Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Разработка методов прогнозной оценки загрязнения природной среды при авариях нефтеналивных составов на железной дороге
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов прогнозной оценки загрязнения природной среды при авариях нефтеналивных составов на железной дороге"

На правах рукописи

0030В8312

СЕДОВ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОГНОЗНОЙ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ АВАРИЯХ НЕФТЕНАЛИВНЫХ СОСТАВОВ НА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ (НА ПРИМЕРЕ ЮЖНОГО БАЙКАЛА)

03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ВЛАДИВОСТОК-2007

003068312

Работа выполнена в Государственных образовательных учреждениях высшего профессионального образования «Иркутский государственный технический университет» и «Восточно-Сибирский институт МВД России».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Тимофеева Светлана Семеновна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Аргучинцев Валерий Куприянович

доктор географических наук, профессор Павлов Николай Иванович

Ведущая организация:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный университет путей сообщения», г. Хабаровск

Защита состоится 17 мая 2007 г. в 14 — часов на заседании диссертационного совета Д.212.055.02 при Дальневосточном государственном техническом университете (ДВГТУ) по адресу: 690600, г. Владивосток, ул. Пушкинская, д. 33, аудитория Г-134.

Просим Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 690600, г. Владивосток, ул. Пушкинская, д. 33, факс: (4232) 22-10-86 ученому секретарю диссертационного совета Д.212.055.02 Агошкову А. И.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДВГТУ.

Автореферат разослан 12 апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

А.И. Агошков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время масштабы влияния на биосферу хозяйственной деятельности человека сопоставимы с масштабами геологических и геохимических процессов. При этом аварии, взрывы и пожары на промышленных предприятиях и транспортных магистралях являются одними из наиболее значимых по своим отдаленным экологическим последствиям, так как сопровождаются залповыми выбросами в воздух загрязняющих веществ (ЗВ).

По железным дорогам России ежегодно перевозится более 500 млн. тонн опасных грузов, из которых 60 % приходится на нефть и нефтепродукты (НиНП). В период с 1990 по 2006 гг. на железных дорогах России произошло более 500 аварий (крушений, сходов) нефтеналивных составов. Каждая третья авария сопровождалась выходом перевозимых НиНП в окружающую среду и мощным залповым выбросом при горении образовавшегося разлива.

Вдоль Южного побережья озера Байкал - уникального природного феномена, признанного ЮНЕСКО участком мирового наследия, - проходит 250-километровый участок железной дороги, на котором периодически происходят аварии нефтеналивных составов, сопровождаемые пожарами и залповыми выбросами. В атмосферу над акваторией озера дополнительно к стационарным источникам - промышленным предприятиям городов Байкальск, Слюдянка, поселков Култук, Выдрино, Ангасолка - поступают специфические ЗВ и наносят значительный ущерб экосистеме оз. Байкал.

При горении НиНП в воздух выбрасывается широкий спектр экологически опасных ЗВ: сероводород, формальдегид, оксиды азота, серы, сажа, бенз(а)пирен, пятиокись ванадия, цианистый водород и др. В воздушной среде эти вещества подвергаются химической трансформации, переносятся на значительные расстояния, осаждаются на подстилающую поверхность, абсорбируются водой, оказывая негативное воздействие на гидробионтов.

В отличие от выбросов стационарных источников аварийные залповые выбросы трудно учитывать, еще сложнее проводить инструментальные замеры непосредственно в очагах поражения. Поэтому разработка методов прогнозной оценки экологических последствий аварийных залповых выбросов на железной дороге, в частности в регионе Южного Байкала, и организационно-технических мероприятий по их снижению - крайне важная и актуальная задача.

Целью настоящей работы является разработка методов прогнозной оценки и способов снижения экологических последствий залповых выбросов при авариях нефтеналивных составов на железной дороге на примере ЮжноБайкальского региона.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести оценку пожароопасное™ нефтеналивных цистерн, выполнить ретроспективный анализ экологических последствий аварий при перевозке НиНП по железной дороге и дать оценку эколого-экономического ущерба окружающей среде.

2. Выбрать и усовершенствовать прогностическую математическую модель распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде.

3. С помощью усовершенствованной прогностической математической модели исследовать процессы распространения и химической трансформации ЗВ, поступающих в воздушную среду Южного Байкала в результате залповых выбросов при авариях на железной дороге, разработать ситуационные карты рассеивания ЗВ в атмосфере над акваторией озера и выполнить сравнительную оценку аварийных залповых и стационарных промышленных выбросов.

4. Разработать методику прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов от пожаров и определить участки железной дороги с наибольшей экологической нагрузкой.

5. Разработать организационно-технические и природоохранные мероприятия с целью управления экологическими рисками в Байкальском регионе.

Основная идея работы заключается в разработке и применении методов прогнозной оценки экологических последствий залповых выбросов от пожаров, возникающих в результате аварий на железной дороге, сравнении их с промышленными выбросами и усовершенствовании конструктивных элементов нефтеналивных цистерн.

Методы исследования. В работе для решения конкретных задач использованы методы статистического анализа, физического и математического моделирования с использованием компьютерных технологий и пакетов прикладных программ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Усовершенствованная прогностическая математическая модель распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде, учитывающая химические превращения цианидов, наиболее опасных для экосистемы оз. Байкал экотоксикантов, и позволяющая адекватно оценивать области их распространения.

2. Результаты моделирования распространения и химической трансформации ЗВ, поступивших в атмосферу Южного Байкала от реального аварийного залпового выброса при горении разлива сырой нефти в районе ст. Ангасолка.

3. Методика прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов при авариях, сопровождаемых горением разливов НиНП, и результаты расчетов экологической нагрузки от гипотетических пожаров на Бай-

кальском участке железной дороги для выявления наиболее уязвимых участков трассы и периодов года.

4. Организационно-технические мероприятия, направленные на снижение экологических последствий аварий нефтеналивных составов, - стратегия снижения экологической опасности перевозок НиНП по железной дороге и новое сливное устройство железнодорожной цистерны.

Достоверность научных положений подтверждается соблюдением преемственности в отношении научных положений, обоснованных учеными-предшественниками (В. К. Аргучинцев, В. Л. Макухин, С. С. Тимофеева, А. В. Малыхин и др.) и апробированных в процессе многолетнего применения в науке и практике; анализом и обобщением большого объема (1980-2006 гт.) фактических данных об авариях и пожарах на железнодорожном транспорте России; сходимостью результатов математического моделирования и инструментальных измерений; апробацией результатов на межрегиональных и всероссийских научных конференциях с международным участием.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Усовершенствована прогностическая математическая модель распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде. К химическому блоку модели добавлены 22 атмосферные реакции цианидов, высокотоксичных продуктов горения НиНП, распространение которых в воздушном бассейне Южного Байкала ранее не исследовалось.

2. С помощью усовершенствованной модели оценены экологические последствия реального аварийного залпового выброса при горении разлива сырой нефти на железной дороге, произошедшего в регионе Южного Байкала, близ ст. Ангасолка, и разработаны ситуационные карты рассеивания ЗВ в атмосфере над акваторией оз. Байкал.

3. Разработана методика прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов, основанная на расчете приведенных масс основных токсичных продуктов горения НиНП.

4. С помощью разработанной методики установлены периоды года и участки железной дороги в регионе Южного Байкала, где аварии нефтеналивных составов будут представлять наибольшую экологическую опасность, и предложены превентивные меры управления экологическими рисками и предупреждения загрязнения природной среды.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Результаты оценки экологических последствий аварийных залповых выбросов на железной дороге в регионе Южного Байкала переданы в Главное управление МЧС России по Иркутской области и Иркутское межрегиональное управление по технологическому и экологическому надзору Ростехнад-

зора, где используются при разработке оперативных управленческих решений и планов природоохранных мероприятий.

2. Разработаны и внедрены в Федеральное государственное предприятие «Ведомственная охрана железнодорожного транспорта Российской Федерации» стратегия снижения экологической опасности перевозок НиНП по железной дороге и организационные мероприятия, позволяющие минимизировать экологические последствия аварийных залповых выбросов в регионе Южного Байкала.

3. Разработана новая конструкция сливного устройства железнодорожной цистерны, предотвращающая разливы НиНП при аварийном переворачивании цистерн.

Личный вклад автора состоит в усовершенствовании прогностической математической модели распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде, разработке методики прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов, научной интерпретации полученных с их помощью результатов, разработке организационно-технических мероприятий.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на межрегиональных и всероссийских научных конференциях с международным участием: «Реализация современного законодательства в области охраны труда: проблемы и перспективы» (Иркутск, 2003); «Экологическая безопасность Восточно-Сибирского региона» (Иркутск, 2003); «Диагностика опасностей и угроз современного мира и способы обеспечения безопасности» (Иркутск, 2004); «Проблемы безопасности современного мира: способы защиты и спасения» (Иркутск, 2005); «Реализация современного законодательства в области охраны труда: проблемы и перспективы» (Иркутск, 2005); «Проблемы безопасности современного мира: средства защиты и спасения» (Иркутск, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 1 в журнале, рекомендованном ВАК для публикации научных результатов на соискание ученых степеней. Новизна технического решения защищена Решением о выдаче патента на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Библиографический список включает 161 наименование, общий объем работы составляет 122 страницы машинописного текста, включая 10 таблиц и 32 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен литературный обзор современного состояния уровня загрязнения воздуха Южного Байкала. Показано, что в результате выбросов промышленных объектов, прежде всего Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК), в регионе создалась напряженная экологическая обстановка. В дополнение к этому воздух региона загрязняется залповыми выбросами от пожаров, которые происходят при авариях нефтеналивных составов на 250-километровом участке железной дороге, проходящем непосредственно вдоль берега озера. Выброшенные токсичные продукты горения распространяются на значительные расстояния и попадают в оз. Байкал за счет процессов осаждения, газообмена, водной абсорбции, вымывания осадками.

Приведены результаты оценки пожароопасности нефтеналивных железнодорожных цистерн. Отмечено, что цистерны обладают наибольшей потенциальной опасностью, так как характеризуются значительной пожарной нагрузкой. Основными причинами аварийных залповых выбросов являются пробои обечайки котла из-за столкновений цистерн с другими вагонами (24 %), образование аварийных отверстий в котле в результате ударов при опрокидываниях (12 %), повреждения люка-лаза (19 %) и сливного устройства (45 %) при аварийных переворачиваниях цистерн, которые приводят к разгерметизации котла и разливам НиНП. Представлены результаты ретроспективного анализа экологических последствий аварийных залповых выбросов на железных дорогах России. Оценен суммарный эколого-экономический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха, который в период с 1990 по 2006 гг. составил 70,8 млн. руб. (в ценах 2006 г.).

Дана характеристика экологической опасности продуктов горения НиНП для гидробионтов. Отмечено, что сероводород, формальдегид, диоксид азота, сажа, пятиокись ванадия и цианистый водород являются основными загрязнителями воздушной среды при авариях нефтеналивных цистерн, сопровождаемых пожарами.

В настоящее время известно множество прогностических математических моделей, позволяющих прогнозировать зоны распространения ЗВ при залповых выбросах (А. М. Гришин, Ю. А. Гостинцев, А. А. Артибякин,

A. Н. Вульфсон, С. Т. Суржиков, А. С. Едигаров, Ю. А. Анохин, Г. И. Мар-чук, А. Е. Алоян, Я. 1тази и др.). Нами выбрана модель, предложенная

B. К. Аргучинцевым и В. Л. Макухиным, которая учитывает орографические и ветровые особенности региона, а также химическую трансформацию 82 веществ в 156 атмосферных реакциях.

