указанным выше.

Вычислительные компоненты с программным обеспечением должны соответствовать следующим требованиям:

- внесены в ФИФ ОЕИ и иметь действующие свидетельства об утверждении типа;

- иметь метрологические характеристики, обеспечивающие преобразования и расчетные операции в соответствии с требованиями, установленными для АИС;

- иметь соответствующие выходные сигналы и интерфейс для передачи измерительной информации на верхний уровень АИС;

- должны функционировать в непрерывном режиме круглосуточно и соответствовать требованиям, предъявляемым к многокомпонентным, многоканальным, ремонтопригодным и восстанавливаемым системам;

- должно быть предусмотрено архивирование и ведение резервных копий баз данных и критического программного обеспечения для восстановления указанного программного обеспечения при фатальных отказах рабочих версий вычислительных компонентов.

Связующие компоненты (проводная линия связи, радиоканал, телефонная линия связи, переходные устройства) должны обеспечивать без искажений или с минимально возможными искажениями передачу сигналов, несущих информацию об измеряемой величине, между компонентами АИС.

Устройство серверное (верхний уровень) должно обеспечивать хранение измерительной информации в режиме реального времени.

Устройство синхронизации времени (верхний уровень) должно обеспечивать функционирование всех компонентов АИС в едином временном режиме.

Структурные элементы, входящие в состав АИС, должны соответствовать требованиям электромагнитной совместимости.

3.4.2.2.2. Требования к обработке измерительной информации ПЭК, к ее хранению и передаче

Основные требования к обработке измерительной информации в отечественной практике регламентирована ГОСТ Р 8.654 [133] и ГОСТ Р 8.839 [134], а в международной - ВЭЛМЭК - 7.2 [135]. Стандарт ГОСТ Р 8.596 [139] также содержит требования к обработке измерительной информации (программному обеспечению) АИС.

В соответствии с Федеральным законом от 26.06.2008 N 102-ФЗ [106] конструкция СИ должна обеспечивать ограничение доступа к определенным частям СИ (включая программное обеспечение - ПО) в целях предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства, которые могут привести к искажениям результатов измерений. При этом к ПО СИ, в соответствии с WELMEC [135] и OIML D 31 [136], должны предъявляться общие требования и требования, обусловленные исполнением ПО в соответствии с функциями и особенностями его применения.

Общие требования к ПО СИ включают в себя требования к документации, идентификации, структуре ПО, влиянию ПО на метрологические характеристики СИ и к защите ПО и данных.

Требования, обусловленные исполнением ПО в соответствии с функциями и особенностями, предусмотренными информационными технологиями, включают в себя требования к обновлению (загрузке) ПО, долговременному хранению данных и их передаче через сети коммуникации, а также к разделению ПО. Указанные требования предъявляются к ПО в том случае, если перечисленные информационные технологии используют.

Система должна предусматривать общие требования:

- однозначность идентификации ПО и номера версии ПО;

- отсутствие влияния через интерфейс связи;

- к обмену данным между частями ПО;

- к защите данных от преднамеренных и непреднамеренных изменений;

- к обновлению (загрузке) ПО;

- к хранению данных и их передаче через сети коммуникации;

- к разделению ПО;

а также ряд специфических требований:

- возможность введения в базу данных ПЭК дискретных результатов от неавтоматизированных средств измерений;

- возможности самотестирования, а также системы защиты от аварийных ситуаций;

- типы интерфейсов и выходные сигналы при построении системы ПЭК должны быть однозначно прописаны для возможности развернутой архитектуры отдельных боков ПЭК, что обеспечит возможность объединения и включения новых точек ПЭК в действующую региональную (всероссийскую) системы учета.

3.4.2.2.3. Требования к системе контроля получаемых результатов ПЭК

Государственные первичные и вторичные эталоны

Государственные первичные эталоны ГЭТ 176-2013 и ГЭТ 208-2014, а также вторичные эталоны ГВЭТ 176-1-2010, ГВЭТ 196-1-2012 являются не транспортируемыми. В связи с этим контроль получаемых результатов ПЭК с применением государственных первичных эталонов и вторичных эталонов может сводиться к сравнению показаний системы контроля ПЭК с аттестованными значениями стандартных образцов, которые прослеживаются к вышеуказанным первичным государственным эталонам. Данный контроль может осуществляться при поверке средств измерений, испытаний средств измерений и АИС в целях утверждения типа, а также при аттестации методик измерений.

Референтные методики (включая первичные)

Одним из эффективных способов контроля точности результатов измерений является контроль с применением РМИ (ПРМИ), значения показателя точности (характеристики погрешности, расширенной неопределенности) которой незначимы на фоне показателя точности контролируемой методики измерений. При этом, ПРМИ в соответствии с Приказом Минпромторга России от 15.12.2015 N 4091 [128] должны иметь наивысшую в стране точность измерений и должны быть реализованы у единственного исполнителя на одном комплекте оборудования. Для РМИ должна быть оценена правильность результатов измерений с использованием ПРМИ (при их наличии) или обеспечена прослеживаемость результатов измерений другим способом (например, с использованием ГСО, международнопризнанных артефактов). РМИ должны соответствовать своему назначению - оценка правильности результатов измерений, получаемых с использованием других методик измерений одних и тех же величин.

Исходя из изложенного, значения погрешности/неопределенности результатов измерений, получаемых по РМИ, должны быть незначимы на фоне значения погрешности/неопределенности результатов измерений, получаемых по контролируемой методике, и ими при проведении контроля точности и установлении нормативов контроля точности можно пренебречь. При реализации контроля сравнивают результаты измерений, получаемые по контролируемой методике и РМИ для идентичных проб. При этом необходимо обращать особое внимание на отбор проб из одного источника в одно определенное время, на порядок, сроки их хранения, консервацию (если она допустима). Целесообразно проводить измерения идентичных проб по разным методикам за небольшой промежуток времени, обеспечивая стабильность проб и их однородность. В этом случае эффективным способом проведения контроля является алгоритм контроля точности результатов измерений с применением СО (например, по РМГ 76 [137]), при этом вместо аттестованного значения СО принимают результат измерения, полученный по РМИ, норматив контроля принимают равным значению показателя точности результатов измерений для контролируемой методики.

Лаборатория, реализующая референтные методики, и требования к ней

К лабораториям, реализующим РМИ/ПРМИ, предъявляются особые требования. Реализуя РМИ, а тем более ПРМИ, лаборатория должна понимать, что обязана обеспечивать высокую точность результатов измерений. Результаты измерений, получаемые по таким методикам, в любой момент времени должны быть получены с погрешностью (неопределенностью), соответствующей приведенному в методике показателю точности, и обеспечивать получение результатов измерений с погрешностью/неопределенностью, которыми на фоне значений показателей точности других (рабочих) методик измерений можно пренебречь. Таким образом, лаборатория должна обеспечивать жесткую систему менеджмента качества, соответствовать всем требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025 [105], уметь оценить погрешность/неопределенность своих результатов измерений, обеспечивать прослеживаемость своих результатов измерений (для РМИ).

Такой подход позволяет использовать РМИ/ПРМИ для:

- оценки правильности результатов измерений при валидации, аттестации методик измерений, при внедрении методик в лаборатории;

- испытаний и характеризации СО;

- обеспечения арбитражных процедур;

- установления приписанных значений образцов для проведения межлабораторных сличительных испытаний (далее - МСИ);

- проведение контроля качества результатов измерений.

Все перечисленные процедуры позволяют обеспечить правильность, сопоставимость и прослеживаемость результатов измерений рабочих проб, контролируемых при ПЭК.

На основании изложенного и с учетом Приказа Минпромторга России от 15.12.2015 N 4091 [128] к лаборатории, применяющей РМИ/ПРМИ, могут быть предъявлены следующие требования. Лаборатория должна:

- соответствовать требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025;

- иметь опыт разработки и/или применения РМИ/ПРМИ, используемых для контроля результатов ПЭК, для РМИ должна быть подтверждена ее реализуемость в лаборатории с установленными при ее аттестации показателями точности;

- иметь процедуры и опыт оценивания бюджета неопределенности или составляющих структуры погрешности результатов измерений;

- демонстрировать прослеживаемость результатов измерений, полученных по РМИ, или иметь документальное подтверждение наивысшей точности результатов измерений в Российской Федерации для ПРМИ;

- иметь документированные политику и процедуры, связанные с предоставлением опорных значений величин, получаемых с использованием РМИ (ПРМИ), а также систему учета выполняемых работ;

- иметь сайт в сети Интернет, на котором предоставляется информация о деятельности с использованием РМИ (ПРМИ).

