Прогнозирование распространений выбросов канцерогенных веществ в атмосферу: на примере предприятия ООО "Уренгойгазпром" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат технических наук Гребёнкин, Николай Николаевич

• Гребёнкин, Николай Николаевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гребёнкин, Николай Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭМИССИИ КАНЦЕРОГЕННЫХ ПОЛЮТАНТОВ.

1.1. Современное состояние методов атмосферного мониторинга.

1.2. Моделирование как метод прогнозирования в экологических процессов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ РАСТВОРЫ, РЕАГЕНТЫ,

ПРИМЕНЯЕМАЯ АППАРАТУРА И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ.

2.1. Исходные растворы и реагенты.

2.2. Применяемая аппаратура и средства измерений.

ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СОДЕРЖАНИЯ 3,4-БЕНЗ(А)ПИРЕНА И 1,12-БЕНЗОПЕРИЛЕНА В ПРОБАХ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, ОТОБРАННЫХ НА ТЕРРИТОРИИ ПРЕДПРИЯТИЯ ООО «УРЕНГОЙГАЗПРОМ».

3.1. Определение 3,4-бенз(а)перилена и 1,12-бензоперилена методом жидкостной хроматографии.

3.2. Определение 3,4-бенз(а)пирена методом квазилинейчатых спектров с использованием добавок.

ГЛАВА 4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЙ ВЫБРОСОВ 3,4-БЕШ(А)ПИРЕНА И 1,12-БЕНЗОПЕРИЛЕНА В АТМОСФЕРУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прогнозирование распространений выбросов канцерогенных веществ в атмосферу: на примере предприятия ООО "Уренгойгазпром"»

Актуальность темы. По загрязнению воздушного бассейна топливно-энергетический комплекс занимает ведущее место среди других отраслей промышленности. В результате деятельности газо- и нефтеперерабатывающих предприятий в атмосферный воздух в наибольших количествах выбрасывается окись углерода, двуокись серы, окислы азота, взвешенные вещества, на долю которых приходится 76% всех выбросов в атмосферу и 14% составляют выбросы углеводородов и таких специфических веществ, как аммиака, 3,4-бенз(а)пирена, 1,12-бензоперилена, фенола, сероводорода, формальдегида, ксилола, толуола и др. Несмотря на то, что антропогенный вклад последних в атмосферу ниже, чем загрязняющих газов, именно эти соединения с позиций оперативного контроля представляются важными, посколькуони обладают канцерогенными свойствами.

Атмосферные загрязнения и природные примеси воздуха подвергаются сложным процессам взаимодействия, вымывания и т.д. Степень загрязненности зависит от количества выбросов вредных веществ, их химического состава и концентрации, от высоты, на которой осуществляются выбросы, климатических и топографических факторов, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ. Поэтому актуальным с позиций локального и регионального мониторинга представляется оценка эмиссии канцерогенных веществ в атмосферу и прогнозирование распространения их выбросов с учетом вышеуказанных факторов.

Эти задачи в диссертационной работе мы попытались решить, проведя локальный мониторинг деятельности предприятия ООО «Уренгойгазпром» с применением современных методов анализа и используя, для прогнозирования распространений выбросов канцерогенных веществ в атмосферу, метод моделирования.

Цель работы. Диссертационная работа выполнена в соответствии с темами «Комплексный экологический мониторинг объектов окружающей среды» и «Разработка методов аналитического контроля приоритетных загрязнителей в объектах окружающей среды», «Моделирование экологических процессов», входящими в план научно-исследовательских работ кафедры неорганической и аналитической химии Московского государственного университета технологий и управления.

Цель работы состояла в проведении локального мониторинга предприятия ООО «Уренгойгазпром» и прогнозирование распространений выбросов 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена, используя метод моделирования.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Анализ современного состояния методов атмосферного мониторинга и возможностей методов математического моделирования, применяемых в экологии.

2. Определения содержания 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена в атмосферных аэрозолях методом жидкостной хроматографии.

3. Создание банка аналитических данных выбросов 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена в результате деятельности предприятия ООО «Уренгойгазпром» и использования его для разработки модели, оценивающей вероятность распространений этих веществ в атмосфере.