Во второй главе дано описание выбранной математической модели (В. К. Аргучинцев, В. Л. Макухин). Модель основана на численном решении полуэмпирического уравнения турбулентной диффузии примеси, реализована методом конечных разностей. Система уравнений интегрируется в декарто-

вой системе координат с применением метода фиктивных областей, позволяющего вести расчеты для произвольного рельефа подстилающей поверхности.

Данная модель была усовершенствованна нами путем дополнения ее химического блока 22 реакциями превращения цианидов в атмосферном воздухе. Выбор цианидов как объекта исследования обусловлен их агрессивностью, способностью легко сорбироваться водой и высокой токсичностью для гидробионтов.

С помощью усовершенствованной модели оценены экологические последствия реального залпового выброса на железной дороге, происшедшего в регионе Южного Байкала, близ ст. Ангасолка. В результате аварии нефтеналивного состава произошел разлив 35 т сырой нефти и пожар, в результате которого в течение 2 ч 35 мин выгорело 32 т огнеопасной жидкости, а в воздух было выброшено 899 кг диоксида серы (802), 223 кг диоксида азота (Ж)2), 32 кг цианистого водорода (НСЩ 485 кг уксусной кислоты (СН3СООН), 32 кг формальдегида (СНОН), 32 кг сероводорода (Н28), 2,72 т оксида углерода (СО), 5,5 т сажи, 15 кг пятиокиси ванадия (У205), 2 г бенз(а)пирена (БП). Во время залпового выброса действовал северо-западный ветер 5 мс'1,

По результатам моделирования разработаны ситуационные карты рассеивания 10-ти наиболее токсичных продуктов горения НиНП и 3-х ЗВ, образовавшихся в результате атмосферных химических превращений, — серной (Н2804), азотной (НЫОз) кислот и оксида азота (N0).

Установлено, что над северным побережьем озера возникали экстремально высокие концентрации сажи (8 ПДКмр), Н28 (1,1 ПДКмр), СНОН (2,4 ПДКСС), СНзСООН (1,8 ПДКСС), У205 (1,5 ПДКСС), в результате чего в регионе возникала опасность негативного воздействия на живые организмы (рис. 1). Над водой и южным побережьем озера от ост. п. Мангутай до п. Мурино в течение более 4 ч с момента аварии существовала область со смертельно опасной для животных и людей смесью СО и НСМ (в присутствии СО — более 2,3 мкг м"3 - смертельными становятся даже малые концентрации НСТЧ - более 0,022 мкгм"3).

Сравнительная оценка аварийных залповых выбросов и выбросов стационарных промышленных объектов Южного Байкала показала, что концентрации ЗВ в факеле аварийного выброса многократно превышали концентрации в факеле промышленных выбросов: [Б02] в 10-20 раз, [N0] - в 10-13 раз, [Ы02] - в 4-7 раз, [Н2804] - в 1,5-2 раза (рис. 2).

Прогнозные оценки распространения ЗВ при других направлениях ветра показали, что экологические последствия аварийного залпового выброса могли быть более неблагоприятными. Показано, что наибольшие концентрации ЗВ могли возникнуть при юго-западном ветре: сажи - около 23 ПДКМ р, Н28 - более 2 ПДКЫ р, СНОН, 802, СН3СООН и У205 - более 4 ПДКС с.

Рис. 1. Концентрация (в мкгм в приводном слое оз. Байкал, выброшенных при аварии на железной дороге в регионе Южного Байкала в момент прекращения залпового выброса. Действует северо-западный ветер 5 м с'

Рис. 2. Концентрация (вмкгм'3) ЗВ в приводном слое оз. Байкал на разрезе п. Култук - г. Байкальск: 1, 2, 3 — аварийный залповый выброс соответственно в момент его прекращения, через 1 час, через 2 часа; 4, 5 — выбросы промышленных объектов соответственно в январе, июле

Адекватность результатов, полученных с помощью усовершенствованной математической модели, была доказана количественным соответствием расчетных и экспериментальных данных.

Таким образом, доказано, что аварийные залповые выбросы на железной дороге являются значимым экологическим фактором. Экологическая нагрузка от пожаров соизмерима, а иногда превышает нагрузку от стационарных промышленных выбросов.

В третьей главе разработана методика прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов при горении разливов НиНП на железной дороге. Суть методики заключается в следующем.

Для каждого у-го периода года и каждой г-й точки железной дороги в регионе Южного Байкала нами предложено определять показатель экологической опасности (ПЭО) возможного залпового выброса:

Хвыбр

где хуг — приведенная масса ЗВ, выброшенных в у-й период года от г-й точки и оказавшихся в приводном слое воздуха, усл. кг; Хвыбр - общая приведенная масса выброшенных ЗВ, усл. кг. Значение хуг рассчитывается по формуле:

п

ХУ,г =

1=1

где ту г , - масса выброшенного в у-й период года от г-й точки /-го оказавшегося в приводном слое воздуха ЗВ, кг;

Н, - коэффициент эколого-экономической опасности /-го ЗВ.

Величина определяется на основе результатов численного моделирования согласно выражению:

к

У=1

где V— объем приводного столба воздуха, м3;

С^ у - концентрация выброшенного в у-й период года от г-й точки /-го ЗВ в /-ом приводном столбе воздуха, кгм"3;

£} - доля площади основания 7-ого приводного столба воздуха, которая находится непосредственно над водой (0... 1).

Значение хвыег вычисляется по следующей зависимости:

п

Хвыбр ~ твыбр,1' 1=1

где твыбР:, - масса /-го выброшенного ЗВ.

Величина твы5р:, определяется по соотношению:

твы бр,, = .

где твыг - масса выгоревших НиНП, кг;

К, — удельный выброс ЗВ при горении НиНП, кг кг"1.

Чем больше ЗВ перейдет в приводный слой оз. Байкал, тем больше будет опасность попадания экотоксикантов в водоем, и ПЭО примет большее значение.

При реализации описанной методики масса выброшенных ЗВ хвыер была принята одинаковой для всех рассматриваемых точек трассы (321 усл. т, что соответствует приведенной массе ЗВ, которая поступит в воздух при 1,5-часовом горении нефтяного разлива из 1 цистерны) (рис. 3). Моделирование распространения ЗВ было проведено для теплого (с апреля по сентябрь) и холодного (с октября по март) ветровых сезонов (см. рис. 3). Также были рассмотрены периоды ледостава (с декабря по май) и открытой воды (с июня по ноябрь). Таким образом, прогнозная оценка экологической опасности возможных залповых выбросов была выполнена для шести точек железной дороги и четырех климатических периодов года Южного Байкала (рис. 4).

Теплый сезон

Холодный сезон

Култук

Схподянка

<?„ Утулик©;

Байкальск~

Слюдянка

Утулик

Байкальск"

0 10 20 км

1_I_I

0 10 20 км

Рис. 3. Точки гипотетических аварий на Байкальском участке железной дороги: Ф— © — точки залпового выброса; цифры — скорость ветра (в м с1) по

основным румбам

На рис. 5 представлена диаграмма изменения ПЭО аварийного залпового выброса по Байкальскому участку железной дороги. Установлено, что залповые выбросы будут представлять наибольшую экологическую опасность, если произойдут в периоды с октября по март на участке между станциями Слюдянка II и Утулик (особенно на отрезке Буровгцина - Ореховая падь), с апреля по сентябрь на перегоне Байкальск-Пассажирский - Байкальск и круглый год на участке Слюдянка II — Слюдянка

п I (см. рис. 5).

Рис. 4. Периоды года и климатиче- „ „ _

/ т_ _ „ В холодный ветровой сезон в

ские особенности Южного Байка- „

, приводныи слои озера поступит в сред-

ла: римские цифры-месяцы нем 4 8 0/о выброшенной приведенной

массы ЗВ, в теплый — 3,3 %, т. е. экологическая опасность залповых выбросов, а значит, и потенциальная опасность транспортировки НиНП в регионе Южного Байкала, в период с октября по март в 1,5 раза выше, чем в другое время года.

Таким образом, установлены периоды года и участки железной дороги, где залповые выбросы будут представлять наибольшую экологическую опасность.

0

о с

0,08 -1

0,06

в

§

О 0,04

0,02

0,00

с* г-1

Г1

О

о

1/1

о

го

<п

го

1Г,

О П

ГО

«л

1/1 П

О го го

—I-1—

1/4 о

го го

Сгаицин, о

и

ост пункты 2

<

точки выброса

ф

с* м

а Б

а *

I д

ь о

© ф

I

П

г

в

о

к &

®

с

& я

м

Расстояние вдоль железной дорош, км

I

(I) ©

Рис. 5. ПЭО залповых выбросов вдоль железной дороги в регионе Южного Байкала: римские цифры - месяцы; Ф— ©—точки залпового выброса

Полученная зависимость (см. рис. 5) может быть использована для прогнозной оценки экологических последствий залповых выбросов при железнодорожных авариях любого масштаба. Если залповый выброс произойдет в у-й период года, в г-й точке железной дороги, то над водной поверхностью оз. Байкал окажется следующая приведенная масса ЗВ:

= ПЭО,

где значение ПЭО> г определяется по диаграмме на рис. 5.

Например, если залповый выброс произойдет в июле в районе ост. п. Чертова гора (ПЭО ~ 0,02, см. рис. 5) и при этом выгорит 10 цистерн с нефтью (хвыбр = 390 усл. т), то над поверхностью Байкала окажется 7,8 усл. т ЗВ.

В четвертой главе разработана стратегия снижения экологической опасности перевозки НиНП по железной дороге (рис. 6).

а

) Мониторинг

аварий нефтеналивных составов организации функционирования и состояния технических средств железной дороги

Анализ причин аварий и условий их возникновения

ы

Анализ выявленных недостатков

I Прогноз количества аварий, мест и времени их возникновения

Прогноз экологических последствий возможных аварий

Разработка организационно-технических мероприятий по снижению экологических последствий возможных аварий и эффективных сценариев реагирования

\ 1

У Разработка организационно-технических мероприятий по устранению выявленных недостатков

J i

Результаты новейших научных исследовании

Рис. 6. Стратегия снижения экологической опасности перевозки НиНП по железной дороге

В рамках шестого этапа стратегии (см. рис. 6) на основе результатов исследований разработаны организационные профилактические мероприятия по снижению экологических последствий возможных аварийных залповых выбросов в регионе Южного Байкала:

1) в период с октября по март уменьшить интенсивность движения нефтеналивных составов в 1,5 раза;

2) вдоль участков Слюдянка II - Утулик и Байкальск-Пассажирский -Байкальск устроить подъездные пути и противопожарный водопровод для скорейшего ввода в действие аварийно-восстановительных формирований;

3) на этих же участках снизить максимальную разрешенную скорость движения нефтеналивных составов.

Анализ железнодорожных аварий, повлекших разливы НиНП, показал, что наиболее уязвимым конструктивным узлом цистерн является сливное устройство. Недостаток конструкции заключается в том, что корпус сливного

устройства вертикально выступает за нижний край рамы и при аварийном переворачивании цистерны подвергается ударным динамическим нагрузкам, приводящим к разрывам швов в месте его крепления к обечайке котла.

Для уменьшения вероятности разливов НиНП при авариях нами усовершенствована конструкция сливного устройства цистерны (рис. 7).

Корпус нового сливного устройства выполнен в виде колена 1 и трубы 2, герметично сочлененных между собой с возможностью разъема посредством патрубка 3. Горизонтальный участок колена 1 расположен вдоль цистерны. Дополнительный затвор, имеющий крышку 4, скобы 5, винт 6 со стопорной гайкой 7, снабженной рукояткой 8, откидную скобу 9 с ребрами жесткости 10 и валики 11, установлен на каждом конце трубы 2. Основной затвор включает штангу 13, стойку 14, клапан 15, снабженный перьями 19 и седло 16. Верхняя часть штанги 13 снабжена откидным воротком 12, а нижняя имеет резьбу и ввинчена в стойку 14. Вокруг вертикального участка колена 1 расположен обогревательный кожух 17.

Для предотвращения колебаний трубы 2 и возникновения в колене 1 изгибающих моментов труба 2 сверху и снизу обжимается четырьмя колодками 20, имеющими резиновые накладки 21. Колодки 20 закрепляются на швеллерах 22 хребтовой балки рамы. Сквозные отверстия, выполненные в

18

13

14

12

швеллерах 22, не снижают конструктивной прочности хребтовой балки, так как она почти не участвует в восприятии поперечных нагрузок из-за большой жесткости котла 18 цистерны. Кроме того, прочность швеллеров 22 на участках, где в них выполнены сквозные отверстия, увеличена колодками 20.

Предлагаемая конст-

ю

рукция сливного устройства обладает следующими преимуществами:

8

1. Благодаря тому,

Рис. 7. Общий вид сливного устройства

2 11 - 9 , 5

7

что труба 2 расположена в горизонтальной плоскости, перпендикулярно к продольной оси цистерны появилась возможность осуществлять слив перевозимых НиНП с боковых сто-

рон цистерны, а не с донной ее части, что упрощает механизм слива и делает его более удобным.

2. Наличие трубы 2 с двумя противоположно расположенными отверстиями для слива позволяет использовать в необходимых ситуациях одно из них, если использование второго отверстия окажется затрудненным по условиям эксплуатации, либо из-за деформации рамы при аварии.

3. Выполнение корпуса сливного устройства в виде герметично сочлененных между собой колена 1 и трубы 2 и расположение продольной оси трубы 2 в горизонтальной плоскости позволяют избежать вертикального вы-ступания корпуса сливного устройства за нижний край швеллера 22 рамы и тем самым защитить его от возможных ударов при аварийном переворачивании цистерны. В результате при аварии уменьшается вероятность разгерметизации цистерны и выхода перевозимых НиНП в окружающую среду, а значит, уменьшается вероятность возникновения аварийного залпового выброса.

Новая конструкция защищена Решением о выдаче патента на полезную модель от 25.01.2007 (заявка № 2006144080/22(048128) от 11.12.2006).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Оценка пожароопасности нефтеналивных цистерн показала, что основными причинами аварийных залповых выбросов являются пробои обечайки котла из-за столкновений цистерн с другими вагонами (24 %), образование аварийных отверстий в котле в результате ударов при опрокидываниях (12 %), повреждения люка-лаза (19 %) и сливного устройства (45 %) при аварийных переворачиваниях цистерн, которые приводят к разгерметизации котла и разливам НиНП. Экологический ущерб от загрязнения воздуха аварийными залповыми выбросами в период с 1990-2006 гг. составил 70,8 млн. руб. (в ценах 2006 г.).

2. Для прогнозной оценки экологических последствий аварийных залповых выбросов на железной дороге усовершенствована математическая прогностическая модель переноса и химической трансформации ЗВ в воздушной среде. В химический блок модели добавлены 22 атмосферных реакции цианидов, наиболее опасных для экосистемы оз. Байкал продуктов горения НиНП, распространение которых в воздухе Южного Байкала ранее не исследовалось.

3. С помощью усовершенствованной модели разработаны ситуационные карты рассеивания 13 ЗВ, поступивших в воздух Южного Байкала в результате аварийного залпового выброса на железной дороге близ ст. Ангасол-ка. Установлено, что над северным побережьем озера возникали области с экстремально высокими концентрациями сажи (8 ПДКмр), сероводорода (1,1 ПДКмр), формальдегида (2,4 ПДКСС), уксусной кислоты (1,8 ПДКСС), пяти-окиси ванадия (1,5 ПДКСС). В течение более 4 ч с момента аварии над водой и

южным побережьем озера от ост. п. Мангутай до п. Мурино существовала область со смертельно опасной смесью угарного газа и цианистого водорода. Концентрации ЗВ в факеле аварийного залпового выброса превышали концентрации в факеле выбросов промышленных объектов Южного Байкала: [802] в 10-20 раз, [N0] - в 10-13 раз, РМ02] - в 4-7 раз, [Н2804] - в 1,5-2 раза, - т. е. экологическая нагрузка аварийных залповых выбросов на железной дороге превышает нагрузку от стационарных промышленных выбросов.

4. Разработана методика прогнозной оценки экологической опасности аварийных залповых выбросов на железной дороге, основанная на расчете приведенных масс основных токсичных продуктов горения НиНП. С помощью разработанной методики установлено, что залповые выбросы на Байкальском участке железной дороги будут представлять наибольшую экологическую опасность, если произойдут в периоды с октября по март на участке между станциями Слюдянка II и Утулик, с апреля по сентябрь на перегоне Байкальск-Пассажирский-Байкальск и круглый год на участке Слюдянка II-Слюдянка I. В период с октября по март экологическая опасность залповых выбросов в 1,5 раза выше, чем в другое время года.

5. Для снижения экологических последствий аварийных залповых выбросов на железной дороге разработаны организационно-технические мероприятия, включающие стратегию снижения экологической опасности транспортировки НиНП и новое сливное устройство для железнодорожной цистерны, отличающееся тем, что его корпус не выступает за нижний край рамы и оказывается защищенным от повреждений при авариях.

ПУБЛИКАЦИИ

1. Тимофеева С. С. Современное состояние пожароопасности объектов железнодорожного транспорта / С. С. Тимофеева, Д. В. Седов, А. В. Корнилов // Реализация современного законодательства в области охраны труда: проблемы и перспективы : Мат. докл. Межрегион, науч.-практ. конф. (Иркутск, 2003). - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2003. - С. 177-185.

2. Седов Д В. Методики оценки пожаровзрывобезопасности перевозки опасных грузов (ЛВЖ) по железной дороге / Д. В. Седов, А. В. Корнилов, С. С. Тимофеева // Реализация современного законодательства в области охраны труда: проблемы и перспективы : Мат. докл. Межрегион, науч.-практ. конф. (Иркутск, 2003). - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2003. - С. 185-190.

3. Седов Д. В. Анализ пожарных рисков на объектах железнодорожного транспорта России / Д. В. Седов, С. С. Тимофеева // Диагностика опасностей и угроз современного мира и способы обеспечения безопасности «Безопасность - 04» : Мат. докл. IX Всерос. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов с междунар. участ. (Иркутск, 2004). - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2004. -С. 198-207.

4. Седов Д. В. Анализ причин пожаров в грузовом подвижном составе / Д. В. Седов, С. С. Тимофеева // Диагностика опасностей и угроз современного мира и способы обеспечения безопасности «Безопасность - 04» : Мат. докл. IX Всерос. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов с междунар. участ. (Иркутск, 2004). - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2004. - С. 152-160.

5. Седов Д. В. Численное моделирование распространения вредных веществ в атмосферу южного Байкала при авариях на железной дороге / Д. В. Седов, С. С. Тимофеева, В. Л. Макухин // Проблемы безопасности современного мира: способы защиты и спасения «Безопасность-05» : Мат. докл. X Всерос. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов с междунар. участ. (Иркутск, 2005). - Иркутск : Изд-во ИрГТУ. - Т. 1. - 2005. - С. 218-228.

6. Тимофеева С. С. Численное моделирование распространения бенз(а)пирена, пятиокиси ванадия и сажи, выбрасываемых в атмосферу при авариях на ВСЖД / С. С. Тимофеева, Д. В. Седов, В. Л. Макухин // Реализация современного законодательства в области охраны труда: проблемы и перспективы : Мат. докл. Третьей межрегион, науч.-практ. конф. (Иркутск, 2005). - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. - С. 247-262.

7. Седов Д В. Исследование распространения цианидов с учетом их трансформации от места пожара при перевозке ЛВЖ по железной дороге / Д. В. Седов, С. С. Тимофеева // Проблемы безопасности современного мира: средства защиты и спасения «Безопасность-06» : Мат. докл. XI Всерос. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов с междунар. участ. (Иркутск, 2006). -Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2006. - Т. 2. - С. 28-33.

8. Седов Д. В. Экологическая опасность выбросов от пожаров при перевозке нефти и нефтепродуктов по ВСЖД для акватории Южного Байкала / Д. В. Седов // Современность в творчестве вузовской молодежи : Сб. тр. молодых ученых. - Вып. 8. - Иркутск : ВСИ МВД РФ, 2006. - С. 115-126.

9. Седов Д. В Исследование загрязнения воздуха соединениями серы и азота в результате железнодорожной аварии нефтеналивного состава в регионе Южного Байкала методом численного моделирования / Д. В. Седов // Вестник ВСИ МВД России. - 2006. - № 4(39). - С. 54-62.

10. Тимофеева С. С. Исследование процессов переноса, диффузии и трансформации соединений серы, азота и цианидов, поступающих в атмосферу Южного Байкала при авариях с нефтеналивными составами на ВосточноСибирской железной дороге / С. С. Тимофеева, В. Л. Макухин, Д. В. Седов // Вестник ИрГТУ, 2006. - № 3(27). - С. 83-87.

11. Решение о выдаче патента на полезную модель от 25.01.2007. Заявка № 2006144080/22(048128) от 11.12.2006 (дата приоритета). Сливное устройство для железнодорожной цистерны рамной конструкции / С. С. Тимофеева, Д. В. Седов.

Подписано в печать 11.04.2007. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать трафаретная. Уч. изд. л. 1,0. Усл. печ. л. 1,1. Тираж 150 экз. Заказ 36.

Редакционно-издательский центр ИГУ _664074, г. Иркутск, бульвар Гагарина, 36._

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Седов, Дмитрий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ЮЖНОГО

БАЙКАЛА, ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ АВАРИЙНЫХ

ЗАЛПОВЫХ ВЫБРОСОВ И СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ИХ ОЦЕНКИ.

1.1. Уровень загрязнения воздуха Южного Байкала.

1.2. Экологические последствия аварийных залповых выбросов при горении разливов нефти и нефтепродуктов на железной дороге

1.3. Современные математические модели, используемые при прогностических оценках экологических последствий залповых выбросов.

2. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ

ЗАЛПОВЫХ ВЫБРОСОВ.

2.1. Описание и усовершенствование математической модели распространения и трансформации загрязняющих веществ

2.2. Результаты моделирования распространения и трансформации загрязняющих веществ в результате аварийных залповых выбросов. Ь'

2.3. Сравнительная оценка загрязнения воздуха Южного Байкала в результате аварийных залповых и стационарных промышленных выбросов.

2.4. Оценка экологических последствий аварийных залповых выбросов при других направлениях ветра.

3. ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ АВАРИЙНЫХ ЗАЛПОВЫХ ВЫБРОСОВ.

3.1. Разработка методики прогнозной оценки экологической опасности аварийных залповых выбросов.

3.2. Прогнозная оценка экологической опасности аварийных залповых выбросов на железной дороге в регионе Южного *

Байкала.

4. РАЗРАБОТКА ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ

ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ЗАЛПОВЫХ ВЫБРОСОВ.

4.1. Стратегия снижения экологической опасности перевозки нефти и нефтепродуктов по железной дороге и разработка организационных мероприятий.

4.2. Разработка сливного устройства железнодорожной цистерны для нефти и нефтепродуктов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Разработка методов прогнозной оценки загрязнения природной среды при авариях нефтеналивных составов на железной дороге"

Актуальность работы Л

В настоящее время масштабы влияния на биосферу хозяйственной деятельности человека сопоставимы с масштабами геологических и геохимических процессов. При этом аварии, взрывы и пожары на промышленных предприятиях и транспортных магистралях являются одними из наиболее значимых по своим отдаленным экологическим последствиям, так как сопровождаются залповыми выбросами в воздух загрязняющих веществ (ЗВ).