Стандартные образцы (при анализе сбросов)

При проведении измерений содержания веществ, компонентов в сточных, загрязненных водах в рамках ПЭК применяют, как правило, средства измерений (СИ), основанные на различных физических, физико-химических методах измерений. Определение концентрации компонентов, веществ в анализируемых объектах невозможно без предварительного проведения калибровки СИ (для анализаторов), градуировки СИ (универсального назначения), используемых при измерении концентрации нескольких компонентов в исследуемом объекте. Для калибровки, градуировки СИ используют стандартные образцы (СО), имеющие в качестве аттестованной характеристики величину, характеризующую содержание (массовую, молярную концентрацию или долю) компонента в растворе. Требования к СО, используемым, в том числе для метрологического обеспечения измерений производственного экологического контроля, приведены в законодательных, нормативных правовых актах Российской Федерации, распространяющихся на СО и документах по стандартизации. При ПЭК следует применять СО, удовлетворяющие следующим требованиям:

- использование СО утвержденных типов (ГСО), зарегистрированных в Государственном реестре СО утвержденных типов, сведения о которых приведены в ФИФ ОЕИ;

- СО должны соответствовать требованиям используемых при ПЭК методик (методов) измерений, методик калибровки, поверки СИ;

- аттестованная характеристика ГСО или раствора, приготовленного из ГСО и используемого при проведении измерений, должна совпадать с измеряемой величиной при ПЭК;

- значение аттестованной характеристики ГСО должно соответствовать диапазону измерений СИ, используемого при ПЭК, диапазону измерений методики (метода) измерений;

- срок годности применяемых ГСО должен быть действующим;

- для градуировки, калибровки СИ, используемых при определении концентрации конкретных веществ, компонентов в водах, могут быть использованы СО, представляющие собой растворы этих веществ, компонентов;

- для контроля правильности результатов измерений рекомендуется выбирать СО, матричный состав которых близок к матричному составу испытуемых объектов. В случае отсутствия соответствующих матричных СО могут быть использованы СО в виде растворов компонентов, веществ, определяемых при ПЭК, в рамках реализации "метода добавок", предусматривающего введение необходимого количества раствора СО в раствор исследуемого объекта, концентрация компонента(ов) в котором заранее установлена.

СО, используемые для метрологического обеспечения измерений при ПЭК, подлежат входному контролю (приемке) сразу после их получения, при котором проводится проверка:

- целостности упаковки экземпляра(ов) СО;

- наличия, целостности этикетки на экземпляре СО;

- наличия сопроводительного документа (паспорта) СО с указанием сведений по ГОСТ Р 8.691 [138], ГОСТ ISO Guide 31;

- соответствия СО (упаковки, материала (внешний вид, цвет) описанию, указанному в паспорте СО;

- срока годности СО;

- соответствия сведений, указанных в паспорте ГСО, описанию типа ГСО.

В случае отсутствия в стране необходимых для метрологического обеспечения ГСО рекомендуется провести мероприятия по их разработке, испытанию в целях утверждения типа, утверждению типа с учетом положений законодательных, нормативных правовых актов Российской Федерации, распространяющихся на СО, документов по стандартизации.

3.4.2.3.1. Создание АИС на конкретной точке учета в условиях эксплуатации

При создании АИС на конкретной точке сброса необходимо учитывать общие требования к АИС, а также особенности точки сброса.

АИС должна состоять из измерительных каналов, которые включают в себя измерительные компоненты (первичные измерительные преобразователи или датчики с нормированными метрологическими характеристиками) (нижний уровень АИС), измерительно-вычислительные комплексы с программным обеспечением (средний уровень АИС) и автоматизированное рабочее место оператора, при необходимости, показывающие приборы (верхний уровень АИС), и, наконец, возможности подключения программного обеспечения для обеспечения передачи измерительной информации далее по инфраструктуре ПЭК.

Типовое Техническое задание для создания АИС на конкретной точке учета (таблицы 3.6-3.10)

Таблица 3.6 - Общие данные

Таблица 3.7 - Проектирование нижнего уровня АИС (заполняется построчно только для подвергаемых контролю загрязняющих веществ)

___________________

     * Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.    

Таблица 3.8 - Проектирование нижнего уровня АИС (заполняется только для дополнительных измерений)

Таблица 3.9 - Характеристики АИС в части обработки и передачи информации (характеристики вычислительного компонента АИС - контроллерного оборудования)

Таблица 3.10 - Предоставляемая документация на АИС ПЭК

3.4.2.3.2. Особенности проведения испытаний в целях утверждения типа АИС

После проведения и опытного пуска АИС необходимо проведение испытаний в целях утверждения типа данной АИС в данной точке сброса.

При испытаниях оценивается, в том числе и влияние внешних условий, особенности конструкции, правильность обработки, передачи и хранения измерительной информации. Отличительной особенностью проведения испытаний в целях утверждения типа АИС является ее блочная структура.

Испытания в целях утверждении типа является одним из видов метрологического обеспечения измерительных систем (согласно пункту 4.4 ГОСТ Р 8.596 [139]).

Порядок проведения испытаний в целях утверждения типа Си и АИС изложен в Приказе Минпромторга России от 30.11.2009 г. N 1081 [123].

При проведении испытаний АИС важно определить условия эксплуатации (диапазон варьирования температуры, относительной влажности воздуха, окружающего давления) для каждого элемента ИК в зависимости от его места размещения. Для первичных измерительных преобразователей очень важно помимо внешних факторов определить влияющие факторы, которые приводят к появлению дополнительных погрешностей измерений, связанных со взаимодействием первичного измерительного преобразователя со сточной водой (длина кабеля, давление, температура сточной воды в магистрали и др.). На основе описаний типа, действующих свидетельств о поверке и эксплуатационной документации на первичные измерительные преобразователи утвержденных типов оценивают дополнительные погрешности и рассчитывают общую погрешность измерений в зависимости от конкретных условий эксплуатации.

Допускается проведение испытаний первичного измерительного преобразователя в рамках испытаний ИК АИС.

Погрешность измерений вторичной части и верхнего уровня АИС непосредственно проверяют при испытаниях путем задания с помощью эталонного калибратора соответствующих первичным преобразователям электрических сигналов.

Погрешность результатов измерений АИС для удельных показателей за заданный интервал времени при испытаниях оценивается расчетным путем на основе сведений о расходе и других влияющих величин.

Допускается проведение испытаний в целях утверждения типа, и, впоследствии, периодической поверки путем сравнения результатов, получаемых АИС и в аналитической лаборатории, имеющей подтверждение компетентности по ГОСТ ИСО/МЭК 17025 [105].

3.4.2.3.3. Контроль точности получаемых результатов

Для обеспечения качества результатов измерений при ПЭК в аналитической лаборатории планируют и организуют внутренний контроль качества результатов измерений. В соответствии с РМГ 76 [140]* система контроля качества результатов измерений состоит из двух элементов: оперативного контроля процедуры измерений и контроля стабильности результатов измерений.

________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: [137]. - Примечание изготовителя базы данных.

Алгоритмы оперативного контроля процедуры измерений чаще всего описывают в аттестованных методиках измерений, в этом случае они обязательны к исполнению. Алгоритмы контроля стабильности результатов измерений чаще всего не отражены в методиках измерений, так как они зависят от реализации процедуры измерений в конкретной лаборатории, частоты и стабильности проведения измерений.

При отсутствии в методиках измерений показателей состава сточных вод алгоритмов внутреннего контроля качества, алгоритмов оперативного контроля и/или алгоритмов контроля стабильности результатов измерений, могут быть выбраны алгоритмы контроля с применением СО, аттестованных смесей, метода добавок, метода разбавления, метода добавок совместно с методом разбавления, другой аттестованной методики измерений (далее - контрольной методики). В соответствии с РМГ 76 [137] контроль стабильности результатов измерений может быть реализован с применением контрольных карт, проверки подконтрольности процедуры выполнения измерений или выборочного статистического контроля. Описание алгоритмов оперативного контроля процедуры измерений и алгоритмов контроля стабильности результатов измерений и требования к их реализации приведены в РМГ 76 [137], ГОСТ Р ИСО 5725-6 [140]. В Руководстве по качеству (или в других документах системы качества) лаборатории, проводящей ПЭК, должны быть отражены порядок организации и используемые алгоритмы контроля качества результатов измерений. Должен быть назначен ответственный за организацию проведения внутреннего контроля.

