авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Исследование техногенного воздействия промышленных и теплоэнергетических предприятий с целью обеспечения экологических норм загрязнения атмосферы

На правах рукописи

КИМ ЖАННА ВЛАДИМИРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫХ И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НОРМ

ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

03.00.16 – экология (по техническим наук

ам)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Барнаул 2008

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И. И. Ползунова

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Мироненко Виталий Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Панин Владимир Филиппович доктор технических наук Федянин Виктор Яковлевич

Ведущая организация: Алтайское межрегиональное управление по тех нологическому и экологическому надзору

Защита состоится «04» апреля 2008 г. в 15.00 час. на заседании диссер тационного совета Д.212.004.03 в Алтайском государственном техниче ском университете им. И. И. Ползунова по адресу: 656038, г. Барнаул, пр.

Ленина, 46.

E – mail: D21200403@mail.ru, тел/факс (3852) 260516.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Алтайского госу дарственного технического университета им. И. И. Ползунова.

Автореферат разослан « 3 » марта 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А. Е. Свистула

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На современном этапе развития общества ох рана окружающей среды является одной из важнейших проблем, так как деградация природных систем ведет к дестабилизации биосферы, утрате ее целостности и способности поддерживать те свойства окружающей среды, которые необходимы для продолжения жизни живых организмов.

В связи с этим возникает острая необходимость разработки комплексной системы экологического мониторинга по всей территории страны. В част ности, необходим особый контроль за состоянием воздушного бассейна над крупными промышленными центрами. Проблема качества воздуха волнует людей и привлекает внимание государственных органов и спе циалистов, ответственных за охрану здоровья населения и защиту окру жающей среды.

В ряде крупных экономически развитых государств общественность осознала катастрофичность пути развития, когда экономический рост про должается за счет разрушения окружающей среды. Выбросы загрязняю щих веществ (ЗВ) в атмосферу от промышленных стационарных источни ков на территории России по официальным данным ежегодно составляют 28-32 млн. тонн. Основная доля выбросов ЗВ в атмосферу принадлежит предприятиям металлургии, транспорта, энергетической, химической и нефтехимической промышленности.

Около 50 млн. российских граждан подвергаются воздействию вред ных веществ, содержащихся в воздухе, в концентрациях 10 ПДК. Заболе вания, связанные с ухудшением состояния окружающей среды, составляет 40-60% общей заболеваемости населения. Санитарно-эпидемиологическая служба России отмечает, что практически две трети населения России проживает на территории, где состояние атмосферного воздуха не соот ветствует гигиеническим нормативам. Бийск, являясь типичным промыш ленным центром, относится к городам с наибольшим загрязнением атмо сферы.

Рост энерговооруженности труда и потребления электроэнергии в быту ведет к дальнейшему развитию электроэнергетики, а, следовательно, к увеличению ее влияния на окружающую среду и биосферу в целом, что определяется увеличением количества сжигаемого топлива на ТЭЦ.

В связи с этим, исследования, проводимые в области природоохранной деятельности на промышленных и теплоэнергетических предприятиях, приобретают актуальное значение.

Диссертация выполнена в рамках целевых программ: «Экология Ал тайского края на период 1991 - 1995 г.г. до 2005 года», «Исследование и образование в области науки о рисках»;

«Экология и природные ресурсы Алтайского края на 2003-2010 года».

Автор в составе коллектива соискателей признана лауреатом премии Алтайского края 2002, 2007 гг. в области науки и техники, является лау реатом экологической премии экологического фонда имени В.И. Вернад ского и Комитета по экологии Государственной Думы РФ 2006 года.

Теоретические и практические результаты подтверждены актами о вне дрении и широко используются в природоохранной деятельности Алтай ского края.

Цель работы – исследование уровня загрязнения атмосферы промыш ленных центров с целью обеспечения экологических норм, разработка средств снижения выбросов ЗВ, экономической оценки природоохранных мероприятий (на примере г. Бийска).

Поставленная в работе цель достигалась решением следующих основ ных задач:

• создание электронной карты г. Бийска в виде ГИС – проекта формата Arc View;

• исследование экологической ситуации в г. Бийске на основа нии анализа отчетности предприятий по форме 2-ТП воздух, представляемых в органы контроля (Алтайское межрегио нальное управление по технологическому и экологическому надзору);

• разработка в электронном варианте базы данных по парамет рам выбросов загрязняющих веществ, включающая 95 про мышленных предприятий с 1800 источниками загрязнения по 152 веществам;

• сравнение и выбор математических методов оптимального расчета приземной концентрации загрязняющих веществ в атмосфере;



• апробирование ПК «ЭРА» (НПП «Логос-Плюс») и «GPS Graph» для расчета рассеивания загрязняющих веществ в при земном слое атмосферы города с получением результатов в численном и картографическом отображении;

• анализ результатов расчета уровней загрязнения, разработка мероприятий и экологическая оценка их эффективности;

• разработка нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу для 95 промыш ленных предприятий г. Бийска по 152 веществам;

• разработка метода экономической оценки по определению целесообразности проведения природоохранных мероприятий для любого ЗВ любого конкретного предприятия.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Создана электронная база данных по выбросам ЗВ в атмосферу для промышленных предприятий, имеющих 1800 источников выбросов по 152 соединениям.

