CC BY
7Статья поступила в редакцию 30.09.13. Ред. рег. № 1804
The article has entered in publishing office 30.09.13 . Ed. reg. No. 1804
УДК 504.062
О ВЛИЯНИИ ГРЭС НА ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ПЫЛЬЮ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
К.А. Трохимчук
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Ул. Академическая, 1, г. Волгоград, 400074, Россия Тел.: 8-961-07-77-95, e-mail: [email protected]
Заключение совета рецензентов: 05.10.13 Заключение совета экспертов: 10.10.13 Принято к публикации: 15.10.13
Проведены исследования по содержанию концентраций взвешенных частиц пыли размером менее 10 мкм и менее 2,5 мкм в производственной зоне ГРЭС и в жилой зоне, расположенной рядом с промышленным предприятием. Предлагается для защиты окружающей среды использование механического устройства, действие которого направлено на снижение выноса пыли с производственного объекта.
Ключевые слова: загрязненность, мелкодисперсная пыль, городская среда, золоотвал.
EFFECT OF STATE DISTRICT POWER PLANT ON POLLUTION BY FINE PARTICLES OF URBAN AREAS
K.A. Trokhimchuk
Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering 1 Academic St., Volgograd, 400074, Russia Tel.: +7-961-07-77-95, e-mail: [email protected]
Referred: 05.10.13 Expertise: 10.10.13 Accepted: 15.10.13
Studies of concentration content of suspended dust particles smaller than 10 |im and less than 2.5 ^m in the production area of state district power station and in a residential area next to industrial enterprise are provided. To protect the environment it is proposed to use a mechanical device. Operation of this device is aimed at reducing transposition dust from the manufacturing
facility.
Keywords: pollution, fine silt, urban environment, ash dump
Катерина Алексеевна Трохимчук
Сведения об авторе: аспирант кафедры «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Область научных интересов: экология городов. Публикации: 13.
Введение
Планировка многих городов включает размещение промышленных предприятий рядом с жилыми массивами. За последнее время среди жителей таких районов участились заболевания, которые присущи работникам промышленности (бронхит пылевой
этиологии, пневмокониоз, дерматозы, кохлеарный неврит и др.). Причиной сложившейся обстановки можно считать отсутствие контроля за пылевой обстановкой селитебных зон населенных пунктов. Если на самих предприятиях для защиты рабочих предусмотрено использование средств защиты от воздействия пыли и осуществляется контроль качества воз-
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 12 (134) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
духа рабочей территории, определена санитарно-защитная зона, то на территории жилой застройки подобный мониторинг проводится не регулярно. Поэтому исследования запыленности жилых зон являются актуальной задачей.
Теоретический анализ
Современные научные разработки показывают, что почти во всех случаях возникновения острых и хронических заболеваний возрастание доли мелкодисперсных частиц размером менее 2,5 мкм оказывало более существенное влияние на уровень смертности, чем возрастание доли частиц размером 10 мкм. Частицы с аэродинамическим диаметром 10 мкм, прошедшие при отборе проб на анализ через селективный импактор (приспособление, обеспечивающее 50% задержку частиц диаметром 10 мкм), относят к РМ10. Частицы с аэродинамическим диаметром 2,5 мкм относят к РМ25. Верхний предел полного отсеивания соответствует 7 мкм.
В настоящее время в России введены в действие Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.2604-10 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», которые с 21 июня 2010 г. устанавливают предельно допустимую концентрацию (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест в мг/м3 для взвешенных частиц размером менее 10 мкм (среднесуточная величина ПДК равна 0,06 мг/м3) и для частиц размером менее 2,5 мкм (среднесуточная величина ПДК равна 0,035 мг/м3) [1].
Методика эксперимента
Для исследования дисперсного состава пыли предлагается использование методики микроскопического анализа с применением ПК, которая позволяет оценить характер мелкодисперсной пыли [2]. Методика предназначена для измерений дисперсного состава пылевидных частиц путем разностороннего фотографирования через микрофотоприставку, полученных с исследованного объекта образцов, увеличенных под микроскопом в 200-2000 раз. Количество необходимых фотографий зависит от полидисперсности пыли. Снятие изображения с фотоаппарата и последующая обработка производится с помощью графического пакета Adobe PhotoShop. Для цифровой обработки черно-белых изображений используется программный продукт «SPOTEXPLORER V1.0», позволяющий: выявить форму пылевидных частиц, коэффициент их сферичности; построить интегральные функции распределения частиц по эквивалентным диаметрам.