Огромное значение при получении результатов ПЭК и их сопоставлении, разрешении спорных ситуаций при назначении штрафов за сверхнормативные сбросы играет обеспечение прослеживаемости результатов измерений. Для подтверждения прослеживаемости результатов измерений при реализации алгоритмов внутреннего контроля:

- в качестве образцов для контроля используют ГСО;

- аттестованные смеси, применяемые в качестве образцов для контроля, готовят на основе ГСО;

- при использовании метода добавок в качестве добавки также должны быть использованы ГСО или аттестованные смеси, приготовленные на основе ГСО;

- в качестве контрольной методики необходимо использовать РМИ (ПРМИ), если она внедрена в лаборатории или если есть хозяйственный договор о постоянном взаимодействии с лабораторией, владеющей РМИ, и есть возможность доставки ей образцов воды с сохранением стабильности и однородности проб. При отсутствии РМИ использование другой контрольной методики допустимо, если внутренний контроль качества получаемых по ней результатов измерений реализуют с применением ГСО.

Контроль качества результатов измерений при использовании АИС для ПЭК имеет свои особенности. В этом случае необходимо обращать внимание на следующее:

1. 1) если методика измерений в составе АИС предполагает построение градуировочной характеристики, при этом процедура измерений образцов для градуировки полностью совпадает с процедурой измерений отобранных проб, начиная с момента их отбора, то внутренний контроль качества может совпадать с процедурой контроля стабильности градуировочной характеристики (смотри, например, ГОСТ Р ИСО 11095 [141]). При этом для обеспечения прослеживаемости результатов измерений в качестве образцов для градуировки должны быть использованы ГСО (или аттестованные смеси, созданные на их основе) адекватные анализируемым пробам сточных вод;

2. 2) при использовании процедуры измерений, отличной, от отраженной в 1), должна быть предусмотрена возможность (желательно в автоматическом режиме) отбора параллельных с используемыми для проведения рабочих измерений контрольных проб, однородных с рабочими. В этом случае, для контроля используют другую аттестованную методику измерений.

Лаборатории, использующие методики измерений, не являющиеся составной частью АИС, для подтверждения качества своих результатов измерений, участвуют в МСИ, проводимых аккредитованными (признанными) провайдерами МСИ. Для методик измерений, являющихся составной частью АИС, МСИ организуют путем сличения результатов измерений, полученных с использованием АИС, с результатами измерений идентичной рабочей пробы (отобранной при отборе рабочих проб), полученными в другой лаборатории с использованием РМИ/ПРМИ.

N пп.	Измерения	Метрологические требования к измерениям
		диапазон измерений	предельно допустимая погрешность
Основные измерения состояния и загрязнения окружающей среды
1	Измерение концентрации органических и неорганических веществ:
1.1	В атмосферном воздухе для стойких органических загрязнителей, полиароматических углеводородов, летучих органических соединений, массовой, мг/м	от 10 до 10 мг/м	дельта= ±(25....72)%
	В атмосферном воздухе массовой, мг/м	от 10до 100 мг/м	дельта= ±(10....25)%
1.2	В промышленных выбросах в атмосферу массовой, мг/м (млн)	от 10 до 50000 мг/м (от 10 до 50000 млн)	дельта= ±(8....25)%
	Сопутствующие измерения состояния и загрязнения окружающей среды
1	Измерение массы вещества, г	от 10 до 10000 г	дельта= ±(1...5)%
2	Измерение объемы пробы, м	от 10 до 10 м	дельта= ±5%
3	Измерение времени, с	от 1 до 3 10 с	дельта= ±(2...10)%
4	Измерение температуры, °С
	атмосферный воздух	от минус 50 до 60°С	дельта= ±0,5%
	промышленные выбросы (сбросы), почвы	от минус 50 до 1300°С	дельта= ±(0,5... 10)% дельта±(0,3...5)°С
5	Измерение скорости газопылевых потоков V, м/с	от 1 до 100 м/с	дельта= ±(4...25)%
6	Измерение скорости воздушных потоков технических устройств V, м/с	от 0,1 до 25 м/с	дельта= ±(0,1...3) м/с
7	Измерение влажности атмосферного воздуха, %	от 10% до 98%	дельта ±(2...10)%
8	Измерение давления, кПа
	атмосферного воздуха	от 600 до 1100 гПа	дельта= ±0,3 гПа
	промышленные выбросы	от 40 до 110 кПа	дельта= ±(0,1...3) кПа при температуре от 0°С до 60°С; дельта= ±1 кПа при температуре от -20°С до 0°С

3.4.3.2.1 Обобщенный анализ парка средств измерений

В таблице 3.12 перечислены основные типы СИ, используемые в настоящее время для определения содержания загрязняющих (вредных) веществ в атмосферном воздухе и выбросах.

Таблица 3.12 - Типы средств измерений для контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов

Количество типов СИ для контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов, включенных в настоящее время в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, составляет (приблизительно):

- автоматические системы измерения загрязняющих (вредных) веществ в промышленных выбросах и в атмосферном воздухе (стационарные и мобильные) - 90 типов;

- газоанализаторы для измерения содержания загрязняющих (вредных) веществ в промышленных выбросах и в атмосферном воздухе (в том числе автоматические газоанализаторы для непрерывного контроля) - более 500 типов;

- анализаторы пыли для автоматического измерения массовой концентрации пыли в газоходах и дымовых трубах - 20 типов.

Из перечисленного выше оборудования около 50% составляют СИ зарубежного производства. Существующие типы газоаналитических СИ предназначены для контроля следующих веществ (таблица 3.13).

Общая информация о методах и СИ, использующихся в области измерений содержания загрязняющих (вредных) веществ в промышленных выбросах и в атмосферном воздухе представлена в Приложении Г.

Таблица 3.13 - Вещества, содержание которых в промышленных выбросах и в атмосферном воздухе определяется с помощью газоанализаторов

Результат измерения содержания загрязняющих (вредных) веществ в атмосферном воздухе и в промышленных выбросах выражается в единицах молярной (массовой, объемной) доли и/или массовой концентрации.

Все автоматические измерительные системы для проведения расчета массового выброса (г/с) и валового выброса (т/год) имеют измерительные каналы контроля параметров отходящих газов: температура, избыточное давление (разрежение), влажность, скорость (объемный расход).

Применяются следующие методы измерения молярной (массовой) доли (массовой концентрации) веществ, используемые в газоанализаторах различных типов (для непрерывных и периодических измерений) [143, 144]:

- спектрально-оптические (фотометрические, оптико-акустические, ИК-УФ-спектрометрические (в том числе лазерные), флуоресцентные, хемилюминесцентные и др.)

- электрохимические (потенциометрические, титриметрические и др.)

- с использованием полупроводниковых сенсоров.

Анализ недостатков существующих средств измерений для контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов

Основные недостатки используемого в настоящее время парка газоаналитических приборов для контроля загрязнений атмосферного воздуха и промышленных выбросов, следующие:

3.4.3.2.2 Обобщенный анализ методик измерений, применяемых для контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов

Данные по методикам (методам), использующимися для контроля атмосферного воздуха и выбросов в настоящее время находятся в следующих базах данных:

- методики, включенные в Федеральный фонд обеспечения единства измерений;

- методики, включенные в Реестр АО "НИИ Атмосфера";

- методики, включенные в Реестр ПНД Ф.

В настоящее время отсутствует единый информационный ресурс, содержащий полную информацию о существующих методиках измерений (МИ). Наиболее полная информация по МИ, используемым для контроля атмосферного воздуха и промышленных выбросов, представлена в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (ФИФ ОЕИ) - ФГУП "ВНИИМС"), а также в базах данных ФГБУ "Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия" (ФГБУ "ФЦАО", Росприроднадзор) - Реестр ПНД Ф и АО "НИИ Атмосфера". Эти три источника легли в основу проведенного анализа, рассмотренного ниже.

Полные сведения о МИ, использующимися для контроля атмосферного воздуха и выбросов, приведены в Приложении Е.

Следует отметить, что в ФИФ ОЕИ не всегда отражена полная информация о метрологических характеристиках (МХ), отвечающих той или иной методике измерений. Перечень МИ, включенных в Реестр ПНД Ф, содержит информацию только о диапазоне измерений. В ежегодном перечне методик измерений концентраций загрязняющих веществ в выбросах промышленных предприятий, публикуемом АО "НИИ Атмосфера", данные по МХ вообще отсутствуют. Согласно ФЗ-102 "Об обеспечении единства измерений" сведения об аттестованных МИ должны быть в ФИФ ОЕИ, поэтому данные по МИ из Реестра ПНД Ф и АО "НИИ Атмосферы" там частично перекрываются, однако, как упоминалось выше, информация представлена не полностью, что создает неудобство пользователям и увеличивает время поиска необходимой информации в других источниках.

