RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2401610.22363/2313-2310-2019-27-4-337-352Environmetal defenceЗащита окружающей средыResearch ArticleObtaining and using data of operational monitoring of atmospheric airПолучение и использование данных оперативного мониторинга атмосферного воздухаKulakovaEkaterina S.КулаковаЕкатерина Сергеевна

Assistant of the Department of Automated Information and Technological Systems

ассистент кафедры «Автоматизированные информационные и технологические системы»

Kulakova87@list.ruSafarovAyrat M.СафаровАйрат Муратович

Dr.Sci. in Engineering Science, Professor of the Department of Applied Ecology

доктор технических наук, профессор кафедры «Прикладная экология»

safa-rov_a_m@mail.ruNasyrovaLiliya A.НасыроваЛилия Алсыновна

Ph.D in Engineering Science, Associate Professor of the Department of Applied Ecology

кандидат технических наук, доцент кафедры «Прикладная экология»

lilian_74@mail.ruMizgirevDmitry S.МизгиревДмитрий Сергеевич

Ph.D in Engineering Science, Professor, Department of Hoistingand-Transport Machines and Machine Repair

доктор технических наук, профессор кафедры подъемнотранспортных машин и машиноремонта

mizgirevds@yandex.ruUfa State Petroleum Technical UniversityУфимский государственный нефтяной технический университетVolga State University of Water TransportВолжский государственный университет водного транспорта15122019274VOL 27, NO4 (2019)ТОМ 27, №4 (2019)33735219062020Copyright ©; 2019, Kulakova E.S., Safarov A.M., Nasyrova L.A., Mizgirev D.S.Copyright ©; 2019, Кулакова Е.С., Сафаров А.М., Насырова Л.А., Мизгирев Д.С.2019Kulakova E.S., Safarov A.M., Nasyrova L.A., Mizgirev D.S.Кулакова Е.С., Сафаров А.М., Насырова Л.А., Мизгирев Д.С.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/24016

In order to control the chemical composition of atmospheric air in cities located in the zone of influence of petrochemical enterprises, automatic atmospheric air monitoring stations (ASKAV) are installed. For the effective use of experimental data, the authors of the article developed a data collection system with ASKAV, in which the air control in residential quarters and the gas mixture at the source of organized emissions are synchronized. The analysis of data on the concentration of pollutants in the atmospheric air of the Sterlitamak obtained from ASKAV, on the basis of which a list of marker substances for enterprises of the city was compiled. Priority sources of air pollution with marker substances during a different wind regime were identified. The authors developed models for changing the concentration of marker substances in the air using the method of factor regression. Based on the results of the cross-correlation function, the time of movement of the contaminated gas cloud from the source of emission to the residential area of the city is obtained. Conclusions are made about the effectiveness of the developed air monitoring system and the field of application of the acquired models.

С целью контроля химического состава атмосферного воздуха в городах, расположенных в зоне влияния нефтехимических предприятий, устанавливаются автоматические станции контроля атмосферного воздуха (АСКАВ). Для эффективного использования экспериментальных данных авторами статьи разработана система сбора данных с АСКАВ, в которой синхронизованы контроль воздуха в жилых кварталах и газовой смеси на источнике организованного выброса. Проведен анализ данных концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе Стерлитамака, полученных с АСКАВ, на основе которых составлен перечень маркерных веществ для предприятий города. Определены приоритетные источники загрязнения воздуха маркерными веществами в период различного ветрового режима. Разработаны модели изменения концентрации маркерных веществ в воздухе с помощью метода факторной регрессии. На основе результатов кросскорреляционной функции получено время перемещения загрязненного газового облака от источника выброса до жилой зоны города. Сделаны выводы об эффективности разработанной системе мониторинга атмосферного воздуха и области применения полученных моделей.

