Разработка методических положений оценки загрязнения воздушного бассейна региона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Солодков, Сергей Анатольевич

• Солодков, Сергей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Солодков, Сергей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1.Методы оценки загрязнения атмосферы и их связь с действующей нормативной базой

1.2.Методы прогнозной оценки загрязнения атмосферного воздуха

1.3. Информационно-технологические принципы построения систем атмосферного мониторинга

Выводы

Задачи исследований

2. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОТЧЕТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ О ЗАГРЯЗНЕНИИ АТМОСФЕРЫ

2.1. Обоснование и выбор объектов исследований

2.2.Анализ динамики выбросов загрязнителей в атмосферу на территории Тульской области

2.3. Виды загрязнителей атмосферы и их доля в валовом выбросе на территории Тульской области

2.4. Информационно-технологические принципы создания эффективных автоматизированных

баз данных о воздействии на атмосферу

Выводы

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ

3.1. Структуризация административно-территориального подразделения и структурно-функциональная схема обмена информацией на территории субъекта федерации

3.2.Обоснование энергетического подхода к определению выбросов загрязнителей в атмосферу

3.3.Математическая модель образования пыле-газовых выбросов

3.4.Структурные и функциональные принципы атмосферного мониторинга на основе информационной технологии

3 . 5 . Нормативно-правовое обеспечение област-

ной системы атмосферного мониторинга на основе информационной технологии

Выводы

4. НАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРЫ

4.1. Методика инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

4 . 2 . Результаты инвентаризации выбросов за-

грязняющих веществ в атмосферу

4.3.Исследование уровня загрязнения атмосферы косвенным методом

Выводы

5. ОБЛАСТНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗА СОБЛЮДЕНИЕМ ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА ОБ ОХРАНЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

5.1.Организация региональной автоматизированной базы данных

5.2. Структура и содержание информации, характеризующей прогнозное состояние атмосферы на территории Тульской области

5.3.Сбор, хранение и обмен информацией о техногенном воздействии на атмосферу

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методических положений оценки загрязнения воздушного бассейна региона»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. На пороге XXI века неблагоприятное воздействие на окружающую среду приблизилось к такому уровню, что оно уже угрожает самому существованию человечества. Выводы в докладе экспертов ООН (июнь 1997 г.) указывают на продолжающееся опасное загрязнение окружающей среды. Только за последние три года столетия глобальные природоохранные проекты потребуют неотложных затрат в размере 600 млрд. долларов США.

В комплексной проблеме защиты окружающей среды особую озабоченность вызывает загрязнение атмосферы. Дыхание наиболее интенсивный биохимический контакт человека с окружающей средой, процесс биологически безостановочный и наименее поддающийся применению средств индивидуальной или групповой защиты и контроля. Опасность антропогенного загрязнения атмосферы усугубляется тем, что источники загрязнения сосредоточены на площадях, где живут и работают люди -в промышленно развитых регионах.

Проблема загрязнения атмосферы не является изолированной. Воздушные массы переносят вредные выбросы на значительные расстояния. В результате в благополучных с экологической точки зрения районах загрязняются почва, растительность, водоемы.

Загрязнение воздуха в промышленных районах Российской федерации усугубляется явлениями экономического характера. При установившейся в промышленно развитых странах норме бюджетных расходов на природоохранную деятельность в 2-3 % бюджет Российской

федерации в 1995-97 гг. отводил на эти цели по 0,300,33 %.

В настоящее время функции сбора, хранения и обработки информации о воздействии предприятий на атмосферу возложены на иерархическую сеть региональных комитетов охраны природы. Информация перерабатывается и хранится в форме бумажных отчетов. Контроль и анализ этой информации требует больших затрат времени . Действующая схема сбора информации о выбросах в атмосферу, при которой раз в пять лет (три года) проводится инвентаризация источников вредных выбросов и ежегодно собираются статистические отчеты о выбросах в атмосферу, не позволяет прогнозировать состояние воздушного бассейна и затрудняет принятие решений по его улучшению. .

Необходимость совершенствования существующих региональных систем контроля состояния воздушного бассейна и регулирования промышленных выбросов определяет научную и практическую актуальность настоящей работы.

Диссертационная работа выполнена в рамках тематических планов МНТП "Прогноз", "Экологически чистое горное производство" и федеральной целевой программы "Интеграция".

Целью работы являлось установление новых и уточнении существующих закономерностей выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для повышения качества управления окружающей средой и развития региональных компьютерных систем прогнозирования и управления выбросами загрязнителей в атмосферу.

Идея работы заключается в том, что улучшение качества управления окружающей средой и повышение достоверности прогнозных оценок обеспечивается адекватными математическими моделями, позволяющими прогнозировать выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на основе анализа фактических данных потребления электроэнергии и материальных ресурсов.

Основные научные положения работы заключаются в следующем:

характеристика загрязнения атмосферного воздуха на мезоуровне может быть сведена к некоторому интегральному показателю допустимой экологической нагрузки, для которого нормативы предельно допустимых выбросов загрязнителей в атмосферу являются частным случаем при фиксированных метеоусловиях;

кинетика образования пылегазовых выбросов описывается дифференциальными уравнениями первого порядка, в которых в общем случае переменными являются, значения энергоемкости технологических операций и время;

в стационарном случае интенсивность образования пылегазовых выбросов изменяется в зависимости от энергоемкости по логистическому закону, а параметры этой зависимости можно оценить нелинейным методом наименьших квадратов;

достоверный прогноз выбросов загрязнителей в атмосферу может быть осуществлен только при постоянном ежегодном пополнении базы данных количественными показателями, отражающими связь образования пылегазовых выбросов с энергоемкостью технологических процессов и использовании единой согласованной системы

инвентаризации источников загрязнения атмосферы на территории промышленно развитого региона.