По железным дорогам России ежегодно перевозится более 500 млн. тонн опасных грузов, из которых 60% приходится на нефть и нефтепродукты (НиНП). В период с 1990 по 2006 гг. на железных дорогах России произошло более 500 аварий (крушений, сходов) нефтеналивных составов. Каждая третья авария сопровождалась выходом перевозимых НиНП в окружающую среду и мощным залповым выбросом при горении образовавшегося разлива. *

Вдоль Южного побережья озера Байкал - уникального природного феномена, признанного ЮНЕСКО участком мирового наследия, - проходит 250-километровый участок железной дороги, на котором периодически происходят аварии нефтеналивных составов, сопровождаемые пожарами и залповыми выбросами. В атмосферу над акваторией озера дополнительно к стационарным источникам - промышленным предприятиям городов Байкальск, Слюдянка, поселков Култук, Выдрино, Ангасолка - поступают специфические ЗВ и наносят значительный ущерб экосистеме оз. Байкал.

При горении НиНП в воздух выбрасывается широкий спектр экологически опасных ЗВ: сероводород, формальдегид, оксиды азота, серы, сажа, бенз(а)пирен, пятиокись ванадия, цианистый водород и др. В воздушной среде эти вещества подвергаются химической трансформации, переносятся на значительные расстояния, осаждаются на подстилающую поверхность, аб

В отличие от выбросов стационарных источников аварийные залповые выбросы трудно учитывать, еще сложнее проводить инструментальные замеры непосредственно в очагах поражения. Поэтому разработка методов прогнозной оценки экологических последствий аварийных залповых выбросов на железной дороге, в частности в регионе Южного Байкала, и организационно-технических мероприятий по их снижению - крайне важная и актуальная задача. »

Цель работы

Целью настоящей работы является разработка методов прогнозной оценки и способов снижения экологических последствий залповых выбросов при авариях нефтеналивных составов на железной дороге на примере ЮжноБайкальского региона.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести оценку пожароопасности нефтеналивных цистерн, выполнить ретроспективный анализ экологических последствий аварий при перевозке НиНП по железной дороге и дать оценку эколого-экономическского ущерба окружающей среде.

2. Выбрать и усовершенствовать прогностическую математическую модель распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде.

3. С помощью усовершенствованной прогностической математической модели исследовать процессы распространения и химической трансформации ЗВ, поступающих в воздушную среду Южного Байкала в результате залповых выбросов при авариях на железной дороге, разработать ситуационные карты рассеивания ЗВ в атмосфере над акваторией озера и выполнить сравт-нительную оценку аварийных залповых и стационарных промышленных выбросов.

4. Разработать методику прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов от пожаров и определить участки железной дороги с наибольшей экологической нагрузкой.

5. Разработать организационно-технические и природоохранные мероприятия с целью управления экологическими рисками в Байкальском регионе.

Идея работы

Основная идея работы заключается в разработке и применении методов прогнозной оценки экологических последствий залповых выбросов от пожаг ров, возникающих в результате аварий на железной дороге, сравнении их с промышленными выбросами и усовершенствовании конструктивных элементов нефтеналивных цистерн.

Методы исследования

В работе для решения конкретных задач использованы методы статистического анализа, физического и математического моделирования с использованием компьютерных технологий и пакетов прикладных программ.

Научные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Усовершенствованная прогностическая математическая модель распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде, учитывающая химические превращения цианидов, наиболее опасных для экосистемы оз. Байкал экотоксикантов, и позволяющая адекватно оценивать области их распространения.

2. Результаты моделирования распространения и химической трансформации ЗВ, поступивших в атмосферу Южного Байкала от реального аварийного залпового выброса при горении разлива сырой нефти в районе ст. Анга-солка.

3. Методика прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов при авариях, сопровождаемых горением разливов НиНП, и результаты расчетов экологической нагрузки от гипотетических пожаров на Байкальском участке железной дороги для выявления наиболее уязвимых участков ъ трассы и периодов года.

4. Организационно-технические мероприятия, направленные на снижение экологических последствий аварий нефтеналивных составов, - стратегия снижения экологической опасности перевозок НиНП по железной дороге и новое сливное устройство железнодорожной цистерны.

Достоверность научных положений

Достоверность научных положений подтверждается соблюдением преемственности в отношении научных положений, обоснованных учеными-предшественниками (В.К. Аргучинцев, B.JL Макухин, С.С. Тимофеева, A.B. Малыхин и др.) и апробированных в процессе многолетнего применения в науке и практике; анализом и обобщением большого объема (1980 - 2006 гг.) фактических данных об авариях и пожарах на железнодорожном транспорте России; сходимостью результатов математического моделирования и инструментальных измерений; апробацией результатов на межрегиональных и всероссийских научных конференциях с международным участием.

Научная новизна работы

1. Усовершенствована прогностическая математическая модель распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде. К химическому блоку модели добавлены 22 атмосферные реакции цианидов, высокотоксичных продуктов горения НиНП, распространение которых в воздушном бассейне Южного Байкала ранее не исследовалось.

2. С помощью усовершенствованной модели оценены экологические последствия реального аварийного залпового выброса при горении разлива сырой нефти на железной дороге, произошедшего в регионе Южного Байкала, близ ст. Ангасолка, и разработаны ситуационные карты рассеивания ЗВ в атмосфере над акваторией оз. Байкал.

3. Разработана методика прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов, основанная на расчете приведенных масс основных токсичных продуктов горения НиНП.

4. С помощью разработанной методики установлены периоды года и участки железной дороги в регионе Южного Байкала, где аварии нефтеналивных составов будут представлять наибольшую экологическую опасность, и предложены превентивные меры управления экологическими рисками и предупреждения загрязнения природной среды.

Практическая значимость работы

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Результаты оценки экологических последствий аварийных залповых выбросов на железной дороге в регионе Южного Байкала переданы в Главное управление МЧС России по Иркутской области и Иркутское межрегио нальное управление по технологическому и экологическому надзору Ростех-надзора, где используются при разработке оперативных управленческих решений и планов природоохранных мероприятий.

2. Разработаны и внедрены в Федеральное государственное предприятие «Ведомственная охрана железнодорожного транспорта Российской Федерации» стратегия снижения экологической опасности перевозок НиНП по железной дороге и организационные мероприятия, позволяющие минимизировать экологические последствия аварийных залповых выбросов в региона Южного Байкала.

3. Разработана новая конструкция сливного устройства железнодорожной цистерны, предотвращающая разливы НиНП при аварийном переворачивании цистерн.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоит в усовершенствовании прогностической математической модели распространения и химической трансформации ЗВ в воздушной среде, разработке методики прогнозной оценки экологической опасности залповых выбросов, научной интерпретации полученных с их помощью результатов, разработке организационно-технических мероприятий.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на межрегиональных и всероссийских научных конференциях с международным участием: «Реализация современного законодательства в области охраны труда: проблемы и перспективы» (Иркутск, 2003); «Экологическая безопасность Восточно-Сибирского региона» (Иркутск, 2003); «Диагностик^ опасностей и угроз современного мира и способы обеспечения безопасности» (Иркутск, 2004); «Проблемы безопасности современного мира: способы защиты и спасения» (Иркутск, 2005); «Реализация современного законодательства в области охраны труда: проблемы и перспективы» (Иркутск, 2005); «Проблемы безопасности современного мира: средства защиты и спасения» (Иркутск, 2006).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 1 в журнале, рекомендованном ВАК для публикации научных результатов на соискание ученых степеней. Новизна технического решения защищена Решением о выдаче патента на полезную модель.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Библиографический список включает 161 наименование, общий объем работы составляет 122 листа машинописного текста, включая 10 таблиц и 32 рисунка.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Седов, Дмитрий Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа представляет собой законченную научно-исследовательскую квалификационную работу, в которой решена актуальная научно-практическая задача разработки методов прогнозной оценки и организационно-технических мероприятий по снижению экологических последствий залповых выбросов при авариях нефтеналивных составов на железной дороге, в частности в регионе Южного Байкала.

Автором сделаны следующие основные выводы:

1. Оценка пожароопасности нефтеналивных цистерн показала, что ос новными причинами аварийных залповых выбросов являются пробои обечайки котла в результате столкновений цистерн с другими вагонами (24 %), образование аварийных отверстий в котле в результате ударов при опрокидываниях (12 %), повреждения люка-лаза (19 %) и сливного устройства (45 %) при аварийных переворачиваниях цистерн, которые приводят к разгерметизации котла и разливам НиНП. Эколого-экономический ущерб от загрязнения воздуха залповыми выбросами при авариях на железных дорогах России в период с 1990 - 2006 гг. составил более 70,8 млн. руб. (в ценах 2006 г.). Основными загрязнителями явились сероводород, формальдегид, диоксид азота, сажа, пятиокись ванадия и цианистый водород.

2. Для прогнозной оценки распространения и трансформации загрязняющих веществ в результате аварийных залповых выбросов выбрана и усовершенствована детерминированная нелинейная нестационарная трехмерная модель, предложенная В.К. Аргучинцевым и В.Л. Макухиным [12, 66]. Химический блок модели дополнен 22 атмосферными реакциями трансформации цианидов, представляющими повышенную опасность для экосистемы оз. Байкал, распространение которых в воздухе Южного Байкала ранее не исследовалось.

3. С помощью усовершенствованной модели оценены экологические последствия залпового выброса при горении разлива сырой нефти, происшед-шего в регионе Южного Байкала, в районе ст. Ангасолка. Разработаны си* туационные карты рассеивания 10 выброшенных загрязняющих веществ и 3 загрязняющих веществ, образовавшихся в результате химической трансформации. Установлено, что над северным побережьем озера (близ ст. Ангасолка) возникали экстремально высокие концентрации сажи (8 ПДКм р ), сероводорода (1,1 ПДКм.р), формальдегида (2,4 ПДКСС), уксусной кислоты (1,8 ПДКс.с ), пятиокиси ванадия (1,5 ПДКС.С ), в результате чего в регионе возникала опасность негативного воздействия на живые организмы. Также установлено, что над водой и южным побережьем озера от ост. п. Мангутай до п. Мурино в течение более 4 ч с момента аварии существовала область со смертельно опасной для животных и людей смесью угарного газа и цианистого водорода

Сравнительная оценка загрязнения воздуха Южного Байкала в результате аварийного залпового выброса с загрязнением от выбросов промышленных объектов региона показала, что концентрации многих загрязняющих веществ в факеле аварийного залпового выброса многократно превышали концентрации в факеле промышленных выбросов: [БОг] в 10-20 раз, [N0] - в 10-13 раз, [N02] - в 4 - 7 раз, [НгБО^ - в 1,5 - 2 раза. Это свидетельствует о том, что аварийные залповые выбросы на железной дороге могут нанести больший вред экосистеме оз. Байкал, чем промышленные источники.

Прогнозные оценки распространения загрязняющих веществ при других направлениях ветра показали, что экологические последствия залпового выброса могли быть более значимыми. Наибольшие концентрации загрязняющих веществ могли возникнуть при юго-западном ветре: сажи - около 23 ПДКм.р., НгБ - более 2 ПДКМ.Р., СНОН, БОз, СН3СООН и У205 - более 4 ПДКс.с. При любых направлениях и скоростях ветра основную экологическую опасность представляют осаждения сажи.

