Анализ воздействия атмосферных факторов на распространение газовых выбросов с целью прогноза степени риска в зоне влияния металлургического предприятия

• Автор: Вишнякова, Кира Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Загрязнение окружающей среды

1.2 Загрязнение атмосферы.

1.2.1 Механизм распространения за1рязняющих веществ.

1.2.2 Циркуляция атмосферы

1.3 Подразделения металлургического производства и вносимый ими вклад в загрязнение атмосферы

1.3.1 Коксохимическое производство

1.3.2 Агломерационное производство

1.3.3 Доменное производство.

1.3.4 Мартеновское производство.
1.3.5 Электросталенлавильное производство.
1.3.6 Конвертерное производство.
1.3.7 Прокатное производство и работа ТЭЦ.
1.4 Характеристика основных компонентов газовых выбросов металлургических предприятий
1.4.1 Оксид углерода II.
1.4.2 Оксид углерода IV.
1.4.3 Диоксид серы
1.4.4Сульфид водорода.
1.4.5 Оксид азота II
1.4.6 Оксид азота IV
1.5 Виновники кислотных осадков
1.5.1 Содержание оксидов серы и азота в атмосфере на территории России
1.5.2 Химические превращения соединений серы
1.5.3 Химическое превращение соединений азота.
1.6 Мониторинг.
1.6.1 Мониторинг источников.
1.6.2 Импактный мониторинг
1.6.3 Региональный мониторинг
1.6.4 Фоновый мониторинг
1.7 Моделирование процессов в атмосфере
1.7.1 Методы прогнозных исследований в экологии.
1.7.2 Модели прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха
1.7.3 Применение статистических моделей и методов
1.7.4 Методы прогнозирования ситуации
МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОМПОНЕНТОВ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ.
2.1 Практические методы определения концентрации.
2.1.1 Измерительные приборы и методы.
2.1.1.1 Стационарные и передвижные посты наблюдения
2.1.1.2 Инструментальные комплексы.
2.1.1.3 Газоанализаторы
2.1.2 Организация измерений
2.1.2.1 Методика мониторинга ОАО НЛМК
2.1.2.2 Организация измерений вблизи предприятия.
2.1.2.3 Мониторинг на территории г. Липецка
2.2 Теоретический расчетный метод определения концентрации.
2.2.1 Суть методики расчета ОНД .
2.2.2 Расчет максимальной приземной концентрации.
2.2.3 Расчет приземной концентрации по оси факела выброса
2.2.4 Расчет загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами одиночного точечного источника при скорости ветра, отличающейся от опасной скорости ветра.
2.2.5 Расчет приземной концентрации по перпендикуляру к оси факела выброса
2.2.6 Построение поля изолиний концентраций в приземном слое атмосферы для одиночного точечного источника при заданном направлении ветра
2.2.7 Пробный расчет для ОАО НЛМК и ФГУГ1 ПО УВЗ по методике ОИД.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТОВ И ИЗМЕРЕНИЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
3.1 Основные положения модели
3.2 Структура модели и расчеты концентраций компонентов газовых выбросов.
3.2.1 Однофакторный вариант диффузия.
3.2.2 Однофакториын вариант учет ветровой нагрузки.
3.2.2.1 Расчет максимальной концентрации компонентов газового выброса.
3.2.2.2 Расчет среднегодовой концентрации компонентов газовых выбросов.
3.2.3 Двухфакторный вариант учет химического взаимодействия при отсутствии ветра
3.2.4 Двухфакторный вариант учет химического взаимодействия в присутствии ветра
3.2.5 Трехпараметрическая модель
3.3 Схема расчета вторичных газовых выбросов
3.3.1 Анализ в равновесных условиях.
3.3.2 Расчет концентрации вторичных выбросов для открытой реакционной системы.
3.4 Данные замеров концентраций газовых выбросов при стандартном и разовом
мониторинге
3.4.1 Подфакельный мониторингИЗ
3.4.2 Мониторинг на территории г. Липецка.
3.4.3 Региональный мониторинг в Липецкой области.
3.4.4 Разовый мониторинг проведенный в г.Липсцке с помощью газоанализатора ЗшШох.
3.5 Сравнительный анализ расчетных данных с результатами замеров
3.5.1 Подфакельный мониторинг.
3.5.2 Мониторинг г. Липецка.
3.5.3 Региональный мониторинг Липецкой области
3.5.4 Разовый мониторинг с помощью газоанализатора СинИох
3.6 Сравнение результатов расчета с результатами ОНД.
3.6.1 Сравнение максимальных концентраций.
3.6.2 Сравнение среднегодовых концентраций
3.7 Влияние сильных перепадов атмосферных показателей на параметры распределения веществ. Модельные опыты
3.7.1 Образование вихрей Тейлора
3.7.2 Образование ячеек Бенара
ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИИ
Актуальность


