Исследование влияния выбросов ГКП «КТЭЦ» на атмосферный воздух

Изменение траектории движения факела наблюдается начиная  с jc/D₀^120, и в этом случае подъем факела находится следующим образом. Определяем подъем факела, используя уравнение (66), и зону переброса по формуле (68). Так как в точке x/D_o=\20 подъем по формулам (66) и (69) одинаков, из условия неразрывности траектории можно записать:

                    Кх^0.5=К_дх^0.35                         (70)

где К_д — коэффициент пропорциональности «длинной» траектории на участке x>120D₀.

Подставляя  в (70) *=120D₀, получаем

                    К_Д = 2,05К                 (71)

Уточняем зону переброса дымового факела за счет изменения показателя степени п:

      x'₃=

где x₃ — зона переброса факела в случае, если не было бы изменения величины п; z₁ — подъем факела в точке при п=0,5; z₂ — подъем факела в точке х— x₃, определяемый из условия

             

= 2,05K D₀^0.15 х^0.35

В этом случае x₃ находится по формуле (68).

Зная уточненное значение x'₃, определяем реальную величину подъема факела по выражению

                           H =2,05K D₀^0.15 (x'₃ )^0.35                                        (72)

 

Зная величину подъема факела над устьем газоотводящих  труб, можно рассчитать концентрации вредных ингредиентов, пользуясь  понятием точечного источника и решая уравнение турбулентной диффузии.

Таким образом, в настоящее время наиболее актуальным является решение вопроса обеспечения  допустимых концентраций вредных примесей в районе расположения предприятия, а не планеты в целом.

 

 

2 Организация проведение экспериментальных исследований

2.1  Организация системы  наблюдений

Основой оценки современного состояния  природных компонентов на территории подверженной влиянию производственной деятельности ГКП «КТЭЦ» являются натурные наблюдения, планируемые с максимальным учетом его влияния на окружающую среду.

Начальным этапом экологического мониторинга  является организация систематических натурных наблюдений, сбор, консервация, хранение, транспортировка, камеральная и аналитическая обработка материалов.

Для оценки состояния окружающей среды ГКП  «КТЭЦ» были организованы экспедиционные работы, и проведен сбор материалов в пределах и на границе санитарно-защитной зоны предприятия, а также (с учетом метеорологических характеристик, коэффициентов, определяющих условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе) на площадях подверженных наиболее интенсивному воздействию выбросов (как одного из основных видов негативного воздействия) предприятия.

Работы проведены на постах наблюдения по контролю загрязнения атмосферного воздуха.

Посты наблюдения распределены по границе  санитарно-защитной зоны предприятия, а также с учетом влияния, специфики основных источников загрязнения и природно-климатических факторов.

 

2.2 Посты контроля (мониторинга)  загрязнения вредными веществами атмосферного воздуха

Степень загрязнения атмосферы зависит  от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание -я превращение выбрасываемых веществ. Правила организации наблюдений -я уровнем загрязнения атмосферы разработаны для селитебной зоны (города и населенные пункты) ГОСТ 17.2.3.01-86. Наблюдения в этом случае проводятся на постах трех категорий: стационарные, маршрутные, передвижные. На ГКП «КТЭЦ» организованы передвижные маршрутные посты наблюдений, расположенные в пределах санитарно-защитной зоны (в соответствии с проектом ПДВ), а также (с учетом метеорологических характеристик, коэффициентов, определяющих условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, др. факторов) на площадях подверженных наиболее интенсивному воздействию выбросов предприятия. В соответствии с РНД 03.0.0.4.01-99 «Инструкция по проведению производственного мониторинга выбросов и сбросов загрязняющих веществ предприятий» замеры проведены хемилюминесцентными газоанализаторами: Каскад-100, а также приборами для измерения метеопараметров.

Таблица 3 - Станции мониторинга атмосферного воздуха

№ станций	Контролируемые  объекты окружающей среды	Месторасположение станций
1	2	3
1	Атмосферный воздух	Северная граница СЗЗ
2	II	Восточная граница СЗЗ
3	II	Южная граница СЗЗ
4	-//	Западная граница СЗЗ

 

3 Отбор и подготовка проб к анализам

Стадия пробоотбора при мониторинговых наблюдениях представляет собой важный этап организации экологического мониторинга. Необходимо обеспечить условия, при которых проба будет достоверно отражать содержание определяемых компонентов в окружающей среде.

Для избежания посторонних загрязнений  на стадии отбора проб были приняты меры предосторожности. Неправильное хранение проб также может привести к изменению их состава, вследствие термического разложения, химических реакций и т.д. При проведении отбора проб проведена их консервация - необходимая операция, позволяющая в дальнейшем транспортировать пробы в аналитические стационарные лаборатории.

Стадия  подготовки проб является первой ступенью аналитической фазы. В период подготовки помехи от неизвестных факторов должны быть полностью исключены. Целью подготовки пробы является - перевод определяемого материала в форму, пригодную для анализа с помощью выбранных методов.

Учитывая выше сказанное, отбор  проб проведен на намеченных мониторинговых постах покомпонентно, с учетом действующих методов полевых эколого-токсикологических исследований и при использовании необходимых материалов, средств и требований ГОСТов.

Для получения аналитических данных по химическому составу проб, собранные натурные материалы должны были направлены в стационарные аналитические лаборатории.

Методы определения ингредиентов при лабораторных аналитических исследованиях соответствуют ГОСТам и включают: ионометрию, фотометрию, сенсорную газометрию, ИК-спектрометрию, хроматографию, атомную абсорбцию, гамма спектроскопию и рутинные анализы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 - Перечень необходимых технических средств и приборов для наблюдения за загрязнением окружающей среды при проведении производственного мониторинга на ГКП «КТЭЦ», 2005 г.