4. Разработана методика оценки экологической опасности залповых выбросов на железной дороге, основанная на расчете приведенных масс основных токсичных продуктов горения нефти и нефтепродуктов. В рамках методики определялся показатель экологической опасности (ПЭО), представляющий собой долю от общей приведенной массы выброшенных загрязняющих веществ, которая переходит в приводный слой воздуха оз. Байкал, откуда токсиканты могут попасть в водоем за счет процессов осаждения, водной абсорбции, газообмена и др. ♦

С помощью разработанной методики установлено, что залповые выбросы на железной дороге в регионе Южного Байкала будут представлять наибольшую экологическую опасность в периоды с октября по март на участке между станциями Слюдянка II и Утулик, с апреля по сентябрь на перегоне Байкальск-Пассажирский - Байкальск и круглый год на участке Слюдянка II - Слюдянка I. В среднем в период с октября по март в приводный слой озера переходит 4,8 % выброшенной приведенной массы загрязняющих веществ, и апреля по сентябрь - 3,3 %, т.е. экологическая опасность залповых выбросов, а значит, и потенциальная опасность транспортировки нефти и нефтепродуктов вдоль оз. Байкал, в период с октября по март в 1,5 раза выше, чем в другое время года.

5. Разработаны организационно-технические природоохранные мероприятия, предотвращающие возникновение залповых выбросов и снижающие их экологические последствия, - Стратегия снижения экологической опасности перевозки нефти и нефтепродуктов по железной дороге и новое сливное устройство для железнодорожной цистерны.

В составе Стратегии разработаны рекомендации по транспортировке нефти и нефтепродуктов в регионе Южного Байкала:

1) в период с октября по март снизить интенсивность движения нефтеналивных составов в 1,5 раза; *

2) вдоль участков Слюдянка II - Утулик и Байкальск-Пассажирский -Байкальск устроить подъездные пути и противопожарный водопровод для скорейшего ввода в действие аварийно-восстановительных формирований;

3) на этих же участках снизить максимальную разрешенную скорость движения нефтеналивных составов.

Для уменьшения вероятности разливов перевозимых нефти и нефтепродуктов при авариях усовершенствована конструкция сливного устройства железнодорожной цистерны. Отличие новой конструкции заключается в том, что корпус сливного устройства не выступает за нижний край рамы и становится защищенным от возможных ударов при аварийных переворачиваниях цистерн. За счет этого исключается возможность повреждения сливного устройства при авариях, разгерметизации котла цистерны и разлива нефти и нефтепродуктов. Новая конструкция защищена Решением о выдаче патента на полезную модель (заявка № 2006144080/22(048128) от 11.12.2006) [90} (см. Прил. 3).

Результаты прогнозных оценок экологических последствий аварий нефтеналивных железнодорожных составов и организационно-технические мероприятия, полученные в диссертационной работе, внедрены в Главное управление МЧС России по Иркутской области, Иркутское межрегиональное управление по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора и к

Федеральное государственное предприятие «Ведомственная охрана железнодорожного транспорта Российской Федерации», где используются при разработке оперативных управленческих решений, планов природоохранных мероприятий, оперативных планов ликвидации последствий пожаров нефтеналивных составов и профилактических мероприятий по снижению пожарной опасности перевозки нефти и нефтепродуктов по железной дороге, в частности в регионе Южного Байкала. Акты о внедрении результатов диссертационного исследования приведены в Прил. 4.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Седов, Дмитрий Владимирович, Иркутск

1. Алоян А.Е. Перенос трансформирующегося аэрозоля в атмосфере / А.Е. Алоян, В.А. Загайнов, A.A. Лушников и др. // Изв. АН СССР.

2. Сер. Физика атмосферы и океана. 1991. - Т. 27, №11. - С. 12321240.

3. Андрущенко В.А. Движение газа, вызванное точечным взрывом в неоднородной атмосфере / В.А. Андрущенко, Х.С. Кестенбойм, Л.А. Чудов // МЖГ. 1981. - №6.

4. Андрущенко В.А. Дрейф термика и пары термиков в поле статифи-цированного ветра // Изв. РАН. Сер. Физика атмосферы и океана. -1993.-Т. 29, №5.-С. 6-16.

5. Анохин Ю.А. Аэрозольное загрязнение атмосферы над озером Бай- ^ кал и влияние на него промышленных источников / Ю.А. Анохин, А.О. Кокорин, Т.А. Прохорова и др. // Мониторинг состояния озера Байкал. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - С. 44-50.

6. Аргучинцев В.К. Исследование распределения и переноса аэрозолей в регионе озера Байкал / В.К. Аргучинцев, A.B. Аргучинцева, В.Л. Макухин и др. //1 Межреспубл. симпозиум по оптике атмосферы и океана (Томск, 1994 г.). Томск: ИОА СО РАН, 1994. - Ч. 1.

7. Аргучинцев B.K. Исследование распределения соединений серы и азота в приводном слое оз. Байкал / В.К. Аргучинцев, B.JI. Макухин, '

8. B.А. Оболкин и др. // II Заседание Рабочей группы проекта «Аэрозоли Сибири» (Томск, 21-23 ноября 1995 г.). Томск: Ин-т оптики атмосферы СО РАН, 1995. - С. 70.

9. Аргучинцев В.К. Исследование распространения соединений серы и азота в приводном слое оз. Байкал / В.К. Аргучинцев, B.JI. Макухин, В.А. Оболкин и др. // Оптика атмосферы и океана. 1996. - Т. 9, № 6. - С. 748-754.

10. Аргучинцев В.К. Математическое моделирование распространения аэрозолей и газовых примесей в пограничном слое атмосферы / В.К. Аргучинцев, B.JI. Макухин // Оптика атмосферы и океана. 1996. -Т. 9, №6.-С. 804-814.

11. Аргучинцев B.K. Распределение газовых примесей Байкальского целлюлозно-бумажного комбината / В.К. Аргучинцев, A.B. Аргу-чинцева, JIM. Галкин // Геграфия и природные ресурсы. 1992. -№1. - С. 56-61.

12. Аргучинцев В.К. Численное моделирование распространения аэрозолей в пограничном слое атмосферы / В.К. Аргучинцев // Оптика атмосферы и океана. 1994. - Т. 7, №8. - С. 1106-1111.

13. Аргучинцев В.К. Численное моделирование распространения твердых взвесей от промышленных предприятий в Южном Прибайкалье / В.К. Аргучинцев, A.B. Аргучинцева, В.Л. Макухин // География и природные ресурсы. 1995. - №1. - С.152-158.

14. Аргучинцев В.К. Численное моделирование распространения, трансформации и осаждения соединений серы, азота и углерода в регионе оз. Байкал / В.К. Аргучинцев, В.Л. Макухин // Оптика атмосферы и океана. 2002. - Т. 15, № 5-6. - С. 456-458.

15. Аргучинцев В.К. Экспериментальное исследование и численное моделирование аэрозолей и газовых примесей в атмосфере Южного Байкала / В.К. Аргучинцев, К.П. Куценогий, В.Л. Макухин и др. // Оптика атмосферы и океана. 1997. - Т. 10, №6. - С. 598-604. *

16. Аргучинцева A.B. Математическое моделирование распределения антропогенных аэрозолей / A.B. Аргучинцева // Оптика атмосферы и океана. 1996. - Т. 9, №6. - С. 800-803.

17. Артибякин A.A. Методика расчета выбросов химических компонентов в атмосферу при лесных пожарах / A.A. Артибякин, А.Н. Гришин, А.А. Долгов и др. // Сопряженные задачи механики и экологии. -Томск, 1996.-С. 18-19

18. Асланян Г.С. Модель процессов горения в двухфазных турбулентных потоках / Г.С. Асланян, И.Л. Майков // Математическое моделирование. 1995. - Т. 7, №2. - С. 17-34.

19. Асланян Г.С. Некоторые особенности численного моделирования задач гидродинамики и горения / Г.С. Асланян, И.Л. Майков // Математическое моделирование. 1996. - Т. 8, №3. - С. 27-32.

20. Атмосферная химия, http://atchem.atmos.iao.ru/reactions. (окт. 2005 г.).

21. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и за- * грязнения атмосферы / М.Е. Берлянд. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. -448 с.

22. Брасье Г. Аэрономия средней атмосферы / Г. Брасье, С. Соломон. -Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 414 с.

23. Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы / П. Бримблкумб; Пер. с англ. А.Г. Рябошапко. М.: Мир, 1988. - 352 с.

24. Веденеев В.И. Константы скорости газофазных мономолекулярных реакций: Справочник / В.И. Веденеев. М.: Наука, 1972. -164 с.

25. Ветров В.А. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал / В.А. Ветров, А.И. Кузнецова; Под ред. М.И. Кузьмина. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1997. - 243 с.

26. Волков В.А. Численное моделирование течений реагирующих газокапельных и газовых смесей в экспериментах по воспламенению ме- . танола / В.А. Волков, В.Ю. Гидаспов, У.Г. Пирумов и др. // Теплофизика высоких температур. 1998. - Т. 36, №3. - С. 424-434.

27. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей: В 3 т. Изд. 7-е, пер. и доп. - Л.: Химия. - Т. 3: Неорганические и элементорганические соединения / Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной, 1977. - 608 с.

28. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей: В 3 т. Изд. 7-е, пер. и доп. - Л.: Химия. - Т. 1: Органические вещества / Под ред. Н.В. Лазарева и Э.Н. Левиной, 1976.-592 с.

29. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Заголовок: ГОСТ 12.1.007-76*. -М.: Изд-во стандартов, 1976.

30. Гальперин М.В. Модель для расчета дальнего трансграничного переноса соединений серы в атмосфере (выпадения и концентрации) / М.В. Гальперин // Труды ИПГ. 1988. - Вып. 71. - С. 9-14.

31. Гершензон Ю.М. Гетерогенные процессы в земной атмосфере и их экологические последствия / Ю.М. Гершензон, А.П. Пурмаль, В.Б. Розенштейн // Успехи химии. 1990. - Т. 59, Вып. 11.- С.1729-1756.

32. Гершензон Ю.М. Химия радикалов ОН, НО2 в земной атмосфере / Ю.М. Гершензон, С.Г. Звенигородский, В.Б. Розенштейн // Успехи химии, 1990.-Т. 59, Вып. 10.-С. 1601-1626.9

33. Глаголева Ю.П. Образование кольцевого вихря при всплывании легкого газа в тяжелом / Ю.П. Глаголева, В.А. Жмайло, В.Д. Мальшако-ва и др. // Численное моделирование механики сплошных сфер. -1974.-Т. 5,№1.

34. Горев В.А. Влияние условий образования на движение облака, всплывающего под действием силы плавучести / В.А. Горев, П.А. Гусев, Я.К. Трошин // МЖГ. 1976. - №5. - С. 148.

35. Гостинцев Ю.А. Вынос аэрозольных частиц в стратосферу горячим термиком / Ю.А. Гостинцев, Г.М. Махвиладзе, О.И. Мелихов // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1987. - №6. - С. 146.

36. Гостинцев Ю.А. Загрязнение атмосферы большими пожарами: Препр. / Ю.А. Гостинцев и др. Черноголовка: Ин-т хим. физ., 1991. -59 с.

37. Гостинцев Ю.А. Численное моделирование конвективных движений над большими пожарами при различных атмосферных условиях / Ю.А. Гостинцев, Н.П. Копылов, A.M. Рыжов и др. // Физика горения и взрыва. 1991. - Т. 27, №6. - С. 10-17.

38. Гришин A.M. Математические модели лесных пожаров / A.M. Гришин. Томск: Изд-во ТГУ, 1981. - 278 с.

39. Гришин A.M. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними / A.M. Гришин. Новосибирск, 1992. -406 с.

40. Дымников В.П. Монотонные схемы решений уравнений переноса в задачах прогноза погоды, экологии и теории климата / В.П. Дымников, А.Е. Алоян // Изв. АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана. -1990. Т. 26, №12. - С. 1237-1247.

