Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Экологическое ранжирование территорий и разработка средств снижения техногенного воздействия на окружающую среду

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Мироненко, Константин Витальевич

введение Влияние выбросов вредных веществ в окружающую среду (на примере городов Барнаула и Новоалтайска)

1. Общая характеристика территориально-промышленного комплекса гг. арнаул - Новоалтайск

2. Результаты радиоэкологических работ

3. Экологический мониторинг окружающей среды промышленных центров Алтайского края (на примере промышленного комплекса Барнаул -Новоал-айск)

4. Климат и метеоусловия г. Барнаула Математическое моделирование гидрометеорологического режима промышленных городов (на примере промышленного комплекса Барнаул -Ново

У1'«' штайск)

1.1. Информационная база данных

1.2. Оценка снежного покрова в г. Барнауле и прилегающих территорий

5. Место экологического картографирования в охране окружающей среды

3.1. Значение для экологического картографирования внутреннего динамического равновесия

3.2. Значение для экологического картографирования закона равновесия всех условий жизни

3.3. Картографирование техногенных и техногенно-измененных отложений и ^)орм рельефа

3.4. Климатическое картографирование

3.5. Интеграция показателей

4. Исследования по созданию комплексных показателей загрязнения атмосферы

4.1. Основные положения составления комплексных и интегральных показателей

2. Определение приоритетных городов с наибольшим уровнем загрязнения .3. Численная оценка качества воздуха городов

4. Комплексные показатели климатических условий распространения при [есей в атмосфере

5. Интегральные показатели загрязнения атмосферы

6. Метод расчета среднегодового загрязнения по гауссовой модели

7. Расчет среднегодового загрязнения г. Барнаула

-.8. Оценка загрязненности поверхностного слоя атмосферы в регионе

8.1. Результаты статистического анализа структуры загрязнения

-.8.2. Результаты картографического анализа структуры загрязнения Снижение техногенного воздействия на окружающую среду

1. Обезвреживание токсичных промышленных отходов

2. Очистка промышленных выбросов от углеводородов и оксида углерода

3. Снижение вредных выбросов двигателей внутреннего сгорания в атмо

3.1. Состав отработавших газов автомобильных двигателей

5.3.2. Проведение анализа отработавших газов дизельных двигателей на со держание окислов азота

5.3.3. Фотометрическое определение окислов азота в реальных смесях

5.3.4. Обработка результата

5.3.5. Определение оценочного фактора токсичности на хроматографе

5.3.6. Обработка результата

5.3.7. Математическая обработка результатов исследования

5.3.8. Пути снижения выбросов вредных веществ дизельными двигателями Выводы

Введение Диссертация по географии, на тему "Экологическое ранжирование территорий и разработка средств снижения техногенного воздействия на окружающую среду"

Постоянный рост численности населения и процессы индустриализации при одновременном снижении внимания к разработке средств и методов защиты окружающей среды обуславливают возрастание объемов промышленных отходов. Лишь одна треть продуктов промышленного производства представляет собой соответствующие изделие, а две трети приходится на твердые, жидкие, пасто- и газообразные отходы, представляющие собой опасность для окружающей среды. При этом, во многих случаях речь идет об органических соединениях, которые в силу законов термодинамики не могут быть непосредственно разрушены или уничтожены. Поэтому необходимо их преобразование в другие вещества, лишь в незначительной степени загрязняющие водоемы, почвы и воздушный бассейн.

Разработка мер по осуществлению природоохранных мероприятий имеет особое значение при подготовке схем развития и размещения производительных сил комплексов, при проектировании и развитии промышленных предприятий. Это позволяет соблюдать основные требования, предъявляемые к хозяйственной деятельности по комплексному использованию, охране и воспроизводству природных ресурсов, осуществлять единую экологическую политику при принятии проектных решений.

Пренебрежение вопросами охраны окружающей среды, откладывания на завтра решения важнейших проблем состояния биосферы с каждым днем все больше угнетаемой возрастающими антропогенными нагрузками, приводит к ухудшению экологической обстановки в некоторых регионах - на грани экологической катастрофы.

Экологический кризис в мире в XX столетии грозно напоминает о себе во всех областях природы, во всех сферах. Не признавая государственных границ, экологическое неблагополучие охватило все страны мира, не обойдя и территорию нашей обширной страны.

Бассейн Оби, сосредоточивший такие крупные промышленные регионы как Кузбасс, Тюменский нефтегазоносный район с нефтепереработкой Омска и Прииртышья, Новосибирская и Томская области и Алтайский край, обладают высоким потенциалом загрязнения окружающей среды.

Ряд городов этого региона входит в число 103 городов с общим населением около 50 миллионов человек, где "предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе превышаются в 10 и более раз. Растут объемы токсичных промышленных отходов, большая часть которых вывозится на свалки твердых бытовых отходов и на площадки несанкционированного складирования. Состояние двух третей водных источников не отвечает нормативам, идет опасное загрязнение подземных вод, не обеспечивается качественная очистка вод: низка доля продукции, выпускаемой по малоотходным технологиям".