Научная новизна работы. Оценена степень эмиссии бенз(а)пирена и бензоперилена, поступающих в атмосферу в результате деятельности предприятия ООО «Уренгойгазпром» методом жидкостной хроматографии.

Оптимизированы условия пробоотбора, обеспечивающие полноту извлечения из атмосферных аэрозолей 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена.

Проведено моделирование распространений выбросов 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена.

Практическая значимость работы.

Проведен локальный мониторинг атмосферного воздуха на территории предприятия ООО «Уренгойгазпром» и определены концентрационные уровни содержания в нем 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена. Получен банк аналитических данных позволяющих количественно оценить в атмосферном воздухе концентрационные уровни содержания этих канцерогенов.

Разработана модель для прогнозирования распространений выбросов канцерогенных веществ в атмосферу.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, главы литературного обзора, трех глав экспериментальной части, выводов, списка используемой литературы, включающего 69 ссылок. Работа изложена на 97 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц, 82 формулы.

Заключение диссертации по теме «Экология», Гребёнкин, Николай Николаевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Осуществлен локальный мониторинг предприятия ООО «Уренгойгазпром» и оценена степень эмиссии 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензаперилена, поступающих в атмосферу в результате его деятельности.

2. Оптимизированы условия пробоотбора, обеспечивающие полноту извлечения из атмосферы 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена.

3. Определены концентрационные уровни содержания 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена в пробах атмосферного воздуха, отобранных на территории ООО «Уренгойгазпром», с применением методов жидкостной хроматографии и квазилинейчатых спектров люминесценции с использованием добавок.

4. Установлено, что минимально детектируемые количества 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена в хроматографируемом объеме (50 мкл) составлял 0,1 и 0,3 нг соответственно, а при использовании квазилинейчатых спектров люминесценции с использованием добавок диапазон определяемых концентраций 3,4-бенз(а)пирена составлял от МО"

У Ч до 1-10* мг/м .

5. Проведено моделирование процесса распространений выбросов 3,4-бенз(а)пирена и 1,12-бензоперилена в атмосферу, позволяющее рассчитать изменения концентраций этих канцерогенов, образуемых в реакторе при переработке газа, в приземном слое атмосферы и воздушном потоке.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гребёнкин, Николай Николаевич, 2007 год

1. ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных мест.

2. Контроль химических и биохимических показателей окружающей среды. Сб. под ред. Исаева В.М. С.-П.: 1998, -896 с.

3. Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. Количественный химический анализ атмосферного воздуха и выбросов в атмосферу. ПНДФ 13.1.2.-97. -М.: 1997.

4. Овчаренко Т.Б., Чернышов Д.Н. Отечественные приборы экологического контроля. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1995, №2-3, -60 с.

5. Черик М.Н., Христофоров Б.С. Лаборант-аналитик свинцово-цинковыхзаводов. М.: Металлургия, 1977, 167 с.

6. Welz В. Atomic absorption spectrometry. Weinchim, Deerfield Beach, Basel: Verlag Chemil, 1983,527 p.

7. Контроль химических и биохимических показателей окружающей среды. -// Сборник научных трудов под ред. Исаева В.М. Санкт-Петербург, 1988, 896 с.

8. Кротова В.В., Осипов Ю.С., Рощин А.Г. и др. // Сборник «Проблемы экологии Москвы». -М.: Гидрометеоиздат, 1992, 198 с.

9. Palliere M., Gernes G. Nowvelle technique de dosage du mercure et des elements. Donnant facilement dess composes volatils en spectrometric d'absorption atomique. // Analysis. 1980, vol. 8, No. 1, p. 23 - 25.

10. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса. -Л.: Гидрометиздат, 1978.

11. И. Кондратьев В .Я., Григорьев A.A., Покровский А.Г. и др. Космическая дистанционная индикация малых газовых и аэрозольных компонентов в атмосфере. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1974.

12. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04. 186 89. -М.: Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и Министерство здравоохранения СССР, 1991, 693 с.

13. Masamitsu К., Naoki U., Timihito К. Construction of а permanganate ion-selective electrode and its application to Potentiometrie Stripping analysis. //Anal. Chem. Acta, 1983, vol. 30, No. 10, p. 741 - 744.