atmospheric airmarker substancestime seriesfactor regressionautomatic station for monitoring atmospheric airатмосферный воздухмаркерные веществавременной рядфакторная регрессияавтоматическая станция контроля атмосферного воздухаSafarova VI. Sposob kontrolya zagryazneniya atmosfernogo vozdukha. Pat. 2498359 Ros. Federatsiya. 2012129628/28; zayavl.12.07.2012; opubl.10.11.2013. Byul. No. 31. Available from: http://www.freepatent.ru/images/patents/495/2498359/patent-2498359.pdf (accessed: 13.05.2014).Пат. 2498359 Рос. Федерация. 2012129628/28. Способ контроля загрязнения атмосферного воздуха / Сафарова В.И.; заявл. 12.07.2012; опубл. 10.11.2013. Бюл. № 31 7 с. URL: http://www.freepatent.ru/images/patents/495/2498359/patent-2498359.pdf (дата обращения: 13.05.2014).Baladurin BA, Shaposhnikov SV, Dzneladze EE. Vnedrenie system kontrolya avarii I opoveshcheniya na khimicheskiopasnykh ob"ektakh g. Moskvy. Tekhnologii technosfernoi bezopasnosti. 2007;1(11):10.Баладурин Б.А., Шапошников С.В., Дзнеладзе Э.Э. Внедрение систем контроля аварий и оповещения на химически опасных объектах г. Москвы // Технологии техносферной безопасности. 2007. № 1 (11). С. 10.Gizatullin AR. Metodologiya monitoring sostoyaniya okruzhayushchei sredy s primeneniem avtomatizirovannykh stantsii kontrolya atmosfernogo vozdukha. Rossiiskii zhurnal prikladnoi ekologii. 2016;1(5):38–41.Гизатуллин А.Р. Методология мониторинга состояния окружающей среды с применением автоматизированных станций контроля атмосферного воздуха // Российский журнал прикладной экологии. 2016. № 1 (5). С. 38-41.Sereseva OV, Raputa VF, Yaroslavtseva TV, Medvyatskaya AM, Glotov PV. Analiz dannykh setevykh nablyudenii submikronnykh aerozolei v atmosfernom vozdukhe g. Novosibirska. Interekspo Geo-Sibir'. 2018;2(4):37–47.Сересева О.В., Рапута В.Ф., Ярославцева Т.В., Медвяцкая А.М., Глотов П.В. Анализ данных сетевых наблюдений субмикронных аэрозолей в атмосферном воздухе г. Новосибирска // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2018. Т. 2. № 4. С. 37-47.Volkodaeva MV, Kiselev AV. O razvitii sistemy ekologicheskogo monitoringa kachestva atmosfernogo vozdukha. Zapiski Gornogo instituta. 2017;227:589–596.Волкодаева М.В., Киселев А.В. О развитии системы экологического мониторинга качества атмосферного воздуха // Записки Горного института. 2017. Т. 227. С. 589-596.Safarov AM, Konopleva SN, Safarova AM. Razrabotka podkhodov k organizatsii monitoring kachestva atmosfernogo vozdukha (na primere Respubliki Bashkortostan). Zhurnal ekologii i promyshlennoi bezopasnosti. 2012;(3–4):115–116.Сафаров А.М., Коноплева С.Н., Сафарова А.М. Разработка подходов к организации мониторинга качества атмосферного воздуха (на примере Республики Башкортостан) // Журнал экологии и промышленной безопасности, 2012. № 3-4. С. 115-116.Safarov AM, Konopleva SN, Isachkina LYa, Safarova VI. Obespechenie ekologicheskogo monitoring kachestva vozdushnogo basseina Respubliki Bashkortostan. Neftegazovoe delo. 2013;(4):436–447. Available from: http://www.ogbus.ru/authors/SafarovAM/ SafarovAM_4.pdf (accessed: 03.05.2014).Сафаров А.М., Коноплева С.Н., Исачкина Л.Я., Сафарова В.И. Обеспечение экологического мониторинга качества воздушного бассейна Республики Башкортостан // Нефтегазовое дело. 2013. № 4. С. 436-447. URL: http://www.ogbus.ru/ authors/SafarovAM/SafarovAM_4.pdf (дата обращения: 03.05.2014).Afanas'eva ES, Safarov AM, Shaidulina GF. Postroenie modelei izmeneniya kontsentratsii veshchestv v atmosfernom vozdukhe (na primere g. Sterlitamaka). Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Povolzhskii region. Estestvennye nauki. Penza; 2018. p. 54–56.Афанасьева Е.С., Сафаров А.М., Шайдулина Г.Ф. Построение моделей изменения концентрации веществ в атмосферном воздухе (на примере г. Стерлитамака) // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. Пенза, 2018. С. 54-56.Afanas'eva ES, Safarov AM, Safarova VI, Shaidulina GF. Matematicheskaya otsenka izmeneniya kontsentratsii zagryaznyayushchikh veshchestv v atmosfernom vozdukhe v usloviyakh vliyaniya neftekhimicheskikh predpriyatii. Ekologiya urbanizirovannykh territorii. 2014;(4):40–45.Афанасьева Е.С., Сафаров А.М., Сафарова В.И., Шайдулина Г.Ф. Математическая оценка изменения концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в условиях влияния нефтехимических предприятий // Экология урбанизированных территорий. 2014. № 4. С. 40-45.Shekhovtsov AA. Analiz dannykh dlya razrabotki ekologicheskikh pokazatelei, svyazannykh s sostoyaniem atmosfernogo vozdukha ivozdeistviem antropogennykh istochnikov zagryazneniya. Okhrana okruzhayushchei sredy i prirodopol'zovanie. 2013;(1): 12–22.Шеховцов А.