Бывшие еще не так давно образцом природного здоровья, нынешние сибирские города, как и многие города перспективных районов центральной части страны, ощущают высокую загазованность воздушного бассейна, загрязненность поверхностных вод - основного источника питьевой воды для населения, отмечают возрастающую захламленность и замусоренность среды проживания, а также окружающих населенные пункты природных ландшафтов. Волна загрязнений антропогенного происхождения активно распространяется в малонаселенные области земли, в моря и океаны, в тундру, в полярные области, неся с собой деградацию живой и неживой природы, заболевания и мутагенные изменения человечеству и его поколениям.

В настоящее время становится очевидным, что такое достижение современной цивилизации как ядерная энергетика, может оказать существенный вред здоровью, как людей современности, так и их потомкам.

Эпидемиологические исследования в Алтайском крае показали, что в этом регионе имеются многочисленные случаи рождения детей, отягощенных желтухой неясного генеза. По этому поводу были выдвинуты разнооб6 разные соображения, в том числе предположения, что гипербилирубинемия - это результат адаптации алтайской популяции человека к мутагенному воздействию на окружающую среду радиоактивных продуктов Семипалатинского полигона.

Наряду с наиболее видимыми загрязнениями воздушной и водной среды большую опасность представляют загрязнения окружающей среды токсичными промышленными отходами (ТПО), из которых наибольший вред для живых организмов несут соли тяжелых металлов, способные отравлять почву, воду, воздух.

В связи с этим крайне актуальной представляется задача такой организации производственных процессов и технологий, которая до минимума сократила или полностью исключила образование и выброс ТПО. При этом позитивным вариантом современных технологий является тот, при котором неизбежно образующиеся отходы производства максимально используются в качестве сырья в собственной или других отраслях промышленности.

При невозможности использования ТПО обязательным и необходимым является технически грамотное и согласованное обезвреживание и захоронение ТПО с учетом местных особенностей и возможностей.

Для выполнения цепочки перечисленных мероприятий одним из первых обязательных условий является получение точной объективной информации об источниках выбросов, о составе и количестве отходов, местах и условиях их хранения и транспортировки, способах обезвреживания и реализации (передаче на сторону, захоронение и т. п.).

Сложность получения такой информации сегодня обусловлена многообразием отходов и источников их продуцирования, что требует привлечения многих самых разнообразных служб и подразделений предприятий, не всегда владеющих точной и единообразной методикой подхода к анализу имеющихся фактов. 7

Человек располагает тремя возможностями избавления от отходов:

- сбрасывание без всякой обработки в ближайшее подходящее место (воздух, река, озеро, почвы, колодец или океан);

- сбор и обработка в определенной ограниченной зоне обработки отходов, где созданы полуестественные экосистемы, такие как окислительные бассейны, опрыскиваемые леса и земляные насыпи, которые выполняют большую часть работы по разложению и восстановлению;

- переработка в искусственных хемо-механических регенерационных системах.

Первый путь основан на теории "разбавление-решение проблемы загрязнения"; он был и остается главным способом удаления отходов, используемый почти повсеместно. Промышленные предприятия и города обычно расположены вдоль водных путей, что облегчает сбрасывание сточных вод. Очевидно, что такая практика не может продолжаться и ее следует прекратить как можно скорее, чего бы это ни стоило.

Второй путь дает наиболее экономичный способ избежать всеобщего загрязнения окружающей среды достаточно разбавленными, но большими объемами отходов, которые так сильно ухудшили сейчас качество жизненного пространства, что угрожают здоровью человека.

Для токсичных промышленных отходов, особенно в густонаселенных промышленных районах, необходимы абиотическая их обработка и восстановление. Механо-химическая обработка представляет собой, вероятно, единственный способ избавления от некоторых компонентов загрязнения окружающей среды.

В настоящее время достаточно ясно выделяются главные направления фундаментальных исследований в области охраны окружающей среды :

- разработка принципов и методов оптимизации окружающей среды и законов саморегулирования экологических процессов в биосфере; 8

- разработка научных основ современного контроля и наблюдения состояния окружающей среды;

- разработка научных основ прогнозирования вероятных естественных и антропогенных изменений среды в будущем.

В последние годы в связи с интенсивным развитием транспорта и повышением цен на энергию, особое внимание обращают на экономичность транспорта и его воздействие на окружающую среду.

Из всех компонентов отработавших газов вредными считаются :

- окись углерода, оксиды азота, сажа, формальдегид, несгоревшие углеводороды, окислы серы.

В нашей стране действует закон об охране атмосферного воздуха, государственные и отраслевые стандарты, устанавливающие предельно допустимые выбросы окиси углерода, углеводородов, окислов азота и регламентирующие дымность отработавших газов. Ведется постоянная целенаправленная работа по ужесточению этих норм.