Наименование прибора	Основные технические данные
1	2
1. Газоанализатор «КАСКАД-100» *	Лабораторный (стационарно-полевой) прибор предназначен для измерения массовых концентраций СО (оксида углерода) в атмосферном воздухе. Прибор непрерывно-автоматического действия. Измеряет содержание оксида углерода в воздухе селитебной и рабочей зоны в диапазоне от 0 до 50 мг/мЗ.
2. Аспиратор - мод. 822	Лабораторно-переносной прибор для  забора атмосферного воздуха при  определении содержания взвешенных частиц и сажи
3. Пробоотборные трубки СН25401 и 8101691 (углеводороды нефти) с аспиратором ACCURO, фирмы Дрэгер	Трубки для кратковременных приземных измерений содержания углеводородов и углеводородов бензина 10/а, в атмосферном воздухе с диапазоном измерений от 10 до 300 ррт.
5. Портативная метеостанция GEOS. Измерение метеопараметров ( температура воздуха,  скорость и направление ветра ).	Точность: скорость ветра +/- 4%; давление +/-2 MB; температура +/- 0,5 ГР. С; влажность +/- 3 %.

 

 

 

4 Результаты экспериментальных исследований

Мониторинг атмосферного воздуха

Измерения были проведены с использованием лаборатории контроля атмосферного воздуха Алматинского университета энергетики и связи. В состав лаборатории входят: газоанализатор  «КАСКАД-100, портативная метеостанция GEOS - для определения температуры, скорости и направления ветра, полевой навигационный прибор GPS - для определения координат на местности. Результаты измерений приведены в таблице 5

 

Таблица 5 - Результаты измерений атмосферного воздуха на станциях мониторинга ГКП «КТЭЦ» декабрь 2012 г

Точка	Теме	Ско	Направ	Оксид	Диоксид	Оксид	Диоксид
отбора	ратура	рость	ление	углерода	серы,	азота	азота.
пробы	°С	ветра	ветра	мг/м3	мг/м3	мг/м3	мг/м3
		м/сек
				ПДКМ. р.	ПДКм.р.0,5	ПДКм.р	ПДКм.р
				5,0		0,4	0,085
Ст. 1	24	5-8	С-вост.	2,0	2,2	0,00	0,61
				1,0	2,5	0,00	0,64
				1,0	2,3	0,00	0,57
				ср. 1,3	ср. 2,3		ср.0,62
Ст. 2	24	5-10	С-вост.	1,0	2,8	0,00	0,55
				1,0	2,9	0,00	0,62
				1,0	3,2	0,00	0,63
				ср. 1,0	ср. 2,9		ср. 0,6
Ст. 3	24	5-10	С-вост.	1,0	3,2	0,00	0,55
				1,0	3,1	0,00	0,56
				1,0	3,3	0,00	0,57
				ср. 1,0	ср. 3,2		ср. 0,56
Ст. 4	25	5-8	С-вост.	1,0	2,8	0,00	0,6
				2,0	2,8	0,00	0,5
				1,0	3,0	0,00	0,6
				ср.1,3	ср. 2,9		ср. 0,58
Ст. 5	25	3-4	С-вост.	2,0	2,5	0,00	0,6
				2,0	2,5	0,00	0,6
				1,0	2,8	0,00	0,6
				ср. 1,66	ср. 2,6		ср. 0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Концентрации диоксида серы (SO₂) и оксида углерода (CO) в атмосферном воздухе на станциях мониторинга ГКП «КТЭЦ» декабрь 2012г.

 

Рисунок 4 - Концентрации диоксида азота (NO₂) в атмосферном воздухе на станциях мониторинга ГКП «КТЭЦ» декабрь 2012г.

 

По результатам измерений загрязнения  атмосферного воздуха на территории и границе санитарно-защитной зоны ГКП КТЭЦ, при данных метеопараметра; обнаружены превышения ПДК по диоксиду серы (SO₂) и диоксиду азота (NO₂).

Максимальные концентрации диоксида серы зафиксированы на станции №3 (0,32мг/м³); диоксида азота - на станции № 1 (0,62 мг/м³) (рисунок 3-4). Концентрации оксида углерода не превышают ПДК.

Концентрации оксида азота на всех станциях мониторинга находятся  ниже предела чувствительности прибора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Для определения  объемов выброса твердых частиц  в атмосферу при работе теплоэлектростанции  предложено провести дифференцированные методы расчета, основанные на вычислении количества золы, уносимые с дымовыми газами; количество серы, выбрасываемой в атмосферу; а также выбросы окислов азота. Приведены формулы для расчета выбросов при сжигании твердого топлива в паровых и водогрейных котлах. Рассмотрены слои атмосферы, ее динамика и математическое описание каждого слоя атмосферы.

Установлено степень  вредного влияния на организм человека выбрасываемых теплоэлектростанциями  токсичных газов. Приведены значения предельно допустимых концентраций вредных веществ в атмосферном  воздухе населенных мест.

Рассмотрены процессы изменения загрязнений в приземном слое атмосферы. Дана примерная скорость осаждения частиц в неподвижном воздухе. Наличие ветра может изменить скорость осаждения частиц.

Установлено, что  в верхних слоях атмосферы, на уровне более 30 км. от земной поверхности, где фотохимические реакции протекают при участии солнечного излучения, происходит полный распад органических и неорганических веществ, попавших из биосферы. Сложные молекулы распадаются, возвращаясь в приземный слой в виде углекислого газа, воды, кислорода, азота и др.

По данным исследований окружающей среды, проведенных на определенных станциях СЗЗ, можно провести оценку загрязнения объектов окружающей среды: