VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Одним из основных загрязнителей атмосферы являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Теплоэнергетика дает почти три четверти необходимой для жизни энергии, и её же экологи считают одной из самых загрязняющих отраслей. Главными проблемами при сжигании органического топлива является загрязнение окружающей среды оксидами азота, серы, золой. С экологической точки зрения ТЭЦ представляют собой непрерывно действующие уже в течение десятков лет источники выбросов в атмосферу продуктов сгорания топлива и сбросов в водоемы большого количества низко потенциального тепла.

Предприятия теплоэнергетики занимают лидирующее место по объемам выброса вредных веществ в атмосферу. Это около тридцати процентов от общего числа выбросов всех предприятий различных отраслей. И это более шести миллионов тонн пыли, вредных соединений углерода, азота, серы, ванадия, почти всех элементов таблицы Менделеева.

Одной из причин закисления почвы кислотными дождями - следствие такого процесса, как загрязнение воздуха ТЭЦ диоксидом серы. Накопление большого количества углекислого газа в атмосфере приводит к увеличению температуры воздуха на планете, ее среднегодовых показателей, что называется парниковым эффектом. Выбросы ТЭЦ являются причиной скопления в нижних слоях атмосферы аэрозольных химически вредных частиц и органической пыли. Это явление получило название «фотохимический туман», когда в условиях слабых ветров, сильной радиации солнца и повышенной концентрации фотооксидантов в воздухе над городами повисает смог.

Если не принимать меры, это приводит к разрушению озонового слоя Земли. С каждым годом увеличивается процент заболеваемости аллергией различной степени тяжести. Загрязнение воздуха ТЭЦ крайне опасно для здоровья и жизни жителей городов. Особенно губительно это для дыхательной и сердечно-сосудистой систем организма.

Основная цель нашего исследования заключается в оценке состояния атмосферного воздуха в районе Центральной ТЭЦ г. Мурманска.

Для расчетов нами использовалась методика ОНД 86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» [1]. Данный документ устанавливает требования в части расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при размещении и проектировании предприятий, нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий, а также при проектировании воздухозаборных сооружений. Он предназначен для ведомств и организаций, осуществляющих разработки по разрешению, проектированию и строительству промышленных предприятий, нормированию вредных выбросов в атмосферу, экспертизе и согласованию атмосфероохранных мероприятий.

Т.к. у Центральной ТЭЦ г. Мурманска 2 трубы, то расчет будем производить согласно разделу 5 методики ОНД 86 «Расчет загрязнения атмосферы выбросами группы источников и площадных источников», а также разделу 2 «Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника».

Примем 2 трубы ТЭЦ за группу одиночных источников, расположенных близко друг от друга на площадке.

Вначале рассчитаем концентрации с (мг/м³) каждого из вредных веществ по формуле 2.1.пункта 2 методики ОНД 86 для каждой из двух труб:

В эту формулу включены составляющие А, F, М, m, n, ŋ, V, Н, ∆T, часть которых рассчитывается, а часть берется из данных полученных нами из Росприроднадзора и Гидромета.

При этом значение А дляшироты Мурманскапринимается равным 160 (п.2.2), значение F – единице (п.2.5а), ŋ – единице (п.2.1).

Значение Н – высоты труб, М (выброс в г/с, по каждому из загрязнителей) – мы берем из данных Росприроднадзора.

Значение ∆T(п.п.2.1, 2.4) надо рассчитать с использованием данных Росприроднадзора, а также Гидромета.

В п.2.4. ОНД 86 указано, что при определении значения Т (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в(°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82 (в нашем случае по данным Гидромета 13,6), а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г(°С) - по действующим для данного производства технологическим нормативам (в нашем случае по данным Росприроднадзора 170).

В результате расчетов получаем ∆T=156,4.

Расчет V₁нам делать не нужно, т.к. он предоставлен в данных Росприроднадзора.

Расчет m производится в зависимости от f, при этом f рассчитывается по формуле 2.3 методики ОНД 86:

Учитываемый в этой формуле показатель ω₀можно вывести из формулы2.2 ОНД 86:

Результат расчетов: ω₀=11,302.

Расчет m производится в зависимости от f , при этом f рассчитывается по формуле 2.3 ОНД 86:

Обратим внимание, что m рассчитывается по-разному при f или = 100 и при f_c < f < 100.

В результате наших расчетов f=0,351, значит mрассчитываем по формуле 2.7а ОНД 86:

Результат расчетов:m=0,51.

Расчет n делается в зависимости от ν_мпо формулам 2.8а, 2.8б или 2.8в ОНД 86.

При этом ν_м рассчитывается по формуле 2.4 ОНД 86:

Результат расчетов: ν_м=26,43.

Далее рассчитываем n по формуле 2.8а ОНД 86.В нашем случае n=1 при .

Затем необходимо рассчитать максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) для каждого из загрязняющих веществ по формуле 2.1 ОНД 86. В качестве примера рассчитаем максимальное значение приземной для оксида азота, углерода и диоксида серы из первого источника, т.е. трубы №1 Центральной ТЭЦ г. Мурманска.

После расчета концентраций необходимо сопоставить полученные значения для каждого загрязняющего вещества с санитарно-гигиеническим нормативом среднесуточного значения ПДК (ПДК_сс). Эти нормативы можно найти в ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе». Результаты сопоставления представлены в таблице 1.

Таблица 1

Сравнительная таблица значений концентрации загрязняющих веществ с ПДК_сс

Загрязняющее вещество	Результаты расчетов см (мг/м3)	ПДКсс (мг/м3)
Азот оксид	0,00116	0,15
Углерод оксид	0,00234	3
Серы диоксид	0,078	0,05

По результатам сравнительного анализа полученных значений концентраций загрязняющих веществ с нормативным значением среднесуточной ПДК_сс можно заключить, что в зоне влияния Центральной ТЭЦ г. Мурманска отмечается превышение норматива ПДК_сс только по выбросам диоксида серы.

Используемая литература

1. ОНД 86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» / Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200000112

Код для цитирования: Скопировать