Метрологическое обеспечение измерений при мониторинге и контроле загрязнения окружающей среды

Метрологическое обеспечение измерений - это деятельность метрологических и других служб, направленная на следующее:

  • - создание необходимых эталонов, образцовых и рабочих СИ, правильный их выбор и использование;
  • - разработку и применение метрологических правил и норм;
  • - выполнение других метрологических работ, необходимых для обеспечения требуемого качества измерений на рабочем месте, предприятии (организации), в министерстве (ведомстве), в стране.

Массовость измерений, огромное разнообразие измеряемых физических величин, методов и СИ, применяемых в науке и технике, потребовали создания в рамках Государственной системы стандартизации (ГСС) единой системы метрологического обеспечения разработки, производства, испытаний и эксплуатации продукции, научных исследований и других видов деятельности во всех отраслях народного хозяйства.

Напомним, что метрологическое обеспечение есть установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.

К основным результатам метрологического обеспечения относятся:

  • - повышение качества продукции, эффективности управления производством и уровня автоматизации производственных процессов;
  • - обеспечение взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов, создание необходимых условий для кооперирования производства и развития специализации;
  • - повышение эффективности научно-исследовательских и опытноконструкторских работ, экспериментов и испытаний;
  • - обеспечение достоверного условия и повышение эффективности использования материальных ценностей и энергетических ресурсов;
  • - повышение эффективности мероприятий по профилактике, диагностике и лечению болезней, нормированию и контролю условий труда и быта людей, охране ОС, оценке и рациональному использованию природных ресурсов;
  • - повышение уровня автоматизации управления транспортом и безопасности его движения;
  • - обеспечение высокого качества и надёжности связи.

Для метрологического обеспечения измерений необходимо:

  • - применять СИ, удовлетворяющие по диапазону, точности и быстродействию требованиям измерительной задачи;
  • - применять узаконенные методики измерений;
  • - создать условия по обеспечению единства измерений.

Научной основой метрологического обеспечения является метрология.

В единую Государственную систему метрологического обеспечения (ГСИ) входят:

  • - система государственных эталонов (франц, etalon) физических единиц, обеспечивающая воспроизведение единиц с наивысшей точностью. В 2006 году в нашей стране функционировало 123 государственных эталона;
  • - система передачи размеров единиц физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью образцовых СИ;
  • - система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ, обеспечивающих требуемую точность измерения параметров продукции, технологических процессов и других объектов в сфере материального производства, при научных исследованиях и других видах деятельности;
  • - система обязательных государственных испытаний СИ, предназначенных для серийного или массового производства, обеспечивающая единообразие СИ при разработке и выпуске в обращение;
  • - система государственной и ведомственной поверки или метрологической аттестации СИ, обеспечивающая единообразие СИ при их изготовлении, эксплуатации и ремонте;
  • - система СО состава и свойств веществ и материалов, обеспечивающая воспроизведение единиц величин, характеризующих состав и свойства веществ и материалов;

- система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов, обеспечивающая достоверными данными научные исследования, разработку технологических процессов и конструкций изделий, процессов получения и использования материалов.

Общие единые правила и нормы метрологического обеспечения установлены в стандартах ГСИ.

Объектами регулирования при обеспечении единства измерений являются:

  • - единицы величин (килограмм, вольт, секунда и т.д.);
  • - эталоны единиц величин и СО;
  • - СИ (только требования по обеспечению единства измерений);
  • - измерения;
  • - продукция (только количественные характеристики);
  • - деятельность, связанная с измерениями и обеспечением единства измерений.

ГСИ включает в себя:

  • - федеральные органы исполнительной власти, осуществляющие установленные Правительством РФ функции в области метрологии;
  • - систему территориальных органов Ростехрегулирования, осуществляющих государственный метрологический надзор (8 организаций);
  • - систему национальных метрологических институтов (8 государственных научных метрологических центров);
  • - систему государственных служб в области обеспечения единства измерений и их территориальных органов (4);
  • - систему центров метрологии Ростехрегулирования;
  • - метрологические службы юридических лиц;
  • - аккредитованные организации в области метрологии (более 6.500).

