Особенности мониторинга состояния окружающей среды в замкнутом пространстве

Мониторинг состояния окружающей среды в замкнутом пространстве это система мероприятий и средств, обеспечивающих в герметической кабине /космический корабль. подводная лодка,самолет/ поддержания искусственной газовой среды /воздуха/ с оптимальными физическими параметрами / давление,температура,влажность,скорость движения и химическим составом. Так в космическом корабле, который является закрытой системой, происходит круговорот основных элементов и веществ: кислорода О, углекислого газа СО с воспроизводством пищевых продуктов на борту, регенерации воды, получения кислорода на основе фотосинтеза и электролиза воды и утилизацией отходов жизнедеятельности человека и биокомплекса.

Теоретически замкнутую сбалансированную систему можно построить в соответствии со следующим уравнением:

Электролиз:

6Н О электрическая энергия 6Н + 3О

Биосинтез, осуществляемый водородными бактериями:

6Н + 2О +СО получаем СН О + 5Н О

Дыхание человека:

СН О+О получаем СО +Н О

Преимущество такой системы - низкая массв и небольшая потребность в энергии.

Основными структурными блоками автоматических систем мониторинга окружающей среды замкнутого пространства в настоящее время являются:

- датчики параметров окружающей среды температуры,состава воды, солнечной радиации,концентраций основных загрязнений воздуха,

- датчики биологических параметров - регенерации воды и воздуха,минерализации отходов,

- автономное электропитание на основе аккумуляторов и солнечных батарей,

- системы спутниковой связи,

- современная вычислительная техника,

- программное обеспечение ЭВМ

Данная система мониторинга позволяет обеспечить нормальные условия для работы экипажа в замкнутом пространстве.

В настоящее время процесс миниатюризации электронных схем дошел до молекулярного уровня, делая реальным полностью автоматизированные, со всеобъемлющим программным обеспечением, сложные многоцелевые и в то же время компактные, полностью автономные системы слежения за качеством окружающей среды в замкнутом пространстве.

Экологические принципы, лежащие в основе конструирования,изготовления и эксплуатации ЛА.

Самолет, как и любая система, использующая энергию окисления углеводородного топлива, выбрасывает в атмосферу продукты этого процесса, которые изменяют естественный состав атмосферы и поэтому могут рассматриваться как и загрязнители.Следовательно, авиация, несомненно, - источник загрязнения атмосферы, и вопрос заключается лишь в том, насколько эти загрязнения значительны.

В авиации применяется два вида нефтяного топлива - керосин и бензин несколько отличающиеся по составу продукты сгорания.Основное отличие состоит в том, что этилированный бензин используемый на самолетах с поршневыми двигателями, дает в отработавших газах свинец, являющийся одним из нежелательных компонентов загрязнения воздушной среды.

Роль самолетов с поршневыми двигателями в современной авиации незначительна и постоянно уменьшается.Поэтому целесообразно ограничить рассмотрение загрязнителей воздуха авиационного происхождения только продуктов горения керосина.

Продукта горения керосина, помимо не относимых к загрязнителям двуокиси углерода, паров воды, азота, а также некоторых других естественных компонентов атмосферного воздуха, содержат окись углерода, различные углеводороды(метан CH4, ацетилен C2H6 этан C2H4, пропан C3H8, бензол C6H6 толуол C6H5CH3 и др.), альдегиды (формальдегид HCHO, акролеин СH2=CH-CHO, уксусный альдегид CH3CHO и др.),окислы азота (в оснавном NO и NO2), окислы серы, твердые частицы (например, частицы сажи, создающие дымный шлейф за соплом двигателя) и ряд других составляющих, образующихся в незначительнвх количествах из имеющихся в керосине примесей.Самолеты выбрасывают в атмосферу и исходное топливо.Это роисходит не только в аварийных ситуациях, но и входе нормальной эксплуатации при продувке или опоражнении дренажных емкостей, после неудачного запуска двигателя перед началом полета и после выключения двигателя по окончании полета.

Уровни содержания в атмосферном воздухе различных вредных веществ регламентируется специальным общероссийским и нормами-ПДК. ПДК некоторых вредных компанентов, содержащихся в отработавших газах авиадвигателей, приведены в табл.2.В аналогичных иностранных нормах можно встретить некоторые другие интересные компоненты.Так стандартыми США допустимый уровень концентрации углеводородов (суммарно) устаногвлен равным 0,16 мг/м (в пересчете на эквивалентное количество метана).С другой стороны, такие компаненты углеводородного ряда, как бензпирен или пары исходного топлива (бензин), в нормы других стран, как правило, не включают.

В авиации нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ) устанавливаются в настоящие время на четыре вредных компонента: окись углерода (CO|), несгоревшие углеводороды (СnHm), окислы азота (NОx), частицы сажи (дым).Кроме того, запрещается преднамеренный выброс в атмосферу топлива.

Таблица 2