2. Разработана программа расчета распределения полютантов в атмо сфере совместно с геоинформационным пакетом GIS, позволяющая в комплексе проводить пространственный анализ распределения за грязняющих веществ в атмосфере.

3. Проведены расчеты уровней загрязнения атмосферы города по 152 ЗВ на настоящий и перспективный период с учетом рекомендованных природоохранных мероприятий, а также по веществам, обладающим однонаправленным действием.

4. Предложены мероприятия по снижению негативного антропогенного воздействия выбросов ЗВ на человека и окружающую природную среду путем решения обратной задачи – определения уровня загряз нения при заданном значении ПДК.

5. Впервые разработаны нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) ЗВ для промышленных предприятий г. Бийска.

6. Предложена рациональная методика экономической оценки целесо образности проведения природоохранных мероприятий для промыш ленного предприятия.

7. Разработана система экологического мониторинга атмосферы про мышленного центра, позволяющая не только осуществлять контроль за уровнем загрязнения воздушного бассейна города, но и управлять природоохранной деятельностью с использованием современных электронных средств и программных комплексов.

Практическая значимость работы:

• предложенный программный комплекс расчета рассеивания приме сей в атмосфере может служить основой для построения единого модель ного комплекса прогноза загрязнения атмосферы антропогенными источ никами, как в совокупности, так и от выбросов отдельных источников, что важно для выбора места строительства новых и перепрофилирования дей ствующих предприятий и расположения объектов соцкультбыта, регули рования режима работы предприятий в различных метеорологических ус ловиях, снижения негативных последствий воздействия загрязняющих веществ на здоровье населения и окружающую среду;

• разработана электронная карта, проведена оценка качества воздуш ного бассейна г. Бийска, разработаны мероприятия по снижению техно генного воздействия выбросов ЗВ в атмосферу промышленного центра, проведена эколого-экономическая оценка эффективности принятых при родоохранных мероприятий, создана рациональная система мониторинга атмосферы для прогноза и регулирования экологической ситуации.

• создана база данных, электронная система управления процессами, происходящими на урбанизированных территориях. Результаты исследо ваний используются в органах управления охраной окружающей среды, а также при чтении лекций и ведении практических занятий по дисципли нам: «Экология», «Охрана окружающей среды» и «Безопасность жизне деятельности» для студентов АлтГТУ всех специальностей.

Достоверность основных положений и выводов работы подтвер ждается:

• использованием апробированных методик расчета по инвентариза ции параметров выбросов ЗВ в атмосферу, утвержденных министерством природных ресурсов РФ;

• применением стандартного программного комплекса «ЭРА» (Логос Плюс, г. Новосибирск) для расчета рассеивания, согласованного в Глав ной геофизической обсерватории (ГГО) им. А.И. Воейкова (г. С. Петербург), сертифицированной электронной карты г. Бийска.

• сопоставлением полученных результатов с данными станций на блюдений на основе данных по выбросам промышленных предприятий, частного сектора и выбросам автотранспортных средств.

Основные положения, выносимые автором на защиту:

1. Разработанный метод оценки экологической ситуации промышленного центра на основании анализа статистических данных по параметрам выбросов ЗВ промышленными предприятиями, представленных в ор ганы контроля и управления ООС по форме 2-ТП воздух.

2. Созданная информационная система по расчету рассеивания ЗВ в ат мосфере города, объединяющая программный комплекс «ЭРА» и про грамму «Graph» и позволяющая получить данные по уровню загрязне ния в приземном слое в численном и картографическом отображении.

3. Предложенная система мониторинга атмосферы промышленных цен тров, позволяющая осуществить контроль и управление уровнем за грязнения приземного слоя, оценить экономическую эффективность предложенных природоохранных мероприятий, отслеживать измене ние состояния воздушного бассейна в связи с изменениями качествен ных и количественных характеристик выбросов, прогнозировать каче ство атмосферного воздуха при изменении метеоусловий, планировать градостроительные мероприятия, выдавать данные по загрязнению воздушной среды в заданной точке территории города.





4. Разработанная система экономической оценки эффективности приро доохранных мероприятий, позволяющая определить целесообразность их проведения на предприятии по любому ЗВ.

