CC BY
5НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Гидрометеорология и экология №2 2010
ЭОЖ 577.4:66.046.44.59
КЕН БАЙЫТУ К;ЛЛДЬЩТАРЫН САЦТАУ ;ОЙМАСЫНЫЦ ЦОРШАГАН ОРТАНЫ ЛАСТАУЫН БАГАЛАУ
Техн. гылымд. канд. А.Н. Кугжанова
Бул мацалада Шыгыс Казацстан облысы «Казцинк» АК, Зыряновск тау-кен байыту кешентщ цоршаган ортага эсерт багалау мацсатында цалдыц сацтау цоймасы орналасцан ауданныц экологиялыц карта-схемасын жасау ушгн цолданыглган есептеу мэлгметтерг мен эдгстерг келтгрглген. Экологиялыц карта-схеманы жасау арцылы ластау квздер1нен шыгатын зиянды заттардыц атмосфера ауасында шект1к руцсат етыген концентрациялар шамасына деШн сешлу цашыцтыгы айцындалды. Мунда кен байыту цалдыцтарын сацтайтын цоймадан барлыц жел багыттарында цалдыц шацдарыныц ШРК-га дешн сешлетт цашыцтыцтагы есептеу нуктелер1н сызыцпен цосу арцыглы зиянды заттардыц санитарлыц нормадан артыц мвлшерде ластанатын жер ауданы аныцталды. Осыыайша аныцталган жер ауданы, шац туртдег1 кен байыту цалдыцтарыныц атмосфера ауасында ШРК децгешне сеШлгенге деШн Зырян цаласыныц солтустгк-батыс бвлгггн санитарлыц талаптан артыц мвлшерде цалдыц шацымен ластайтындыгына квз жетюзтд1.
Ластау кездершщ цоршаган ортага эсерш багалау мацсатында, алдымен сол ластау кезi орналасцан ауданньщ экологиялыц карта-схемасы жасалынуы тшс. Ондай карта-схема ластау кездершен шыгатын зиянды заттардыц атмосфера ауасында шекпк руцсат етшген концентрациялар (ШРК) шамасына дешн сешлу цашыцтыгын аныцтау мацсатында, сол сешлу цашыцтыгына жергшкп жердщ метеорологиялыц ерекшелiктерi мен жер бедершщ эсерлерше талдау жасау жэне кершi ецщрю орындарынан атмосфера ауасына тасталынатын аттас зиянды заттардыц царастырылып отырган зиянды заттар концентрацияларын цаншалыцты арттыратындыгын багалау Yшiн цажет. Карта-схема цамтитын радиус ластау кездершщ параметрлерше, метеорологиялыц жагдайга жэне жер бедершщ ерекшелштерше байланысты аныцталады. Себебi, ластау кезi орналасцан ауданныц карта-схемасы зиынды заттардыц ШРК мелшерше
88
дешн сейшу аумагын ^амтуы тиiс те, онда талдау жYргiзiлетiн барлыщ нысандар ^амтылады [1].
Ластау квздерiнен атмосфера ауасына квтерiлетiн барлыщ зиянды заттардыц сейiлуi шартты турде мынадай факторларга тэуелдi:
1. жергiлiктi жердщ температуралыщ стратификациялыщ кврсеткiшi - А коэффициентше жэне ол жерден атмосфера ауасына квтершетш зиянды заттардыц тiк жэне квлбеу багытта таралуына (Каза^станныц жер аумагы y™^ температуралыщ стратификациялыщ А коэффициент 200-ге тец);
2. ластау ^3Í орналас^ан ауданныц климаттыщ ерекшелтне;
3. сол ауданныц тiк жэне квлбеу багыттагы жел сипаттамаларына жэне Каза^станныц жер аумагы топырагыныц бiртектес болып келуiне байланысты [2].