ГСИ состоит из правовой, технической и организационной подсистем.

Цель ГСИ - создание общегосударственных, нормативных, организационных, технических и экономических условий для решения задач по обеспечению единства измерений и предоставление возможности всем субъектам деятельности оценивать правильность выполняемых измерений и уровень их влияния на результаты деятельности, основанные на результатах измерений.

К основным объектам ГСИ относятся:

  • - единицы физических величин;
  • - государственные эталоны и общие поверочные схемы;
  • - методы и средства поверки СИ;
  • - номенклатура нормируемых метрологических характеристик СИ;
  • - нормы точности измерений;
  • - способы выражения и формы представления результатов измерений и показателей точности измерений;
  • - МВИ;
  • - методики оценки достоверности и формы представления данных о свойствах веществ и материалов;
  • - требования к СО состава и свойств веществ и материалов;
  • - организация и порядок проведения государственных испытаний, поверки и метрологической аттестации СИ, метрологической экспертизы нормативно-технической, проектной, конструкторской и технологической документации, экспертизы и аттестации данных о свойствах веществ и материалов;
  • - термины и определения в области метрологии.

Нормативная база ГСИ включает в себя около 3.000 наименований. В нашей стране эксплуатируется более 1 млрд штук СИ.

Практическую работу по метрологическому обеспечению проводит Государственная метрологическая служба (ГМС).

При этом ГМС осуществляет два основных вида деятельности:

  • - утверждение типа СИ;
  • - поверку СИ, в том числе эталонов.

Испытания СИ с целью утверждения типа проводятся аккредитованными в установленном порядке государственными центрами испытаний СИ, которых в настоящее время насчитывается 62.

В рамках ГСИ функционируют три службы:

  • - Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ). Например, расхождение нашей шкалы времени со шкалой Международного бюро мер и весов (МБМВ) не превышает 40 нс;
  • - Государственная служба стандартных справочных данных (ГСССД);
  • - Государственная служба стандартных образцов (ГССО). Сегодня разрешено к применению на территории РФ более 4.635 типов ГСО.

Метрологическое обеспечение измерений при мониторинге и контроле загрязнения окружающей природной среды (ГОСТ Р 8.589-2001) - установление и применение научных и организационных основ, технических средств, метрологических правил и норм, необходимых для получения достоверной измерительной информации о состоянии ОС и (или) отдельных её объектов и уровне загрязнения (см. также п. 3.3).

Основной целью метрологического обеспечения измерений при мониторинге и контроле загрязнения ОС является обеспечение единства и требуемой точности результатов измерений показателей загрязнения ОС, достоверности измерительной информации, используемой при осуществлении мониторинга, на основе обеспечения соответствия СИ и МВИ, применяемых при контроле загрязнения ОС, требованиям НД ГСИ и НД на нормативы загрязнения и методы их контроля.

Основными задачами метрологического обеспечения измерений при контроле загрязнения ОС, в том числе при проведении мониторинга, являются:

  • - реализация оптимальных принципов управления деятельностью по обеспечению единства и требуемой точности измерений, выполняемых при контроле загрязнения ОС, в том числе при осуществлении мониторинга;
  • - создание и применение эталонов величин, характеризующих загрязнение атмосферы, гидросферы, почвы, разработка рациональных систем передачи размеров единиц этих величин;
  • - применение для контроля загрязнения ОС СИ только утверждённых типов;
  • - обеспечение градуировки и поверки используемых СИ;
  • - проведение научных исследований с целью совершенствования методов контроля, технической и эталонной базы, разработка широкой номенклатуры СО, используемых при измерениях показателей загрязнения ОС;
  • - разработка и внедрение современных МВИ, в том числе унифицированных, применяемых для контроля загрязнения ОС, в том числе при проведении мониторинга, обеспечение аттестации МВИ;
  • - унификация способов обработки результатов измерений при контроле загрязнения ОС;
  • - унификация способов выражения погрешностей и форм их представления;
  • - подготовка к аккредитации измерительных и аналитических лабораторий, осуществляющих контроль загрязнения ОС и мониторинг, для обеспечения их технической компетентности, внутрилабораторный и внешний контроль точности результатов измерений, подготовка персонала лабораторий к выполнению измерений, оперативному контролю точности их результатов, техническому обслуживанию применяемых СИ;
  • - участие в работе международных организаций, деятельность которых связана с обеспечением достоверности измерительной информации при мониторинге и контроле загрязнения ОС.

Поверочная схема - нормативный документ, устанавливающий соподчинение СИ, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим СИ (с указанием методов и погрешности передачи), утверждённый в установленнгом порядке.

Государственная поверочная схема (рис. 2.8) - это поверочная схема, распространяющаяся на все СИ данной физической величины, имеющиеся в стране.

Поверочная схема СИ является НД, устанавливающим соподчинение СИ, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим СИ (с указанием методов и погрешности при передаче). Различают государственные и локальные поверочные схемы.

Правовые основы метрологического обеспечения контроля загрязнения ОС составляют законодательные и подзаконные акты РФ, а также:

  • - стандарты и другие НД ГСИ;
  • - стандарты системы «Охрана природы»;
  • - НД на МВИ и межгосударственные стандарты, устанавливающие требования к контролю загрязнения ОС;
  • - стандарты международных организаций, регламентирующие требования к мониторингу и контролю загрязнения ОС.

Техническая основа метрологического обеспечения контроля загрязнения ОС включает в себя:

  • - систему эталонов единиц физико-химических величин (в том числе ГСО поверочных газовых смесей, генераторы газовых смесей, ГСО состава водных растворов, состава органических веществ и их смесей, состава природных вод, ГСО состава почв и донных отложений, ГСО свойств веществ и др.), а также эталонов единиц основных и производных величин, обеспечивающую воспроизведение единиц и передачу их размеров СИ с требуемой точностью;
  • - СО, аттестованные смеси состава веществ, чистые вещества и реактивы;
  • - СИ, измерительные системы, испытательное оборудование, средства отбора и подготовки проб и другие технические средства;
  • - передвижные эталонные, поверочные, измерительные, испытательные лаборатории.
Общий вид государственной поверочной схемы

Рис. 2.8. Общий вид государственной поверочной схемы

Типы СИ, измерительных систем, химико-аналитических комплексов, применяемых при выполнении измерений показателей загрязнения ОС, должны быть утверждены, а их экземпляры СИ - поверены.

МВИ (контроля, анализа), применяемые при контроле загрязнения ОС, должны быть аттестованы или стандартизованы.

НД на МВИ показателей загрязнения ОС должны пройти экспертизу в организации, уполномоченной федеральным органом исполнительной власти в области гидрометеорологии и состояния ОС, на соответствие требованиям к мониторингу или к контролю её загрязнения.

Порядок проведения экспертизы МВИ на соответствие требованиям к мониторингу или контролю загрязнения ОС регламентируют НД федеральных органов исполнительной власти в области гидрометеорологии и состояния ОС.

МВИ должны быть зарегистрированы в федеральном реестре МВИ, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора. МВИ, допущенные к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения ОС, дополнительно должны быть зарегистрированы в федеральном перечне МВИ.

Проекты государственных стандартов, регламентирующих МВИ, применяемые при проведении мониторинга и контроля загрязнения ОС, подлежат метрологической экспертизе в соответствии с требованиями ГОСТР 1.11-99.

Результаты измерений при проведении мониторинга и контроля загрязнения ОС должны быть выражены в единицах величин, допущенных к применению в РФ.

СО состава и свойств веществ и материалов, используемые при измерениях показателей загрязнения ОС, в том числе для контроля характеристик погрешности выполнения измерений, должны быть утверждённых типов в соответствии с ГОСТ 8.315-91.