Апробация работы. Результаты и основные положения диссертации были представлены на трёх конференциях «Социальная безопасность на селения юга западной Сибири» (г. Барнаул, 2004, 2005, 2006 гг.), на науч но-практическом совещании «Создание баз данных источников негатив ного воздействия на окружающую среду в Алтайском крае» ИВЭП (г. Бар наул, 2005 г.), на 12-й международной научно-практической конферен ции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Сибресурс-12 2006)» (г. Томск), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Приоритетные направления науки и техники, прорывные и критические технологии: «Энергетические, экологические и технологические проблемы экономики»» (г. Барнаул, 2007 г.).

В 2002 г. на краевом конкурсе работ на соискание премии Алтайского края в области науки и техники работа «Разработка математических моде лей и направлений в области наук о рисках, повышения устойчивости тех нических систем и объектов и снижение техногенного воздействия на ок ружающую среду» была отмечена дипломом лауреата премии Алтайского края в области науки и техники.

Отмечена на конкурсе инновационных проектов аспирантов и студен тов по приоритетному направлению «Безопасность и противодействие терроризму», г. Барнаул 2006 г.

Работа, представленная на конкурс «Национальная экологическая пре мия», признана лауреатом в номинации «Экология города (чистый город)»

в 2006 г.

Материалы исследований, представленные в 2007 г на краевой кон курс, отмечены премией Алтайского края в области науки и техники.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубли кованы в 13 научных печатных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка используемой литературы из 112 на именований, приложений. Объем диссертации составляет 126 страниц машинописного текста, 27 рисунков, 15 таблиц и 3 приложений.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫ В первой главе дан анализ опасных и вредных факторов, определяю щих уровень загрязнения атмосферы промышленных центров, который позволяет определить направления исследований. Анализ литературных данных показывает, что основными источниками выбросов ЗВ в условиях промышленного города являются промышленные и теплоэнергетические предприятия.

Рассмотрено рассеивание ЗВ, выбрасываемых в приземный слой атмо сферы, их химические и физические превращения, трансформация с обра зованием вторичных факторов, вызывающих негативное воздействие на экосистемы окружающей природной среды.

Отмечено, что недостаточно изучен механизм воздействия факторов загрязнения атмосферного воздуха, защиты человека и природной среды от воздействия загрязняющих веществ. Исходя из вышеизложенного, бы ли сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе приведена классификация источников загрязнения, а также метеорологические условия для г. Бийска, которые определяют ус ловия рассеивания ЗВ в приземном слое атмосферы.

Для теоретического обоснования дальнейших расчетов, рассмотрены два подхода в математическом моделировании процесса распространения загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.

Один из них основан на модели, использующей решения уравнения турбулентной диффузии, а другой – на «гауссовской» модели, полученной эмпирико-статистическим методом.

Наибольшее применение получило уравнение атмосферной диффузии рассеяния консервативных вредных веществ при стабильных погодных условиях над ровной горизонтальной поверхностью от источника с посто янными параметрами выбросов:

c c c c, u wz = + kz (1) ky x z y y z z где c – концентрация вещества, wz – скорость перемещения вредного ве щества в вертикальной плоскости, k y и k z – коэффициенты диффузии в продольном и вертикальном направлении, u – средняя скорость ветра.

Решения уравнения атмосферной диффузии с различными граничными условиями, зависящими от вида источника выбросов и от допущений, по ложенных в основу уравнений, описывающих атмосферную турбулент ность и условия на границах расчетной области, в общих случаях обычно находят с помощью численных методов.

При некоторых полуэмпирических предположениях расчет макси мальных концентраций, создающихся на определенном расстоянии от ис точника, при нормальных условиях, в соответствии с работами Берлянда (1975) и др., находится из уравнения:

c m = 0, (2) u Эта методика лежит в основе инженерной модели, разработанной в ГГО им. А.И. Воейкова и принята в качестве общесоюзного нормативного документа ОНД-86.

Гауссовская модель следует из общего уравнения атмосферной диффу зии при выполнении следующих условий-ограничений:

1) коэффициенты диффузии не зависят от координат;

2) применяется только к плоской и открытой поверхности;

3) трудно учесть эффект препятствий;

4) метеорологические условия и условия поверхности земли постоянны на всем расстоянии, которое проходит облако газа;

5) применяется только для газов, имеющих плотность, близкую к воз духу;

6) обязательно должен быть ветер со скоростью u 1 м/с.

В этом случае общее уравнение диффузии существенно упрощается.

2c 2c c = ky 2 + kz 2, (3) u x y z Достоинством гауссовской методики является ее сравнительно высокая точность при достаточно простой параметризации всего многообразия влияющих на рассеяние примесей факторов, так как при использовании модели Гаусса производится расчет приземных концентраций, а не кон центраций, усредненных по некоторому слою перемешивания неопреде ленной высоты. Однако, в силу ограниченности применения гауссовской модели, в дальнейших расчетах используются формулы инженерной мо дели ОНД-86, основанной на решениях общего уравнения атмосферной диффузии (1) с различными граничными условиями.

Так как обработка массива данных для целой территории (например, города) возможна лишь на ЭВМ, то для расчета рассеивания 152 загряз няющих веществ в приземном слое атмосферы от 1800 источников выбро са 95 предприятий города Бийска использовался программный комплекс «ЭРА», разработанный фирмой «Логос-Плюс» и программа «Graph». В целях обеспечения получения данных в картографическом и числовом отображении, автором произведено объединение их в единый системный блок, позволяющий получать результаты в числовом и картографическом отображении. Проведение расчетов в этом программном комплексе про водится в соответствии с формулами инженерной модели ОНД-86. По таб лице значений функции концентрации строятся изолинии на карте изу чаемой местности, которые соединяют на карте точки, имеющие одинако вые значения. Таким образом, могут быть построены поля загрязнения, имеющие своей границей предельно допустимые значения концентрации.

В третьей главе приводится исследование уровня загрязнения атмо сферы г. Бийска и разработаны мероприятия по достижению ПДВ.

Использование программного комплекса «ЭРА» позволило получить данные по уровню загрязнения атмосферы города по любому из 152 ве ществ при существующих выбросах.

Результаты расчета рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, представленные в табличном варианте показывают, что максимальная концентрация 3В в воздушной среде промышленного цен тра составляет для древесной пыли 14,834 ПДК, для 3,4 бенз(а)пирена – 4,837 ПДК, для золы углей – 4,545 ПДК, для диоксида азота – 5,264 ПДК, для сернистого ангидрида – 3,278 ПДК. По группе суммации взвешенных веществ уровень загрязнения составляет 27,457 ПДК. Уровень загрязнения атмосферы по другим веществам можно определить из результатов расче та, представленных в электронном варианте.

Эти же результаты в картографическом виде дают возможность на глядно определять уровень загрязнения по любому веществу при задан ных координатах. В качестве примера приведены результаты расчета в картографическом изображении по уровню загрязнения атмосферы диок сидом азота на существующее положение (рис. 1).

Рис. 1. Уровень загрязнения атмосферы по диоксиду азота (существующее положение) На нем различными цветами обозначены границы соответствующих уровней загрязнения, внутри которых заключены зоны загрязнений с уровнем, превышающим граничный, что дает возможность наглядно оп ределять уровень загрязнения по диоксиду азота при заданных координа тах.

Для количественного определения концентрации рассматриваемого вещества в интересующей зоне определенного уровня загрязнения, доста точно нанести координаты интересующей точки на карту соответствую щего вещества.

Знание уровней загрязнения в приземном слое атмосферы г. Бийска на существующее положение по любому загрязняющему веществу дает воз можность разработать пути по снижению концентрации ЗВ в атмосфере.

Для промышленных предприятий это фактически связано с проведением природоохранных мероприятий, которые представляют собой эколого экономическую проблему.

На следующей схеме (см. рис. 2) показан алгоритм действий для при нятия решения по осуществлению природоохранных мероприятий.

Сбор информации об источниках выбросов загрязняющих веществ ПК «ЭРА»

Инвентаризация выбросов Расчет уровня загрязнения Принятие решения о проведении мероприятий Положение на перспективу Существующее положение Результаты в Результаты в Результаты в Результаты в картографическом картографическом табличном виде табличном виде виде виде Расчет платы за Расчет платы за Использование при Использование при загрязнение загрязнение застройке жилого застройке жилого комплекса комплекса Расчет затрат на Определение мероприятия предотвращенного ущерба Использование при Использование при нормировании нормировании Определение выбросов выбросов суммарных издержек Принятие плана мероприятий к исполнению Рис. 2. Алгоритм проведения мониторинга воздействия промышленных предприятий на атмосферу Разработанные общие направления по сокращению выбросов ЗВ про мышленными предприятиями включают использование альтернативных видов топлива, средств пылегазоочистки, применение реагентных и тер мокаталитических методов очистки газов. Выбор способа по снижению выбросов ЗВ в атмосферу определяется техноэкономическими условиями каждого предприятия с использованием положений, разработанных в дис сертационной работе.

В настоящее время наиболее эффективным методом защиты атмосфер ного воздуха от загрязнений является использование безотходных ресур со- и энергосберегающих технологических процессов с замкнутыми про изводственными циклами, исключающими или резко снижающими вы брос вредных веществ в окружающую среду. Однако не всегда удается разработать безотходные технологические процессы, обеспечивающие полную комплексную очистку вредных технологических выбросов в ат мосферу.

Поэтому в диссертационной работе предложены новые технологические решения по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Так для основных источников загрязнения диоксидом азота, таких как ТЭЦ-1, ООО «Угринич», «Бийское вагонное депо» предусмотрено использование в качестве топлива в котлоагрегатах природного газа, что позволит сни зить выбросы в 3,3 раза (таблица 3.5 приложения Б) и достичь требуемого нормативного уровня соответствующего 1ПДК в жилой зоне (см. таблицу 1). Введение этого мероприятия позволит в значительной мере снизить выделения угольной пыли в процессах транспортировки, разгрузки, помо ла, сдувания с поверхности при хранении и других процессов подготовки угля к сжиганию.