Госстандарт СССР ввел в действие с 1 января 1983 года руководящий документ РД 50-280-81 "Требования к содержанию и изложению охраны природы в стандартах и технических условиях", который имеет прямое отношение к автомобильному транспорту и мобильной сельскохозяйственной технике, поскольку они оказывают в той или иной степени отрицательное воздействие на почву, атмосферный воздух и другие элементы окружающей среды.

Исследования по снижению выбросов двигателей внутреннего сгорания - работа как по снижению ущерба, наносимого народному хозяйству, так и по обеспечению здоровья настоящего и будущего поколения людей [1-6]. 9

Актуальность исследований

Современный этап развития биосферы в РФ характеризуется отказом от концепции "абсолютной" безопасности, согласно которому любой технологический объект безопасен при соблюдении требований по его эксплуатации, и переходом к концепции прием ленного риска по которой теоретически опасность присутствует всегда, а количественная мера опасности принимается как своеобразный компромисс, между стремлением снизить уровень риска к трудозатратам на это снижение.

Создание экологического нормирования - ключевая проблема в формировании системы экологической безопасности, включающей экодиагности-ку, экологическую экспертизу, мониторинг и прогнозирование. Эффективное функционирование этой системы при отсутствии нормативов допустимых экологических нагрузок практически невозможно. Существующая система базируется на санитарно-гигиенических нормативах. В целях защиты экосистем она неэффективна. Имеются многочисленные примеры, когда безопасные для человека уровни загрязнения губительны для биоты. Мно-гокомпонентность выбросов производств делает неэффективным контроль за соблюдением регламентов по каждому отдельному ингредиенту. В результате того, что формы нахождения токсикантов в природе отличаются от форм, для которых были установлены нормативы, происходит наращивание экологически опасных производств и прогрессирует техногенная деградация природных комплексов. Все это определяет необходимость разработки иных подходов к регламентации техногенных нагрузок на экосистемы.

В данной работе при решении важной хозяйственной задачи формирования состояния биосферы разработаны теоретические и практические основы комплексной оценки сложившейся ситуации в результате антропогенного воздействия на окружающую среду, изложена технология создания средств мониторинга и управления качеством атмосферного воздуха, разра

10 ботаны перспективные пути решения проблемы оздоровления экологической ситуации на стыке технических, естественных дисциплин и наук о Земле.

Состояние проблемы

Вопросами определения уровней структуры загрязнений в воздухе промышленных центров занимаются многие организации и ведомства. Но до сих пор не получена достаточно целостная картина загрязнений воздушного бассейна промышленного центра. Вызывает затруднение и раздельная оценка влияния выбросов городских предприятий на определенные участки города и сопредельные территории. Поэтому необходима разработка системы комплексной оценки экологической ситуации на основании изучения пространственной структуры распределения приоритетных по токсичности металлов в депонирующих природных компонентах окружающей среды на основании расчета рассеивания их в атмосфере и данных снегомерных съемок.

Всякая природоохранная деятельность осуществляется в рамках конкретных территорий. Планирование, реализация и контроль результатов природоохранных мероприятий требует объективной информации об экологической обстановке и ее динамике. Получение и территориальная интерпретация такой информации осуществляется путем экологического картографирования и мониторинга.

В настоящее время в разных странах разработаны и используются на практике разнообразные индексы загрязнения, что связано с решением различных задач и поставленных целей. В то же время универсальный индекс, который бы мог использоваться на практике, так и не разработан. Данное обстоятельство побудило провести исследования по поиску "косвенного" показателя загрязнения воздуха, с помощью которого можно было бы производить общую гигиеническую оценку загрязнения воздуха.

11

Для расчета рассеивания в атмосфере загрязняющих веществ (ЗВ) имеется ряд программных комплексов (ПК), изначально ориентированных на разработку нормативов предельно допустимых выбросов и имеющих целый ряд недостатков, ограничивающих их широкое применение в научных исследованиях без соответствующих дополнений. Поэтому исследования в области совместного применения ПК "Атмосфера - Алтай", созданного в ИВЭП СО РАН, и стандартных программ расчета рассеивания ЗВ является очень актуальными.

Промышленный город Барнаул испытывает большие экологические нагрузки по ЗВ, выбрасываемым в атмосферу предприятиями, автотранспортом и другими объектами. В связи с этим остро стоит проблема анализа суммарных выбросов ЗВ промышленными предприятиями по различным веществам и ранжирование территорий по величине загрязнения.

Для промышленных центров остро стоит проблема обезвреживания, утилизации и складирования токсичных промышленных отходов на специальных полигонах. В настоящее время огромное их количество разбавляется и сбрасывается в системы канализации, складируется на территории предприятий, захоранивается на несанкционированных свалках, расположенных вокруг крупных городов. Поэтому назрела необходимость разработки мероприятий по обращению с токсичными промышленными отходами.