Испытательное оборудование, применяемое при мониторинге и контроле загрязнения ОС, должно быть аттестовано с учётом требований НД и МВИ, предусматривающих его применение для этих целей. Технологическое, лабораторное, вспомогательное и другое оборудование, не относящееся к испытательному, следует подвергать периодической проверке его технического состояния в соответствии с инструкциями по эксплуатации этого оборудования или паспортами на них.

На предприятиях, в учреждениях и организациях, проводящих контроль загрязнения ОС и экологический мониторинг, должна быть создана метрологическая служба или иная организационная структура по обеспечению единства измерений.

В соответствии с задачами метрологического обеспечения контроля загрязнения ОС метрологические службы по обеспечению единства измерений должны выполнять следующие функции:

  • - обеспечивать своевременное введение НД ГСИ, т.е. государственных стандартов, правил и рекомендаций по метрологии;
  • - участвовать в подготовке к аккредитации лабораторий (центров) или других подразделений, проводящих мониторинг и контроль загрязнения ОС;
  • - участвовать в работах по аттестации, унификации и стандартизации МВИ;
  • - своевременно представлять применяемые СИ на поверку;
  • - участвовать в аттестации испытательного оборудования в соответствии с ГОСТ Р 8.568-97;
  • - проводить метрологический надзор за состоянием и применением СИ, аттестованными МВИ, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки СИ, соблюдением метрологических правил и норм, НД по обеспечению единства измерений.

Государственный метрологический надзор за состоянием и применением СИ, аттестованными МВИ, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм при выполнении измерений при контроле загрязнения ОС осуществляет Росгидромет.

Юридические лица, осуществляющие контроль загрязнения объектов ОС, обязаны соблюдать метрологические и сертификационные требования, установленные специально уполномоченным органом исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областях.

При регламентации ПДЗ контролируемой среды, в том числе предельно допустимого уровня, ПДК, ПДВ, ПДС, приводят однозначное наименование показателя и его значение с указанием единицы измерения.

ПДЗ показателей загрязнения контролируемой среды по мере развития науки и техники должны пересматриваться и совершенствоваться с учётом международных стандартов.

Нормы точности измерений показателей загрязнения ОС устанавливают федеральные органы исполнительной власти.

При определении норм точности измерений показателей загрязнения ОС учитывают:

  • - разброс контролируемого показателя;
  • - погрешности отбора и подготовки проб;
  • - реально достижимую точность результатов измерений;
  • - экономическую и экологическую целесообразность.

Применяемые МВИ, СИ, СО, методы контроля погрешности результатов измерений должны обеспечивать получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей установленные нормы точности измерений показателей загрязнения.

МВИ должны быть рассчитаны на установленный диапазон измерений показателя загрязнения, при этом может быть использована одна или несколько МВИ.

МВИ - это совокупность операций и правил, применяемых при контроле загрязнения окружающей среды, аттестованных или стандартизованных в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной погрешностью.

Аттестация МВИ - процедура установления и подтверждения соответствия МВИ предъявленным к ней метрологическим требованиям.

Метрологическая экспертиза МВИ - анализ и оценка выбора методов и СИ, операций и правил проведения измерений и обработки их результатов с целью установления соответствия МВИ предъявляемым метрологическим требованиям.

Методика химического анализа вещества - документированная совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результата анализа вещества с установленными характеристиками погрешности или неопределённостью, а для методик качественного анализа - с установленной достоверностью.

Обычно методы количественного анализа классифицируют следующим образом: химические, физико-химические, физические и биологические. Все методы анализа основаны на использовании зависимости физико-химических свойств вещества от его природы и содержания в анализируемой пробе.

При выборе аттестованных методик принимают во внимание следующее:

  • - диапазон измерений;
  • - характеристики погрешности;
  • - наличие СИ, вспомогательного оборудования, СО, реактивов и материалов;
  • - оценку влияющих факторов;
  • - квалификацию персонала.

Методики должны содержать метрологические характеристики и соответствующие им нормативы контроля, взаимосвязанные с приписанными (допускаемыми) характеристиками погрешности результатов анализа или её составляющих.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >