Введение к работе
туальность проблемы.
При переработке руда горнообогатителыпдаи предприятиями отхода складируются в отвалы, шламо- и хвостохранилища. Данные объекты представляют собой большие по площади и высотой до 80-100м отвалы пылящей породы,являются сложными инженерными сооружениями. Их проектирование и размещение на территории по условиям загрязнения атмосферы продуктами паления научно не обосновано. В то- же время они являются источником сильного загрязнения окружающей среды, пылевых бурь.Причиняется экономический ущерб,уничтожаются сельскохозяйственные угодья,наносится ущерб здоровью человека. Растет отвод территорий под складирование отходов,распространяется опасная тенденция использования под строительство неудобных и нарушенных территория, в том числе - отвалов и хвостохранилшд. С января 1991 г. в РСФСР и других республиках введены нормативы платы за лимитные и сверхлимитные выбросы загрязнявдих веществ. Следовательно, должна иметься нормативная база по расчету этих платежей для площадных источников пиления, размещению их на генеральном плане предприятия,определению санитзрно-защитных зон. На сегодня такой нормативной базы нет.
Цель работы- создание метода определения требований к параметрам площадных источников пыления типа отвалов и хвостохра -нилищ (расположение на территории, геометрические характеристики, высота) по критерию загрязнения атмосферы выбросами пыли с их поверхности - на основе инженерного метода расчета концентраций пыли.
Научная новизна.
На основе собранной статистической информации, ее математико -статистической обработки методами множественного линейного и
нелинейного регрессионного анализа, реализации предложенных алгоритмов для персональных ЭВМ при помощи профессиональных программных средств TurboFasoal, v.5.0 И TurboProffessional, т.4.0 впервые предложены е виде программного комплекса следующие решения:
I.Математическая модель неорганизованного выброса пыли с поверхности площадных источников пыления, обобщающая комплекс зависимостей:
удельного выноса пыли от скорости ветра и влажности поверхности;
порогового диаметра, при котором начинается массовый вынос пыли, от скорости ветра и плотности частиц;
доли частиц, переносимых в процессе атмосферной диффузии на дальние расстояния, к общей массе пыли.
скорости ветра над поверхностью источника от его высоты;
2.Инженерный метод расчета концентраций пыли в атмосфере в результате ее неорганизованных Еыбросов с поверхности рассматриваемых объектов, исходящий из нормативного расчета концентраций пыли от точечного источника согласно ОНД-аб, алгоритма дискретизации площадного источника пыления ГТО им. А.И.Воейкова, разработок ИПЭС КНЦ РАН и включающий расчет выброса согласно предложенной модели.
Создан программный комплекс "ШЛЕЙФ",реализующий метод на ПЭВМ.
3.Инженерный метод определения требований к параметрам площадных источников пыления типа отвалов и хвостохраншшщ по критерию загрязнения атмосферы.
Практическое значение.
Впервые предложен инженерный метод определения требований к параметрам площадных источников пыления типа отвалов и хвостохрани-лищ на основе единого критерия - недопущения превышения ГЩК или ВДВ пыли на защищаемой территории.Метод включает определение предельной высоты источника,его рациональных геометрических характеристик и взаимного расположения с защищаемой территорией с решением прямой,
обратной и комплексной задач:
при заданном положении защищаемых территорий определить рациональное расположение, геометрические характеристики и высоту источника;
при имевшемся источнике рационально расположить защищаемые объекты;
при новом строительстве выбрать рациональный вариант взаимного расположения источника и защищаемых объектов.
Впервые предложен инженерный метод расчета концентраций пыли в атмосфере в результате ее неорганизованного выноса с поверхности рассматриваемых объектов. Метод практически реализуем в конкретных условиях с необходимой степенью достоверности,сохраняет преемственность по отношению к существующим нормативным документам и методам в области охраны окружакщей среды, предназначен для подготовки разделов "Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС)" в ТЗО(ТЭР) и проектах строительства; разработки проектов норм ПДЕ; проведения экспертной и прогнозной оценки состояния окружающей среды; определения выплат за ее загрязнение предприятиями; обоснования необходимости и определения эффективности мероприятий по укреплению пылящей поверхности и пылвподавлению, рациональному сокращению площади .источника при его разработке. Мотод реализован в виде программного комплекса "ШЛЕЙФ" для ПЭВМ, соответствующего известным аналогам по условиям удобства диалогового рекима работы, зашиты ввода,сохранения информации и вывода результатов.
Научное значение работы заключается в развитии методов расчета загрязнения окружающей среды и научного обоснования экологических требований при проектировании и эксплуатации промышленных объектов путем разработки математической модели неорганизованного выброса пыли с поверхности площадных источников пылэнин,обобщающей скорость ветра, влажность поверхности,высоту источника и гранулометрический состав пыли; разработки метода расчета концентраций ішли р. атмосфере в результате этого выброса; в создании на этой основе
метода определения требований к параметрам площадных источников пиления и защищаемых территорий по критерию загрязнения атмосферы.
Реализация работы.
1.Метод расчета концентраций пыли в атмосфере от выбросов площадных источников пыления типа отвалов и хвостохранилищ горнообогатительных предприятий и реализующий его программный комплекс "ШЛЕЙФ" взят ГИГХС Агрохима СССР за основу отраслевого норматива для определения неорганизованных выбросов хвостохранилищ. и шламохраншшщ в горнохимической промышленности.
2.Данные метод и программный комплекс взяты Институтом проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН (г.Апатиты) для использования при разработке "Методики оценки загрязнения воздушной среда от пылящих поверхностей отвалов и хвостохранилищ",ПК "ШЛЕЙФ" рекомендован для включения в список программных средств в области экологии, предложенных к распространению среди организаций,занимающихся оценкой влияния горнопромышленных объектов на состояние окружающей среды.
3.Результаты исследований изложены в научно-техническом отчете по теме М.19-25 "Разработка программы расчетов и нормативов загрязнения атмосферы продуктами пыления площадных источников типа отвалов и хвостохранилищ",М.,ЦНИИПР0Мзданий,1990. Отчет по теме утвержден и принят заказчиком - ГИГХС Агрохима СССР.
Апробация работы.
Результаты исследования обсувдены и одобрены на научно-технических семинарах: отдела программного обеспечения ПЭВМ ЦНИИПромзданий 26 марта 1991 г.; отдела охраны недр и окружающей среда ГИГХСа 4 ноября 1991 г.; отдела планировки и застройки промтерриторий ЦНИИПромзданий 11 февраля 1992 г.(по результатам обсуждения подготовлено Заключение ЦНИИпромзданий); лаборатории экоинформатики и моделирования окружающей среды ИПЭС КЩ РАН 9 апреля 1992 г.
- 7 -На защиту выносится:
I.Метод расчета концентраций пыли в атмосфере в результате ее неорганизованных выбросов с поверхности площадных источников пыления, реализованный в виде программного комплекса для персональных ЭВМ.
2.Метод определения требований к параметрам данных источников пыления по критерию загрязнения атмосферы в результате неоргани-ованных выбросов пыли с поверхности : высоте, геометрическим характеристикам, размещению - включая принятие решений по планировке и организации промышленных и селитебных территорий.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ, в печати 2 печатные работы.
Структуре и объем работы. Диссертация состоит из введения,пята глав,общих выводов,списка использованных источников,приложения.Содержит 187 страниц машинописного текста, 38 рисунков, 6 таблиц и список использованных источников из 64 наименований.