Не менее важной задачей является снижение загрязнения воздушного бассейна углеводородами и оксидом углерода, которые выбрасываются с отходящими газами вагранок, окрасочных цехов и целого ряда производств, связанных с использованием летучих растворителей. Наиболее распространенным методом их обезвреживания является термический с использованием в качестве топлива природного газа. Однако эксплуатационные затраты таких установок ограничивают их применение. Поэтому эта проблема до настоящего времени радикального решения не имеет.

12

В промышленных центрах в последние годы значительно возрос "вклад" в загрязнение атмосферы выбросами автотранспорта. Положение осложняется тем, что выбросы распределяются в приповерхностном слое атмосферы, т. е. непосредственно в зоне дыхания человека. Поэтому обеспечение требований экологической безопасности работы ДВС в настоящее время является актуальной задачей.

Цель исследований

Анализ проведенных работ позволяет сформулировать цель исследований.

Разработать методы и средств ранжирования территорий промышленных центров и снижения техногенной нагрузки путем очистки газовых выбросов в атмосферу.

Поставленная в работе цель достигалась решением следующих основных задач : разработать на примере г. Барнаула методы по оценке экологической ситуации и организации экологического мониторинга на основании геохимических исследований снегового покрова и картографирования окружающей среды для выявления и контроля экологической ситуации, теоретически и экспериментально исследовать прогрессивный метод оценки сложившейся экологической ситуации в определенных районах городской среды на основании использования интегральных индексов загрязнения. совершенствовать методы расчета рассеивания ЗВ в атмосфере промышленных центров по программным комплексам с последующим использованием результатов в предложенных новых информационных системах, на основании показателей инвентаризации токсичных промышленных отходов разработать ТЭО для проектирования 4-х полигонов обезвреживания и складирования токсичных отходов.

13 разработать конструкцию термокаталитического реактора и использовать его для решения научных и технических проблем очистки паро-газовых смесей различных производственных выбросов. исследовать токсичность двигателей внутреннего сгорания с целью обеспечения разработки мероприятий по снижению выбросов загрязняющих атмосферу веществ.

Научная новизна

В диссертационной работе успешно решена задача ранжирования территорий промышленных центров по степени экологического риска на основе интегральной оценки состояния атмосферного воздуха и расчетов рассеивания ЗВ по стандартной программе с последующей обработкой результатов по ГИС "Атмосфера-Алтай". определен принцип экологического мониторинга на основании исследований загрязнения снегового покрова и картографирования окружающей среды для промышленного комплекса Барнаул-Новоалтайск. реализован усовершенствованный метод оценки экологической ситуации определенных территорий на основе ПК "Атмосфера - Логос" и ГИС "Атмосфера-Алтай". проведено ранжирование территории г. Барнаула путем создания базы данных по источникам выбросов ЗВ и интегральной оценки состояния окружающей среды.

Впервые на АО "АМЗ" проведены исследования токсичности серийных двигателей и предложены методы снижения выбросов ЗВ.

На основании инвентаризации токсичных промышленных отходов разработано ТЭО на строительство 4-х полигонов обезвреживания и складирования их в основных городах края.

14

Разработана новая конструкция термокаталитического реактора для очистки ГТГС от вредных веществ, успешно проведены испытания на 2-х заводах г. Барнаула.

Практическая ценность

Разработан универсальный метод ранжирования территорий и создан информационный банк данных о параметров 148 основных предприятий-загрязнителей атмосферы и определены зоны распространения примесей в соответствии с экологической нагрузкой по четырем приоритетным веществам. Определены площади зон с данной загрязненностью в соответствии с величиной ИЗА.

На основании инвентаризации токсичных промышленных отходов разработано ТЭО на строительство 4-х полигонов по их обезвреживанию и складированию.

Сконструирован, изготовлен и апробирован термокаталитический реактор для очистки ПГС путем окисления углеводородов и оксида углерода.

Проведена экологическая экспертиза 15 серийных двигателей, выпускаемых АО "Алтайдизель".

Достоверность

Во всем комплексе проведенных исследований определялась точность используемых методик и полученных результатов как из нахождения экспериментальной погрешности при тарировочных испытаниях, так и из сравнения с результатами работ других авторов в близких областях исследований.

Публикации

Теоретические и практические результаты исследований изложены в 11 печатных работах и в 4 отчетах по НИР.

15

Вклад автора в публикации, выполненных в соавторстве, состоял в обсуждении и интерпретации полученной информации и разработке методов исследования. Все исследования проводились при непосредственном участии автора.

Апробация работы

Материалы и результаты исследований обсуждались и докладывались на объединенных научно-технических семинарах кафедры "Безопасность жизнедеятельности" АлтГТУ, на следующих международных научно-практических конференциях :

- "Экономика и экология : антагонизм и сотрудничество" : Барнаул, 1994 г.