Новизна основных научных и практических результатов :

разработаны методические положения прогнозной оценки загрязнения атмосферы на мезоуровне, отличающаяся тем, что динамика интенсивности выбросов загрязнителей в атмосферу уточняется по мере развития существующей базы данных;

обосновано описание процессов образования пыле-газовых выбросов на территории промышленного региона с использованием логистических дифференциальных уравнений, отличающееся тем, что интенсивность образования загрязнителей рассматривается в концептуальном пространстве "энергия - время";

усовершенствованы структурные и функциональные схемы систем контроля состояния воздушного бассейна и регулирования промышленных выбросов по основным видам производственной деятельности применительно к условиям Тульской области;

установлены закономерности однопараметрических трендов интенсивности выбросов в атмосферу загрязнителей различных видов;

проведена инвентаризация источников загрязнения атмосферы на нескольких крупных промышленных предприятиях г. Тулы, позволившая разработать проекты нормативов ПДВ с учетом перспективных планов реализации мероприятий по снижению пылегазовых выбросов и текущего контроля эффективности этих действий с использованием информационной технологии.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

корректной постановкой задач исследований, обоснованным использованием методов математической статистики, теории вероятностей, математической физики и современных достижений вычислительной техники;

достаточным объемом вычислительных экспериментов, проведенных в процессе теоретических исследований интенсивности образования пылегазовых выбросов в атмосферу;

удовлетворительной сходимостью расчетных значений с фактическими данными интенсивности выбросов загрязнителей в атмосферу (в среднем отклонения не превышали 30 %) .

Практическое значение работы заключается в том, что разработана и согласована региональная структура нормативного документа, регламентирующего единый подход к инвентаризации выбросов загрязнителей в атмосферу расчетным методом. Разработаны комплекты математических моделей образования пылегазовых выбросов в зависимости от энергоемкости технологических процессов, что повышает эффективность САПР экологической экспертизы на всех этапах проектирования и эксплуатации промышленных предприятий. Усовершенствованы структурные и функциональные схемы контроля воздействий промышленных предприятий на воздушный бассейн.

Реализация работы. Разработанные методические положения оценки воздействия предприятий на воздушный бассейн были использованы на промышленных предприятиях г. Тулы, аналитической группой Тульского

областного общества по охране природы и позволили получить достоверные прогнозные оценки предельно допустимых выбросов загрязнителей в атмосферу, а также разработать комплекс эффективных технических мероприятий по контролю за выбросами. Основные научные и практические результат были использованы в Тульском государственном университете при выполнении НИР по межрегиональным научно-техническим программам, а также включены в учебно-методические материалы по курсу "Промышленная экология. Защита биосферы" для студентов специальности 32 07 00 "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" .

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы в целом, и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды ТулГУ (г. Тула, 1995-1998 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 1995-1998 гг.), 1-й Международной конференции "Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства" (г. Тула, 1996 г.), 2-й Международной конференции по экологическому образованию "Между школой и университетом" (г. Тула, 1996 г.), 1-й Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности "Наука и экологическое образование. Практика и перспективы" (г. Тула, 1997 г.), 2-й Международной конференции по проблемам экологии и безопасности жизнедеятельности

"Поиск, оценка и рациональное использование природных ресурсов. Наука, практика и перспективы" (г. Тула, 1998 г.).

Публикации. По результатам научных исследований имеется 5 публикаций.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 200 страницах машинописного текста, состоит из 5 разделов, содержит 24 таблицы, 23 рисунка, список литературы из 116 наименований.

Автор диссертационной работы выражает глубокую благодарность д.т.н., проф. Э.М. Соколову за постоянную методическую помощь, к.т.н., доц. Ю.В. Кравцову за ценные консультации, а также сотрудникам кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды за содействие и поддержку при проведении научных исследований .

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы оценки загрязнения атмосферы и их связь с действующей нормативной базой

Атмосферный воздух как аэродисперсная система содержит в переменных количествах различные примеси природного и антропогенного происхождения. Загрязненным принято называть воздух, содержащий примеси, состав которых и концентрации могут причинять ущерб человеку и объектам окружающей среды - фауне, флоре, строениям ит. д.

Загрязнители в воздухе могут находиться в газообразном и взвешенном состоянии в виде жидких и твердых аэрозолей. Загрязняющие примеси в воздухе могут иметь естественное и антропогенное происхождение, образовываться в результате химических (фотохимических) реакций взаимодействия в атмосфере. Продукты химических превращений в атмосфере могут оказаться в экологическом отношении более опасными, чем исходные химические вещества.

Уровень загрязненности воздуха зависит от метеорологических условий: температуры и влажности, направления и скорости преобладающих ветров, инверсии температуры и т.д. Соответственно физическим характеристикам воздуха изменяется физическая и химическая активность содержащихся в нем загрязняющих веществ .