Таблица Результаты расчета ПДВ: ПРИМЕСЬ=0301 Азота диоксида (выбор по жилой застройке 1) Город:004 Бийск. Задание:0400 Бийск (пром. предприятия) Код Высота Существующий Минимально Расчетное Кратность N Коэфф. нор источника источн. выброс возможный значение снижения п/п мирования выброса м г/сек выброс ПДВ выброса 13 04000010107 40.0 1.6360 0.0 0.888 1.4521 1. 24 04000010211 80.0 96.6412 0.0 0.310 29.9352 3. 25 04000010212 100.0 129.4461 0.0 0.310 40.0967 3. 26 04000010213 180.0 103.5568 0.0 0.310 32.0774 3. 27 04000010214 180.0 70.0130 0.0 0.362 25.3118 2. 28 04000010215 240.0 137.6322 0.0 0.362 49.7582 2. Перевод котельных на природный газ, вероятно, будет происходить последовательно, не полностью и не на всех котлоагрегатах, поэтому ре комендуется при замене котлов и строительстве новых предприятий теп лоснабжения использовать котлы с более высокими экологическими пока зателями типа «Прометей 3,5-115», «Дуомакс», работающие на газе, ди зельном топливе и мазуте или новые котлы, выпускаемые в ОАО «Бий ский котельный завод».

В диссертационной работе приведен перечень 35 веществ, по которым уровень загрязнения превышает допустимый, отмечена принадлежность источника, его координаты и процентный вклад в загрязнение атмосферы города. Для приоритетных выбросов загрязняющих веществ разработаны мероприятия по снижению выбросов с использованием аппаратов по очи стке газовых потоков от аэрозольных и газообразных загрязняющих ве ществ.

Для проверки результатов внедрения мероприятий нужно провести расчет на перспективу и определить значения предельно допустимых вы бросов (ПДВ) для источников промышленных предприятий города с уче том того, чтобы уровень загрязнения в приземном слое атмосферы города в пределах городской застройки не превышал 1 ПДК для тех веществ, уро вень которых выходит за допустимые пределы.

Поставленная цель достигается решением обратной задачи – по задан ному нормативному значению уровня загрязнения определить кратность снижения выбросов источников загрязнения за счет осуществления при родоохранных мероприятий. Результаты решения поставленной задачи приведены фрагментарно в таблице 1.

Следующим этапом является расчет предполагаемого уровня загрязне ния с учетом рекомендованных мероприятий, которые внедряются по этапно до 2007 года. В качестве примера приведены результаты расчета для диоксида азота на рис. 3.

Рис. 3. Уровень загрязнения атмосферы по диоксиду азота (перспектива) Результаты расчёта по основным веществам после проведения меро приятий показывают, что уровень загрязнения для отдельных 3В снизился более чем в два раза, и составил для древесной пыли 5,369 ПДК, для бенз(а)пирена – 2,039 ПДК, для диоксида азота – 4,425 ПДК, для диоксида серы – 1,369 ПДК и др. Несмотря на то, что существует превышение ПДК для некоторых территорий, однако основное требование нормативного документа ОНД-86 о том, что уровень загрязнения в жилой зоне города не должен превышать значение 1 ПДК по любому из загрязняющих веществ соблюдается.

Результаты исследований в табличном виде для 1800 источников предприятий по 152 компонентам представлены в электронном варианте на существующее положение и на год достижения ПДВ, с учетом выпол нения предложенных природоохранных мероприятий. В таблице 2 фраг ментарно приведены результаты расчета для диоксида азота.

Разработанная управляемая система мониторинга в оперативном ре жиме позволяет оценить эффективность природоохранных мероприятий путем внесения в исходные данные изменений, связанных с уменьшением выбросов ЗВ за счет внедрения современного пыле-газоочистного обору дования, перепрофилирования предприятия, изменения режима его рабо ты, а также введением в строй новых предприятий или закрытия дейст вующих.

Таблица Нормативы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на существующее положение и на год достижения ПДВ Бийск (промпредприятия) Нормативы выбросов загрязняющих веществ существующее положе Производство, Номер на год достижения ние цех, участок источника выброса ПДВ на 2003 год г/с т/ год г/с т/ год 1 2 3 4 5 **Азота диоксид (0301) Организованные источники Бийское 0002 0.00032 0.001784 0.00032 0. вагонное депо 0009 0.13762 4.34 0.13762 4. Бийскстрой 0028 0.009 0.01296 0.009 0. 0030 0.0022 0.003168 0.0022 0. Бийская ТЭЦ 1 0211 96.6412 1447.2986 29.9352 448. 0212 129.44611 4082.21267 40.0967 1264. 0213 103.5568 3265.76724 32.0774 1011. Введение разработанной управляемой системы мониторинга позволяет решать задачи по размещению новых предприятий с учетом уровня за грязнения в определенном районе, решать градостроительные задачи по размещению жилых районов.

