CC BY
68
Секция «Промышленная безопасность »
УДК 504.064.36
К. А. Потемкин, К. В. Радионова, Е. В. Кононова Научные руководители - В. А. Миронова, М. В. Чижевская Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА СНЕЖНОГО ПОКРОВА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
Представлены результаты анализа снежного покрова городских почв. Определены некоторые физико-химические показатели, а также суммарная концентрация нефтепродуктов в талой воде.
Определение качественных и количественных характеристик поллютантов снежного покрова не входит в официальный реестр экологического мониторинга городской среды. Однако, благодаря высокой сорбци-онной способности, снег накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу.
Целью данного исследования стало определение возможности использования снежного покрова, в качестве объекта экологического мониторинга городской среды.
Снег отбирали на следующих объектах: «Радиозавод», «КрАЗ» (территория), пос. Песчанка, «Крас-Маш», ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ул. Брянская, г. Железногорск (ул. Ленина), пос. Элита.
В ходе исследований определялись следующие показатели: органолептические свойства, содержание взвешенных частиц, рН, электропроводимость, окислительно-восстановительный потенциал, содержание ионов хлора, общее железо, жесткость, суммарная концентрация нефтепродуктов. Результаты исследований представлены в таблице.
По количеству взвешенных частиц в талой воде «лидируют» следующие участки отбора проб: «КрасМаш», «КрАЗ» (территория), а также транспортное кольцо ул. Брянской (19600, 9260, 9000 мг/л, соответственно). Наименьшее количество взвешенных частиц обнаружено в снеге пос. Элита (240 мг/л).
Электропроводимость раствора характеризует присутствие в осадках ионов электролитов. Самое большое количество ионов содержится на территории «КрАЗа», на территории пос. Элита электропроводность талой воды приблизительно в 23 раза меньше, чем на «КрАЗе». Самая низкая концентрация ионов наблюдается в пробах, отобранных в г. Железногор-
ске - в 33 раза по сравнению с «КрАЗом». На территориях вблизи «КрасМаша», ТЭЦ-2, ТЭЦ-1 и пос. Песчанка приблизительно одинаковая электропроводность - в 7 раз меньше, чем на «КрАЗе». Измеренные значения окислительно-восстановительного потенциала подтверждают то, что в талых водах присутствуют и ионы-окислители и восстановители наряду с другими компонентами.
Концентрация ионов железа (общее железо) во всех исследуемых пробах превышает ПДК (0,5 мг/л). В пробах «КрасМаша», г. Железногорска общее содержание железа примерно в 5 раз выше, по сравнению с другими объектами. В пос. Песчанка, ТЭЦ-1, ТЭЦ-2 так же наблюдается превышение этого показателя в 3-4 раза по сравнению с районами внутри города.
Содержание нефтепродуктов снежном покрове меняется в широком диапазоне в зависимости от места отбора пробы (ПДК = 0,1 мг\л). Наибольшая концентрация - пос. Песчанка, наименьшая - пос. Элита и «КрасМаш». Отмечена тенденция к возрастанию этого параметра в остальных районах: г. Железно-горск, ТЭЦ-2, ТЭЦ-1, ул. Брянская, радиозавод, «КРАЗ» (территория). Специализированные предприятия по хранению нефти, нефтебазы, многочисленные автозаправочные станции, выбросы автотранспорта повсеместно способствуют загрязнению вод.
В итоге, по значениям измеренных параметров можно выделить относительно чистые территории -пос. Элита и г. Железногорск. В других исследуемых объектах степень загрязнения снежного покрова исследуемых участков возрастает в следующем порядке: «Радиозавод», «КрасМаш», ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, ул. Брянская, «КрАЗ» (территория), пос. Песчанка.
Некоторые показатели физико-химического состава городского снега
Место отбора проб Взвешен. частицы, мг/л рН Электропроводимость, ^Ссм-1 Red- Ox, мВ Общее железо, мг/л Cl-, мг/л Общая жёсткость, мг-экв./л НП, мг/л
«Радиозавод» 1870 7 611 154 2 99 2,2 0,218
«КрАЗ» (территория) 9260 7,1 1220 156 2,4 313 2,4 0,334
пос. Песчанка 2400 5,6 261 180 8,4 21 0,1 2,56
«КрасМаш» 19600 7,3 173 178 11,1 10 5,5 0,085
ТЭЦ-1 4300 7,8 187 108 6,2 22 2,3 0,173
ТЭЦ-2 3820 8,9 162 173 6,8 27 2,5 0,136
ул. Брянская 9000 11,3 465 54 1,7 31 2 0,187
г. Железногорск 1700 6,3 37 182 11,2 5 0,04 0,12
пос. Элита 240 6,7 53 160 2,6 6 0,8 0,03
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Таким образом, анализ снежного покрова в целом иллюстрирует характер загрязнений городских территорий. Однако в исследованиях необходимо учитывать, что на состав снежного покрова влияет содержание загрязнителей не только в атмосфере, но и в почве, а также на поверхностях деревьев, зданий, транс-
порта и проч. Очевидно, что экологические исследования снежного покрова перспективны, но требуют более детальной методологической проработки.