В каждой программе контроля загрязнения первой задачей является установление критериев, на которых должны основываться контрольные решения. Эта пробле-

ма касается некоторых трудностей, особенно когда речь идет о влиянии на здоровье людей. Установление стандартов качества воздуха требует определения допустимых уровней загрязнения. Для живых организмов, с которыми можно экспериментировать, например, с растениями и некоторыми животными, можно установить какой уровень какого контаминанта оказывает специфическое воздействие. Когда речь идет о здоровье людей, наиболее важно выяснить, какова зависимость между экспозицией и влиянием на здоровье людей в реальных условиях населенных мест. Такая информация в настоящее время фактически недоступна по многим причинам, наиболее важные из которых следующие [111] :

данные об уровне экспозиций не репрезентативны для реальных условий, т.к. не отражают динамики загрязнения;

невозможно отделить эффект, возникающий от загрязнений, . от таких социально-экономических факторов, как условие проживания, питание, национальные или социальные привычки и др.;

при установлении допустимых уровней трудно учитывать способность людей адаптироваться к условиям загрязнения;

сложно относить определенные эффекты к концентрации загрязнителя или смеси загрязнителей из-за незнания законов синергизма.

Следовательно, задачи и требования к чистоте воздуха по необходимости основаны на очень неточных критериях, поэтому они должны быть гибкими и доступными для изменений по мере получения новых данных.

Установление стандартов качества воздуха требует

определения допустимых уровней. Нормирование допустимого содержания химических факторов основано на представлении о наличии порогов в их действии [91]. Значения пороговых концентраций являются относительными и зависят от множества причин как физических (агрегатного состояния вещества, среды, режима, длительности поступления и т. п.), так и биологических (физиологического состояния организма, возраста, пути поступления и др.) . В разных странах неодинаково подходят к вопросу о месте приложения нормативов загрязнения: в одних странах нормативы устанавливаются на выброс вредных веществ в атмосферный воздух, в других - на качество сырья, в третьих - на качество воздуха, т. е. условий пребывания людей в жилых районах и производственных помещениях [86].

В соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) при определении качества воздуха используются четыре уровня ПДК: I - отсутствие прямого или косвенного влияния на человека, животных или растительность; II - возможность раздражений органов чувств, вредного воздействия на растительность, уменьшение прозрачности воздуха и др.; III - нарушение жизненно важных физиологических функций и возникновение хронических заболеваний; IV - возникновение острых заболеваний и гибель людей и животных. В России при установлении ПДК загрязняющих веществ принимают первый, самый низкий уровень, когда максимальные концентрации примеси в атмосфере, отнесенные к определенному периоду осреднения, при периодическом воздействии или на протяжении всей

жизни человека не оказывают ни на него, ни на окружающую среду в целом никакого вредного действия. Различают ПДК для производственных помещений, для атмосферного воздуха, максимально разовую и среднесуточную. В зависимости от токсичности загрязняющего вещества выделяют 4 класса опасности: 1 - чрезвычайно опасный; 2 - высокоопасный; 3 - умеренно опасный: 4 - малоопасный. Максимально разовая ПДК устанавливается для предупреждения рефлекторных, реакций человека (ощущение запаха, изменение биоэлектрической активности головного мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном воздействии (до 20 мин), а среднесуточная - для предупреждения их резорбтивного (общетоксичного, канцерогенного, сутагенного и др.) влияния. ПДК для большинства загрязняющих веществ в атмосферном воздухе во много раз меньше, чем ПДК для тех же веществ на территории предприятий. ПДК для веществ, на территории предприятий устанавливаются в размере 30 % от ПДК загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны помещений .

В зависимости от времени осреднения значение максимальных концентраций изменяется и становится тем меньше, чем больше отрезок времени осреднения. Национальные стандарты качества воздуха в ряде зарубежных стран устанавливают значения ПДК для разных интервалов времени: 0,5; 1; 8; 24 ч, год.

Разрабатываются ПДК вредных веществ и для растений. За предельно допустимую разовую концентрацию загрязненного воздуха для каждого вида растений принимается концентрация газа, при которой после 5

мин действия наблюдается уменьшение фотосинтеза более чем на 10 % [50].

При одинаковом уровне превышения ПДК опасность фактического загрязнения воздуха оценивается в зависимости от веществ, присутствующих в воздухе. При этом учитывается класс опасности вещества и степень осреднения полученных концентраций определенного загрязнителя.

В соответствии с санитарными нормами СН 245-71 условие суммирования вредного воздействия различных примесей, находящихся в атмосферном воздухе, определяется соотношением [59]

где Сх, ... , Сп, ; ПД^, . . . , ПДКП - обнаруженные концентрации соответствующих веществ в воздухе и их ПДК.

Данное соотношение весьма условно, так как не все вредные вещества характеризуются суммированием действия при их одновременном присутствии в воздухе; одни отличаются усилением (потенцированием) действия, другие - ослаблением (антагонизмом). При кратковременном воздействии смеси загрязнений возникает эффект суммирования. При длительном поступлении в организм вредных веществ, даже в малых концентрациях, характер их комбинированного воздействия еще неизвестен [94]. Анализ исследований комбинированного действия загрязнителей показывает, что в большинстве случаев нельзя считать обоснованным

ПДКП

^ 1,

(1.1)

мнение об установлении эффекта суммирования (аддитивности) при ингаляции различных смесей. Кроме того, под влиянием климатических факторов могут происходить химические реакции, как между вредными ингредиентами, так и между ними и веществами, входящими в состав природной атмосферы, что приводит к образованию вторичных продуктов загрязнения с иным биологическим действием. В сочетании с высокой температурой воздуха, УФ-излучением и другими физическими факторами усиливается токсический эффект отдельных вредных ингредиентов.

Устранение причин загрязнения связано со значительными организационно-техническими трудностями и большими материальными затратами, поэтому невозможно решить проблему снижения уровня загрязнения воздуха одновременно по всем ингредиентам и источникам выбросов. Чтобы определить приоритетность соответствующих мероприятий, следует оценить относительный вклад различных ингредиентов и источников в общее загрязнение воздуха. Оценка относительного вклада зависит от наличия эффективных критериев и методов комплексной оценки суммарного загрязнения. Универсальный метод суммарной оценки загрязнения воздуха должен удовлетворять следующим требованиям [87]: наличие единого безразмерного показателя для сравнения источников и уровней загрязнения в пространстве и времени; независимость этого показателя от количества невзаимодействующих групп химических и физических факторов; учет степени токсичности отдельных ингредиентов и времени их воздействия; учет возможных взаимодействий различных ингредиентов, включая обра-

зование вторичных загрязнителей; учет влияния физических факторов на особенности токсического воздействия загрязнителей на живой организм; количественная оценка степени опасности для здоровья и окружающей среды. В последнее время разработаны различные показатели суммарной оценки загрязнения воздуха. Однако ни один их них не является универсальным.

В нашей стране в санитарно-гигиеническои практике для суммарной оценки загрязнения применяется метод [94], заключающийся в классификации отдельных загрязнителей по степени токсичности (на основе соответствующих номограмм) в зависимости от длительности воздействия концентраций (разовых, среднесуточных, среднемесячных, среднегодовых). Опасность фактического загрязнения оценивается по 4 степеням (допустимая, вызывающая опасения, опасная и чрезвычайно опасная), границы которых зависят от класса опасности, времени осреднения фактических концентраций и коэффициента превышения значений ПДК.

Суммарный индекс опасности определяется по следующей формуле:

Р -

С* 04 + 2_-

т = 1

2

С

(1.2)

где Сы- число всех возможных пар веществ; ш - номер пары веществ; N - количество анализируемых веществ в атмосферном воздухе; (к1+к^)т/2 - средняя кратность превышения ПДК ш-й пары веществ, концентрации кото-

рых предварительно стандартизированы (приведены к 3-му, наиболее распространенному классу опасности); пт - число веществ с однотипным характером комбинированного действия (если все рассматриваемые вещества обладают однотипным характером комбинированного действия, то п = Ы); ат - коэффициент, характеризующий эффект комбинированного действия: при независимом действии веществ а = 0, при эффекте суммирования а = 1, потенцирования а > 1, антагонизма а < 1; 1 и ] -номера загрязнителей, характер комбинированного действия которых учитывается. Упрощенная модель такой оценки имеет вид

Р = (1-3)

*

где Ек^ - сумма квадратов превышения ПДК стандартизированными концентрациями оцениваемых ингредиентов. Данная модель учитывает лишь эффект суммирования и игнорирует влияние метеофакторов.

В гидрометеорологии используется обобщенный показатель, характеризующий уровень загрязнения воздуха в городе в целом [92]:

Р—ш/п (1.4)

где п - общее количество наблюдений за концентрациями ингредиентов на всех стационарных пунктах контроля за определенное время (сезон, месяц, несколько суток, сутки, часть суток); ш - количество наблюде-

ний из общего числа п с концентрациями выше определенного критического значения (средней за сезон, месяц, ПДК и др.). Оценка загрязнения состоит в отнесении рассматриваемой ситуации к одной из трех групп фонового загрязнения воздуха: I - высокое загрязнение, Р>0,35; II - повышенное загрязнение,

0,2<Р<0,35; III - относительно пониженное загрязнение, Р < 0,2. Параметр Р связан с метеопараметрами и со средними по городу концентрациями загрязнителей, но характеризует в основном общую неблагоприятную для загрязнения метеообстановку. При его расчете смешиваются сведения о многих загрязнителях, характерных для различных районов города, относящихся к различным классам опасности и попадающих в атмосферу различными путями. Кроме того, параметр Р не изменяется пропорционально загрязнению: две ситуации с одинаковым числом превышений m и разными концентрациями могут быть оценены одной и той же величиной Р, большему загрязнению может соответствовать меньшее значение показателя.

При обработке данных в сети гидрометслужбы используются следующие показатели:

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Солодков, Сергей Анатольевич

Выводы

1.Внесение изменений в базу данных происходит всегда с временной задержкой относительно момента реального изменения. В результате управление может осуществляться менее эффективно, порой с ошибками. Одним из основных методов компенсации старения данных является метод экстраполяции значений информации на основе ретроспективных данных об отображаемом процессе.

2.В большинстве случаев теоретический учет влияния отдельных факторов на неравномерность эмиссии загрязнителей оказывается невозможным. Наиболее достоверный путь - это накопление и систематизация опытных данных в течение длительного времени. Только при достаточном количестве экспериментального материала можно говорить о надежных сведениях по режимам эмиссии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и образования пыле-газовых загрязнителей на промышленных предприятий с учетом общей энергоемкости производства, а также разработаны методические положения, позволяющие повысить качество оценки загрязнения атмосферного воздуха и на этой основе улучшить контроль экологического состояния воздушного бассейна, что имеет важное социальное значение для промышленно развитых регионов России.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1.Установлено, что в промышленно развитых областях центрального региона России на протяжении ряда лет наблюдается улучшение экологической обстановки, обусловленное снижением интенсивности антропогенных эмиссий загрязняющих веществ. При этом уменьшение количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу происходит не в результате проведения природоохранных мероприятий, а вследствие падения объемов производства на промышленных предприятиях.

2.Доказано, что реализация общей концепции автоматизированной системы контроля выбросов загрязнителей в атмосферу предусматривает использование оперативных оценок значений выбросов по укрупненным показателям, среди которых наиболее достоверным является показатель энергопотребления.

3.Установлено, что кинетические закономерности образования пылегазовых выбросов описываются дифференциальными уравнениями первого порядка, в которых в общем случае переменными являются значения энергоемкости технологических операций и время, а параметры этих математических моделей можно оценить нелинейным методом наименьших квадратов.

4.Установлено, что максимально возможное количество улавливаемых пылегазовых вредностей в расчете на 1 Гвт-ч на территории Тульской области составляет 4,34 Мт.

5.Максимально возможные выбросы газообразных загрязнителей и пыли в атмосферу составляют 1,4 Мт в расчете на 1 Гвт-ч для Тульской области. Данная асимптота обусловлена техническими особенностями промышленных объектов, расположенных на территории Тульской области. б.Обосновано методическое положение о том, что инструментом реализации существующей региональной нормативной базы может стать территориальный сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами, разработанный и согласованный природоохранительными службами административно-территориальных подразделений. Применительно к условиям Тульской области создана электронная версия проекта такого документа в системе ДОлгшогс1 97.

7.Установлено, что для большинства источников количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ можно определить по расходу топлива, сырья, материалов и электроэнергии, а в качестве дополнительного средства контроля за воздействием промышленных источников загрязнения атмосферы на окружающую среду целесообразно использовать данные о загрязнении снежного покрова исследуемой территории.

8.Разработаны методические положения оценки воздействия промышленных предприятий на атмосферу, которые позволяют реализовать единый методический подход к инвентаризации источников загрязнения воздушного бассейна, прогнозировать интенсивность образования пылегазовых выбросов по энергоемкости производства и контролировать состояние атмосферы, используя косвенные показатели загрязнения атмосферы. Усовершенствована методика прогнозной оценки загрязнения атмосферы на мезоуровне, отличающаяся тем, что динамика интенсивности выбросов загрязнителей в атмосферу уточняется по мере развития существующей базы данных.

9.Рекомендовано компенсировать старение данных с использованием метода экстраполяции значений информации на основе ретроспективных данных об отображаемом процессе, параллельно накапливая и систематизируя опытные данные по режимам эмиссии загрязнителей в течение длительного времени.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Солодков, Сергей Анатольевич, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев Г.Н. Энерго-энтропика. М. : Знание, 1983. - 192 с.

2. Андреев В.М., Иванченко К.В., Лапшина Е.И. Контроль загрязнения атмосферного воздуха автотранспортными выбросами с использованием автоматизированных систем // Проблемы контроля и защиты атмосферы от загрязнения.- 1987.- Вып. 13.-С. 97-99.

3. Аникеев В.А., Копп И.З., Скалкин Ф.В. Технологические аспекты окружающей среды.- Гидрометеоиз-дат, 1982.- 256 с.

4. Анохин Ю.А., Остромогильский А.Х. Математическое моделирование и мониторинг окружающей среды.-Обнинск: ВНИИГМИ - МЦД, 1978.- 50 с.

5. Артемов В.М., Парцеф Д.П. Подходы к оценке состояния загрязнения атмосферного воздуха городов // Тр. Центр, высот, гидрометеорол. обсерватории.- 1979.- № 13.- С. 82-87.

6. Аршинов Ю.Ф., Балин Ю.С. Система оперативного мониторинга воздушного бассейна промышленных центров типа "Город" // Физико-математические проблемы охраны окружающей среды. Тезисы докладов международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды ПООС-95" Томск, - 1995.- С. 10-11.

7. Бабкина Л.Н. Система критериев оценки качества функционирования органов управления природоохранной деятельностью в регионе. - СПб.: Изд. СПбУЭФ, 1994.- 124 с.

8. Балацкий О.Ф. Экономика чистого воздуха. Киев, 1979. - 295 с.

9. Безуглая Э.Ю. и др. Чем Дышит промышленный город. J1. : Гидрометеоиздат, 1991 - 251 с.

10. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах: Результаты экспериментальных исследований. - JI. : Гидрометеоиздат, 1986. -199 с.

11. Безуглая Э.Ю., Сонькин Л. Р. Влияние метеорологических условий на загрязнение воздуха в городах Советского Союза // Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы., Л., Гидрометеоиздат, 1971.- С. 241-252.

12. Белкин В. А., Костарев С. В. Геоинформационная система "Выбросы в атмосферу г. Омска". // Физико-математические проблемы охраны окружающей среды. Тезисы докладов международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды - ПООС-95" Томск, - 1995.- С. 17-18.

13. Белов Л. А. Комплекс технических и программных средств экологического мониторинга энергетических объектов.// Конверсия.- 1996.- №8.- с 3639.

14. Берлянд М.Е. О распространении атмосферных примесей в условиях города // Метеорология и гидрология. - 1970.- № 3. - С. 45-57.

15. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы.- Л.: Гидрометеоиздат, 1975.- 448 с.

16. Берлянд М.Е., Соломатина И.И., Сонькин Л. Р. О прогнозировании загрязнения воздуха // Метеорология и гидрология. - 1972.- № 9. - С. 11-18.

17. Богуненко В.Л., Стефаняк В.В. Методы и средства контроля загрязнения атмосферы и перспективы их

развития // Пробл. контроля и защиты атмосферы от загрязнения. - 1987.- Вып. 13. - С. 57-60.

18. Бретшнайдер В., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнения. Технология и контроль/ Пер. с англ. Н.Г.Вашкевича.- Л. Химия, 1989. -287 с.

19. Валиулин A.B., Яколин В.П. Некоторые аспекты создания и внедрения систем контроля окружающей среды // Автоматизация контроля загрязнения окружающей среды.- М. : О-во «Знание» РСФСР, 1985. - С. 21-25.