Ластау квздершен атмосфера ауасына квтерiлетiн зиянды заттардыц таралуына жел багыттары мен жылдамдыщтарыныц мацызы Yлкен. Себебi, жел жылдамдыгына байланысты ^аушт метеорологиялыщ жагдай туындап, атмосфера ауасыныц ластануы, жогарыда кврсетiлген температуралыщ стратификация жагдайында кYрт артады. Эйткенi, жел жылдамдыгы мардымсыз болган кезде, ондай желдi экологиялыщ ^аушт жел деп атап, ол атмосфера ауасына тасталынатын зиянды заттардыц вертикал багытта квтерiлуiне кедергi болып, керюшше, жер бетiне ^арай басады. Осыныц салдарынан, ластау квздерiнен квтершетш зиянды заттар атмосфера ауасында таралмай, жер бетiне жа^ын жат^ан ауа ^абатында шогырланып жиналады. Бiра^, экологиялыщ ^аушт жел жылдамдыгы эр ластау квздерi Yшiн эр тYрлi болады да, ол ластау квздерiнiц параметрлерше тэуелдi болып табылады. Жел жылдамдыгы эдетте 2 м/сек-тан артыщ болган кезде, ластау квздершен атмосфера ауасына квтершетш зиянды заттар Yлкен квлемдеп ауа ^абатымен оцай араласады да, онда оныц концентрациясы тез сейшедь Б^л жерде назар аударатын жайт - ол экологиялыщ ^аушт жел жылдамдыгы щктелш ластау квздерiнен шыгатын зиянды заттардыц сейiлуiне эсерiн тигiзедi де, ауданы Yлкен, ^йымдастырылмаган ластау квздерi Yшiн, мысалы кен байыту ^алдыщтарын са^тау ^оймалары Yшiн, ондагы ^алдыщтар iрi дисперстi жэне твмен температуралы болгандыщтан, атмосфера ауасында сейшуше твменгi жел жылдамдыгы, ягни экологиялыщ ^аушт жел вз ыщпалын типзе алмайды. Себебi, штиль кезiнде, немесе жел жылдамдыгы вте твмен болганда, аспанга квтерiлетiн зиянды заттардыц аса майда
89
бeлшектерi жогары биiктiкке квтерiледi де, олар уза^ ^ашы^тыц^а орын алмастырып, сейше алады. Бiрак, олардыц iрiлеу бeлшектерi биiктiкке соншалыщты кeтерiле алмайтындыщтан, сол ^алдьщ сакталган жер мацын Yлкен концентрациямен ластайды. Сондыщтан, атмосфера ауасына кeтерiлген кен байыту ^алдыщтарыныц жогары ^ашыщтыщта сейiлуiне Yлкен жел жылдамдыгы ^ажет.
Калдыщ сактау ^оймасынан атмосфера ауасына квтершетш кен байыту ^алдыщтарыныц мeлшерi мен таралу багыты жергшкп жердщ метеорологиялыщ сипатымен тыгыз байланысты. Шыгыс Каза^стандагы Зырян ^аласыныц метеорологиялыщ сипаты кестеде келтiрiлген.
Кесте
Зыряновск паласы атмосферасында ластаушы заттардыц сейшуш аныщтайтын коэффициенттер мен метеорологиялыщ сипаттамалары
Сипаттама аталуы Кeлемi
Атмосфера стратификациясына тэуелдi коэффициент, А 200
Каладагы жер бедерi коэффициентi 1...3
Жылдыц (шшде) орташа максимал температурасы, °С 26,9
Жылдыц (а^пан) орташа максимал температурасы, °С -28,9
Жел багытыныц ^айталануы , %
СолтYCтiк 11,0
СолтYCтiк-ШыFыс 9,0
Шыгыс 10,0
ОцтYCтiк-ШыFыс 7,0
Ощустш 9,0
ОцтYCтiк-Батыс 18,0
Батыс 28,0
СолтYCтiк-Батыс 8,0
Кайталану дэрежес 5 % болатын жел жылдамдыгы, м/с 1,9
Кен байыту ^алдыщтарыныц атмосфера ауасындагы концентрациясын жэне олардыц ШРК шамасына дейiн сейiлу шекараларын аныщтау Yшiн [2], алдымен сол зиянды заттардыц максимал концентрациясы См-дi аныщтау керек те, оны мынадай формуламен есептеп табуга болады (1):
С_ = М. А-Р^-П к, (1)
Н3
^айда М - атмосфера ауасына стершем кен байыту ^алдыщтарыныц г/сек-пен eлшенетiн мeлшерi; А - стратификациялыщ коэффициент (А = 200); Р - ^алдыщтардыц шeгу параметрi (байыту ^алдыщтары Yшiн Р = 3);
90
п - жылдыц орташа жел параметрi болып табылатын им шамасына тэуелдi коэффициент (им = 1,9 м/с); п - цалдыц сацтау цоймасы орналасцан ауданныц жер бедерi (п = 1); Н - байыту цалдыгын сацтайтын цойманыц орналасу бткпп (Н = 3,5 м); К - цалдыц сацтау цоймасыныц диаметрi жэне келемше тэуелдi параметр. К мынадай формуламен аныцталады:
К = Д/8УХ, (2)
цайда Д - байыту цалдыцтарын сацтайтын цойма бетшщ диаметрi (Д = 500 м); У1 - цалдыц сацталынган цойма келемь
Зырян цаласындагы кен байыту цалдыцтарын сацтау цоймасы, т^ргын аймацтан солтYCтiкке царай 5300 м цашыцтыцта орналасцан. Байыту цалдыцтарын сацтау цоймасы, жазыцтыцтан 4 м биiктiкке салынган да, оныц жазыцтыц бетiнiц орташа диаметрi 500 м шамасында. Б^л цойма келемi мынадай формуламен аныцталады:
Г,Ж -ъ = .1,9 = 372875.
1 4 0 4
Осыган байланысты,
К =-500-= 0,00017.
8-372875
Калдыц сацтау цоймасы бетiнен атмосфера ауасына кетерiлетiн зиянды заттардыц, онда таралуын керсететiн п коэффициентi тэуелдi и'м жел жылдамдыгы мынадай формуламен аныцталады:
им = 1,3- = 1,235- Д . (3)
Н
Жаздыц кYндерi Зыряновск цаласы орналасцан жер аудандарында жылдамдыгы 10...12,5 м/сек-ца жететiн жел болып тирады да, олар 24 ^нге дейiн созылады. М^ндай жел жылдамдыцтары кезiнде кен байыту цалдыцтарын сацтайтын цойма бетшен кетерiлетiн байыту цалдыцтарыныц мелшерi сагатына 24,2 т-га немесе 6722 г/сек-ца дешн жетедi. М^ндай жагдайда атмосфера ауасына кетерiлетiн байыту цалдыцтарыныц максимал концентрациясы мынадай шамада болады:
С, = 6722-200 -3-1 0 = 272Д, мг/м3
м 23/4
Байыту цалдыцтарын сацтайтын цойма бетшен желдi кYндерi атмосфера ауасына кетершетш кен байыту цалдыцтарыныц максимал концентрациясы бшнетш максимал цашыцтыц Хм мынадай формуламен аныцталады:
91
5 - F
Хм =--d H . (4)
м4
М¥ндaFы eлшем бipдiгi жо^ d, им > 2, болFaн жaFдaйдa мынaдaй фоpмyдaмен aнbщтaлaды:
d = 16,1->м = 400 . (5)
Сонды^ган,
5-3
Хм =--400-2 = 400 м
м4
Атмосфеpa ayacbrna кeтеpiдген кен бaйытy ^^bi^rapbrnbiR ШРК децгешне дейiн cейiдyi Х, м ^шы^'ы^та жYзеге acыpыдaды дa, од концентpaция мынaдaй фоpмyдaмен aнbщтaдaды:
С = S1 -См, (6)
rça^a S1 - eлшем бipдiгi жо^ шaмa; Х/Хм < 1 бодFaн шaмacындa жэне кзлдык; ca^rambra ^оймaныц оpнaлacy биiктiгiне тэyелдi де, оныц биiктiгi 10 м-ден aлaca бодFaн кезде (1) (6) фоpмyлaдaFы S1 бедгiдеy S1' бедгiciмен aлмacтыpыдып, мынaдaй фоpмyдaмен aнbщтaлaды:
S\ = 0,125(10 - H) + 0,125(H - 2)- S1. (7)
Б^д фоpмyлaдaFы S1' F > 1,5 жэне X / XM > 8 болFaн кезде мынaдaй тYpде жaзылaды:
S1 = 0,1(X/Xм)2 + 2,47(X/Xм)-17,8 ' (8)
Егеp 1 < X / XM < 8 бодca, ондa S1 мынaдaй фоpмyдaмен aнbщтaлaды:
113
S =-Г-"-Ü-. (9)
1 0,13(X / Xм )2 +1 Кен бaйытy rçaддbщтapын ca^rambra rçоймa Зыpян ^aлacыныц C0дтYCтiк жaFындa 1700 м ^шы^'ы^та оpнaдacrçaн. Бiparç жед бaFыты оцтYCтiк-бaтыc^a жиi raFa^i^^i^ra^ rçоймaдaн 2300 м ^шы^'ы^^ы Зыфян ^ra^imiR оцтYCтiк-бaтыc бeдiriнщ aтмоcфеpa ayacындaFы кзддык; шaцыныц концентpaцияcы ami^amm, 1,0 ШРК шекapacыныц концентpaциядbщ cызыFы кapтa-cхемaдa кepcетiдyi тиic. ОcыFaн бaйдaныcты aтaлFaн ^шы^'ы^ты S1 мынaдaй шaмaдa болaды:
92
5 =_113_= 073
1 0,13(2300/1132)2 +1
Сондыцтан Зырян цаласыныц ощуспк батыс бвлiгiндегi атмосфера ауасында желдi кYндерi байыту цалдыцтарыныц шацдары едэуiр кемидi: СОБ = S' См = 0,73 • 272,1 = 198,6, мг/м3.
1 M " " 7 7
Ластау Ke3iHeH атмосфера ауасына квтерiлетiн зиянды заттардыц температуралары цоршаган орта температурасына тец болган кезде (АТ ~ 0), экологиялыц цауiптi жел денгеш мынадай формуламен аныцталады:
Um = 2,2 UM = 2,72- Д . (10)
М^ндай жагдайда жер бетше жацын жатцан ауа цабатындагы байыту цалдыцтарыныц концентрациясы взгередi:
СмИ = Г- См , (11)
цайда r ---ге цатынасына байланысты мынадай формуламен
UГM
аныцталады:
r = 0,67^—-j + 1,67^—- j - 1,34^—") = 0,67 - 0,0014 +1,7 - (0,0014)2 -1,34 - (0,0014)3 = 0,001
Каушт жел жылдамдыгында Сми бiлiнетiн цашыцтыц Хми Р параметрше тэуелдi:
Хми = Р-Хм , (12) цайда Р - влшем бiрлiгi жоц коэффициент, -£ 0,25 болган кезде
UГM
Р = 3. Осыган байланысты Сми £ 0,001- См = 0,272. Кен байыту цалдыцтарыныц б^л концентрациясы мынадай цашыцтыцта сейшедк Хми = Р-Хм = 3 - 400 = 1200 ,м
ми м
Кен байыту цалдыцтарыныц атмосфера ауасындагы мвлшерi ШРК шамасында болса, оны мынадай тендеумен кврсетуге болады:
ШРКот = S См. (13)
ШРКот
М^нан S1 =-—. Осыган байланысты X / Xм цатынасына S1
С M
аныцтай отырып, оныц «а» константасымен байланысты зиянды заттардыц санитарлыц Yзiлiс цашыцтыгын аныцтайды:
X/ XM = а, м^нан Х = а - Х м .
93
Сошн соц S1 пapaметpi надты-лЕнды:
s, = Ш-Кт=JU5 =
1 См 0,272
м
Оcылaй aнbщтaдFaн S^irç мэнiне а = 3,6 мэш сэйкес келедi де, бaйытy rçaлдbщтapынbщ ШРК-Fa дешн cейiдy ^шы^ты^ын мынaдaй тYpде aнbщтaймыз:
Х = а-Х = 3,5-400 = 1400 м
Жед бaFыттapыныц жеpгiдiктi жеpдегi eзгеpy еpекшедiктеpiне бaйлaныcты зиянды зaттapдыц ШРК децгешне дешн тeмендеy ^шьщть^ын caниrapдbщ Yзiдic деп aтaйды дa, од жед 6aFbiiTapbi мен оныц оpтaшa мэшнщ ^rama^m бip-бipiне зиянды зaттapдыц ШРК-Fa
дешн сейшу ^шы^ть^ыш кeбейтyмен aйrçындaдaды:
P
l = Х-. (14)
P
- О
rça^a Р - жед бaFытыныц жеpгiдiктi жеpдегi aybrcy кepcеткiшi, %; Ро -желдщ шецбеp бойымен бaFыттaлy кepcеткiшi. Б^д кepcеткiш 8 6aFbiiTa 12,5 %-Fa тец.
Сaниrapдbщ Yзiдic P-дщ ШРК децгешнен acпaйтын кepcеткiш жед 6aFbiiTapbi бойыншa мынaдaй ^шы^'ы^та бодaды:
lc = 1400 — = 1232 м, С 12,5
9
l = 1400--= 1008 м,
12,5
l = 1400- — = 1120 м, u 12,5
7
l = 1400--= 784 м,
ou 12,5
9
l = 1400--= 1008 м,
0 12,5
18 0
l = 1400- —î- = 2016 м, об 12,5
lñ = 1400 -280 = 3136 м,
б 12,5
8
1 = 1400--= 896 м.