В качестве объекта для исследования был выбран ряд ГРЭС РФ, имеющих золоотвалы. Проведены исследования по содержанию концентраций РМ10 и РМ2,5 в производственной зоне ГРЭС и в жилой зоне, находящейся в окружении предприятия. Были отобраны пробы на источнике пыления (золоотвал) и
в застроенном микрорайоне. Результаты исследования концентрации пыли при скорости ветра 3-5 м/с сведены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты замеров концентрации пыли при скорости ветра 3-5 м / с
Table 1
Measurement results of dust concentration at wind speed of 3-5 m/s
Точка замера Концентрация пыли, мг/м3
общая РМ10 РМ 2,5
Вблизи золотвала 5,0-15,0 0,9-4,0 0,4-0,8
На расстоянии 50 м от золоотвала 0,7-1,9 0,4-0,9 0,07-0,39
На расстоянии 200 м от золоотвала 0,5-0,8 0,3-0,4 0,2-0,25
Результаты и их обсуждение
Результаты исследований показали, что на расстоянии в зоне 1 км от золоотвала при ветре 2,5 м/с запыленность составляет 0,15-0,30, что не превышает нормы. При скорости ветра до 5 м/с показатели запыленности возрастают. На расстоянии 50 м от золоотвала РМ10 составляет приблизительно 50%, а РМ2,5 - около 10-20%; на расстоянии 200 м от золоотвала РМ10 составляет более 50%, а РМ2,5 достигает 30%, т.е. ветер способен переносить мелкодисперсную пыль на значительные расстояния. В жилой зоне вблизи ГРЭС, расположенной, как правило, за пределами 50 метровой отметки, отмечается повышенное содержание мелкодисперсной пыли.
Автором предлагается использовать устройство (рис. 1), отличающееся от известных ранее (табл. 2) тем, что снижает вынос мелкодисперсной пыли, обладает низкими эксплуатационными расходами, улучшает экологическую обстановку вокруг производственного объекта. Устройство выполнено в виде отдельных заграждающих конструкций, которые устанавливаются вокруг золоотвалов по направлению господствующих ветров (рис. 2).
Рис. 1. Общий вид устройства для снижения пыли: 1 - устройство, 2 - золоотвал Fig. 1. General view of device reducing dust: 1 - design, 2 - ash dump
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 12 (134) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
К.А. Трохимчук. О влиянии ГРЭС на загрязненность мелкодисперсной пылью городских территорий
Таблица 2
Характеристика существующих объектов, защищающих от воздействия пыли, и их недостатки
Table 2
Characteristics of existing facilities to protect against dust, and their limitations
Характеристика объекта
Недостатки
Известен способ снижения пыли с поверхности техногенного объекта, заключающийся в оконтуривании пылящей поверхности техногенного массива путем создания защитных заграждений, располагаемых в двух взаимно перпендикулярных направлениях [3].
Недостатком данного способа является то, что расстановка заграждений не учитывает направление ветровой нагрузки. Заграждения не могут быть четко размещены по периметрам разбитого на квадратные участки техногенного массива, так как отвал имеет неоднородную холмистую поверхность. Кроме того, опоры защитных элементов должны иметь фундаменты в техногенном массиве, и они не обладают устойчивым положением при размещении в склоновых зонах.
Известен шумопылезащитный экран, предназначенный для защиты городских сооружений (государственных учреждений, жилых построек, памятников архитектуры) от пыли и шума, создаваемых городской средой, а также может быть использован на строительных и промышленных объектах и в зонах других источников пыли и звука, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. Шумопылезащитный экран имеет фундамент и состоит из набора акустических панелей, установленных с образованием параллелепипедов, полости которых заполнены звукопоглощающими модулями, и имеют перфорацию, выполненную на стенках панелей, обращенных к источникам звука и пыли [4]._
Недостатком данного технического решения является то, что он обладает сложной конструкцией экрана, имеет высокую стоимость и требует наблюдений при эксплуатации, а также привлечения специально обученного персонала.