Перечень определяемых компонентов

При мониторинге экологической обстановки существует три уровня проведения аналитических исследований при контроле загрязнения внешней среды. Первый - предусматривает применение портативных приборов, анализаторов или комплектов, определяющих общий уровень загрязнений или имеющих дискретную шкалу измерения конкретных загрязнителей (контроль, проводимый в полевых условиях при помощи портативных анализаторов - определение и обнаружение суммарного количества загрязнений или обнаружение и предварительное определение концентраций веществ). Второй - анализ, осуществляемый в полевых условиях более точными портативными приборами - газовыми или жидкостными хроматографами, рентгено-флуоресцентными анализаторами и т.д. (фактическая идентификация определение содержания присутствующих специфических веществ и их смесей в различных средах). Третий предусматривает лабораторные исследования. Лаборатории, в которых проводятся такие исследования, должны строго соблюдать нормативные документы, ГОСТы, методики измерений и другие предписанные процедуры или, в отдельных случаях, иметь разрешение соблюдать модифицированные процедуры.

В нашем случае речь идет о методиках измерений "третьего уровня" - основанных на косвенных измерениях, охватывающих всё то, что невозможно определить средствами измерений всех типов на основе прямых методов.

Анализ методик измерений по атмосферному воздуху и промышленным выбросам показал, что спектр определяемых веществ достаточно широк, начиная от простых компонентов (металлы и их соединения, оксиды и т.д.) и заканчивая сложными (метил-трет-амиловый эфир, полихлорированные дибензо-п-диоксины, дибензофураны и т.д.).

Перечень методов

Наибольшее распространение в данном случае получили хроматографические, спектрометрические (в том числе, гибридные, напр., хромато-масс-спектрометрические), титриметрические, фотометрические и некоторые другие методы.

В количественном выражении распределение МИ для определения содержания вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и технологических выбросах по основным методам характеризуется следующими данными:

- оптические (фотометрические) методы (около ~55% МИ);

- хроматографические методы (в основном, методы газовой хроматографии, а также методы хромато-масс-спектрометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии) (~20% МИ);

- спектральные (флуоресцентная спектрометрия, атомно-эмиссионная спектрометрия) (~15% МИ);

- электрохимические (титриметрические, потенциометрические) методы (~5% МИ);

- гравиметрические (~5% МИ).

При определении содержания вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и технологических выбросах в условиях периодических измерений в лабораторных условиях, необходимой стадией является стадия отбора проб и пробоподготовки. Погрешность результата измерений, возникающая на этой стадии вносит заметный вклад в общую (суммарную) погрешность и, в некоторых случаях, сравнима или превышает измерительную приборную погрешность.

В методиках измерений вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и технологических выбросах применяются следующие основные способы пробоотбора, связанные с использованием:

- сорбционных трубок (заполненных сорбентом, поглотительным раствором и т.д.);

- фторопластовых пакетов (мешков) с последующим их анализом на газоанализаторе;

- специальных газовых шприцев;

- пробоотборных зондов (например, пробоотборная установка с пробоотборной трубкой, установленной в газоходе);

- поглотительных растворов;

- методов внешней (на фильтры) или внутренней (в патроны с фильтрующим материалом) фильтрации с помощью аспирационного устройства (с последующим переводом в раствор).

Анализ метрологического обеспечения МИ

Требования к показателям точности измерений содержатся в Приказе N 425 от 07.12.2012 г. Министерства природных ресурсов и экологии РФ "Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и выполняемых при осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды, и обязательных метрологических требований к ним, в том числе показателей точности измерений".

Требования из Приказа N 425 к метрологическим характеристикам при измерении концентраций органических и неорганических веществ в атмосферном воздухе и промышленных выбросах с помощью МИ в основном удовлетворяют установленным требованиям по диапазонам измерений и предельно допустимым погрешностям.

Ниже представлена информация о метрологической прослеживаемости результатов, полученных по методикам измерений массовой концентрации загрязняющих веществ в промвыбросах.

Измерения, выполняемые по методикам, являются косвенными: в основе измерений лежит математическая модель с несколькими входными величинами. Метрологическая прослеживаемость результатов таких измерений может быть обеспечена двумя способам:

1. а) по выходной величине - массовой концентрации определяемого компонента - к государственному первичному эталону единиц молярной доли и массовой концентрации компонентов в газовых средах - ГЭТ 154);

2. б) по входным величинам - например, массе, объёмному расходу газа, массовой доли компонента в твёрдом веществе - к соответствующим государственным первичным эталонам единиц величин, а также к чистым химическим веществам, являющимися носителями исходной информации об определяемых компонентах.

В настоящее время для 160 веществ (приблизительно 40% от общего количества определяемых по аттестованным методикам загрязняющих веществ) обеспечивается метрологическая прослеживаемость к ГЭТ 154. Но подтверждена (документирована) эта прослеживаемость к эталону лишь для 40 веществ (10% от общего количества), при этом доля таких веществ постепенно возрастает. Этому способствует действующий в настоящее время порядок аттестации методик (методов) измерений [128].

При реализации метрологической прослеживаемости по способу б) и использовании информации о чистоте веществ встаёт вопрос о достоверности этой информации. Соответствующая неопределённость должна быть оценена при аттестации методики измерений и учтена при расчёте суммарной неопределённости измерений. Особую актуальность эта проблема имеет в тех случаях, когда определяемые вещества входят в "Перечень загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды" (утверждён Распоряжением Правительства РФ от 08.07.2015 N 1316-р; включает 153 индивидуальных вещества и 7 технических смесей).

Для решения этой проблемы необходимо:

3.4.3.4.1 Требования к структуре (содержанию) АИС

Структурно автоматическая информационно измерительная система должна содержать следующие элементы (см. рисунок 3.7):

1. 1. Система отбора, подготовки, и транспортировки пробы

2. 2. Измерители физических свойств среды

3. 3. Газоанализаторы без извлечения пробы (неэкстрактивные)

4. 4. Газоанализаторы с извлечением пробы (экстрактивные)

5. 5. Анализаторы пыли и воды

6. 6. Система сбора, обработки, архивирования, передачи данных

   Исключением может стать только пункт 5 (Анализаторы пыли и воды). Это связано с необязательным требованием измерения пыли на всех объектах и возможностью измерения воды газоанализаторами с извлечением пробы.

Рис.3.7 - Структура АИС

3.4.3.4.2 Требования к составным частям АИС

Автоматическая информационно измерительная система содержит следующие составные части:

1. 1. Пробоотборный зонд;

2. 2. Система транспортировки пробы;

3. 3. Система подготовки пробы;

4. 4. Газоанализаторы;

5. 5. Анализатор пыли;

6. 6. Средство измерения объемного расхода;

7. 7. Датчики температуры и давления;

8. 8. Система сбора, обработки, архивирования, передачи данных;

9. 9. Вспомогательное оборудование, обеспечивающее энергетическое и климатическое функционирование системы.

Пробоотборный зонд

Для обеспечения точности измерений, достоверности данных и надежности системы анализа при контроле дымовых газов требуется применение зонда отбора пробы. Трубка зонда помещается непосредственно в газоход. Зонд отбора пробы должен обеспечивать выполнение следующих функций:

- отбор пробы из газохода;

- первичная фильтрация пробы;

- поддержание температуры отбираемой пробы выше температуры конденсации;

- обратной продувки для автоматической очистки зонда азотом, воздухом или паром;

- подачи калибровочного газа для контроля функционирования и герметичности всей системы в целом.

В комплект зонда отбора пробы должны входить следующие элементы:

- фильтр механической очистки, помещается на конце пробоотборной трубки непосредственно в технологическом трубопроводе или дымоходе;

- обогреваемый фильтр с контролем температуры, находится в обогреваемом теплоизолированном шкафу зонда отбора пробы;

- клапаны переключения потоков для выбора режимов работы зонда: продувка, калибровка, измерение;

- ресивер для сжатого воздуха;

- клеммная коробка для подвода питания, подключения управляющих сигналов и датчика температуры.

Пробоотборный зонд должен иметь возможность конфигурирования под конкретную задачу т.е. возможность выбора фильтрующих элементов, клапанов и др. в зависимости от характеристик анализируемой пробы.

Материалы элементов пробоотборного зонда выбираются исходя из условий процесса и компонентного состава измеряемой пробы. Зонд изготавливают из коррозионностойкого материала. Как правило, рекомендуется применение нержавеющей стали, для всех элементов которые будут контактировать с пробой.

Не рекомендуется применение в системах отбора пробы разнородных материалов контактирующих друг с другом, это может привести к повышенной коррозии.

Отвод для установки пробоотборного зонда должен быть установлен под углом от 1° до 3° чтобы при конденсации компонентов дымового газа они стекали обратно в трубу. Отвод с фланцем необходимо теплоизолировать чтобы не допускать снижения температуры ниже точки конденсации.

Фильтры следует подогревать выше температур точек росы воды и кислоты.