20. Вельтищева Н.С. Методы моделирования промышленного загрязнения атмосферы.- Обнинск: ВНИИГМИ -МЦД, 1975. - 37 с.

21. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем.- М.: Наука, 1984.

22. Волков Э.П., Сапаров М.И., Фетисова Е.И. Источники, состав и контроль выбросов промышленных предприятий. - М., МЭИ. - 1988. - 57 с.

23. Временная методика по определению выбросов вредных веществ в атмосферу предприятиями отрасли. Министерство радиопромышленности СССР. М., 1990.

24. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. A.C. Быстров, В. В. Варанкин, М.А. Виленский и др.- М.: Экономика, 198 6.96 с.

25. Временные методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух предприятиями деревообрабатывающей промышленности, изд. 2-е, перераб. и дополн. - Петроза-

водск, 1993.

26. Временные методические указания по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха.- М. : Минздрав СССР, 1977. - 24 с.

27. Герасимов И.П. Научные основы мониторинга окружающей среды // Мониторинг состояния окружающей природной среды. - Л., 1977. - С. 41-52.

28. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды // Изв. АН СССР. Сер. географ.- 1975.- №3.- С.13-25.

29. Годовой отчет о работе Государственного комитета по охране окружающей среды Тульской области за 1996 год, Тула, 1997 г.

30. Годовой отчет о работе Государственного комитета по охране окружающей среды Тульской области за 1995 год, Тула, 1996 г.

31. ГОСТ 17.2.1.04-77. Методологические аспекты загрязнения и промышленные выбросы. - М.: Изд-во стандартов, 1987.- 14 с.

32. ГОСТ 17.2.3.02-78. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. - М.: Изд-во стандартов, 1979.- 14 с.

33. Грачева И.Г. К расчету загрязнения атмосферы от многих источников // Тр. Глав, геофиз. обсерватории. - 1969.- Вып. 238.- С. 17-26.

34. Гребенюк Е.А., Ицкович Э.Л. Разработка автоматизированной системы экологической защиты региона от промышленных выбросов.// Приборы и системы управления, 1994. № 9.- с 9-15.

35. Гуляев А.И. Временные ряды в динамических базах данных. - М.: Радио и связь, 1989. -128 с.

36. Двоеглазов Ю. В. Аппаратура сбора и обработки информации в системах контроля загрязнения окру-

жающей среды // Приборы и системы автоматического контроля состояния окружающей среды: материалы конф.- Севастополь, 1981.- С. 14-16.

37. Доклад о состоянии окружающей природной среды Тульской области в 1996 году, Тула, 1997г.

38. Доклад о состоянии окружающей природной среды Тульской области в 1995 году, Тула, 19 96г.

39. Доклад о состоянии окружающей природной среды Тульской области в 1994 году, Тула, 1995г.

40. Дополнения к методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий (расчетный метод). М., 1992.

41. Дуганов Г.В., Бирман Е.А. Анализ и оценка информативности системы контроля загрязнения атмосферы // Пробл. контроля и защита атмосферы от загрязнения. - 1983.- Вып. 9.- С. 12-15.

42. Дуганов Г.В., Непомнящий С. К. Об информационном подходе к решению задачи размещения станций контроля загрязнения окружающей среды // Пробл. контроля и защита атмосферы от загрязнения. -1981.- Вып. 7.- С. 12-15.

43. Жаворонков Ю.М., Буштуева К.А. К построению комплексного показателя загрязненности атмосферного воздуха // Гигиена и санитария. - 1983.- № 6.-С. 21-24.

44. Зайцев. A.C. Результаты анализа временной структуры сернистого газа в атмосфере // Тр. Гл. гео-физ. обсерватории. - 1973.- Вып. 2 93.- С. 41-46.

45. Зайцев. A.C. Структура поля концентраций окиси углерода в городе // Тр. Гл. геофиз. обсерватории. - 1973.- Вып. 293.- С. 47-51.

46. Зив А.Д., Красов В. И. К выбору математической

модели распространения примеси для использования в автоматизированной системе контроля загрязнения воздуха // Тр. Гл. геофиз. обсерватории.-1981.- Вып. 453.- С. 12-20.

47. Израэль Ю. А. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка окружающей природной среды. Основы мониторинга // Метеорология и гидрология.-1974.- №7.- С. 3-8.

48. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979.376 с.

49. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. - М. : Гидрометеоиздат, 1984.560 с.

50. Илькун Г.М. Загрязнители атмосферы и растения. -Киев: Наукова думка, 197 8.- 246 с.

51. Инструкция по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты. - М.,1989.- 19 с.

52. Каплунов Ю. В., Сажин П. Д., Синицына О. Ф. Совершенствование сбора, обобщения информации и управления окружающей среды в отрасли.// Уголь.-1994.- №8.- с 35-37.

53. Колесник А.Г., Падусенко В.Н. Станция космического мониторинга (СКМ) окружающей среды Томской области "// Физико-математические проблемы охраны окружающей среды. Тезисы докладов международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды - ПООС-95" Томск, - 1995.- С. 58-59.

54. Красов В.И. , Горина Е.А. Задачи прогнозирования в автоматизированных системах контроля и управления качеством воздушного бассейна // Пробл.

контроля и защита атмосферы от загрязнения. -1984.- Вып. 10.- С. 9-13.