А. Анализ данных для разработки экологических показателей, связанных с состоянием атмосферного воздуха и воздействием антропогенных источников загрязнения // Охрана окружающей среды и природопользование. 2013. № 1. С. 12-22.Asfandiarova LR, Panchenko AA, Yamlikhanova EA, Yunusova GV. Environmental analysis of contaminants in the air basin of an industrial city (the case of nitrogen oxides in Sterlitamak, Bashkortostan). Tyumen State University Herald. 2013;(12):152–157.Asfandiarova L.R., Panchenko A.A., Yamlikhanova E.A., Yunusova G.V. Environmental analysis of contaminants in the air basin of an industrial city (the case of nitrogen oxides in Sterlitamak, Bashkortostan) // Tyumen State University Herald. 2013. No. 12. Pp. 152-157.Asfandiyarova LR, Daminev RR, Vasil'ev AV, Panchenko AA, Yunusova GV. Analiz vybrosov v vozdushnuyu sredu v usloviyakh gorodskikh territorii na primere Respubliki Bashkortostan i Samarskoi oblasti. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. 2016;18(5–3):512–519.Асфандиярова Л.Р., Даминев Р.Р., Васильев А.В., Панченко А.А., Юнусова Г.В. Анализ выбросов в воздушную среду в условиях городских территорий на примере Республики Башкортостан и Самарской области // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 5-3. С. 512-519.Bikbulatov IKh, Asfandiyarova LR, Panchenko AA, Yunusova GV, Yamlikhanova EA. Opredelenie perechnya zagryaznyayushchikh veshchestv dlya postoyannogo kontrolya ikh soderzhaniya v atmosfernom vozdukhe g. Sterlitamak. Bashkirskii khimicheskii zhurnal. 2013;20(4):79–82.Бикбулатов И.Х., Асфандиярова Л.Р., Панченко А.А., Юнусова Г.В., Ямлиханова Е.А. Определение перечня загрязняющих веществ для постоянного контроля их содержания в атмосферном воздухе г. Стерлитамак // Башкирский химический журнал. 2013. Т. 20. № 4. С. 79-82.Elbir T, Kara M, Bayram A, Altiok H, Dumanoglu Y. Comparison of predicted and observed PM10 concentrations in several urban street Canyons. Air Quality, Atmosphere and Health. 2011;4(2):121–131.Elbir T., Kara M., Bayram A., Altiok H., Dumanoglu Y. Comparison of predicted and observed PM10 concentrations in several urban street Canyons // Air Quality, Atmosphere and Health. 2011. Vol. 4. No. 2. Pp. 121-131.Nomura S, Mukai H, Terao Y, Machida T, Nojiri Y. Six years of atmospheric CO2 observations at Mt. Fuji recorded with a battery-powered measurement system. Atmospheric Measurement Techniques. 2017;10(2):667–680.Nomura S., Mukai H., Terao Y., Machida T., Nojiri Y. Six years of atmospheric CO2 observations at Mt. Fuji recorded with a battery-powered measurement system // Atmospheric Measurement Techniques. 2017. Vol. 10. No. 2. Pp. 667-680.Yazidi AE, Ramonet M, Ciais P, Broquet G, Pison I, Abbaris A, Delmotte M, Hazan L, Kachroudi N, Rivier L, Brunner D, Conil S, Gheusi F, Guerin F, Serça D, Kouvarakis G, Mihalopoulos N. Identification of spikes associated with local sources in continuous time series of atmospheric CO, CO2 and CH4. Atmospheric Measurement Techniques. 2018;11(3):1599–1614.Yazidi A.E., Ramonet M., Ciais P., Broquet G., Pison I., Abbaris A., Delmotte M., Hazan L., Kachroudi N., Rivier L., Brunner D., Conil S., Gheusi F., Guerin F., Serça D., Kouvarakis G., Mihalopoulos N. Identification of spikes associated with local sources in continuous time series of atmospheric CO, CO2 and CH4 // Atmospheric Measurement Techniques. 2018. Vol. 11. No. 3. Pp. 1599-1614.Podrezov OA, Podrezov AO, Ryazanov VE. Zagryaznenie atmosfernogo vozdukha Bishkeka v zimnii sezon 2017–2018 gg. Vestnik Kyrgyzsko-Rossiiskogo slavyanskogo universiteta. 2018;18(12):126–133.Подрезов О.А., Подрезов А.О., Рязанов В.Е. Загрязнение атмосферного воздуха Бишкека в зимний сезон 2017-2018 гг. // Вестник Кыргызско-Российского славянского университета. 2018. Т. 18. № 12. С. 126-133.Lyubchich V. Detecting time series trends and their synchronization in climate data.Lyubchich V. Detecting time series trends and their synchronization in climate data // Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2016. № 12. С. 132-137.Intellekt. Innovatsii. Investitsii. 2016;(12):132–137.Bratus O. Development of adaptive moving two-sided exponential smoothing method for restoring and forecasting of time series // Eureka: Physics and Engineering. 2017. No. 5. Pp. 13-21.Bratus O. Development of adaptive moving two-sided exponential smoothing method for restoring and forecasting of time series. Eureka: Physics and Engineering. 2017; (5):13–21.Oprisan S.A., Canavier C.C., Thirumalai V. Dynamics from a time series: can we extract the phase resetting curve from a time series? // Biophysical Journal. 2003. Vol. 84. No. 5. Pp. 2919-2928.Oprisan SA, Canavier CC, Thirumalai V. Dynamics from a time series: can we extract the phase resetting curve from a time series? Biophysical Journal. 2003;84(5):2919–2928.