CC BY
23
УДК 502/504 М.В. Новичкова
ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ МАТЕМАТИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НЕФТЕПРОДУКТАМИ НА УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
Семинар № 10
При решении геоэкологических проблем и при геоэкологических исследованиях возникает вопрос сопряжения и сочетания разноплановой и разнокачественной информации об объектах искусственной и естественной природы: картографических материалов разных проекций и масштабов, цифровых, графических и других источников. Этот вопрос решается при использовании ГИС-технологий, которые дают возможность сводить все доступные материалы в единую систему и обладают большой наглядностью.
Г еоинформационная система
(ГИС) представляет собой автоматизированную систему сбора, хранения, анализа, интерпретации и представления информации по географической оболочке и геологической среде в целом и (или) отдельным составляющим их компонентам.
Одна из важнейших функций ГИС-технологий - моделирование. На теории моделирования базируется метод теоретического исследования.
За последние годы на нашей кафедре выполнены работы по оценке воздействия на окружающую среду для угольных разрезов Восточного Забайкалья, в том числе проекты нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ). Это такие предпри-
ятия как Восточный, Тигнинский и Харанорский угольные разрезы. При этом применялись прикладные программы (типа «ПДВ-атмосфера», «Призма», «Зеркало»), позволяющие моделировать процессы загрязнения компонентов природной среды. Эти программы являются элементами ГИС-технологии. Их применение позволило смоделировать существующее состояние компонентов природной среды, разработать инженерно-экологические мероприятия, снижающие негативное воздействие на природную среду и осуществить прогнозирование рационального использования природных ресурсов.
Отдельные элементы основных и вспомогательных производственных процессов являются активными источниками воздействия на все компоненты природной среды, включая атмосферный воздух.
Нефть и нефтепродукты представляют собой сложную смесь углеводородов и их производных; каждое из этих соединений является самостоятельным высокотоксичным загрязнителем. Хозяйственная деятельность на Харанорском буроугольном месторождении оказывает негативное влияние на состояние поверхностных и подземных вод. В частности, содержание в воде нефти придает ей запах
керосина, который не устраняется даже при хлорировании.
Сгорание углеводородного топлива, которое используется для заправки автомобильного транспорта, являющегося основным на открытых горных работах, и, в частности, при разработке угольных месторождений сопровождается, образованием сложной смеси из более чем двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов, и вся эта смесь поступает в атмосферный воздух.
Углеводороды - это сложные ароматические соединения. Они содержатся в основном в парах бензина и дизельного топлива.
При заполнении резервуаров бензином и маслами происходит вытеснение паров нефтепродуктов и сжиженных газов. Количество паровоздушной смеси, выбрасываемой при отпуске и хранении нефтепродуктов, зависит от физико-химических свойств нефтепродукта, температурного режима резервуаров, степени их заполнения, глубины заложения, типа дыхательной аппаратуры и других факторов.
Эти выбросы систематически создают в воздушном пространстве максимально разовые концентрации углеводородов, которые определяют общий санитарный фон объекта и соответствующие требования к нему.
Следует учитывать, что при одном и том же абсолютном выбросе углеводородов степень загрязнения окружающего воздуха может существенно изменяться в зависимости от ряда метеорологических факторов, среди которых наибольшее влияние оказывают направление и скорость ветра.
Несмотря на незначительные годовые объемы выбросов и сбросов, их влияние на качественные показатели атмосферного воздуха и водоемов может быть существенным из-за со-
держания таких высокотоксичных веществ, как бензол, толуол, этилбен-зол, ксилол.
Углеводороды выделяются при ведении горных работ, включающих в себя бурение взрывных скважин, при ведении вскрышных работ, также высокий процент содержится в отработанных газах дизельных двигателей, котельных, битумохранилищ. Анализ и расчет выбросов углеводородов при приемке, хранении и отпуске нефтепродуктов на хранилищах горюче-смазочных материалов Хара-норского буроугольного разреза показывает, что их содержание не превышает санитарных норм. Приземная концентрация углеводородов мала, составляет сотые и тысячные доли ПДК, например, их удельный валовый выброс при движении автомобилей составляет 0,00008 т/год, удельный валовый выброс бенз(а)пирена -0,0000178 т/год. Но хотя это количество не превышает нормы, оно оказывает воздействие на состояние атмосферного воздуха в районе разреза, так как углеводороды поступают в нижний слой атмосферы и находятся практически в зоне дыхания человека. Также, несмотря на небольшое их содержание, углеводороды вступают в реакцию с двуокисью азота, и образуют сложные соединения, которые называются фотохимическими загрязнителями воздуха, поскольку все они образуются под действием солнечного света.