сб 12,5
94
Кен байыту цалдыцтарын сацтайтын цоймадан барлыц жел багыттарындагы цалдыц шандарыныц ШРК-га дейiн сейiлетiн б^л цашыцтыцтагы есептеу щктелершщ сызыцпен цосу арцылы зиянды заттардыц санитарлыц нормадан артыц мелшерде ластанатын жер ауданы аныцталады. Осылай аныцталган жер ауданы суретте керсетшген.
Сурет. К/ллдъщ сацтау цоймасы орналасцан ауданныц карта-схемасы.
1 - Зырян цаласы; 2 - есш цалдыц сацтау цоймасы; 3 - внд1р1с аумагы;
4 - жаца цалдыц сацтау цоймасы.
Б^л суреттен, шац туршде аспанга кетершетш кен байыту цалдыцтары санитарлыц талап - ШРК децгешне сейiлгенге дейiн, Зырян цаласыныц солтYCтiк-батыс белiгi нормадан артыц мелшерде байыту цалдыцтарыныц шацымен ластанатындыгы байцалады. Желдщ басца жетi румбада согу багыттарында санитарлыц талаптан артыц мелшердеп байыту цалдыцтары ендiрiстiк зона аумацтарын гана цамтиды. Бiрац, ендiрiс аумагында шацга тагайындалган ШРКжз. 1,5 мг/м3 болатындыцтан, ал экологиялыц цауiптi жел кезшдеп атмосфера ауасындагы байыту цалдыцтарыныц концентрациясы 0,272 мг/м3 екендiгiнен ж^мыс зонасындагы байыту цалдыцтарыныц атмосфера ауасындагы мелшерi санитарлыц талапца сай болып табылады. Сондыцтан желдщ басца багыттардагы согу аймацтарыныц экологиялыц цауiпсiздiк мэселелерi цаперге алынбайды.
95
Сонымен, б^л ма^алада ШКО «Казцинк» АК Зыряновск тау-кен байыту кешешнщ ^оршаган ортага эсерiн багалау ма^сатында ^алдьщ сакгау ^оймасы орналас^ан ауданныц экологияльщ карта-схемасын жасалып, ластау квздерiнен шыгатын зиянды заттардыц атмосфера ауасында ШРК шамасына дейiн сейiлу ^ашыщтыгы ащындалды. М^нда кен байыту ^алдыщтарын са^тайтын ^оймадан барлыщ жел багыттарында ^алдыщ шаидарыныц ШРК-га дейiн сейiлетiн ^ашыщтыщтагы есептеу нYктелерiн сызыщпен ^осу ар^ылы зиянды заттардыц санитарлыщ нормадан артыщ мвлшерде ластанатын жер ауданы аныщталды. Осылайша аныщталган жер ауданы, шац тYрiндегi кен байыту ^алдыщтарыныц атмосфера ауасында ШРК децгешне сейiлгенге дешн Зырян ^аласыныц солтYCтiк-батыс бвлiгiн санитарлыщ талаптан артыщ мвлшерде ^алдыщ шацымен ластайтындыгын кврсеттi.
ПАЙДАЛАНFАН ЭДЕБИЕТТЕР
1. Общесоюзный нормативный документ (ОНД-86). - М.: Госкомгидромет, 1986. - 90 с.
2. Челноков А.А., Ющенко В.В. Основы промышленной экологии. -Минск: Высшая школа, 2001. - 343 с.
3. Шаприцкий В.Н. Разработка нормативов ПДВ для защиты атмосферы. // Справочник - М.: Металлургия, 1990. - С. 38-58.
Международный Казахско-Турецкий университет им. К. Ясави, г. Туркистан
ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ХВОСТАМИ
ОБОГАЩЕНИЯ
Канд. техн. наук А. Н. Кутжанова
В статье приведены результаты расчета влияния хвостов обогащения АО «Казцинк» Зыряновского горно-обогатительного комплекса Восточно-Казахстанской области на окружающую среду. Составлена карты-схемы расположения отходов. На карте-схеме определены земельные площади загрязненных выше нормативных пределов территорий по всем направлениям ветра. Рассчитаны предельные расстояния, до которых рассеивается пыль отходов до 1 ПДК и показана граница этой зоны. Определенная таким образом земельная площадь, позволила убедиться в том, что рассеивание хвостов обогащения загрязняет северо-западную часть города Зыряновска.
96