Система транспортировки пробы

Линии транспортировки пробы должны быть изготовлены из коррозионно-стойких материалов, должны обеспечивать поддержание температуры выше образования кислотной точки росы и точки росы по воде. Обогрев пробы необходим для предотвращения потерь компонентов газа, растворимых в воде или кислотном конденсате. Для сокращения времени пребывания пробы газа в линии отбора пробы и сведению к минимуму вероятности физико-химических превращений пробы поток газа должен быть больше, необходимого для газоанализатора; в этом случае избыток газа сбрасывается через перепускной клапан, установленный на байпасе системы подготовки пробы.

Линии для транспортировки пробы от точки забора газа из трубы/газохода до системы подготовки пробы газоанализаторов должны удовлетворять следующим требованиям:

- исключение конденсации пробы ниже точки росы анализируемого газа. Конденсация газа может привести к смешиванию определяемых компонентов с водой и/или кислотой, и, как следствие, к недостоверному анализу. Также конденсация газов может служить причиной появления коррозии. Температура внутри импульсной линии должна быть минимум на 15°С выше температуры точки росы газа по воде и/или кислоте.

- по всей длине линия должна быть герметичной и иметь минимальное количество соединительной арматуры;

- исключение влияния погодных факторов на пробу;

- внешняя изоляция должна быть стойкой к ультрафиолетовому излучению и рассчитана на эксплуатацию при возможных максимальных отрицательных и положительных температурах в зависимости от региона установки;

- должна соблюдаться механическая защита импульсной линии от внешних воздействий;

- трубки для транспортировки пробы должны быть выполнены из коррозионно-стойких материалов (например PTFE или нержавеющая сталь);

- при больших длинах импульсной линии, необходимо осуществлять питание греющего кабеля с 2-х сторон данной линии;

- внутренний диаметр импульсной трубки должен быть не менее 4 мм (предпочтительно применение трубок с внутренним диаметром 4-8 мм), и обеспечивать необходимый расход пробы для газоанализатора с учетом требований по обновлению пробы;

- длина импульсной линии должна быть минимально возможной для обеспечения более быстрого отклика газоанализатора.

Система подготовки пробы

Система подготовки пробы должна обеспечивать стабильную подачу пробы газа на вход газоанализаторов и включает в себя фильтры грубой и тонкой очистки, побудители расхода, устройства охлаждения и осушения пробы. В системах без охлаждения и осушения пробы температура всех элементов подготовки пробы должна поддерживаться выше температуры точки росы.

Состав и параметры газовой пробы на входе в газоанализаторы должны соответствовать техническим требованиям, указанным в руководстве по эксплуатации.

Элементы системы подготовки пробы, напрямую контактирующие с измеряемой средой, должны исключать возможность конверсии или абсорбции измеряемых компонентов.

В качестве побудителей расхода газов могут использоваться эжекторы, мембранные и ротационные насосы. Для доставки пробы могут использоваться штатные побудители расхода, установленные непосредственно в газоанализаторах, при условии обеспечения требуемого расхода газов.

Газовая проба очищается в фильтрах грубой и тонкой очистки, от оставшихся твердых и сажистых частиц не очищенных в зонде отбора пробы.

Фильтр грубой очистки предназначается для удаления из газовой пробы твердых частиц размером более 10 мкм.

Фильтр тонкой очистки предназначается для удаления из газовой пробы твердых частиц размером более 5 мкм.

Во избежание конденсации водяных паров или при сжигании серосодержащих топлив, газовая проба должна подогреваться до температуры на 15°С выше температуры точки росы водяных паров или серной кислоты.

Для снижения вероятности физико-химических превращений пробы в линии транспортировки расход газа в линии может превышать требуемый для работы газоанализаторов. В этих случаях избыточный поток газа в системе подготовки пробы сбрасывается в окружающую среду. При этом должна быть исключена возможность присоса воздуха из окружающей среды в линию подачи пробы при возникновении нештатных режимов работы

Газоанализаторы

Газоанализаторы используемые в автоматических непрерывных системах контроля выбросов делятся на два типа:

- без извлечения пробы (неэкстрактивные);

- с извлечением пробы (экстрактивные).

Газоанализаторы без извлечения пробы являются стационарными измерительными устройствами устанавливаемые непосредственно на трубе или газоходе. Такие анализаторы, не предусматривают процедуру отбора, транспортировки, и подготовки проб за пределами трубы. Измерения осуществляются в плоскости поперечного сечения трубы или газохода, или в определенной внутренней точке трубы или газохода. Их применение обеспечивает наилучшие метрологические характеристики и полностью снимают вопрос возникновения дополнительных погрешностей, связанных с извлечением, транспортировкой, и изменениями пробы газа. Данные анализаторы обеспечивают бесперебойную работу и не подвержены факторам, оказывающих влияние на системы с отбором пробы, позволяют контролировать выбросы основных загрязняющих веществ, а также контроль кислорода и влажности дымовых газов. Недостатком подобных анализаторов является измерение одного или двух параметров, размещение оборудования на высоте, влияние повышенной вибрации и климатических факторов, сложности при обслуживании и калибровке.

Газоанализаторы с извлечением пробы являются стационарными измерительными устройствами, устанавливаемыми в непосредственной близости от трубы или газохода и связаны с ними линией транспортировки пробы. С помощью зонда, установленного на трубе или газоходе, отбирается проба и направляется через линию и систему пробоподготовки к анализатору.

Газоанализаторы с извлечением пробы делятся по принципу построения на две категории:

- измерение с охлаждением и осушкой пробы (холодный/сухой);

- измерение горячей и влажной пробы (горячий/влажный).

Основной проблемой использования подобных анализаторов является необходимость извлечения и транспортировки пробы без изменения концентраций компонентов и состава измеряемого газа. Второй проблемой являются процессы накопления в системе твердых частиц, влаги, и агрессивных кислот конденсата. Поэтому при построении системы с использованием газоанализаторов с извлечением пробы необходимо выбрать принцип построения (холодный/сухой или горячий/влажный), учитывая состав газа и список измеряемых компонентов.

Критериями выбора между холодный/сухой или горячий/влажный является присутствие воды и необходимость измерения агрессивных, и кислотообразующих веществ. Если газ влажный и требуется измерять NO и/или SO и/или NH, то нужно применять принцип горячий/влажный. Если газ сухой, то можно применять принцип холодный/сухой. Это связано с ограничениями принципа построения системы холодный/сухой:

- при транспортировке пробы к анализатору требуется охлаждение и отвод конденсата;

- при образовании конденсата возникают агрессивные кислоты (из SO - сернистая кислота, NO - азотистая кислота) и соли, что разрушает и забивает систему;

- в воде растворяется часть NO, SO, и NH и выводится в дренаж, что изменяет состав газа и приводит к недостоверным измерениям.

При построении системы на принципе горячий/влажный, проба обогревается на всем пути транспортировки и анализа. Это позволяет избежать изменений пробы и достоверно измерять все компоненты газа включая HCI, NH, HO, NO, NO, NO, CO, SO.

Системы контроля выбросов должны строиться на газоанализаторах использующие прямые непрерывные инструментальные измерения. Эти требования накладывают ограничения на использование аналитических методов с большим циклом измерений (хроматография), использование непрямых методов измерений (конверторов NO/NO, косвенных, и корреляционных).

Измерение объемного содержания воды во влажном газе производится прямыми методами - лазерной или дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии без извлечения пробы, или фотометрическим с извлечением пробы. Применение анализаторов относительной влажности с последующими пересчетами не допустимо.

Анализаторы пыли

Для непрерывного контроля содержания взвешенных частиц (пыли) в газовых потоках контроля применяются оптические приборы, основанные на светопоглощении или светопропускании лазерного излучения. Устройства монтируются непосредственно на источник выбросов без отбора пробы.

Применение трибоэлектрического метода измерения для контроля массовых выбросов пыли возможно, но необходимо учитывать помехи при оседании частиц пыли размером более 10 мкм, и влияние на точность измерения влажности измеряемого газа.

Средство измерения объемного расхода

Средства измерения объемного расхода должны измерять объемный расход газа в непрерывном режиме и обеспечивать измерение скорости газового потока в среднем диапазоне скоростей, в одной плоскости, для получения представительных значений скорости газа по всему диаметру трубы или сечению газохода. Этому требованию соответствуют ультразвуковые измерители скорости/объемного расхода.

Измерение расхода ультразвуковыми расходомерами позволяет обеспечить контроль скорости потока уходящих дымовых газов по всему сечению газохода и применяется на источниках выбросов, сечением от 2 до 14 м. Применение ультразвуковых расходомеров обеспечивает наилучшие параметры точности из всех применяемых методов контроля.