- "Методы исследования, паспортизация и переработка отходов" : Пенза, 1994 г.

- "Проблемы управления городским хозяйством", г. Сан-Диего, США, 1996 г.

- "Хромотография и спектроскопия в анализе объектов окружающей среды и токсикологии" : С-Петербург, 1996 г.

- "Экология и развитие Северо-Запада России", С-Петербург-Ладога-Онега, 1998 г.

- "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" : Томск, 1998 г.

- "Korean International Simposium on Science and Technolagy" Novosibirsk, State Technical University, 1999 год.

Научно-исследовательские работы выполнены для сельскохозяйственных и промышленных предприятий Алтайского края получили высокую оценку от соответствующих организаций и имеют значительный социальный и экономический эффекты. На ОАО "Алтайдизель" создана лаборатория токсичности ДВС.

Настоящая работа является частью целевой комплексной программы "Экология Алтайского края на период с 1991 по 1995 г.г. до 2005 года", "Программы социально-экологического оздоровления и охраны здоровья

16 населения Алтайского края на 1996 - 2000 годы (Алтай-Эко)" и Федеральной программы "Исследования и образование в области наук о рисках".

Теоретические и практические результаты работы подтверждены 5 актами о внедрении.

Положения, выносимые на защиту На защиту выносятся :

1. Разработанный на примере г. Барнаула и сопредельных территорий принцип экологического мониторинга на основании исследований снегового покрова и содержания тяжелых металлов в атмосферном воздухе.

2. Предложенный прогрессивный метод оценки экологической ситуации промышленных центров на основе ПК "ПДВ-Атмосфера" фирмы Логос и ГИС "Атмосфера-Алтай" ИВЭП СО РАН.

3. Получение детальной картины ранжирования территорий промышленных центров путем создания базы данных по источникам выбросов ЗВ и интегральной оценки состояния окружающей среды.

4. Разработанные технико-экономические обоснования на проектирование 4-х полигонов обезвреживания и складирования токсичных промышленных отходов. Впервые в Алтайском крае была проведена их инвентаризация и классификация по классам токсичности.

5. Создание новой конструкции термокаталитического реактора для очистки пылегазовых выбросов от оксида углерода, углеводородов и пыли, обеспечивающего снижение техногенной нагрузки по этим компонентам в атмосфере города.

6. Экологическая экспертиза, проведенная на основании приближенным к конкретным задачам методом исследования, позволяющая оценить токсичность ДВС и наметить пути снижения выбросов ЗВ.

17

1. Влияние выбросов вредных веществ на окружающую среду (на при мере городов Барнаула и Новоалтайска)

Современное состояние природной среды и здоровья населения в Алтайском крае сложилось в процессе не только естественного эволюционного развития, но и многократного негативного воздействия человека. Прежде всего, следует назвать широкомасштабное поднятие целинных и залежных земель 1954-1957 гг., длительное, начиная с 1949 г. и до 1963 г., многократное испытание ядерных устройств на Семипалатинском полигоне. За время существования полигона на нем было проведено 470 ядерных взрывов, в том числе 87 воздушных и 26 наземных. Первый и наиболее "грязный" взрыв был проведен в 1949 г. [1,2].

За весь период ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне под воздействием преобладающих ветров радиоактивные продукты от 56 взрывов распространялись в направлении Алтайского края. Для 49 населенных пунктов 9 районов края оценка реконструированных доз облучения населения от взрыва 1949 г. превышает 0.25 Зв. год, то есть выходит за международно-установленный предел применимости критерия "эффективная доза" [1]. В результате радиационному воздействию с дозой свыше 5 с Зв подверглось население юго-западных районов и г. Рубцовска. Вследствие этого, воздействие других агентов техногенного порядка на территории края проходило на негативном фоне первых двух факторов, что нашло свое отражение в состоянии здоровья населения края, которое характеризуется, по сравнению с другими территориями Западной Сибири, повышенной смертностью и заболеваемостью. Неблагоприятный психологический климат в сочетании с многоаспектным изменением природной среды дает основание говорить о социально-экологическом кризисе системного порядка на части территории Алтайского края.

18

Интенсивное развитие промышленного производства в городах края способствовало урбанизации территории, деградации природных экосистем, оскудне-нию многообразия, ухудшению общего состояния природной среды.

Крайне неблагоприятно положение в крае с питьевым водоснабжением. Практически все рассредоточенные поверхностные стоки поступают в реки без очистки. По данным органов здравоохранения до 30-35 % заболеваний населения в крае инициировано загрязнением атмосферного воздуха и питьевой воды

4].

Полученные данные о генетических изменениях у населения, подвергшегося радиационному воздействию, и следующих поколений свидетельствуют о существенном влиянии ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне на общий уровень здоровья населения Алтайского края. В настоящее время наблюдается новый всплеск заболеваний из-за вступления третьего поколения облученного населения в детородный возраст.