Расчет выбросов загрязняющих веществ при приемке, хранении и отпуске нефтепродуктов на хранилище ГСМ выполнен с помощью ГИС-технологии в соответствии с «Методическими указаниями по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров» (Гос. комитет РФ по охране окр. среды. 1997г.). Исходные данные и результаты расчета приведены в табл. 1.
Таблица 1
Исходные данные н результаты расчета выбросов загрязняющих веществ от хранилища ГСМ
№ Наименование показателей Ел. изм. Значение показателя
п/п Объект 18 Объект 19 Объект 20
1 Наименование вещества Бензин АИ-76 Диз. топливо Мин. масло
2 Емкость резервуара м3 60 60 5
3 Количество емкостей, N шт. 2 6 6
4 Годовой расход ГСМ, Вг м3 142 1071 54
В том числе: т 99,324 900 45,8
весенне-летний период, Ввл м3 71 535,5 27
осенне-зимний, Воз м3 71 535,5 27
5 Вид резервуара заглубленный мерник
6 Объем вытесняемой паро-воздушной смеси во время слива, У2 м3/час 4 4 2
7 Опытный коэффициент, Кнп 1,1 2,9-10-3 0,27-10-3
8 Опытный коэффициент, Ктах 0,8 0,8 0,8
9 Максимальная концентрация паров при закачке, Стах г/м3 480 1,55 0,16
10 Концентрация паров нефтепродуктов: г/м3
-весенне-летний период при заполнении резервуара, Срвл 255,0 1,1 0,1
-весенне-летний период при заправке машин, Сбвл г/м3 420 2,2 0,2
-осенне-зимний период при заполнении резервуара, Ср°з г/м3 210,2 0,8 0,1
-осенне-зимний период при заправке машин, С^ г/м3 515,0 1,6 0,2
11 Выбросы паров при хранении нефтепродуктов, Схр т/ год 0,066 0,066 0,066
12 Значение параметра А г/м3 125 50 12,5
13 Среднее время слива, 1 сек. 1200 1200 3600
14 Максимально разовый выброс при закачке в = Стах- У2Л г/с 1,6 0,0052 0,000089
15 Валовые выбросы:
-при закачке в резервуар и баки автомашин т/год 0,099 0,0031 0,000016
Мзак = [(Ср“ + СЛ-Воз + (Срвё + СЛ-ВвЛ]-10-6
-при проливах Мпр= А-Вг-10-6 т/год 0,018 0,054 0,00068
-при хранении Мхр = Схр-Кнп^ Итого валовый выброс М = Мзак+ Мпр+ Мхр т/год т/год 0,145 0,262 0,0115 0,069 0,00011 0,0008
16 Максимально разовый выброс при хранении нефтепродуктов вхр* = (Мхр-106)/(365-24-3600) г/с 0,0046 0,00036 0,000003
*В расчетах приземных концентраций учтены значения Схр, т. к. поступление нефтепродуктов на склад носят эпизодический характер и значения выбросов при заполнении резервуаров можно отнести к залповым выбросам.
Таблица 2
Выбросы от автомобильного транспорта
№ п/п Наименование параметра Выброс загрязняющего вещества
Всего о и и С2-С5 Бензол Толуол Этил- бензол Ксилол
1 Концентрация веществ в выбросах, % 100 93,85 2,5 2 1,45 0,05 0,15
2 Максимально разовый выброс, г/с 1,6 1,502 0,04 0,032 0,023 0,0008 0,0024
3 Валовый выброс, т/год 0,262 0,246 0,0066 0,0052 0,0038 0,00013 0,00039
С учетом идентификации выбросов для автомобильного бензина по группам загрязняющих веществ выбросы составят (табл. 2):
Таким образом, по результатам выполненных нами исследований
можно сделать вывод, что загрязнения воздушного бассейна нефтепродуктами и их производными в районе деятельности угольных разрезов Восточного Забайкалья не превышает санитарных норм.
— Коротко об авторах----------------------------------------------------
Новичкова Марина Валерьевна - ассистент, Читинский гсударственный уиверситет.
------------------------------------------ © Н.Г. Тихомирова, 2007
УДК 502/504:622.411.33 Н.Г. Тихомирова
ПРОБЛЕМЫ УГОЛЬНОГО МЕТАНА ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ШАХТ В СВЕТЕ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА
Семинар № 10
Актуальность выбранной мною темы обусловлена процессами, происходящими в мире, когда наличие проблемы глобального потепления климата признано во всем мире.
На сегодняшний день возникла острая необходимость разработки механизма технического обеспечения обязательств России по Киотскому протоколу применительно к ликвидации шахт.