Применение метода перепада давления возможно при контроле расхода в относительно чистых потоках с низким содержанием взвешенных частиц (пыли), а также на газоходах малых диаметров до 2 м. Этот метод широко распространен при осуществлении периодического контроля. Применение корреляционного метода возможно только на газоходах малых диаметров до 2 м. Прибор устанавливается и измеряет скорости в пристеночном пространстве. Такой метод не позволяет измерять среднюю скорость потока во всем сечении и не учитывает неоднородности направлений и скоростей потока. Имеет самую большую погрешность.

Датчики температуры и давления

Температуру и давление следует измерять в тех же местах трубы (газохода) где измеряют скорость, влажность, пыль, и отбирают пробы для газоанализаторов. Основными требованиями к выбору средства измерения является диапазон температур и давлений, а также состав газовой среды.

Датчики температуры должны удовлетворять следующим требованиям:

- датчик должен устанавливаться через свой отдельный штуцер в непосредственной близости от точки измерения и/или точки отбора пробы;

- диапазон измерения датчиков должен быть выше ожидаемых минимальных и максимальных значений температуры газа;

- длина чувствительного элемента датчика должна быть выбрана с учетом толщины стенки дымохода/трубы, и должна быть погружена в измеряемую среду от стенки на длину не менее 0,2*L (где L - расстояние между противоположными стенками дымохода/трубы);

- при обслуживании и установке датчика, необходимо соблюдать все требования инструкции по эксплуатации и монтажу на данные датчик;

- при несоответствии минимальной температуры окружающей среды заявленной нижней температуре эксплуатации датчика, необходимо применение термозащитных кожухов или чехлов с обогревом (при необходимости).

Датчики давления должны удовлетворять следующим требованиям:

- необходимо применять датчики абсолютного давления;

- датчик должен устанавливаться через свой отдельный штуцер в непосредственной близости от точки измерения и/или точки отбора проб;

- диапазон измерения датчиков должен быть выше ожидаемых минимальных и максимальных значений давления газа;

- при обслуживании и установке датчика, необходимо соблюдать все требования инструкции по эксплуатации и монтажу на данные датчик;

- при несоответствии минимальной температуры окружающей среды заявленной нижней температуре эксплуатации датчика, необходимо применение термозащитных кожухов или чехлов с обогревом (при необходимости).

Система сбора, обработки, архивирования, передачи данных.

Система сбора, обработки, архивирования, передачи данных должна включать в себя: контроллер с блоками ввода-вывода и программное обеспечение.

Система должна выполнять следующие функции:

- автоматизации работы системы экологического мониторинга;

- сбор информации от измерительных приборов;

- обработка полученной информации;

- визуализация данных;

- формирование базы данных;

- формирование таблицы о превышении ПДК;

- формирование таблицы с аварийными сообщениями;

- визуализация информации по экологической обстановке контролируемого объекта;

- формирование аналитической информации по экологической обстановке за различные интервалы времени (сутки, месяц, квартал, год);

- хранение и архивация данных;

- передача данных.

Вспомогательное оборудование, обеспечивающее энергетическое и климатическое функционирование системы

К вспомогательному оборудованию, обеспечивающее энергетическое и климатическое функционирование системы, относятся:

1. 1) Шкаф для установки газоанализаторов экстрактивного типа, системы подготовки пробы, системы сбора, обработки, архивирования, передачи данных и т.п.

   Шкаф должен удовлетворять следующим требованиям:

   - шкаф должен обеспечивать необходимые климатические условия для стабильной работы оборудования и комфортные условия для работы обслуживающего персонала;

   - шкаф должен быть оборудован системой вентиляции, обогрева, освещения, кондиционирования воздуха, оповещения о пожаре (при необходимости) и оповещение о загазованности (при необходимости);

   - шкаф должен позволять проводить обслуживание системы в зимнее время года;

   - шкаф должен иметь замок для защиты от несанкционированного доступа;

   - шкаф, позволяющий обслуживать систему с закрытой изнутри дверью, должен быть оборудован внутренними ручками двери типа "антипаника";

   - в качестве обогрева шкафа необходимо применять электрические обогреватели со встроенными терморегуляторами.

2. 2) Шкаф для установки баллонов с поверочными газовыми смесями.

   Шкаф для баллонов должен удовлетворять следующим требованиям:

   - шкаф должен быть оборудован вентиляционными решетками;

   - шкаф должен иметь замок для защиты от несанкционированного доступа;

   - габариты шкафа подбираются в зависимости от количества баллонов.

3. 3) Шкаф с оборудованием с функцией автоматического ввода резерва (АВР).

   Оборудование шкафа АВР должно выполнять следующие функции:

   - переключение нагрузки на резервный источник питания при падении напряжения/отключения на рабочем вводе;

   - возврат на рабочий ввод при восстановлении на нем напряжения;

   - защита от перегрузок и коротких замыканий;

   - подача сигнала о включенном/выключенном состоянии рабочего/резервного ввода;

4. 4) Источник бесперебойного питания (ИБП).

ИБП должен выполнять следующие функции:

- поддержание требуемого уровня напряжения на основном оборудовании при переключениях с рабочего ввода на резервный;

- резервирование питания основного оборудования при отсутствии напряжения на рабочем и резервном вводе;

- сигнализация включённого состояния ИБП;

- контроль уровня заряда батарейных блоков ИБП.

3.4.3.4.3 Алгоритм выбора методов и средств измерений, обеспечивающих соблюдение метрологических требований к измерениям на основе АИС непрерывного контроля выбросов

Для выбора методов и средств измерений, типа газоанализаторов, принципа подготовки пробы, при построении автоматической информационно измерительной системы контроля выбросов необходимо оценить следующие факторы:

- характеристики объекта (тип производства, тип источника, тип технологического процесса, тип топлива, место установки);

- состав и характеристика измеряемой среды (компонентный состав газа, пыль, вода, температура, давление, скорость/расход);

- перечень параметров измерении (наименования контролируемых веществ).

Данная информация должна содержаться в Опросном листе и Техническом задании на систему контроля выбросов. Типовой опросный лист и типовое техническое задание приведены в Приложении К.

Выбор элементов АИС, методов измерений, типов средств измерений, способа отбора пробы определяются по следующему алгоритму:

- необходимо обеспечить измерение влажности при объемном содержании воды в измеряемой среде более 0,5%;

- необходимо обеспечить контроль запыленности при содержании взвешенных частиц (пыли) более 5 мг/м;

- необходимо использовать газоанализаторы с измерением горячей и влажной пробы (горячий/влажный) при объемном содержании воды в измеряемой среде более 5%, и необходимости измерения агрессивных, и кислотообразующих веществ (NO, SO, HS, HF);

- возможно использовать газоанализаторы с измерением охлажденной и осушенной пробы (холодный/сухой) при объемном содержании воды в измеряемой среде менее 5%;

- необходимо использовать ультразвуковые измерители скорости/объемного расхода на газоходах с диаметром (сечением) от 3 метров;

- возможно использовать другие типы измерителей скорости/объемного расхода на газоходах с диаметром (сечением) до 3 метров.

3.4.3.4.4 Требования к метрологическим характеристикам АИС

Ниже представлены основные показатели и метрологические характеристики АИС, состоящих из устройства отбора, транспортировки и подготовки пробы (ОТП), газоанализаторов, информационно-вычислительного комплекса (ИВК) для передачи информации в систему.

1 Поверка АИС с пробоотборной системой может проводиться непосредственно на объекте с помощью сухих многокомпонентных газовых смесей (СО утвержденного типа).

При этом, газовая смесь должна запускаться на вход соответствующего зонда.

2 Поверка АИС без пробоотборной системы должна проводиться путем демонтажа газоаналитических блоков в стационарных условиях АЛ с применением специализированной кюветы по сухим многокомпонентным газовым смесям (СО утвержденного типа).

3 Поверка анализаторов частиц АИС должна проводиться в стационарных условиях АЛ. Кроме того, т.к. анализаторы частиц АИС подвергаются обязательной калибровке на реальной среде по рельным* частицам (при установке АИС и при изменении технологических режимов) необходимо обеспечить:

  ___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

- проведение АЛ калибровки анализаторов частиц по референтной методике;

- оформление свидетельства о калибровке, как обязательного приложения к свидетельству о поверки, с указанием значения нового калибровочного коэффициента.

Калибровку должна проводить аккредитованная лаборатория в области единства измерений.

Поверка АИС (по каналам температуры, давления, скорости и влажности)

Поверка осуществляется комплектным или поэлементным методами.