41. Едигаров A.C. Исследование рассеивания тяжелого газа при залповом выбросе / A.C. Едигаров // Российский химический журнал. -1995.-Т. 39, №2.-С. 101-105.

42. Едигаров A.C. Математическое моделирование аварийного истечения и распространения природного газа при разрыве газопровода / * A.C. Едигаров, В.А. Сулейманов // Математическое моделирование. -1995.-Т. 7, №4.-С. 37-52.

43. Едигаров A.C. Численное моделирование аварий на хранилище сжиженного нефтяного газа высокого давления / A.C. Едигаров // Математическое моделирование. 1995. - Т. 7, №4. - С. 3-18.

44. Заиков Г.Е. Кислотные дожди и окружающая среда / Г.Е. Заиков, С.А. Маслов, В.Л. Рубайло. М.: Химия, 1991. - 141 с.

45. Захаров В.М. Лидары и исследование климата / В.М. Захаров, O.K. Костко, С.С. Хмелевцов. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 320 с.

46. Изместьева Л.Р. Современное состояние экосистемы озера Байкал и тенденции его изменения / Л.Р. Изместьева, Б.К. Павлов, C.B. Ши-мараева. // VIII съезд гидробиологического общества РАН (16-23 сентября 2001 г.). Калининград, 2001.-Т. 1 - С. 12-14.

47. Израэль Ю.А. Кислотные дожди / Ю.А. Израэль, И.М. Назаров, А .Я. Прессман и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 270 с. *

48. Капицкий C.B. Численное моделирование естественно-конвективных течений химически реагирующих газовых смесей: Препр. / C.B. Капицкий, Д.А. Никулин, М.Х. Стрелец; НПО ГИПХ. Л.: 1989. - №1. -69 с.

49. Кароль И.Л. Численная модель динамических, микрофизических и фотохимических процессов в конвективном облаке / И.Л. Кароль, М.А. Затевахин, H.A. Ожигина и др. // Изв. РАН. Сер. Физика атмосферы и океана, 2000. Т. 36, № 6. - С.778-793.

50. Кирсо У.Э. Превращение канцерогенных и токсических веществ в гидросфере / У.Э. Кирсо, Д.И. Стом, Л.И. Белых и др.; Под ред. У.Э. „ Кирсо; Ин-т химии АН СССР. Таллин: Валгус, 1988. - 271 с.

51. Кожова О.М. Экологический мониторинг Байкала / О.М. Кожова, A.M. Бейм. М.: Экология, 1993. - 352 с.

52. Кондратьев В.Н. Константы скорости газофазных реакций: Справочник / В.Н. Кондратьев. М.: Наука, 1971.-351 с.

53. Копылов Н.П. Параметры атмосферных возмущений над пожарами и их влияние на полеты авиационной техники / Н.П. Копылов, И.Р. Ха- * санов, Ю.А. Гостинцев // Сопряженные задачи механики и экологии. -Томск, 1996.-С. 128-129.

54. Красковский А.Е. Риск как показатель уровня безопасности движения / А.Е. Красковский, И.М. Кокурин, М.В. Кузнецов // Железнодорожный транспорт. М.: МПС РФ, 2000. - №7. - С. 57-61.

55. Кротова В.А. Элементы ветрового режима открытого Байкала / В.А.л

56. Кротова, Л.И. Лут // Климат озера Байкал и Прибайкалья: Тр. Лимнологического ин-та СО АН СССР. Т. 10 (30). - М.: Наука, 1966. -С. 99-108

57. Кудрявцева Л.В. Оценка вклада дальнего переноса соединений серы и азота в их поступление в озеро Байкал / Л.В. Кудрявцева, С.И. Устинова // Мониторинг и оценка состояния Байкала и Прибайкалья. -Л.: Гидрометеоиздат, 1991. С. 86-92. л

58. Марчук Г.И. Математическое моделирование в задачах окружающей среды / Г.И. Марчук, А.Е. Алоян // Проблемы механики и некоторые современные аспекты науки. М.: Наука, 1993. - С. 12-25.

59. Марчук Г.И. Математическое моделирование в задачах экологии: Препринт №234 / Г.И. Марчук, А.Е. Алоян. М.: ОВМ АН СССР, 1989.-36 с.

60. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук. -М.: Наука, 1980.-534 с.

61. Марчук Г.И. Методы расщепления / Г.И. Марчук. М.: Наука, 1988. * -264 с.

62. Марчук Г.И. Приоритеты глобальной экологии / Г.И. Марчук, К.Я. Кондратьев. М.: Наука, 1992. - 264 с.

63. Марчук ГИ. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды / Г.И. Марчук. М.: Наука, 1982. - 320 с.

64. Махвиладзе Г.М. Подъем турбулентного осесимметричного термикаtв неоднородной сжимаемой атмосфере / Г.М. Махвиладзе, О.И. Мелихов, С.Е. Якуш // ПМТФ. 1989. - №1. - С. 62-68.

65. Методика определения предотвращенного экологического ущерба: Утв. 30.10.1999 Председателем Государственного комитета РФ по охране окружающей среды / Государственный комитет РФ по охране окружающей среды. М., 1999. - 71 с.

66. Методика расчета выбросов от источников горения при разливе неф- ». ти и нефтепродуктов: Введ. в дейст. Приказом Государственного комитета РФ по охране окружающей среды от 05.03.1999 № 90.

67. Монин A.C. Статистическая гидромеханика / A.C. Монин, A.M. Яг-лом. М.: Наука, 1965.-Ч. 1.-639 с.

68. Мониторинг состояния озера Байкал: Монография / Под ред. Ю.А. Израэля и Ю.А. Анохина. JI: Гидрометеоиздат, 1991. - 262 с.

69. Морозов C.B. Загрязнение озера Байкал органическими соединениями / C.B. Морозов, А.И. Вялков, O.A. Зуева и др. // Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики: Междунар. конф. (Россия, Томск, 5-8 сентября 2001). Томск: ТНЦ СО РАН, 2001. - 326 с.

70. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в2002 году: Государственный доклад. Иркутск: Изд-во «Репроцентр AI», 2004.-328 с.

71. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в2003 году: Государственный доклад. Иркутск: Изд-во «Облмашин-форм», 2004. - 296 с.

72. О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в1995 году: Государственный доклад. Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 1996. - 230 с.

73. О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в *1996 году: Государственный доклад. Иркутск: ОАО НПО «Облма-шинформ», 1997. - 230 с.

74. О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в1997 году: Государственный доклад. Иркутск: Изд-во «Облмашин-форм», 1999.-302 с.

75. О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в1998 году: Государственный доклад. Иркутск: Изд-во «Облмашин-форм», 1999.-304 с.

76. О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в1999 году: Государственный доклад. Иркутск: Изд-во «Облмашин-форм», 2000. - 320 с.

77. О состоянии окружающей природной среды Иркутской области в2000 году: Государственный доклад. Иркутск: Изд-во «Облмашин- * форм», 2001.-384 с.

78. Онуфриев А.Т. Теория движения вихревого кольца под действием силы тяжести. Подъем облака ядерного взрыва / А.Т. Онуфриев // ПМТФ, 1967.-№2.

79. Решение о выдаче патента на полезную модель от 25.01.2007. Заявка № 2006144080/22(048128) от 11.12.2006 (дата приоритета). Сливное устройство для железнодорожной цистерны рамной конструкции / С.С. Тимофеева, Д.В. Седов.

80. Пененко В.В. Модели и методы для задач охраны окружающей среды / В.В. Пененко, А.Е. Алоян. Новосибирск: Наука СО, 1985. -256 с.

81. Потемкин B.JI. Математическое моделирование процессов аэрозольного загрязнения в регионе озера Байкал / B.JI. Потемкин, B.JI. Ма-кухин // Оптика атмосферы и океана. 2005. - Т. 18, № 1-2. - С. 176179.

82. Правила содержания и эксплуатации пожарных поездов на железнодорожном транспорте РФ: Утв. 20.12.1993 Приказом первого заместителя Министра путей сообщения № ЦУО-219 / Управление военизированной охраны МПС РФ. М., 1993. - 20 с.

83. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществв атмосферном воздухе населенных мест: ГН 2.1.6.1338-03: Утв. Главным Государственным санитарным врачом РФ 31.05.2003; Введ. в действ. 25.06.2003.

84. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности объектов нефтепродуктообеспечения, расположенных на селитебной территории: Утв. и введ. в действ. 01.08.1997 приказом Мин. топлива и энергетики РФ / ВНИИПО МВД РФ. М., 1997.

85. Руднева H.A. Тяжелые металлы и микроэлементы в гидробионтах Байкальского региона / H.A. Руднева. Улан-Удэ: Изд-во БЦН СО РАН, 2001.- 136 с.

86. Самарский A.A. Теория разностных схем / A.A. Самарский. М.: Наука, 1977. - 656 с.

87. Самаруха В.И. Экология и экономика водосборного бассейна Байкала / В.И. Самаруха, А.П. Суходолов; Ин-т экономики и организации промышленного производства СО РАН; Иркутский ин-т народного хозяйства СО РАН. Иркутск, 1992. - 80 с.

88. Седов Д.В. Численное моделирование распространения вредных веществ в атмосфере Южного Байкала при авариях на железной дороге

89. Снегирев А.Ю. Макрокинетика пожара в помещении / А.Ю. Снегирев, JT.T. Танклевский // Теплофизика высоких температур, 1998. Т. 36,№5.-С. 761-766.

90. Суржиков С.Т. Вычислительная модель излучающего термика в нестационарных динамических переменных / С.Т. Суржиков // Математическое моделирование, 1995. 7, № 8. - С. 3-24.

91. Суржиков С.Т. Вычислительная модель излучающего термика в печременных «скорость-давление» / С.Т. Суржиков // Математическое моделирование, 1995. Т. 7, № 6. - С. 3-31.

92. Суржиков С.Т. Радиационно-тепловые потоки в близи кислородно-керосиновых огненных шаров / С.Т. Суржиков // Теплофизика высоких температур, 1997. Т. 35, № 5. - С. 778-782.

93. Суржиков С.Т. Тепловое излучение крупномасштабных кислородно-водородных огневых шаров. Анализ проблем и основные результаты / С.Т. Суржиков // Теплофизика высоких температур, 1997. Т. 35, № 3. - С. 416.

94. Суржиков С.Т. Тепловое излучение крупномасштабных кислородно-водородных огневых шаров. Исследование вычислительных моделей / С.Т. Суржиков // Теплофизика высоких температур, 1997. Т. 35, №4.-С. 584-593.

95. Тимофеева С.С. Математическое моделирование процессов распространения и трансформации химически опасных веществ при авари- , ях на промышленных предприятиях /С.С. Тимофеева, B.J1. Макухин

96. Экологическая безопасность Восточно-Сибирского региона: Мат. докл. Всерос. науч.-практ. конф. (Иркутск, 29 окт. 2003 г.). Иркутск, 2003.-С. 239-255.

97. Тимофеева С.С. Моделирование процессов переноса и диффузии при пожарах на предприятиях нефтехимии / С.С. Тимофеева, B.J1. Макухин, A.B. Малыхин и др. // Вестн. Вост.-Сиб. ин-та МВД России, ' 1999. -№1(8). -С. 33-44.

98. Тимофеева С.С. Численное моделирование распространения сажевых частиц, выбрасываемых в атмосферу при пожарах в Южном Прибайкалье / С.С. Тимофеева, B.J1. Макухин, A.B. Малыхин и др. // Вестн. Вост.-Сиб. ин-та МВД России, 2001. -№ 1(16). С. 41-48.

99. Тимофеева С.С. Численное моделирование распространения углеводородов, выбрасываемых в атмосферу при пожарах на предприятиях нефтехимии / С.С. Тимофеева, B.J1. Макухин, A.B. Малыхин // Вестник ИрГТУ, 1999. № 7. - С. 5-8.

100. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха: Справочник: В 2 ч. / Н.Ф. Тищенко, А.Н. Тищенко. М., 1993. - Ч. 1: Выделение вредныхвеществ. 191 с.

101. Химия окружающей среды / Под ред. Дж.О.М. Бокриса. М.: Химия, 1982.-672 с.

102. Ходжер Т.В. Исследование дисперсионного и химического состава аэрозолей на Южном Байкале / Т.В. Ходжер, Буфетов Н.С., Голобо-кова Л.П. и др. // География и природные ресурсы. 1996. - №1. - С. 73-79.

103. Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности / Т.А. Хору-жая. М.: «Экспертное бюро-М», 1998. - 224 с.

104. Шадур Л.А. Вагоны / Л.А. Шадур, И.И.Черноколов, А.Н. Никольский и др.; Под ред. Л.А. Шадура. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1973. - 440 с.

105. Экологическая обстановка в Иркутской области в 1994 году: Государственный доклад. Иркутск, 1995. - 198 с.

106. Armerding W. MOAS: An Absorption Laser Spectrometer for Sensitive and Loae Monitoring of Tropospheric OH and other Trace Gases / W. Armerding, M. Spickermann, J. Walter, et. al. // Journal of Atmospheric Science, 1995.-Vol. 52,№ 19.-P. 3381-3392.

107. Atkinson R. Evaluated Kinetic and Photochemical Data for Atmospheric „ Chemistry: Supplement III IUPAC Subcommittee on Gas Kinetic Data

108. Evaluation for Atmospheric Chemistry / R. Atkinson, D.L. Bauich, R.A. Cox, et. al. // Journal of Physical and Chemical Reference Data, 1989. -Vol.18, № 2.-P.881-1097.

109. Austin P.M. A Technique for Computing Vertical Transport by Precipitating Cumuli / P.M. Austin, R.A. Houze // Journal of Atmospheric Science. -1973.-Vol. 30.-P. 1100-1111.

110. Baker W.E. Explosions Hazards and Evaluation / W.E. Baker, P.A. Cox, P.S. Westine, et. al. New-York: Elsevier Sei. Pull. Сотр., 1983.

111. Bashurova V.S. Measurements of atmospheric condensation nuclei size distributions in Siberia / V.S. Bashurova, V. Dreiling, T.V. Hodger, et. al. // Journal of Aerosol Science 1992. - Vol. 23, №2. - P. 191-199.

112. Chang J.S. A Thee-Dimensional Eulerian Acid Deposition Model: Physical Concepts and Formulation / J.S. Chang, R.A. Brost, I.S.A. Isaksen, et al. // Journal of Geophysical Research, 1987. Vol. 92, № D12. - P. 14681-14700.

113. Dimitroulopoulos C. Modeling Studies of N03 Nighttime Chemistry and

114. Fay J.A. An Analytical Diffusion Model for Long Distance Transport of Air Pollutions / J.A. Fay, J.J. Rosenzweig // Atmospheric Environment. -1980. -№14. -P. 355-365.

115. Fisher B.E.A. A Review of the Processes and Models of Long-Range Transport of Air Pollutants / B.E.A. Fisher // Atmospheric Environment -1983.-№ 17.-P. 1865-1880.

116. Giorgi F. A Particle Dry-Deposition Parametrisation Scheme for Use in the Trace Transport Models / F.Giorgi // Journal of Geophysical Research. 1986. - Vol. 91, № D9. - P. 9794-9806.

117. Hao L. Modeling NH3 and HCN emissions from biomass circulating flu-idized bed gasifiers / L. Hao, M.G. Bernard // Fuel, 2003. № 82. - P. 1591-1604

118. Imasu R. Radiative Effects and Halocarbon Global Warming Potentials of Replacement Compounds for Clorofluorocarbons / R. Imasu, A. Suda, T. Matsuno // Journal of the Meteorological Society of Japan, 1995. Vol. 73, № 6.-P.l 123-1136.

119. Kao C. On Testing The Significance of Atmospheric Response to Smoke From the Kuvait Oil Fires Using the Los Alomes GCM / C. Kao, Glatrmaier, R. Malone // Journal of Geophysical Research, 1994. № D99.-P. 14503-14508.

120. Makukhin V.L. Numerical Simulation of Air Pollution above Southern Baikal Area at Local Winds / V.L. Makukhin, V.L. Potemkin // 7-th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics. 2000. - Vol. 4341.-P. 580-585.

121. Norman J. Modelling the Formation and Emission of Environmentally Unfriendly Coal Species in Some Gasification Processes / J. Norman, M.

122. Pourkashanian, A. Williams // Fuel, 1997. Vol. 76, № 13. - P. 12011216.

123. Rinsland C.P. Ground-based measurements of tropospheric CO, СгНб and HCN from Australia at 34° S latitude during 1997-1998 / C.P. Rinsland, A. Meier, D.W.T. Griffith, at. al. // Journal of Geophysical Research, 2001.-Vol. 106, №D18.-p. 20.913-20.924

124. Rodhe H. A. Study of Sulphur Budget for the Atmosphere over Northern * Europe / H. A. Rodhe // Tellus. 1972. - Vol. 24, №2. - P. 128-137.

125. Rose N. L. The Spatial and Temporal Distribution of Fossilfuel Derived Pollutants in the Sediment Record of Lake Baikal, Eastern Siberia / N. L. Rose, P. G. Appleby, J. F. Boyle, at. al. // Journal of Paleolimnology. -1998.-Vol. 20.-P. 151-162.

126. Saylor R.D. The Global Numerical Simulation of the Distribution of CO in the Troposphere / R.D. Saylor, L.K. Peters // Air Pollution Modeling and its Application VIII. New York: Plenum Press, 1991. - Vol. 15. - P. 485-496.

127. Small R.D. Early Cloud Formation by Large Area Fires / R.D. Small, K.E. Heires // Journal of Application of Meteorological. 1988. - Vol. 27, №5. p. 654.

128. Strelow R.A. The Characterization and Evaluation of Accidental Explosions / R.A. Strelow, W.E. Baker // Progress in Energy and Combustion Science. 1976. - Vol. 2, №1. - P. 27.

129. Thompson A.M. Measuring and Modeling the Tropospheric Hydroxyl Radical (OH) / A.M. Thompson // Journal of Atmospheric Science, 1995. -Vol. 52, № 19.-P.3315-3327.

130. Venkatram A. Statistical Long-Range Transport Models / A. Venkatram // Atmospheric Environment. 1986. - № 20. - P. 1317-1324.

131. Zahnle K.J. Photochemistry of Methane and the Formation of Hydrocyanic Acid (HCN) in The Earth's Early Atmosphere / K.J. Zahnle // Journal of Geophysical Research, 1986. Vol. 91, № D2. - P. 2819-2834.

132. Атмосферные химические реакции, учитываемые в математической модели, приведены в табл. П1.1. Табл. П1

133. Блок атмосферных химических реакций, используемый в математическоймодели

134. Номер реакции Реакции Константа скорости реакции1. R1 Оз + ЛУ-^ОСБ) 5,1-Ю-5*