14. Kryger L. Differential Potentiometrie Stripping analysis. //Anal. Chem. Acta, 1980, vol. 120, No. 6,p. 19-30.

15. Hertz J., Bucher P. Chemische Unitersuchungen der atmosphärischen Deposition. //Chimia, 1988, vol. 42, No. 2, p. 57 - 67.

16. Будников Г.К., Казаков B.E., Поляков Ю.Н., Урманчеев JI.M. Вольтамперометрия ионов тяжелых металлов на дисковых ультрамикроэлектродах и их ансамблях. //Ж. аналит. химии, 1994, т. 49, №4, с. 410-413.

17. Буренко П.С., Артемьева Л.П., Нехорошева Е.В. Одновременное полярографическое определение аэрозолей меди и свинца в воздухе. // В кн.: Развитие технической безопасности и производственной санитарии. -М., 1982, с. 75-88.

18. Овчаренко Т.В., Чернышов Д.Н. Отечественные приборы экологического контроля. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1995, № 2-3, 60с. (Обзорная информация).

19. Рамендик Г.И. Новые направления работ и перспективы развития искровой масс-спектроскопии. -// Журн. аналит. химии, 1983, т. 38, №11, с. 2036 2050.

20. Шабанова JI.H. Масс-спектрометрический анализ веществ высокой чистоты с использованием замороженной капли. Автореф. дисс. канд. хим. наук. Новосибирск: 1981, 20 с.

21. Чупахин М.С., Крючкова О.И., Рамендик Г.И. Аналитические возможности искровой масс-спектрометрии. М.: Атомиздат, 1972, 222 с.

22. Гридин В.И., Дмитриевский А.Н. Системно-аэрокосмическое излучение нефтегазоносных территорий. -М.: Наука, 1994, 282 с.

23. Назаренко И.И., Сотсков Ю.П., Кислова И.В., Горбунов A.B. Лабораторные и технологические исследования и обогащение минерального сырья. Анализ объектов окружающей среды. (Обзор). М.: ВНИЭМС, 1989, 56 с.

24. Jieser К.Н., Sondermever S., Kliemchen A. reproduzierkeit von Analysenrgebnissen bei der Bestimmung der Elemente Cd, Cr, Cu, Fe, Mn und Zn mit der flammenlosen Atom-absorbtion. -// Fresenius Z. Anal. Chem., 1982, vol. 312, N0. 6, p. 517-519.

25. Моряков B.C., Губайдуллин M.M. Снижение загрязнения воздуха на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности. (Тематический обзор). М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1983, № 3, 66 с.

26. Davison W. Ultra-trace analysis of soluble zinc, cadmium, copper and lead in Windermere lake water using anodic stripping voltammetry and atomic absorption spectroscopy. // Frehwater Biol., 1980, vol. 10, No.3, p.223 - 227.

27. Моросанова С.А., Прохорова Г.В., Семеновская E.H. Методы анализа природных и промышленных объектов. М.: Изд-во МГУ, 1988,93 с.

28. Keller С. Activation analysis // In: Ullmann's encyclopedia of technical chemistry. 4-th ed. Weinheim, Deerfield Beach, Basel: Verlad Chemie, 1980, vol. 5, p. 685 707.

29. Якубович А.Л., Зайцев Е.И., Пжилаговский C.H. Ядерно-физические методы анализа минерального сырья. АМА-02ф (инструкция по эксплуатации). М.: Атомиздат, 1973, 220 с.

30. Горстко А.Б. Познакомьтесь с математическим моделированием. М.: Знание, 1991.

31. Джефферс Дж. Введение в системный анализ; применение к экологии: Пер.с англ. -М.: Мир, 1981.

32. Смит Дж. М. Модели в экологии: Пер. с англ. -М.: Мир, 1976.

33. Chaston I. Mathematics for Ecologists, Butterworths, London, 1971.

34. Акимова T.A., Хаскин B.B. Экология. М.: ЮНИТИ, 1998.

35. Аишанов С. А. Линейное программирование. М.: Наука, 1981.