Комплектная поверка проводится без демонтажа первичных измерительных преобразователей и информационного программно-аппаратного комплекса сбора, обработки и хранения данных, входящих в состав системы, при выполнении следующих условий:

- свободный доступ к измерительному каналу, непосредственно на месте установки;

- выполнение требований, приведенных в разделе "Условия поверки" методики поверки;

- наличие средств поверки, указанных в методики поверки.

При невозможности выполнения этих условий, проводится поэлементная поверка после демонтажа блоков в лабораторных условиях.

1 ГОСТ Р "Выбросы стационарных источников. Общие технические и метрологические требования к автоматическим информационно-измерительным системам непрерывного действия для контроля вредных веществ в выбросах промышленных предприятий";

2 ГОСТ Р "Выбросы стационарных источников. Общие технические и метрологические требования к измерению параметров газовых потоков (температура, давление, влажность, скорость потока газа);

3 ГОСТ Р "Выбросы стационарных источников. Общие технические и метрологические требования к средствам пробоотбора, транспортировки и подготовки проб для измерения содержания газовых компонентов и частиц АИС контроля вредных веществ в промышленных выбросах;

4 ГОСТ Р "Выбросы стационарных источников. Технические условия. Автоматические средства измерения на диоксиды серы, оксиды азота, оксида углерода, аммиак, хлористый водород, фториды";

5 ГОСТ Р "Выбросы стационарных источников. Технические условия. Автоматические средства измерения взвешенных веществ";

6 ГОСТ Р "Выбросы стационарных источников. Технические условия. Автоматические средства определения содержания элементной и окисленной ртути в выбросах промышленных предприятий";

7 ГОСТ Р "Выбросы стационарных источников. Определение массового (объемного) выброса загрязняющих веществ в отходящих газах";

8 ГОСТ Р "ГСИ. Метрологическое обеспечение автоматизированных информационных систем непрерывного действия для контроля вредных промышленных выбросов. Основные положения";

9 ГОСТ Р "ГСИ. Автоматизированные информационные системы непрерывного действия для контроля вредных промышленных выбросов. Методы и средства поверки";

10 ГОСТ Р "ГСИ. Автоматизированные информационные системы непрерывного действия для контроля вредных промышленных выбросов. Методы и средства испытаний";

11 ГОСТ Р "ГСИ. Автоматизированные информационные системы непрерывного действия для контроля вредных промышленных выбросов. Общие технические и метрологические требования".

     Раздел 4. Подготовка отчетности по результатам производственного экологического контроля

В настоящее время преобладающей в Российской Федерации формой экологической отчётности является подготовка статистических форм - 2-ТП (воздух) ("Сведения об охране атмосферного воздуха", 2-ТП (водхоз) ("Сведения об использовании воды"), 2-ТП (отходы) ("Сведения об образовании, использовании, обезвреживании, транспортировании и размещении отходов производства и потребления") и 4-ОС ("Сведения о текущих затратах на охрану окружающей среды и экологических платежах").

В соответствии со Ст.31.1 Федерального закона от 09 июля 2014 г. N 219-ФЗ [2] по мере перехода к нормированию по принципам НДТ программа производственного экологического контроля будет становиться неотъемлемой частью заявки на КЭР и утверждаться при выдаче такого разрешения.

В соответствии со Ст.67 Федерального закона от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ [1] юридические лица и индивидуальные предприниматели обязаны представлять в уполномоченный Правительством Российской Федерации федеральный орган исполнительной власти или орган исполнительной власти соответствующего субъекта РФ отчёт об организации и о результатах осуществления производственного экологического контроля. Требований относительно предоставления отчёта об организации и результатах осуществления ПЭК иным организациям указанная статья не содержит. Однако существует круг потенциальных пользователей, составляющих целевые аудитории для отчётов по ПЭК, включающий, в том числе, акционеров, потребителей продукции (в том числе, корпоративных, в рамках цепей поставок), общественные (экологические) организации и др.

Так, например, в соответствии с ГОСТ Р 56061-2014 [145] можно выделить следующие виды отчётности по результатам ПЭК:

- отчёты, представляемые руководству организации;

- результаты ПЭК, представляемые в соответствующий орган государственного экологического надзора;

- результаты ПЭК, предоставляемые населению и другим заинтересованным сторонам (в т.ч. на добровольной основе).

Наилучшая практика предполагает рассмотрение в этом контексте ряда обязательных условий и позиций (см. рис.4.1).

Рисунок 4.1 - Условия и этапы подготовки отчётности

Принципы НДТ предполагают, что организациям, готовящим отчёты, целесообразно учитывать, кем и для чего будет использоваться соответствующая информация. Это позволит им формировать свои отчёты таким образом, чтобы соответствующие заинтересованные стороны могли их применять по назначению. Такой подход с успехом применяют компании, распространяющие на добровольной основе результаты производственного экологического контроля (например, в части загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха в зоне влияния предприятий).

Обязанности по подготовке отчётности

Юридические лица и индивидуальные предприниматели, осуществляющие хозяйственную и (или) иную деятельность на объектах I, II и III категорий, разрабатывают и утверждают программу производственного экологического контроля, осуществляют производственный экологический контроль в соответствии с установленными требованиями, документируют информацию и хранят данные, полученные по результатам осуществления производственного экологического контроля (п.2 Ст.67 [2]).

Наилучшая практика в области подготовки и представления отчётности

Подготовка отчётности по ПЭК осуществляется в три стадии:

- сбор данных;

- обработка и интерпретация данных;

- представление результатов.

Сбор данных состоит в записи результатов основных измерений и получении фактов. Наилучшая практика сбора данных предполагает рассмотрение следующих вопросов:

- Графики представления отчётности: предписания в отношении того, каким образом, когда, кем и кому должны представляться данные, а также какие типы данных при этом допустимы (например, расчётные, измеряемые, оценочные). В графиках устанавливают требования в отношении факторов времени для отчётности, предоставления данных о конкретных точках ПЭК, а также формата представления результатов. Также здесь следует обратить внимание на требования в отношении установленных предельно допустимых величин, а также использования определенных единиц измерения и по стандартизации данных (например, к приведению к стандартным нормальным условиям по температуре и давлению).

________________

Например, в производстве стекла в государствах - членах Европейского Союза принято приводить данные о содержании загрязняющих веществ в отходящих газах к следующим условиям: температура 273 K, давление 1013 гПа, остаточное содержание кислорода - 8, 13 или 15%, указание этого параметра является обязательным требованием [BAT Conclusions for the Manufacture of Glass, 2012. URL: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/IS_LexUriServ.pdf].

- Формы предоставления (стандартные бланки), в которых также могут быть приведены используемые методы отбора проб и их анализа, а также факторы времени.

- Данные по неопределённостям (погрешностям) и ограничениям (например, сведения о пределах обнаружения, числе доступных проб).

- Данные о технологическом процессе: сведения о преобладающих операциях в рамках технологического процесса и/или экологических условиях (например, тип топлива, необходимый запас сырья, загрузка, температура технологического процесса, производственная нагрузка, очистное и средозащитное оборудование, погодные условия и т.д.).

Обработка и интерпретация данных включает организацию данных и их преобразование в информацию. Наилучшая практика обработки данных предполагает учёт следующих позиций:

- Передача данных и ведение баз данных: каким образом и когда должна осуществляться передача данных согласно установленным критериям и графикам (или по запросу).

________________

В соответствии со Ст.67 N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" данные, полученные с использованием автоматических средств измерений подлежат передаче в государственный фонд данных государственного экологического мониторинга. В настоящее время следует рассматривать вопрос хранения и архивирования данных ПЭК, полученных с использованием различных средств измерений, в том числе, для их последующей передачи в фонд данных государственного экологического мониторинга.

- Обработка данных обычно осуществляется поэтапно, в результате чего последние данные представляются в более подробном виде, а более ранние данные - в обобщенном виде.

- Результаты ниже предела обнаружения: подход к оценке этих значений должен быть разъяснён при представлении данных.

- Программное обеспечение и статистика: в отчёте могут быть приведены детали относительно программного обеспечения и статистических методов, используемых для анализа или обобщения данных.

- Архивирование: данные можно систематически архивировать в надёжном хранилище, что обеспечит оперативный доступ к учётным документам прошлых периодов.