7
1 1
ность каркаса будет способствовать ее накоплению. Кроме того, каркас придает устойчивость защитному барьеру (рис. 3). Мелкодисперсная пыль частично будет задерживаться элементами сетчатого экрана.
Рис. 2. Защитное заграждение: 1 - опоры, 2 - защитная сетка, 3 - каркас
Fig. 2. Protective obstacle: 1 - beam hanger, 2 - protective net, 3 - bar
Устройство работает следующим образом. Заграждающие конструкции, установленные вдоль золоотвала, создают защитный барьер от выноса пыли за пределы промышленной площадки, что обеспечивает улучшение экологической обстановки вокруг строительного объекта. Заграждающие конструкции размещаются по направлению господствующих ветров, что позволяет максимально концентрировать пыль в зоне заграждающих конструкций. За счет ветровой нагрузки пыль крупнодисперсного состава будет собираться в зоне треугольного сплошного каркаса, наклонная поверх-
Рис. 3. Вертикальный разрез ограждения: 1 - опоры, 2 - треугольный каркас Fig. 3. Profile of obstacle: 1 - beam hanger, 2 - bar
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 12 (134) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013
Заключение
В зоне золовотвала ГРЭС в комплексе мероприятий по охране окружающей среды необходимо учитывать высокую степень запыленности частицами мелких фракций, разработать мероприятия по снижению выноса мелкодисперсной пыли за пределы предприятия. Необходимо осуществлять систематический контроль за запыленностью близлежащих жилых массивов.
Для обеспечения защиты территории вокруг производственного объекта от выноса мелкодисперсной пыли предлагается к использованию устройство, которое создает благоприятную экологическую обстановку. Устройство дешево в изготовлении, не требует специальных навыков при эксплуатации, а также обладает высокой мобильностью установки и демонтажа, а также функциями охраны окружающей среды.
Список литературы
References
1. Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.2604-10 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». 2010.
2. Азаров В.Н., Юркъян В.Ю., Сергина Н.М. и др. Методика микроскопического анализа дисперсионного состава пыли с применением персонального компьютера (ПК) // Законодательная и прикладная метрология. 2004. № 1. С. 46-48.
3. Патент РФ №2885800 МПК Е21С41/32. Способ снижения пыли с поверхности техногенного объекта / Гендлер С.Г., Кузнецов В.С., Мироненкова Н.А. // Публ. 21.06.2005 г.
4. Патент РФ № 2209874 МПК 7 Е 01 Б 8/00. Шу-мопылезащитный экран / Петрович П.П., Поспелов П.И., Тимофеев М.В. и др. // Публ. 10.08.2003 г.
1. Gigieniceskie normativy GN 2.1.6.2604-10 «Predel'no dopustimye koncentracii (PDK) zagräznäüsih vesestv v atmosfernom vozduhe naselennyh mest». 2010.
2. Azarov V.N., Ürk"än V.Ü., Sergina N.M. i dr. Metodika mikroskopiceskogo analiza dispersionnogo sostava pyli s primeneniem personal'nogo komp'ütera (PK) // Zakonodatel'naä i prikladnaä metrologiä. 2004. № 1. S. 46-48.
3. Patent RF №2885800 MPK E21S41/32. Sposob snizeniä pyli s poverhnosti tehnogennogo ob"ekta / Gendler S.G., Kuznecov V.S., Mironenkova N.A. // Publ. 21.06.2005 g.
4. Patent RF № 2209874 MPK 7 E 01 F 8/00. Sumopylezasitnyj ekran / Petrovic P.P., Pospelov P.I., Timofeev M.V. i dr. // Publ. 10.08.2003 g.
Транслитерация по ISO 9:1995
Г'-": — TATA — (_XJ
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 12 (134) 2013
© Scientific Technical Centre «TATA», 2013