Средняя продолжительность жизни населения края на 3-4 года меньше, чем в среднем по РФ [4].

Комплексный социально-гигиенический анализ медико-демографических показателей здоровья населения края показал, что существенное влияние на процессы его формирования, кроме радиационного фактора, оказывает рост экологической нагрузки на территории края, особенно предприятий теплоэнергетики и автотранспорта.

Сочетание этих факторов привело к более высоким показателям онкологической заболеваемости и смертности, низкому «индексу» здоровья населения Алтайского края по сравнению с другими территориями Западной Сибири, несмотря на меньшую урбанизованность края.

19

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Мироненко, Константин Витальевич

Выводы

1. Анализ полученных данных по содержанию окислов углерода, а также углеводородов в отработавших газах дизелей для пяти режимов работы показывает, что наилучшие результаты дают пробы газа, отобранные в поточной системе, когда в выхлопной трубе создается некоторое избыточное давление.

2. Необходимым условием обеспечения высокой точности результатов анализа отработавших газов является максимальное приближение аппаратуры к источнику выделения, т.е. создание заводской лаборатории токсичности.

3. Анализ параллельных проб, а также результаты проведенных анализов на искусственных смесях свидетельствуют о том, что методики анализа апробированы, дают высокую сходимость при анализе на аппаратуре, установленной в заводской лаборатории.

4. Проведенная статистическая обработка результатов хроматографическо-го анализа эталонных газовых смесей позволяет утверждать, что средняя квадратичная ошибка не превышает допустимую, что свидетельствует о высокой точности анализа.

145

Сравнение полученных результатов анализа стандартных смесей на содержание окислов азота с использованием реактива Грисса и Зальцмана показывает, что в исследованиях следует отдать предпочтение реактиву Зальцмана. Предложенная и апробированная методика отбора проб в предварительно ва-куумированные пипетки с последующим вводом определенного количества пробы газа является наиболее точной.

Проведенная экологическая оценка 15 серийных двигателей показывает, что по экологическим показателям они соответствуют требованиям ОСТ 1.23-440-76,а наилучшие результаты по токсичности получаются для двигателей совместного производства АО "Алтайдизель" и фирмы "МАН" ФРГ.

Заключение

Проведенный комплекс теоретических, расчетных и практических исследований позволил сделать следующие основные выводы: Предложен принцип экологического мониторинга воздушного бассейна на основании изучения пространственной структуры распределения металлов в депонирующих природных компонентах, разработана методика установления корреляционных связей в системе атмосферный аэрозоль - выпадение на примере промышленного города Барнаула и прилегающей территории.

2. Проведены теоретические и экспериментальные исследования в области комплексной оценки экологической ситуации при использовании интегральных индексов загрязнения атмосферы.

3. Разработан метод ранжирования территории промышленного центра по стандартным ПК с последующим использованием результатов в ГИС «Атмосфера-Алтай».

4. Для моделирования и визуализации, на основании информации форм 2 ТП (воздух) для 148 предприятий гг. Барнаула и Новоалтайска проведено экологическое картографирование территории размером 30x40 км в масштабе 1:25000

146 по 157 веществам, что позволило определить зоны экологического риска с высоким и очень высоким содержанием загрязняющих веществ по 5 приоритетным веществам. Определены площади, подверженные загрязнению, как функции минимального значения комплексного индекса загрязнения атмосферы.

5. Проведена инвентаризация токсичных промышленных отходов на 288 предприятиях Алтайского края и разработано ТЭЗ на проектирование 4-х полигонов обезвреживания и складирования отходов.

6. Сконструирован и апробирован термокаталитический реактор дожига углеводородов и оксида углерода эффективностью 60 % при гидравлическом сопротивлении 4000 Па.

7. Усовершенствованы отдельные операции стандартных анализов определения токсичности дизельных двигателей при среднеквадратичной ошибке, не превышающей 0.3 %, Проведена экологическая оценка 15 серийных двигателей АО "Алтайдизель" показавшая, что по экологическим показателям они соответствуют требованиям ОСТ 1.23-440-76.

147

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Мироненко, Константин Витальевич, Барнаул

1. Ильинских Н. Н., АДАМ А. М., Новицкий В. В. и др. Мутагенные последствия радиационного загрязнения Сибири. Изд-во СГМУ, Томск 1995.253 с.

2. Селегей В. В. Радиоактивное загрязнение г. Новосибирска прошлое и настоящее., Новосибирск. 1997.-145 с.

3. Ежегодник состояния атмосферы за 1993 г. Западно-Сибирского региона., Западно-Сибирский ЦМС. Новосибирск, 1994, 335 с.

4. Программа социально-экологического оздоровления и охраны здоровья населения Алтайского края на 1996-2000 годы («АЛТАИ-ЭКО»)., Москва-Барнаул, 1995, 84 с.

5. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного3покрове и почве. Утверждены заместителем Главного Государственного врача СССР В. И. Чибураевым 15 мая 1990 г., «Экологический вестник», №9, 1991 г., с. 12-23.

6. Обзор выбросов вредных веществ в атмосферу по территории Алтайского края за 1997 год. Барнаул, 1998,114 с.

7. Выявления радиоактивного загрязнения и эколого-геохимические исследования на территории городов Алтайского края. Государственный геологический концерн «Геологоразведка». Новосибирск, 1994, 50 с.148

8. Иванов Б. А. Инженерная экология. Под ред. И. И. Медведева (гор. ин-т), 1989, 150 с.

9. Руководство по оценке воздействия промышленности на окружающую среду и природоохранные критерии при размещении предприятий., Новосибирск; ГПНТБ, 1989,188 с.

10. П.Миронов В. JI., Суторихин И. А. Данные Дистанционного зондирования атмосферы в системе прогноза загрязнения пригородной среды.: Тезисы докладов конф. "Диет. зонд, агропочв. И водных ресурсов", Барнаул, 1990,- с. 43-44.

11. Энциклопедия Алтайского края: Барнаул: Алт. кн. изд-во, 1995, т.1, 368 с.

12. Мироненко В. Ф., Лукьяненко С. Ф., Мироненко К.В. и др., Экологическая ситуация в Алтайском крае и оценка техногенного воздействия на окружающую среду. Сб. Научных трудов,- Барнаул: Издательство АГУ, 1997.-277 с.

13. Мироненко В. Ф., Кофанов С. П., Мироненко К. В. и др. Комплексная оценка воздействия антропогенных факторов на загрязнение атмосферы.149

14. Тезисы научных докладов 3-ей международной конференции "Экология и развитие Северо-Запада России",- С.-Петербург-Ладога-Онега, 1998.-379 с.

15. Мироненко В. Ф.,Мироненко К.В., Резниченко К. Л. и др. Обезвреживание, утилизация и складирование токсичных промышленных отходов. Материалы II Межгосударственной НПК. "Методы исследования, паспортизация и переработка отходов" : Пенза, 1994.-213 с.

16. Отчет по НИР проведение экологической экспертизы серийных дизелей п/о АМЗ на соответствие требованиям ОСТ 1.23.440-76. № ГР.-Барнаул, 1990.-60с.

17. Нормативный документ "Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах, обуславливающие отнесение этих отходов к категории по токсичности" № 3170-84, Минздрав и Академия Наук СССР.

18. Международный регистр потенциально опасных веществ, обработка и методы обезвреживания химических отходов., Женева, Швейцария, 1985, № 5,12, с. 3-303.150

19. ГОСТ 17.4.1.02-83 Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнений.

20. Измеров Н. Ф., Сакоцкий., Параметры токсиометрии промышленных ядов при однократном воздействии., М.: 1977.

21. Беспамятное Г. П., Кротов Ю. А., Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде., Л.: Химия, 1985, с. 528.

22. П. СНиП 2.01.28-85 Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию.

23. Методические указания по определению класса опасности отходов., М.: 1995, 16с.

24. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве., М.: 1979, 1985.

25. Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения промышленных отходов., Санитарные правила № 3183-84 от 29.12.84.

26. Санитарные правила проектирования, строительства и захоронения неутилизируемых промышленных отходов., Утв. зам. главного Гос. сан. врача СССР 22.08.77 № 1746-77.

27. Термическая и каталитическая очистка газовых выбросов в атмосферу., Сб. Науч. Трудов, Киев.:, Н. думка, 1984, 178 с.

28. Вольфсон В. Я., Разработка катализаторов и исследование закономерностей процессов низкотемпературной каталитической очистки газов., Автореферат докт. Дисс., Киев.:, 1983, 32 с.

29. Экономическая технология и очистка промышленных выбросов., Межвузовский сб. Науч. Трудов., Л:, изд. ЛТИ им. Ленсовета, 1982, с. 39-44.

30. Дубальская Э. И., Очистка отходящих газов., Вып. 14 ВНТИЦентр, М:, 1990, 63 с.151

31. Экологическая технология и очистка промышленных выбросов. Межвузов. Сб. Науч. Трудов., Л:, изд. ЛТП Ленсовета, 1980, 142 с.

32. Каталитические методы очистки воздуха от органических веществ. Обз. инф. ЦИНТИХИМНЕТЕМАШ, 1977, 54 с.

33. Лисичкин Г. В., Гетерогенные металлокомплексные катализаторы., М:, 1981, 76 с.

34. Алхазов Т. Г., Марголис Л. Я., Глубокое каталитическое окисление органических веществ., М:, 1985, 39 с.

35. Мулина Т. В., и др., научные основы приготовления катализаторов., Мат. Всесоюзн. совещ., Новосибирск:, 1983, 129 с.

