СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ НАГРУЗОК ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПО ПРИРОДНЫМ И АНТРОПОГЕННЫМ ОБЪЕКТАМ ПОДФАКЕЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Российский патент 2013 года по МПК G01W1/00 

Изобретение относится к области инженерной экологии и сводится к определению дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по отдельным экологически значимым объектам, подпадающим в подфакельное пространство аэропромвыбросов. Может быть использовано при обосновании экологической безопасности предприятий, а именно при составлении проектов «Охрана окружающей среды» (ООС), «Оценка воздействия на окружающую, среду» (ОВОС), детализации в пространственной развертке (в подфакельном пространстве) нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ), а также при разработке паспорта безопасности и декларации безопасности промышленного объекта.

В России расчеты рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере проводятся согласно ОНД-86 (Общесоюзный нормативный документ) «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» [4]. В настоящее время широкоизвестные программные средства «Эколог» фирмы «Интеграл» [7], в частности УПРЗА «Эколог», основаны на моделях ОНД-86, равно как модификацией ОНД-86 является Методическое пособие… [3], разработанное МНР РФ.

В рамках ОНД-86 с помощью современных программных средств в автоматическом режиме пространственное распределение выбросов представляется в виде изолинейных карт рассеивания загрязнителей. При этом оценка степени загрязнения проводится простым разделением поля рассеивания на зоны в соответствии с изолиниями концентраций загрязнителей в подфакельном пространстве. Так, по мере удаления от высокого организованного источника в направлении распространения промышленных выбросов выделяется три зоны неодинакового загрязнения атмосферы: зона переброса факела выбросов, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; зона задымления - зона максимального содержания вредных веществ и зона постепенного снижения уровня загрязнения [1, 5, 6]. На таких же принципах сегментирования пространства влияния основаны три оценочные зоны: геоматического, биотического и геохимического влияния, предложенные А.В. Дончевой с соавт. [2].

Как видим, имеющиеся в настоящее время методы не дифференцируют подфакельное пространство по объектам и приходящимся на их площадь долям валовых выбросов.

Цель изобретения - определить абсолютные (т/год) и относительные (%) значения аэровыпадений, приходящихся на антропогенные (городские поселения, внутригородские территории и др.) и природные (акватория озера, охраняемые территории и др.) объекты, при имеющихся фактических валовых выбросах промышленного предприятия.

Цель достигается тем, что по построенным изолинейным картам валовых выбросов загрязняющих веществ определяется общая их площадь рассеяния и площадь отдельных объектов, накрываемых факелом. Зная общие валовые выбросы (т/год или 100%), по площади накрытия факелом территории объекта определяется в абсолютных (т/год) и относительных (%) значениях доля загрязнений от валовых выбросов загрязнений, приходящаяся на данный объект.

Модель расчетов в рамках изобретения статическая. Динамические аспекты, а именно изменения направления и скорости ветров разноса загрязнителей, учитываются отдельно.

Изобретение позволяет решить проблему экологической безопасности и природоохранной политики на уровне муниципального образования, которая должна строиться с учетом карт пространственного распределения валовых выбросов промышленного предприятия.

Предлагаемый способ раскрывается следующим алгоритмом, позволяющим определить долю приходящихся на, например, акваторию озера загрязняющих веществ из общих выбросов в атмосферу промышленного предприятия (фиг.1).

Алгоритм расчета (на примере азота диоксид):

V_вал=4071,599 т/год - валовый выброс NO₂ в атмосферу;

S_общ=97,8 км² - общая площадь газодымового факела атмосферных выбросов NO₂ в пределах нулевой изолинии;

S_oз=19,2 км² - площадь акватории озера, накрываемая газодымовым факелом источников выброса предприятия;

$$S{\%}_{оз}=\frac{S_{оз}}{S_{общ}}\times 100=\mathrm{19,2}/\mathrm{97,8}\times 100=\mathrm{19,6}\%$$ - относительная площадь акватории озера, подвергаемой опасности аэровыпадений, от общей площади атмосферных выбросов NO₂;

$$V_{оз}=\frac{V_{вал}\times \mathrm{19,6}}{100}=\frac{\mathrm{4071,599}\times \mathrm{19,6}}{100}=\mathrm{798,033}$$ т/год - доля от валовых выбросов NO₂, приходящаяся на акваторию озера;

P=30,0% - повторяемость ветра опасного (северного) направления;

n(оз)=P/N=30/365=8,2 дня - число дней в году (365 дней) с аэровыпадениями на акваторию озера;

$$V_{оз(n)}=\frac{V_{вал}\times 30}{100}=\frac{\mathrm{798,033}\times 30}{100}=\mathrm{239,410}$$ т/год.

S_оз(общ)=166,0 км² - общая площадь зеркала озера;

S%_оз*=S_оз/S_оз(общ)=19,2/166,0=11.6% - относительная площадь акватории озера, подвергаемая опасности аэровыпадений NO₂.

V_оз(n)%=V_оз(n)/V_вал=239,410/4071,599=5,9% - относительная нагрузка NO₂, приходящаяся на акваторию озера.

Следовательно, экосистема озера находится под влиянием атмосферных выбросов азота диоксида промышленного предприятия при северном направлении ветра в течение 8,2 дней в году. Нагрузку NO₂ при северном ветре-испытывает 19,2 км акватории озера, т.е. 11,6% от общей площади зеркала воды. Нагрузка NO₂ на экосистему озера при северном направлении ветра составляет 239,410 т/год, что равняется от всех валовых выбросов предприятия этого вещества 5,9%.

Используя данный способ, определяются нагрузки и других веществ на различные объекты, например на внутригородские территории, площадь которых известна.

Литература

1. Горелик Д.О., Конопелько Л.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. Аэроаналитические измерения. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 433 с.

2. Дончева А.В., Казакова Л.К., Калуцков В.Н. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды. - М.: Экология, 1992. - 256 с.

3. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. - СПб., 2002.

4. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л., 1987.

5. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. Справ. изд. - М.: Химия, 1991. - 367 с.

6. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. СН 369-74.

7. Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог». - СПб., 2005.

Изобретение относится к области инженерной экологии и может быть использовано для определения дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по отдельным экологически значимым объектам, попадающим в подфакельное пространство аэропромвыбросов. Сущность: по картам валовых выбросов загрязняющих веществ определяют общую их площадь рассеяния и площадь отдельных объектов, накрываемых факелом. Зная общие валовые выбросы по площади накрытия факелом территории объекта, определяют в абсолютных и относительных значениях долю загрязнений от валовых выбросов загрязнений, приходящуюся на данный объект. Технический результат - создание способа, позволяющего определять абсолютные и относительные значения аэровыпадений, приходящихся на антропогенные и природные объекты, при имеющихся фактических валовых выбросах промышленного предприятия. 1 ил.

Способ определения нагрузок загрязняющих веществ на отдельные экологически значимые объекты, заключающийся в выделении площади загрязнений в подфакельном пространстве аэропромвыбросов, приходящейся на эти объекты, отличающийся тем, что валовые выбросы дифференцируются по объектам в абсолютных и относительных значениях.