36. Большаков В.Н., Корытин К.С., Кряжимский Ф.В, Шишмарев В.М. Новый подход к оценке стоимости биотических компонентов эко- систем. //Экология. 1998.-Ж 5.

37. Брукс P.P. Химия окружающей среды. М.: Химия, 1982.

38. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М., 1962.

39. Виженский В.А., Петрухин В.А. Мониторинг фонового загрязнения природных сред. -Л.: Гидрометеоиздат, 1990. Вып. 6.

40. Вильяме Дж. Д, Совмещенный стратег или букварь по теории стратегических игр: Пер. с англ. М.: Советское радио, 1960.

41. Вопросы водной токсикологии /Под ред. Топачевского А.В и Строганова Н.С. М.: Наука, 1970.

42. Делятицкий С., Зайонц И., Чертков Л., Экзарьян В. Экологический словарь. М.: КОНКОРД Лтд - ЭКОПРОМ. 1993.

43. Игнатов В.С, Кокин A.B. Экологичный менеджмент. Ростов-на-Дону: АООТ «Ростовское книжное издательство», 1997.

44. Израэль Ю.А. Гидрометеорология и контроль состояния природной среды. // Проблемы современной гидрометеорологии, -Л.: Гидрометеоиздат, 1977. С. 230.

45. Израэль Ю.А. Роль всестороннего анализа природной окружающей среды в организации оптимального взаимодействия человека с природой. //Всесторонний анализ окружающей природной среды. Труды III советско-американского симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат, 1978.

46. Под ред. Доктора хим. наук Ф.Я. Равинского. Миграция веществ антропогенного происхождения в речных бассейнах и моделирование качества воды. -М.: Гидрометеоиздат, вып.31, 1979.

47. Бокс Дж., Дженкинс Г.Д. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. Вып.1. Пер. с англ. М., «Мир», 1974,406 с.

48. Венцель Е.С. Теория вероятностей. М.: 1962, 160 с.

49. Рыбкин В.В., Смирнов С.А., Кувалдина Е.В., Титов В.А. Кинетический анализ процессов образования и гибели нейтральных частиц плазмы воздух. // Тез. Докладов IX Конференции по физике газового разряда. Часть 1. Рязань, 1998. с 18-19.

50. Крижановский В.И., Кузьмичев А.И. О воспроизводимости генерации озона в коронном разряде с острийными электродами. Тезисы докладов

51. Конференции по физике газового разряда. Часть 1. Рязань: 1998. с 5153.

52. Осипов В.В., Лисенков В.В. Моделирование процесса формирования объемного разряда. Тез. Докладов IX Конференции по физике газового разряда. Часть 1. - Рязань: 1998. с 65-67.

53. Литвин В.А. Многокритериальная автоматизированная региональная система моделирования эффективных стратегий. М.: Гидрометеоиздат, 1988, 185 с.

54. Берленд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1985, 272 с.

55. Берленд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометоиздат, 1975, 448 с.

56. Сборник законодательных нормативных и методических документов для экспертизы воздухоохранных предприятий. -Л.: Гидрометеоиздат, 1986, 319 с.

57. Марлук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среде. М.: Наука, 1982, 320 с.

58. РД 52. 04. 186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы М.: Гидрометеоиздат, 1991.

59. МИ 1317-86 Методические указания ГСИ. Результаты и характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроля их параметров.

60. МИ 2336-95 ГСИ. Характеристики погрешности результатов количественного химического анализа. Алгоритм оценивания.

61. МИ 2335-95 ГСИ. Контроль качества результатов количественного химического анализа.

62. Методические указания по организации контроля за содержанием канцерогенных полициклических ароматических углеводов в атмосферном воздухе населенных мест. М.: Минздрав СССР, 1987, 17 с.

63. Методические указания по качественному и количественному определению канцерогенных полициклических ароматических углеводородов в продуктах сложного состава. М.: Минздрав СССР, 1976, 56 с.

64. Хесина А.Я. и др. Возможность количественного определения ПАУ в загрязнениях окружающей человека среды на основе квазилинейчатых спектров люминесценции и возбуждения.-//Журн. Прикладной спектроскопии. Литература, 1983, т.38, №6, с. 928-934.