55. Куварин Ю.Н. Экологическая обстановка в Тульской области - краткая характеристика //Материалы научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования Тульского областного общества охраны природы "Экология и общественность". Тезисы докладов.- Тула, 1997.- С. 9-13

56. Львов Ю.В., Горская Г.А. О выборе критерия размещения станций контроля загрязнения атмосферы // Тр. Глав, геофиз. обсерватории,- 1984.- Вып. 477.- С. 47-52.

57. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. - М.: Химия, 1996. 319 с.

58. Малышко Н.И. Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха.- Киев: Наук, думка, 1982.-131с.

59. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. - М.: Наука, 1982.320 с.

60. Матвеев В. С., Садаков В. А. Отечественные средства комплексного контроля воздушного бассейна городов и промышленных центров.- М.: ЦНИИТЭИ-приборостроения, 1980.- 4 9 с.

61. Метод оптимального размещения сети контрольно-замерных станций при контроле загрязнения воздуха промышленного города / А. И. Гладских, Ю.В. Козлов, B.C. Комаров, М.И. Горбунов // Пробл. контроля и защита атмосферы от загрязнения.-1981.- Вып. 7.- С. 16-24.

62. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранс-

портных предприятий (расчетный метод). М., 1991.

63. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями железнодорожного транспорта (расчетным методом). М., 1992.

64. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-8 6. Госкомгидромет.- Л.: Гидро-метеоиздат, 1987.- 94 с.

65. Методические указания по прогнозу загрязнения воздуха в городах / Под. ред. М.Е. Берлянда.-Л.: Гидрометеоиздат, 1979.- 80 с.

66. Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ (пыли) в атмосферу при складировании и пересыпке сыпучих материалов на предприятиях речного транспорта. М., 1993.

67. Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. Новороссийск: Союзстро-мэкология, 1989.

68. Моисеенкова Т.А. Эколого-экономическая сбалансированность промышленных узлов. Изд-во Саратов, ун-та, 1989.- 216 с.

69. Окато С. Достоверность измерений характеристик загрязнителей атмосферы и соответствующее размещение измерительных станций для мониторинга // Санге когай.- 1983.- 19, № 12.- С. 1065-1057.

70. Оптимизация пространственной структуры сети наблюдений при контроле загрязнения атмосферы города / А. Н. Ясенский, В. К. Боброва, А. Д. Зив, В. И. Красов // Тр. Глав, геофиз. обсерватории.-1987.- Вып. 492.- С. 13-32.

71. Осуществление в СССР системы мониторинга загряз-

нения природной среды / Ю. А. Израэль, Н. К. Га-силина, Ф. Я. Ровинский, JI. М. Филимонова.- J1. : Гидрометеоиздат, 197 8.- 115 с.

72. Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ предприятиями по добыче и переработке угля. Пермь, 1989.

73. Певзнер Э.А. Зайцев. A.C. Автоматический газоанализатор и некоторые результаты регистрации окиси углерода в атмосферном воздухе // Тр. Гл. геофиз. обсерватории.- 1971,- Вып. 254.- С. 197204 .

74. Перечень методических документов по расчету выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферный воздух, действующих в 1998 году. -С-Пб., 1998. -20 с.

75. Пинигин М.А. Роль оценки опасности загрязнения в охране атмосферного воздуха городов // Сб. тр. Ин-та общей и коммунальной гигиены им. А.Н. Сы-сина.- 1976.- Вып. 3.- С. 14-19.

76. Пичи Дж. Е., Кингслен П., Порт Г.Н.Дж. Стратегия мониторинга и оценка загрязнения окружающей среды // Мониторинг состояния окружающей природной среды. - Л., 1977.- С. 53-68.

77. Полканов М.Ю., Павлов C.B. Автоматизированная система обработки информации результатов контроля источников загрязнения. // Физико-математические проблемы охраны окружающей среды. Тезисы докладов международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды - ПООС-95" Томск, - 1995.- С. 136.

78. Поляк. И.И. Методы анализа случайных процессов и

полей в климатологии._ J1. : Гидрометеоиздат, 1979.- 255 с.

79. Попов Н.С., Бодров В.И., Перов B.JI. Основные направления в моделировании загрязнения воздушного бассейна за рубежом. - М. : НИИТЭХИМ, 1982.- Вып. 6.- С. 10-34.

80. Потапов A.A. Система сбора данных о содержании посторонних примесей в выбросах промышленных предприятий // Физико-математические проблемы охраны окружающей среды. Тезисы докладов международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды - ПООС-95" Томск, - 1995.- С. 138-139.

81. Приборы охраны окружающей среды: Номенклатур, справ.- М.: ЦНИИТЭИП, 1978. - 60 с.

82. Примак А. В. Методология проектирования и разработки автоматизированных систем контроля и управления качеством воздуха // Автоматика.-1984.- № 4.- С. 30-38.

83. Примак А. В. Организация автоматизированных систем сбора и обработки данных о загрязнении атмосферного воздуха. - Киев: О-во «Знание» УССР, 1979.- 28 с.

84. Примак А. В. Принципы построения кибернетических систем защиты окружающей среды от загрязнения.-Киев: 0-во «Знание» УССР, 1982.- 22 с.

85. Примак А. В., Щербань А. Н. Ключи к чистому воздуху. - Киев: Наук, думка, 1986.- 128 с.

86. Примак А. В., Щербань А. Н., Сорока А. С. Автоматизированные системы защиты воздушного бассейна от загрязнений,- Киев: Техника, 1988.- 166 с.

87. Примак A.B., Щербань А.Н. Методы и средства контроля загрязнения атмосферы. - К. : Наук, думка,

1980.- 296 с.