Немаловажное значение имеют социальные вопросы по определению загрязнения атмосферы города в конкретном месте проживания граждан.

За счет гибкости предложенной системы в электронном варианте предос тавляется возможность (путем увеличения масштаба карты города) с большой степенью точности определять в любой точке города (например, для конкретного адреса и конкретного номера дома) значение концентра ции любого из 152 веществ, присутствующих в атмосфере города Бийска.

Таким образом, по запросам населения можно выдавать сведения по за грязнению воздушного бассейна в конкретном интересующем месте и да же прогнозировать их изменения с учетом метеорологических условий.

В четвертой главе определены основные задачи по взаимодействию общества и формированию природной среды в процессе производства на современном этапе развития человечества.

В рамках существующей системы экологических платежей остается нереализованным важный элемент рационального природопользования – принцип гармонизации интересов общества и предприятия-загрязнителя.

Поэтому при оценках предотвращенного ущерба для территории в целом, в качестве оцениваемой группы источников могут рассматриваться все стационарные источники в данном городе (регионе) и рассматриваемые как единый «приведенный» источник.

Расчетная формула имеет следующий вид:

к M Уа n = Уа а К аr, (4) прr удr nк ст э ст к = где У а n – предотвращенный экологический ущерб от загрязнения ат прr cт мосферного воздуха выбросами от стационарных источников в r-м регионе в течении отчетного периода времени в результате осуществ ления n-го направления природоохранной деятельности, тыс. руб.;

У а – показатель удельного ущерба атмосферному воздуху, наноси удr мого выбросами единицы приведенной массы загрязняющих веществ на конец отчетного периода, руб/усл. т.

М а ст – приведенная масса выбросов загрязняющих веществ от ста nк ционарных источников выбросов, не поступивших в атмосферный воздух с k-го объекта в результате осуществления n-го направления природо охранной деятельности в r-том регионе в течение отчетного периода вре мени, усл. тонн;

k – количество объектов (предприятий, производств, имеющих ГОУ) либо количество установок для улавливания и обезвреживания вредных веществ из отходящих газов и т. д.;

Каr – коэффициент экологической ситуации и экологической значи э мости состояния атмосферного воздуха территорий.

Расчет размера платы за загрязнение атмосферы на существующее по ложение, проведенный на ЭВМ по приведенному основному математиче скому выражению, составляет 7462,7 тыс. руб. После реализации предло женных мероприятий по сокращению выбросов ЗВ в целом по г. Бийску, плата составит 713,8 тыс. руб. Таким образом, экологический ущерб от выбросов ЗВ, превышающих допустимый уровень составляет 6748,9 тыс.

руб.

Зачастую бремя природоохранных налогов с учетом их фискальной со ставляющей становится непосильным для экономически проблемных предприятий, поэтому оценка целесообразности проведения мероприятий по отдельно взятым веществам является актуальной.

Возникшие противоречия между развитием общества и формировани ем окружающей природной среды разрешаются за счет точной количест венной оценки «минимального» экономического ущерба для природной среды с учетом затрат на природоохранные мероприятия.

Поскольку управление природоохранной деятельности основана на экономической заинтересованности предприятий нами предложена мето дика оценки целесообразности их проведения. То есть путем расчета мож но установить экономическую целесообразность, внедрить предлагаемую аппаратуру по очистке газов или платить в 5 или 25 кратном размере штрафные санкции за превышение выбросов загрязняющих веществ.

Оценка целесообразности определяется из условия не превышения об щей платы за выброс после проведения мероприятия над общей платой за выброс до проведения мероприятия, т. е. по формуле:

Z + X 2 C + E H K X1 C, (5) где С – минимальная ставка экологических платежей (руб./усл. е.);

Z = ЗX1 – текущие условно поставленные затраты на очистку загрязняю щего потока по веществу, где З – стоимость очистки 1 усл. е. выброса;

X1 = kM – выброс загрязняющего вещества до проведения природо охранного мероприятия (т/год);

k – коэффициент пропорциональности;

М – производственная мощность (квт.час/год);

Ф – коэффициент загрузки мощностей;

X 2 = X1 – выброс загрязняющего вещества после проведения природо охранного мероприятия (т/год);

Ен – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффек тивности (индекс доходности);

К – капиталовложения (инвестиции на природоохранное мероприятие).

Значение минимальной ставки экологических платежей, как следствие формулы (5), определяется неравенством:

Z + EнК C kМ. (6) В качестве примера, проведен расчет экономической целесообразности проведения мероприятий по снижению выброса диоксида азота. В резуль тате вычислений минимальная ставка экологических платежей оказалась равной 25,50 руб./т. Установленная государственная ставка экологических платежей равна 52 руб./т.