Представление результатов - доведение информации до пользователей в ясной и удобной для применения форме. Наилучшая практика представления результатов ПЭК предполагает рассмотрение следующих позиций в соответствии с типом отчёта:

- содержание отчёта - чёткая постановка целей и задач ПЭК, результаты которого отражены в отчёте;

- пользователи отчёта и порядок распространения данных (в том числе различные мероприятия и информационные средства, такие как открытые (государственные) реестры, публикации, собрания, Интернет; при этом следует предусматривать возможности для обратной связи;

- сравнительный анализ: результаты ПЭК целесообразно представлять в определённом контексте, демонстрируя измерение показателей результативности по времени и в сопоставлении с другими объектами (предприятиями, отраслевыми показателями и пр., см. Рис.4.2, 4.3 и 4.4); для подготовки сравнительных данных можно использовать отраслевые обзоры, отчёты, а также международные справочные документы по НДТ и отечественные отраслевые справочники НДТ;

- статистическая значимость - в отчётах может быть указано, являются ли превышения предельных величин или их изменения значимыми в сравнении с неопределенностями (погрешностями) измерений и технологических параметров;

- распространение результатов - должно быть указано, кто несёт ответственность за распространение отчётов, кто и когда должен их получать, а также названо число необходимых копий.

Документация, содержащая сведения о результатах осуществления ПЭК, должна, как минимум, соответствовать требованиям Ст.67 [2] и включать информацию:

- о технологических процессах, технологиях, об оборудовании для производства продукции (товара), о выполненных работах, об оказанных услугах, о применяемых топливе, сырье и материалах, об образовании отходов производства и потребления;

- о фактических объёме или массе выбросов загрязняющих веществ, сбросов загрязняющих веществ, об уровнях физического воздействия и о методиках (методах) измерений;

- об обращении с отходами производства и потребления;

- о состоянии окружающей среды, местах отбора проб, методиках (методах) измерений.

Рисунок 4.2 - Вариант предоставления отчётности ПАО "Газпром", демонстрирующей изменение показателей экологической результативности во времени

Рисунок 4.3 - Вариант предоставления отчётности ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга", демонстрирующей изменение показателей экологической результативности во времени

Рисунок 4.4 - Среднее удельное энергопотребление 93 предприятий по производству аммиака в 2008 году и динамика энергопотребления в отрасли

Обеспечение качества

Для того чтобы данные, содержащиеся в отчётах, могли использоваться в процессе принятия решений, они должны быть доступными и корректными. В целях подготовки доступных и качественных отчётов ответственным лицам, представляющим данные и составляющим отчёты, необходимо заранее рассмотреть следующие позиции.

Цели в области качества и соответствующие проверки. Следует установить цели в области качества в области технического уровня и доступности отчётов с последующей проверкой степени достижения этих целей и показателей. Проверки могут проводиться силами внутренних или сторонних экспертов, могут включать сертификацию в рамках системы менеджмента качества, системы экологического менеджмента или подтверждаться при аудите отчётности предприятия (например, открытой отчётности в области устойчивого развития).

- Компетентность. Отчёты должны составлять компетентные и опытные специалисты, развивающие и поддерживающие свои навыки на должном уровне через повышение квалификации и участие в различных инициативах в области качества, например, в рабочих совещаниях и сертификационных программах.

- Ясность. Информация должна публиковаться в форме, понятной и доступной для заинтересованных сторон, использующих отчёт.

- Точность. Информация, представленная в отчёте, должна быть достаточно точной и подробной для того, чтобы заинтересованные стороны могли оценить экологическую результативность организации, подготовившей отчёт. Характеристики, определяющие точность информации, зависят от её характера и пользователей.

- Надёжность. Информация и процессы, использованные при подготовке отчётности, должны быть собраны, документированы, составлены, проанализированы и раскрыты таким образом, который допускает изучение и обеспечивает качество и существенность информации.

- Своевременность. Отчётность осуществляется на основе регулярного графика; информация должна быть подготовлена, и доступ к ней должен быть обеспечен своевременно, так что заинтересованные стороны могут принимать информированные решения.

- Специальные механизмы на случай непредвиденных обстоятельств. На этот случай предприятия должны предусмотреть механизмы передачи оперативных сообщений о нештатных ситуациях, неполадках, включая поломки/отказы автоматических средств измерения и учёта объема или массы выбросов ЗВ, сбросов ЗВ и концентрации ЗВ, а также технических средств фиксации и передачи информации об объёме и (или) о массе выбросов ЗВ, сбросов ЗВ и о концентрации ЗВ.

- Системы визирования. Необходимо, чтобы специально назначенное лицо несло ответственность за аутентичность и качество информации, содержащейся в каждом отчёте, используя для подтверждения систему визирования с использованием обычной или электронной подписи.

- Сохранение данных: предприятие-природопользователь должно сохранять основные данные ПЭК и отчёты в течение периодов, подлежащих согласованию с официально уполномоченным органом, и представлять их последнему по его запросу.

- Фальсификация данных. Специально уполномоченные органы должны определить порядок действий в случае фальсификации результатов ПЭК, содержащихся в отчётах - эти действия могут включать внеплановую инспекционную проверку и соответствующие санкции.

Принципы открытой отчётности в области устойчивого развития

Несмотря на то, что отчётность по результатам производственного экологического контроля является обязательной, постоянно расширяющийся круг сторон, заинтересованных в получении доступа к экологической информации, и рост числа российских организаций, которые готовят и выпускают отчётность в области устойчивого развития, свидетельствуют о том, что в самое ближайшее время наилучшей практикой подготовки отчётов по результатам ПЭК может стать учёт принципов, сформулированных Глобальной инициативой по отчётности [146].

Рассмотрим основные из этих принципов, придерживаться которых можно рекомендовать организациям (в том числе, объектам I категории), принимающим решение о подготовке и распространении открытой отчётности (в том числе, по результатам производственного экологического контроля).

Взаимодействие с заинтересованными сторонами

Организации, готовящей отчёт, рекомендуется выявить стороны, заинтересованные в её деятельности, и пояснить в отчёте, каким образом их разумные ожидания и интересы были учтены при подготовке отчёта. Заинтересованными сторонами являются как те, кто вносит свой вклад в организацию (например, сотрудники, акционеры и поставщики), так и те, кто имеет к ней другое отношение (например, уязвимые слои местного населения, группы гражданского общества). Разумные ожидания и интересы заинтересованных сторон являются ключевым моментом для многих решений, принимаемых при подготовке отчёта.

В определённой степени этот принцип уже описан выше в настоящем разделе: организации, обеспечивающие в настоящее время доступ к сведениям, полученным в ходе ПЭК, в реальном режиме времени, принимали решение о содержании и формате информации, взаимодействуя с заинтересованными сторонами (рис.4.5).

Рисунок 4.5 - Экоинформер, отражающий результаты производственного экологического контроля АО "Газпромнефть-МНПЗ"

Контекст устойчивого развития

Рекомендуется представлять результаты деятельности организации в широком контексте - контексте устойчивого развития. Публикации одной только информации о тенденциях изменения результатов деятельности отдельного предприятия может быть недостаточно для ответа на этот основной вопрос. Поэтому составителям отчётов рекомендуется найти способы представления результатов деятельности в связи с более широкими понятиями устойчивости. Это подразумевает, в частности, рассмотрение результатов деятельности организации в контексте требований и ограничений, связанных с использованием природных ресурсов на отраслевом, местном, региональном и глобальном уровнях.

В части ПЭК речь идёт об экологической составляющей отчёта. Ряд предприятий, отнесённых к I категории, уже выпускает отчёты об устойчивом развитии, и сведения об экологической результативности представляют собой составную часть таких отчётов. Последнее предложение предыдущего абзаца можно интерпретировать как рекомендацию представлять результаты ПЭК в сопоставлении с условиями комплексного экологического разрешения. Такой подход соответствует международной практике.

Существенность

Отчёт должен охватывать аспекты, которые отражают существенные воздействия организации на экономику, окружающую среду и общество или оказывают существенное влияние на оценки и решения заинтересованных сторон.

В контексте ПЭК значимыми для отражения в отчёте являются те показатели, которые могут обоснованно считаться важными для отражения воздействий организации на окружающую среду и здоровье населения. Существенность представляет собой порог, при превышении которого вопрос или показатель становится достаточно важным для включения в отчёт. Все маркерные показатели, определённые в соответствующих справочниках НДТ, следует относить к существенным. Оценить существенность других показателей можно, в том числе, в процессе взаимодействия с заинтересованными сторонами.

Полнота

В отчёте охват существенных тем и показателей, а также границы отчётности рекомендуется выбирать так, чтобы отразить существенное воздействие (прежде всего - на окружающую среду) и дать заинтересованным сторонам возможность оценить результаты деятельности организации за отчётный период. Прежде всего, полнота включает три основных измерения - сферу охвата, границы и временные рамки отчётности. Понятие полноты может также применяться в отношении методов сбора информации, а также к тому, насколько представление информации адекватно с точки зрения предполагаемых пользователей отчёта.

     Раздел 5 Принятие экологически значимых решений с учётом результатов эксплуатации автоматизированных систем локального экологического мониторинга промышленных выбросов (на примере г.Москвы)