88. Принципы организации автоматических систем контроля тепловлажностных и пылегазовых загрязнений воздушной среды / Н.И. Бондаренко, A.B. Примак. А.Н. Щербань и др. // Пром. теплотехника.-1982.- 4, № 3.- С. 102-107.

89. Программа действий по охране окружающей среды для Центральной и Восточной Европы: Сокращ. вариант.- 1995.- 120 с.

90. Рабочая книга по прогнозированию / Под ред. И.В. Бестужева-Лада.- М.: Мысль, 1982.- 430 с.

91. Руководство по гигиене атмосферного воздуха / под ред. К.А. Буштуевой. - М. : Медицина, 1976.416 с.

92. Руководство по контролю загрязнения атмосферы / Под ред. М.Е.Берлянда и Г. И. Сидоренко.- Л.: Гидрометеоиздат, 197 9.- 448 с.

93. Савенко B.C. Природные и антропогенные источники загрязнения атмосферы // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов.- 1991.- 31- С. 1-212.

94. Санитарная охрана атмосферного воздуха городов / P.C. Гильденскиольд, М.К. Недогибченко, М.А. Пи-нигин, Ю.Г. Фельдман. - М. : Медицина, 1976.- 168 с.

95. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий СН 245-71.- М. : Стройиздат, 1972.96 с.

96. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

97. Семевский Ф.Н., Семенов С.М. Математическое моделирование экологических процессов. Л.: Гидро-

метеоиздат, 1982. 260 с.

98. Сигал И. Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива.- JI. : Недра, 1988.- 312 с.

99. Системный анализ контроля и управления качеством воздуха и воды / A.B. Примак, В.В. Кафаров, К.И. Качиашвили, Отв. ред. А.Н. Щербань. - Киев: Наук. думка, 1991. - 360 с.

100. Смульский И.И. О комплексном показателе загрязнения атмосферы и определении уровней загрязнения в периоды неблагоприятных метеорологических условий // Пробл. контроля и защиты атмосферы от загрязнения.- 1987.- Вып. 13.- С. 31-39.

101. Сонькин JI.P. Вопросы прогнозирования фонового загрязнения в городах // Тр. Гл. геофиз. обсерватории.- 1974.- Вып.314.- С. 42-51.

102. Сонькин JI.P. и др. К вопросу о метеорологической обусловленности загрязнения воздуха над городом // Тр. Гл. геофиз. обсерватории.- 196 6.- Вып. 185.- С. 44-54.

103. Сонькин JI.P., Чаликов Д.В. Об обработке и анализе наблюдений за загрязнением воздуха в городах // Тр. Гл. геофиз. обсерватории.- 1968.- Вып. 207.- С. 51-55.

104. Стратегия проектирования системы контроля и наблюдения за загрязнением атмосферы / Н.Е. Конюхов, В.А. Глазунов, JI.B. Алейников, М.А. Куликов // Пробл. контроля и защита атмосферы от загрязнения.- 1978.- Вып. 4.- С. 19-23.

105. Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для ремонтно-обслуживающих предприятий и машиностроительных заводов агропромышленного комплекса СССР. М., 1991.

106. Фергюссон Г.Л. Филиппе М.С. Деятельность и раз-

личные вопросы, связанные с обеспечением качества воздуха // Проблемы мониторинга и охраны окружающей среды.- JI., 198 9.- С. 22-41.

107. Фролов A.B., Никитенко В.Д. Моделирование переноса загрязняющих веществ в атмосфере при создании региональной информационно-аналитической системы анализа и прогнозирования качества воздушной среды/ Известия Тульского государственного университета. Серия: "Экология и безопасность жизнедеятельности"// Тула, 1998.-С. 143-146.

108. Шевчук И.А. Введенская Л.И. Численные характеристики метеорологических условий, сопутствующих периодам высокого загрязнения атмосферы в Западной Сибири // Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы., Л., Гидрометеоиздат, 1971.- С. 352-356.

109. Шерман B.C. Опыт разработки и внедрения АРМ "Эколог".//Приборы и системы управления.- 1994.-№ 9.- с 26-28.

110. Шиляев М.И., Макаров Е.Я. Основные концепции охраны воздушного бассейна и их реализации в условиях г. Томска. "// Физико-математические проблемы охраны окружающей среды. Тезисы докладов международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды -ПООС-95" Томск, - 1995.- С. 159-160.

111. Штраус В., Мэйнуорринг С.Д. Контроль загрязнения воздушного бассейна/ Пер. с англ. С. А. Пирумо-вой; Под ред. А.И.Пирумова._ М.: Стройиздат, 1989.- 144с.

112. Щербань А. Н., Примак А. В., Копейкин В. Н. Автоматизированные системы контроля загрязнения воздуха.- Киев: Техника, 197 9.- 158 с.

113. Щербань А. Н., Примак А. В., Косинов В.В. Комплексный подход к проблеме создания автоматизированных систем контроля загрязнения окружающей среды // Проблемы контроля и защита атмосферы от загрязнения.- 1982.- Вып. 8. - С. 3-10.

114. Экоинформатика. Теория. Практика. Методы и системы/ РАН/ Ю. А. Ар с кий, Ю.Ф. Захаров, В. А. Ка-луцков и др.; Под. ред. В.Е. Соколова. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 520 с.

115. Энергетика и охрана окружающей среды / Под ред. Н.Г. Залогина, JI) .И. Кроппа, Ю.М. Кострикина.-М.: Энергия, 1979.- 352 с.

116. Ясенекий А.Н. Формирование структуры системы регулирования качества атмосферы города // Тр. Гл. геофиз. обсерватории.- 1984.- Вып. 477.- С. 1825.