Если бы значение этой ставки было выше определенного расчетом ми нимума, то предприятие должно было бы отказаться от проекта модерни зации технологии природоохранного назначения. Так как минимальная ставка экологических платежей по диоксиду азота (NO2) рассчитанная в реальных условиях действующего предприятия на рассматриваемый пе риод, оказалась меньше установленной ставки экологических платежей руб./т, то предприятию необходимо проводить модернизацию технологии природоохранного назначения по снижению выбросов NO2.

В диссертационной работе также приведена формула для расчета мак симальной ставки экологических платежей, которая определяется услови ем положительности прибыли предприятия даже с учетом проведенных природоохранных мероприятий.

Основные выводы 1. Создана электронная карта г. Бийска в виде ГИС – проекта формата Arc View.

2. Оценена экологическая ситуация в городе Бийске на существующее положение и обоснована необходимость выполнения работы по нор мированию выбросов загрязняющих веществ в атмосферу промыш ленного центра.

3. На основании отчетов предприятий по форме «2-ТП воздух» создана база данных по параметрам выбросов ЗВ в атмосферу города для основных промышленных предприятий, 1800 источников загрязнения и 152 компонентам.

4. Для расчета рассеивания ЗВ в приземном слое атмосферы промыш ленного центра использовался программный комплекс «ЭРА», разра ботанный фирмой НПП «Логос-Плюс», г. Новосибирск и ПК «Graph», объединение которых в единую систему позволило решить широкий спектр задач в области охраны атмосферного воздуха.

5. Анализ результатов расчета ЗВ в атмосфере города отмечает превы шение допустимого уровня по древесной пыли – 14,834 ПДК, бенз(а)пирену – 4,837 ПДК, золы углей – 4,545 ПДК, диоксиду азота – 5,264 ПДК, сернистому ангидриду – 3,278 ПДК и другим компонен там, общее количество которых составляет 35 веществ.

6. Определено суммарное количество выбрасываемых в атмосферу ЗВ, составляющее 131218,8 т/год или 4867,7 г/сек и индивидуальный вы брос для всех 152 компонентов, содержащихся в выбросах промыш ленных предприятий.

7. Рассчитаны выбросы ЗВ для каждого из 95 предприятий с указанием количества уловленных и обезвреженных веществ в пылегазовых очи стных установках. Результаты приведены в электронном варианте, пример приведен на основании бланка инвентаризации источников выбросов вредных веществ в атмосферу для ТЭЦ-1, Бийского вагон ного депо, ООО «Угринич».

8. Определены источники, дающие наибольший вклад в уровень загряз нения атмосферы города, указан их процентный вклад в загрязнение жилой и санитарно-защитной зоны и принадлежность к предприятию, установлены основные предприятия-загрязнители. Разработаны меро приятия по снижению выбросов ЗВ для Бийской ТЭЦ-1, крупных ко тельных и других промышленных предприятий с целью достижения экологических норм загрязнения атмосферы.

9. Определены нормативы предельно допустимых выбросов в атмосферу на существующее положение и год достижения ПДВ по152 веществам для 95 предприятий г. Бийска.

10. Полученные результаты могут быть использованы для разработки и оценки эффективности природоохранных мероприятий, планирования и размещения промышленных объектов, районов жилой застройки и объектов соцкультбыта, реализации управления экологическим мони торингом, позволяющим в оперативном режиме выдавать сведения по запросам населения и заинтересованных лиц по уровню загрязнения атмосферы по 152 веществам в любой точке жилой зоны города Бий ска и отслеживать состояние загрязнения атмосферы города при раз личных метеорологических условиях.

11. Произведен расчет размера платы за выбросы ЗВ в природную среду по предприятиям г. Бийска на существующее положение и с учетом реализации природоохранных мероприятий, который показал, что экономический ущерб из-за превышения нормативов предельно до пустимых выбросов составил 6748,9 тыс. рублей в год.

12. Разработана методика по определению экономической целесообраз ности проведения природоохранных мероприятий по ЗВ для промыш ленных предприятий.

13. Предложенная управляемая система мониторинга состояния воздуш ного бассейна, разработанная для г. Бийска, является универсальной и может быть распространена на любой промышленный центр обшир ной территории Российской Федерации.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах 1. Ким Ж. В. Экология Алтая. Комплексное исследование ситуации / Ж. В. Ким, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов // Экология и жизнь. – 2007. – №11. – С. 64-68.

2. Ким Ж. В. Моделирование процессов распространения загрязняющих веществ в атмосфере промышленного центра (на примере города Бий ска) / Ж. В. Ким, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов // Ползуновский вестник. – Барнаул, 2007. – №3. – С. 50-51.