© Потемкин К. А., Радионова К. В., Кононова Е. В., 2012
УДК 621.311.24
А. Г. Пятков Научный руководитель - О. В. Тасейко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПОТЕНЦИАЛ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ
Производство энергии - необходимое средство для существования и развития человечества. Однако именно энергетика оказывает наиболее сильное воздействие на окружающую среду, экосистемы и биосферу в целом (изменение климата, кислотные осадки, всеобщее загрязнение среды и другие). Есть источники энергии, которые не загрязняют окружающую среду - альтернативные источники энергии (например, ветрогенерато-ры). Целью данной работы является анализ возможности использования ветрогенераторов для производства электроэнергии в Красноярском крае.
Ветрогенератор - устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую. Их делят на промышленные и домашние (для частного использования). Мощность современных промышленных ветрогенераторов достигает 6 МВт. Домашние отличаются меньшими мощностями, обычно до 1 КВт. Мощность ветроустановки зависит от диаметра пропеллера и скорости ветра. При среднегодовой скорости в 3,5 м/с, характерной для Красноярского края, можно принять, что среднеэнергетическая скорость составит около 5 м/с, а ветряк будет работать треть всего времени [1]. Важнейшая характеристика ветряка - коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ). У самых лучших образцов ветряков он достигает 60-80 %, в среднем порядка 40-45 %. Однако, для большинства ветрогенераторов КИЭВ = 35%. Мощность самого ветрогенератора можно рассчитать по формуле [2].
Р = Б2 У3/7000,
где Р - мощность [Вт]; Б - диаметр винта [м]; V -скорость ветра [м/с].
Энергия ветра имеет множество преимуществ: её выработка не загрязняет окружающую среду, затраты на ресурсы (ветер) отсутствуют, нужно только приобрести сам ветрогенератор и выбрать эффективно место его размещения. Однако есть сложности использования ветра. Во-первых, это непостоянство и локальный характер ветра. Во-вторых, энергия ветра
имеет кубическую зависимость от скорости, это значит, что если при средней скорости ветра 3 м/с ветряк выработает 400 кВтч, то при 4 м/с он уже будет вырабатывать уже 1500 кВтч. В итоге при незначительном увеличении скорости ветра значительно возрастает эффективность ветроустановки. Известно, что заметный рост скорости ветра наблюдается до 300350 метров над землей. Поэтому есть необходимость строить ветряки большей высоты, но это приводит увеличению затратам на строительство и безопасность такого сооружения. В-третьих, несовершенство техники (трение, нагрев проводов при передаче энергии, снижение емкости аккумуляторов и прочее) снижает эффективность ветрогенераторов.
Использование энергии ветра имеет значительный потенциал. Согласно публикации 10 всемирной ветроэнергетической конференции суммарно все турбины, установленные в мире на конец 2010 г., вырабатывают 430 ТВтч электроэнергии [3]. Это 2,5 % от общего числа вырабатываемой электроэнергии в мире. Этого объема вполне хватит, чтобы питать Великобританию с населением в 60 млн. человек. Дания 21 % электроэнергии получает при помощи ветроэнергетики (1 место) [3]. Россия же занимает только на 56 месте по общей выработке ветроэнергии [3].
Если проанализировать статистику скорости ветра в Красноярском крае [4], то можно выделить несколько областей с наибольшими значениями силы ветра (см. таблицу).
Скорость ветра некоторых районов Красноярского края
Область Средняя скорость ветра, м/с Повторяемость различных градаций скорости ветра за год, %
за отопительный период за три наиболее холодных месяца < 1 м/с 2-5 м/с 6-7 м/с >8 м/с
Ачинск 4,9 4,6 32 46 10 12
о. Диксон 7,5 8,2 11 28 15 46
Дудинка 5,6 5,3 15 41 32 27
Игарка 4,9 4,9 24 40 15 21
мыс Челюскин 6,7 7 10 32 18 40
