СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ НАГРУЗОК ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПО ПРИРОДНЫМ И АНТРОПОГЕННЫМ ОБЪЕКТАМ ПОДФАКЕЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
METHOD OF DETERMINING POLLUTANT LOAD DIFFERENTIATION ON NATURAL AND MANMADE FEATURES UNDER PLUME OF FACTORY ATMOSPHERIC EMISSIONS

Изобретение относится к области инженерной экологии и сводится к определению дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по отдельным экологически значимым объектам, подпадающим в подфакельное пространство аэропромвыбросов. Может быть использовано при обосновании экологической безопасности предприятий, а именно при составлении проектов «Охрана окружающей среды» (ООС), «Оценка воздействия на окружающую, среду» (ОВОС), детализации в пространственной развертке (в подфакельном пространстве) нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ), а также при разработке паспорта безопасности и декларации безопасности промышленного объекта.
В России расчеты рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере проводятся согласно ОНД-86 (Общесоюзный нормативный документ) «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» [4]. В настоящее время широкоизвестные программные средства «Эколог» фирмы «Интеграл» [7], в частности УПРЗА «Эколог», основаны на моделях ОНД-86, равно как модификацией ОНД-86 является Методическое пособие… [3], разработанное МНР РФ.
В рамках ОНД-86 с помощью современных программных средств в автоматическом режиме пространственное распределение выбросов представляется в виде изолинейных карт рассеивания загрязнителей. При этом оценка степени загрязнения проводится простым разделением поля рассеивания на зоны в соответствии с изолиниями концентраций загрязнителей в подфакельном пространстве. Так, по мере удаления от высокого организованного источника в направлении распространения промышленных выбросов выделяется три зоны неодинакового загрязнения атмосферы: зона переброса факела выбросов, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; зона задымления - зона максимального содержания вредных веществ и зона постепенного снижения уровня загрязнения [1, 5, 6]. На таких же принципах сегментирования пространства влияния основаны три оценочные зоны: геоматического, биотического и геохимического влияния, предложенные А.В. Дончевой с соавт. [2].
Как видим, имеющиеся в настоящее время методы не дифференцируют подфакельное пространство по объектам и приходящимся на их площадь долям валовых выбросов.
Цель изобретения - определить абсолютные (т/год) и относительные (%) значения аэровыпадений, приходящихся на антропогенные (городские поселения, внутригородские территории и др.) и природные (акватория озера, охраняемые территории и др.) объекты, при имеющихся фактических валовых выбросах промышленного предприятия.
Цель достигается тем, что по построенным изолинейным картам валовых выбросов загрязняющих веществ определяется общая их площадь рассеяния и площадь отдельных объектов, накрываемых факелом. Зная общие валовые выбросы (т/год или 100%), по площади накрытия факелом территории объекта определяется в абсолютных (т/год) и относительных (%) значениях доля загрязнений от валовых выбросов загрязнений, приходящаяся на данный объект.
Модель расчетов в рамках изобретения статическая. Динамические аспекты, а именно изменения направления и скорости ветров разноса загрязнителей, учитываются отдельно.
Изобретение позволяет решить проблему экологической безопасности и природоохранной политики на уровне муниципального образования, которая должна строиться с учетом карт пространственного распределения валовых выбросов промышленного предприятия.
Предлагаемый способ раскрывается следующим алгоритмом, позволяющим определить долю приходящихся на, например, акваторию озера загрязняющих веществ из общих выбросов в атмосферу промышленного предприятия (фиг.1).
Алгоритм расчета (на примере азота диоксид):
вал
2
V=4071,599 т/год - валовый выброс NO в атмосферу;
общ
2
2
S=97,8 км - общая площадь газодымового факела атмосферных выбросов NO в пределах нулевой изолинии;
oз
2
S=19,2 км - площадь акватории озера, накрываемая газодымовым факелом источников выброса предприятия;
<mrow><mi>S</mi><msub><mi>%</mi><mrow><mi>о</mi><mi>з</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>о</mi><mi>з</mi></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>S</mi><mrow><mi>о</mi><mi>б</mi><mi>щ</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>×</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>19,2</mn><mo>/</mo><mn>97,8</mn><mo>×</mo><mn>100</mn><mo>=</mo><mn>19,6</mn><mi>%</mi></mrow>
2
- относительная площадь акватории озера, подвергаемой опасности аэровыпадений, от общей площади атмосферных выбросов NO;
<mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>о</mi><mi>з</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>в</mi><mi>а</mi><mi>л</mi></mrow></msub><mo>×</mo><mn>19,6</mn></mrow><mrow><mn>100</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>4071,599</mn><mo>×</mo><mn>19,6</mn></mrow><mrow><mn>100</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>798,033</mn></mrow>
2
т/год - доля от валовых выбросов NO, приходящаяся на акваторию озера;
P=30,0% - повторяемость ветра опасного (северного) направления;
n(оз)=P/N=30/365=8,2 дня - число дней в году (365 дней) с аэровыпадениями на акваторию озера;
<mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>о</mi><mi>з</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>в</mi><mi>а</mi><mi>л</mi></mrow></msub><mo>×</mo><mn>30</mn></mrow><mrow><mn>100</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>798,033</mn><mo>×</mo><mn>30</mn></mrow><mrow><mn>100</mn></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>239,410</mn></mrow>
т/год.
оз(общ)
2
S=166,0 км - общая площадь зеркала озера;
оз
оз
оз(общ)
2
S%*=S/S=19,2/166,0=11.6% - относительная площадь акватории озера, подвергаемая опасности аэровыпадений NO.
оз(n)
оз(n)
вал
2
V%=V/V=239,410/4071,599=5,9% - относительная нагрузка NO, приходящаяся на акваторию озера.
2
2
Следовательно, экосистема озера находится под влиянием атмосферных выбросов азота диоксида промышленного предприятия при северном направлении ветра в течение 8,2 дней в году. Нагрузку NO при северном ветре-испытывает 19,2 км акватории озера, т.е. 11,6% от общей площади зеркала воды. Нагрузка NO на экосистему озера при северном направлении ветра составляет 239,410 т/год, что равняется от всех валовых выбросов предприятия этого вещества 5,9%.
Используя данный способ, определяются нагрузки и других веществ на различные объекты, например на внутригородские территории, площадь которых известна.
Литература
1. Горелик Д.О., Конопелько Л.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. Аэроаналитические измерения. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 433 с.
2. Дончева А.В., Казакова Л.К., Калуцков В.Н. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды. - М.: Экология, 1992. - 256 с.
3. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. - СПб., 2002.
4. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л., 1987.
5. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. Справ. изд. - М.: Химия, 1991. - 367 с.
6. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. СН 369-74.
7. Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог». - СПб., 2005.