3. Ким Ж.В. Исследование рассеивания выбросов загрязняющих веществ с целью снижения их воздействия на экосистему (г. Бийск) [Электрон ный ресурс] / Ж. В. Ким, В.Ф. Мироненко, А. В. Михайлов // Социаль но-экономические и технические системы. – 2006. – №16. – Режим дос тупа к журн.: http://www.kampi.ru/sets. - свидетельство Эл № 77 - от 8 апреля 2003 г.

4. Исследование загрязнения атмосферы г. Бийска промышленными пред приятиями с применением ЭВМ / Ж. В. Ким, В. Ф. Мироненко, А. В. Ми хайлов, С. П. Кофанов // Социальная безопасность населения юга запад ной Сибири: материалы международной научно-практической конфе ренции «Социальная безопасность населения юга Западной Сибири – региональные риски и пути повышения эффективности защиты населе ния региона от природных, техногенных и гуманитарных угроз». – Бар наул: Азбука, 2006. – Выпуск 10. – C. 156-158.

5. Исследование загрязнения атмосферы г. Бийска автотранспортными средствами и методы их снижения / Ж. В. Ким, Е. В Лиходед, В. Ф. Ми роненко, А. В. Михайлов // Социальная безопасность населения юга за падной Сибири: материалы международной науч.-практ. конф. «Соци альная безопасность населения юга Западной Сибири – региональные риски и пути повышения эффективности защиты населения региона от природных, техногенных и гуманитарных угроз». – Барнаул: Азбука, 2005. – Выпуск 6. – С.168-169.

6. Разработка системы управления уровнем загрязнения атмосферы промышленного центра выбросами автотранспорта и отопительных котельных (на примере г. Бийск) / Ж. В. Ким, И. В. Бутакова, Е. В.

Лиходед, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов, С. П. Кофанов // Вест ник Алтайского научного центра сибирской Академии наук высшей школы. – 2005. – №8. – С. 110-116.

7. Инвентаризация отходов как системное решение эколого-ресурсной проблемы / Ж. В. Ким, И. В. Бутакова, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов, С. А. Брютова, В. Н. Горбачев // Вестник Алтайского научного центра сибирской Академии наук высшей школы. – 2002. – №5. – С. 45-48.

8. Ким Ж. В. Экологический мониторинг городской свалки ТБО г. Бар наула / Ж. В. Ким, А. В. Михайлов, А. В. Пазий // Социальная безопас ность населения юга западной Сибири: материалы международной на учно-практической конференции «Региональные аспекты обеспечения социальной безопасности населения юга Западной Сибири – проблемы защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного харак тера». – Барнаул: Азбука, 2004. – Выпуск 4. – С. 141- 9. Разработка системы управления по обезвреживанию отходов жизнедея тельности / Ж. В. Ким, И. В. Бутакова, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов // Вестник Алтайского научного центра сибирской Академии наук выс шей школы. – 2005. – №8. – С. 128-133.

10. Разработка социально-экологической системы управления отходами жизнедеятельности / Ж. В. Ким, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов, С.

П. Кофанов // Социальная безопасность населения юга западной Сибири:

материалы международной научно-практической конференции «Соци альная безопасность населения юга Западной Сибири – региональные риски и пути повышения эффективности защиты населения региона от природных, техногенных и гуманитарных угроз».– Барнаул: Азбука, 2005. - Выпуск 6. – С. 170-174.

11. Ким Ж. В.Стратегическое управление потоками отходов на региональном уровне / Ж. В. Ким, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов // Природные и ин теллектуальные ресурсы Сибири: 12-я международная научно практическая конференция: тез. докл. – Томск: Изд-во ТГУ, 2006. – С. 81 85.

12. Отходы жизнедеятельности и их воздействие на окружающую среду / Ж.

В. Ким, А. В. Михайлов, В. Ф. Мироненко, К. А. Бруев, А. Ю. Серотенко // Экология и научно-технический прогресс: материалы V междуна родной научно-практической конференции студентов, аспирантов и мо лодых ученых. – Пермь, 2006. – С. 92-97.

13. Ким Ж. В. Перспективы развития высокоурбанизированных территорий Алтайского края / Ж. В. Ким, В. Ф. Мироненко, А. В. Михайлов // При оритетные направления науки и техники, прорывные и критические тех нологии: «Энергетические, экологические и технологические проблемы экономики»: Материалы Всероссийской научно-практической конферен ции с международным участием: тез. докл. – Барнаул: ОАО «Алтайский дом печати», 2007. – С. 6-7.

Подписано в печать 28.02.2008 г. Формат 6084 1/16.

Печать – ризография. Усл.п.л. 1,16.

Тираж 100 экз. Заказ 2008 Отпечатано в типографии АлтГТУ 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД №28-35 от 15.07.1997 г.



 

Похожие работы:


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.