135. R2 0('0) + М-*0+М 3,2-10""

136. R3 О('О) + НгО —> 20Н 2,2-10~ш

137. R4 Оз + Лу —► О2 + 0("*Р) 7,82-10"**

138. R5 0('Р) + 02 + М->03 + М 6,3-10"'4**

139. R6 0(3Р) + БОг вОз 5,68-Ю-141. R7 ОСР) + Ж)^Ж>2 3-10""

140. R8 0(3Р) + Ш2-> N03 2,25-10"11

141. R9 0(*Р) + Ш2-> N0 + 02 9,3-10""

142. RIO 0('Р) + Ж)3^Ж>2+02 МО"'1

143. R11 0('Р) + 03-^202 7,7-1 (Г"

144. R12 0(ЛР) + ОН 02 + Н 3,3-Ю"11

145. R13 0('Р) + Н02 -»ОН + 02 5,9- Ю-11

146. R14 ОН + 03 —► Н02 + 02 6,8-Ю"141. R15 20Н ->Н202 6-10""

147. R16 20Н —» Н2О + 0 1,4-10""

148. R17 Н02 + 03->0Н + 202 1,93-Ю"'3

149. R18 Н02 + ОН —► Н20 + 02 4-10"11

150. R19 2Н02 -» Н202+ 02 1,7-10""

151. R20 2Н02 + М -»Н202 + 02 + М 5,2-10"'"**

152. R21 2Н02 + Н20 -» Н202 + 02 + Н20 7,84-10"зи**1. R22 Н202+М>^20Н 1-Ю"5*

153. R23 2Н202 + ОН —»Н02 + Н20 1,63-10""

154. R24 N0 + 03 -» N02 + 02 1,6-10"14

155. R25 N0 + ОН —► Ш^02 5,5-Ю"11

156. R26 Ж> + Н02^0Н + Ж>2 8,1-10""

157. R27 N02 + ¡IV N0 + 0 7,8-10"3*1. R28 Ж)2+ОН^НЖ>з 2,4-10""

158. R29 Ж)2+03->Ш3 + 02 2,9-10"17

159. R30 Ш2+Н02->НЖ)2+02 3-Ю"'4

160. R31 N02 + Н02 —* HN04 1,08-10""1. R32 Ш3 + Ж)-+2Ш2 1,9-10""1. R33 Шз+ N0:2 + 0 2,1-Ю"1*

161. R34 N03 + /»V —» N0 + 02 2,2-10"^1. R35 N03+ N02^^05 9,6-10~и

162. R36 N03 + N02—» N02 + N0 + 02 7,5-Ю"15

163. R37 2Ж>з-» 2N02 + 02 2,16-10"п

164. R38 ^05 + Н20-+ 2Ш03 3,38-10""

165. Номер Реакции Константа скоростиреакции реакции

166. R39 N205-»N03 + N02 1,44-Ю-1*

167. R40 N2Os + hv -* N02 + N03 2,4-Ю-5*

168. R41 HN02 + Av-*0H + N0 1,7-1 (Г3*

169. R42 hno2 + oh-*h2o+no2 6,6-10""

170. R43 HNO3 + Av OH + N02 7,8-10"'*

171. R44 HNO3 + OH^ H20 + N03 8,5-10Г"1. R45 HNO4->NO2+HO2 МО"'*

172. R46 HNO4 + Av —> NO2 + H02 5,8-10"6*

173. R47 CH4 + 0H^CH3 + H20 6,6-1 (Г"

174. R48 CH4 + 0('D)^CH3 + 0H 1,3-10"ш

175. R49 CH4 + 0('D)-+CH40+H2 1,4-10""

176. R50 CH3 + 02— CH302 8,25-10""

177. R51 CH302+ NO—> CH30+ N02 7-10""

178. R52 2CH302 —» 2CH30 + 02 1,6-10""

179. R53 2CH302 CH20 + CH3OH + 02 2,1-1(Г"

180. R54 CH302 +H02 CH3OOH + 02 1,5-10""

181. R55 CH3OOH + hv ->CH30 + OH 5,3-10""*

182. R56 CH3OOH + hv -+H+CH3 + 02 6,8-10"8*

183. R57 СНзООН + 0H—> CH302 + H20 1,3-10""

184. R58 CH3O + 02-> CH20+H02 5,42-10""

185. R59 CH20 + Av-+H+HC0 2,8-10"5*

186. R60 CH20 + AV^H2+C0 5,1-10"5*

187. R61 СН20 + OH—> HCO + H20 1,42-10"11

188. R62 CH20 + N03->N03 + HC0 6-Ю"16

189. R63 CH20 —> гетерогенная потеря 1-10"°*

190. R64 НС0 + 02-*С0+Н02 5-10""

191. R65 С0 + 0Н->С02 + Н 2,2-10~'J

192. R66 н + о2+м-*но2+м 2,3-10""**

193. R67 о + сн3^сн2о+н 1,4-10"10

194. R68 о+н2о2^но2+он 1,7-10"15

195. R69 н- сн7о2 + сн3сосн2о2 2,3-Ю"14н- сн7о2 + сн3сосн2о + 02

196. R70 C2H502 + N0—► С2Н50 + 02 8,8-10""

197. R71 с2н6+он^с2н5+н2о 2,7-1 (Г"

198. R72 н- С3Н702 + N0 H- C3H70 + N02 8,7-10""

199. R73 с2н5о2+но2 -> с2н5оон + 02 6,5-10""

200. R74 С2Н500Н + он н2о + С2Н502 1,5-10""

201. R75 с2н5о + о2 сн3сно+но2 1,2-10"15

202. R76 HO2NO2+M но2+NO2+M l,3-10"/u

203. R77 C2H50 + S02-+C2H50S02 1-Ю"14

204. R78 С2Н50 + 02 -> СН202СН20Н 8,4-10""

205. R79 C2H4 + NO3 —» C2H4ONO2 и-нг16

206. R80 С2Н4+03^СН202 + СН20 5,07-10""

207. R81 2СН3СОСН20 2СН2СОСН3 + 02 9,94-10"1"

208. R82 Н0СН2СН0 + ОН Н20 + Н0СН2С0 8-10""

209. R83 С3Н8 + 0Н-+ Н20 + С3Н7 1,1-10""

210. Номер реакции Реакции Константа скорости реакции

211. R84 2СН3СО3 —» 2СН3СО2 + О2 1,6-1 (Г"

212. R85 н С3Н7О + 02 -»С2Н5СНО + Н02 в-Ю"'5

213. R86 CH3SCH3 + О -»CH3SO + СНз 5-Ю"11

214. R87 СНзСНО + ОН-^ СН3СО + Н2О 1,49-10""

215. R88 СН3СНО + hv—> СН3 + НСО 6,8-10"5*

216. R89 СН3СНО + N03 -»HN03 + СНзСО 2,7-10'15

217. R90 СН3СНО —»гетерогенная реакция 1-Ю-0*

218. R91 СН3СО3 + N0 -»СН3СО2 + NO2 l,4-10"li!

219. R92 СН3СО3 + N02 -» CH3CO3NO2 2,5-10"и

220. R93 СН3СО3 + S02 -»СН3СО2 + S03 2-10""

221. R94 СН3СО3+ Н02 -» СН3СОО2Н + 02 1,5-10""

222. R95 CH3CO3NO2 —i► гетерогенная реакция МОГ6*

223. R96 CH3CO3NO2 —» СН3СО3 + NO2 1,9-10"4*

224. R97 0('D) + H2-^0H + H 1,1-10"'"

225. R98 СН3СО + 02 -»СН3СО3 6-10—

226. R99 СН3СОО2Н + ОН -» Н20 + СН3СО3 МОГ"

227. R100 CH3SSCH3 + 0 -» CH3SO + CH3S 1,3-10-'"

228. R101 СН3ОН + ОН -»СНзО + Н20 9-10"и

229. R102 С3Н6 + Оз -»С3Н2О2* + СНзСНО 5-Ю"'8

230. R103 С3Н6+ Оз -» СН3СНО2* СН20 5-Ю"'8

231. R104 CH3SCH3 + ОН -»CH2SCH3 + Н20 4,4-10""

232. R105 CH3SCH3 + ОН -»CH3S(OH)CH3 1,7-10""

233. R106 H-C3H702+H0CH2CH02CH3 -» Н-С3Н7О + н-С3Н702 + О2 1,35-Ю"15

234. R107 СН202' + М^СН202* + М 1,72-10"'°

235. R108 СН20 + Н02^Н0СН202 7,9-10"14

236. R109 СН3СО3+СН3О2—► СНзО+СН3СОг+Ог 5,5-10""

237. R110 СН3СО3+СН3О2 -» СН3СООН+СН2О+О2 5,5-10'"

238. R111 СН3СНО2 + М -» СН3СНО2'+ М 1,72-10"'"

239. R112 2 С2Н502 -» С2Н5ОН + СНзСНО + Ог 8,6-10"'4

240. R113 2С2Н5О2-+С2Н5О + О2 8,6-Ю"'4

241. R114 гСгНзОг-^СзНзСЬСгНз + Ог 8,6-Ю-4

242. R115 СН2О2+ S02-^S03 + CH20 1,75-10"'4

243. R116 СН3СНОг+ S02 -» S03 + СНзСНО 1,75-10~'4

244. R117 СН20г + N0 —»N02 + СН20 1,75-Ю"'4

245. R118 СН3СН02 + Н20 -» СН3СООН+Н2О 1-Ю"'8

246. R119 2 Н-С3Н7О2 2 Н-С3Н7О + 02 1,35-10-°

247. R120 Н+НОг-^Нг + Ог 5,6-10""

248. R121 СН2О + CH2Q2—► НСО2СН2ОН 4,38-Ю"'5

249. R122 СН20г + СНзСНО -» СН3СО2СН2ОН 4,38-10"'5

250. R123 СН3СН02+ CH20-+ СН3СО2СН2ОН 4,38-10"'5

251. R124 СН3СНО2 + СН3СНО СН3СО2 СНСН3ОН 4,38-Ю"'5

252. R125 С3Н6+ ОН + М -»н С3Н70 + М С3Н70 8-10^'**

253. R126 НОСН2СНО2СН3+NO NO2+н С3Н7О 8,1-10""

254. R127 Н + Н02 -»20Н 7,2-10""

255. R128 СН3СОСН3 + Av —► С2Н5 + НСО З-Ю-5*

256. R129 СН3СОСН3 + ОН -»Н20 + СН2СОСН3 2,3-10"u

257. Номер реакции Реакции Константа скорости реакции

258. R130 СН3СОСН2О2 + NO —> N02+ СН3СОСН2О 8,1-Ю"12

259. R131 СН3СОСН2О + О2 —* НО2+ СН3СОСНО 1,66-10""

260. R132 Н + НОг -*НгО + о 2,4-\0~и

261. R133 Н + 0з->0Н + 02 2,8-Ю"11

262. R134 н С3Н7О2 + S02 S03 + н - С3Н7О МО"16

263. R135 СН3СОСН2О2+ S02 S03 + СН3СОСН2О МО-16

264. R136 O2C2H4ONO2+ N0 2N02+ 2СН20 7,6-\0~1г

265. R137 SO2 +hv—> SO2* {МОГ'*

266. R138 S02* + M-»S02+M 1,5-1 (Г"

267. R139 S02* + 02-»S03 + 0 2,6-10""

268. R140 S02*+03-»S03 + 02 1,7-1 (Г"

269. R141 so2*+co-»so + co2 4,3-Ю"15

270. R142 OH + HNO4 -» H20+NO2 + 02 3-10""

271. R143 SO2* + C3H6 -»C3H5SO2H 2,8-1 От"

272. R144 so + o3-»so2+o2 6,7-10"'4

273. R145 S0 + N02-»S02 + N0 1,4-10"11

274. R146 so2+o2->so2+o 8,4-10-"

275. R147 so2+so2'-»so3+so 6,3-ю-'4

276. R148 S02 + 03-»S03 + 02 1-1<Га

277. R149 S02+0H-»HS03 1,5-10""

278. R150 S02 + H02-»S03 + 0H МО-18

279. R151 S02 + NC)3-»S03+N02 МО"20

280. R152 so2 + CH302—► CH30 + S03 МОГ"

281. R153 S03 + H20->H2S04 9-1 (Г"

282. R154 HS03 + 02-»H02+ so3 4-10""

283. R155 H02+N03->0H + N02 + 02 4,3-10""

284. R156 S02+CH30-+CH30S02 5-1(Г"константа скорости реакции первого порядка с'1. ** - константа скорости реакции третьего порядка [см6 с''].

285. Примечание: представлены реакции второго порядка; константы скорости реакций (в см3-с"') даны при нормальных условиях.

286. В табл. П2 приведены предельно допустимые максимально разовые (ПДКм.р.) и среднесуточные (ПДКСС.) концентрации ЗВ, выбрасываемых при горении НиНП.1. Табл. П2

287. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществв воздухе

288. Наименование загрязняющего вещества ПДКмр, мкгм"3 ПДКсс., мкг'м"3 Ссылка на источник Класс опасности по 33.

289. Азота диоксид Ы02 85 40 94. 2

290. Азота оксид N0 400 60 94. 3

291. Азотная кислота НЫОз 400 150 94. 2

292. Бенз(а)пирен С20Н12 0,001 94. 1

293. Ванадия пятиокись У205 2 94. 11. Сажа С 150 50 125. 3

294. Серная кислота Н2804 300 100 94. 21. Сероводород Н28 8 94. 2

295. Серы диоксид 802 500 50 94. 3

296. Углерода оксид СО 5103 З103 94. 4

297. Уксусная кислота СН3СООН 200 60 125. 3

298. Формальдегид НСНО 350 3 94. 2

299. Цианистый водород НСЫ 10 94. 2

300. РОСПАТЕНТ Федеральное государственное учреждение1. У «Федеральный институтпромышленной собственности федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам н товарным знакам» (ФГУ ФИПС)

301. Берсжкоккм «аЬ, 30, юра. 1, Москва, Г-59,ГСП-5,123995 Телефон 240- № 13. Тслси 114(18 ПДЧ. Факс 234-30-58

302. На ¡к 36-2596 от 27.11.2006 (21) Наш № 2006144080/22(048128)

303. При переписке просим ссылаться на номер заявки и сообщить дату получения донной корреспонденции

304. ФИПС 25 ЯНВ 2007 па*) ОТДЕЛ t 22

305. Гбб4074, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 83 Иркутский государственный технический университетL1. Ферма М 01 ПМ-2005 11п

306. ПАТЕНТА НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

307. Заявка № 2006144080/22(048128) (22) Дата полачи заявки 11.12.2006

308. Дата начала отсчета срока действия патента 11.12.2006

309. Дата начала рассмотрения международной заявки на национальной фазе

310. Номер публикации и дата публикации заявки РСТ (72) Автор(ы) Тимофеева С.С., Седов Д.В., RU96. Заявка №ЕА

311. Пате нтообладател ь( и) Государственное образовательное учреждение высшегопрофессионального образования "Иркутский государственный технический университет"гоу впо иргту), ки

312. Название полезной модели СЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ■ ЦИСТЕРНЫ РАМНОЙ КОНСТРУКЦИИ1И1. JcMjaotmrn)2

313. Адрес для переписки с патентообладателем или его представителем, который будет опубликован в официальном бюллетене Пх. указан на лицевой стороне решения

314. Адрес для направления патента Пх. указан на лицевой стороне решения. указан в графе «Адрес для переписки с патентообладателем.»

315. Б результате экспертизы заявки, проведенной в отношении полезной модели установлено, что заявка подана на решение(я), относящееся(щнеся) к охраняемому(ыу 1 качестве полезной модели(ей), документы ее оформлены правильно.

316. Сведения об уплате пошлин указаны в Приложении на 1л. в 1 экз.з21.2006144080/2251. МПК

317. В650 90)54 (2006.01) В6Ш 5|00 (2006.01)57)

318. Сливное устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы патрубка и горизонтального участка колена снабжены, например, фланцами с уплотнительной прокладкой между ними.

319. Заместитель заведующего отделом полезных моделей Павлова 730 72 081. Абрамова И.П.

320. Акты о внедрении результатов диссертационного исследования