Под загрязнением окружающей природной среды понимают внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается или снижается ее продуктивность 1. Источники загрязнения, как правило, делят на две основные группы природные и антропогенные. С природными загрязнениями, вызванными естественными природными факторами окружающая среда достаточно быстро справляется в отличие от антропогенного фактора. Зачастую антропогенное загрязнение, вопервых, несет в себе долю веществ не свойственных природе, т. Антропогенные источники загрязнения весьма разнообразны. Среди них не только промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, непременно вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуцентов от вредителей, болезней, сорняков 3. Ингредиенты загрязнения это тысячи химических соединений, особенно металлы или их оксиды, токсичные вещества, аэрозоли 1. По данным Всемирной организации здравоохранения ВОЗ, в практике в настоящее время используется до 0 тыс. При этом около тыс. Рис. Важнейшие климатические и экологические особенности Земли в решающей степени определяются наличием и свойствами се газовой оболочки атмосферы. Благодаря специфическому газовому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному температурному режиму и присутствию водяного пара атмосферу можно назвать одним из главных источников жизни на Земле 6. Химический состав чистого сухого воздуха указан в табл. Из табл. СОг 0, . Помимо этих постоянных компонентов воздуха, важным компонентом является также водяной пар, содержание которого меняется от 0 в сухом воздухе до 4 во влажном воздухе. Основная масса водяных паров содержится в нижних слоях до 6 км атмосферы, в стратосфере они практически отсутствуют 7. Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация ПДК. С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды в частности, химических соединений, при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека 8. ПДК в городов. Максимальные концентрации, превышающие ПДК, имели место в 6 городах, ПДК в городах некоторые города представлены в табл. Ежегодно при анализе информации о загрязнении атмосферного воздуха в приоритетный список городов вносятся города с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы. Некоторые города из этого списка представлены в табл. Москва Формальдегид, бензапирен, бензол, диоксид азота Автотранспорт, черная металлургия. Основной вклад в высокий уровень загрязнения воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлознобумажной промышленности, а в некоторых городах и котельные. Из года в год возрастает загрязнение атмосферного воздуха веществами, характерными для автомобильного транспорта . Наиболее распространенные загрязнители зола и пыль различного состава, оксиды цветных и черных металлов, различные соединения серы, азота, фтора, хлора, радиоактивные газы, аэрозоли и т. Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода около 0 млн. Экономический рост, наблюдающийся в России начиная с года, сопровождается увеличением выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Предшествовавший ему резкий спад промышленного производства в годах, в свою очередь, привел к значительному сокращению антропогенной нагрузки на окружающую среду. Динамика валовых выбросов вредных веществ от стационарных источников в атмосферу по России отражена на рис. Рис. Наибольшие валовые выбросы загрязняющих веществ в воздушный бассейн от стационарных источников в г. Уральском и Сибирском федеральных округах, на долю которых приходится общего объема выбросов по России, рис.