36. Руководство по газовой хромотографии., М:, Мир, 1969, 490 с.

37. Стурман В. И. Основы экологического картографирования. / Учебн. пособие,- Ижевск : Изд-во Удм. ун-та, 1995. 221 с.

38. Реймерс Н. Ф. Природопользование: Словарь-справочник. -М.: Мысль, 1990,- 637 с.

39. Котляков В. М., Кочуров Б. И., Коронкевич Н. И., Антипова А. В., Денисова Т. Б. Подходы к составлению экологической карты СССР.// Изв.АН СССР. Сер. геогр. 1990, № 4,- С.61-70.

40. Степанов А. М. Концепция ПДК: за и против.// Биологические науки. 1989. № 9,- С.61-68.

41. Исаченко А. Г., Исаченко Г. А. Ландшафтно-географические предпосылки экологического гормирования.// Изв. РГО. 1993. Т.125, вып.1.- С. 12-19.

42. Салищев К. А. Картоведение. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982.- 408 с.

43. Геохимия окружающей среды. / Ю. Е. Сает, Б. А. Ревич, Е. П. Янин и др. -М.: Недпа, 1990.- 335 с.

44. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию в масштабе 1:50000 1:25000./ВСЕГИНГЕО. -М.: 1990,- 127 с.152

45. Бурде А. И. Геологические карты нового поколения.// Природа. 1990. № 9,-С.13-19.

46. Основы геоэкологии. / Под ред. В. Г. Морачевского. Спб.: Изд-во Спб. ун-та, 1994,- 352 с.

47. Пузаченко Ю. Г., Броунов А. К., Кошкаров A.B., Скулкин В. С. Географические основы предупреждения и ликвидации последствий природно-техногенных катастроф. // Изв АН СССР. Сер. геогр. 1991. № 6,- С. 40-54.

48. Арманд А. Д. Рукотворные катастрофы.// Изв. РАН. Сер.геогр. 1993. № 5,-С.32-39.

49. Клюев Н. Н. Экологические факторы развития ядерной энергетики и оценка эколого-географического положения АЭС.// Изв. РАН. Сер.геогр. 1993. № 5,-С.53-66.

50. Ревзон А. JI. Картографирование состояния геотехнических систем,- М.: Недра, 1992.- 223 с.

51. Безуглая Э. Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов. Л.: Гидрометеоиздат, 1980,- 184 с.

52. Петров К. М. Геоэкология. Спб.: 1994,- 216 с.

53. Беллер Г. А. Технологические критерии качества городской природной среды.// Проблемы качества городской среды. М.: Наука, 1989.- С. 90-99.

54. Ханвелл Дж., Ньюсен М. Методы географических исследований. Физическая география./ Пер. с англ. М.: Прогресс, 1977. Вып. 2,- 390 с.

55. Ефремов Ю. К. Два логических этапа в процессе физико-географического районирования. // Вести. МГУ. Сер. геогр., 1960. № 4,- С. 4.

56. Арманд Д. JI. Наука о ландшафте,- М.: Мысль, 1975,- 288 с.

57. Беручашвили H.JI. Геофизика ландшафта.- М.: Высш. шк., 1990,- 287 с.

58. Rich Т. A. Air pollution studies aided by overall air pollution index. Environ. Sei. And Technol., 1967, v. 1. № ю., p. 768-800.66.' Inhaber H. A set of suggested air quality indices for Canada. Atm. Env., 1975, v. 9, p. 353.

59. Thomas W. A., Babcock L. R., Schulta W. D. Oak Ridge air quality index. -ORNL NSF - EP - 8, Oak Ridge National Laboratory, Sept., 1971, -17 pp.

60. Wang M. M., Wang L. K., Simmons Т., Bergenthal I. Computer-aided air quality control: Philadelphia, 1977, p. 66-84.

61. Cit W. R., Thom G. C. A critical review of air pollution index systems in the United States and Canada. -1. Air Poll. Contr. Assoc. 1976, v. 26, № 5, p. 460-470.

62. Сонькин Л. P. Некоторые возможности прогноза содержания примесей в городском воздухе. Труды ГГО, 1971, вып. 254, с. 121-132.

63. Пинигин М. А. В кн.: Санитарная охрана атмосферного воздуха городов. -М.: Медицина, 1976, с. 40-47.

64. Inhaber Н. A set of suggested air quality indices for Canada. Atm. Env., 1975, v. 9, p. 353.

65. Green M. H. An air pollution index based on sulfur dioxide and smoke shade. -1. Air poll. Control. Assoc., 1966, v. 11, p. 703.

66. Shenfeld L. Note on Ontario's air pollution index and slert system. -1. Air poll. Control. Assoc., 1970, v. 20, p. 612.

67. П. Proposal for regional air pollution warning system. Revision Interstate Sanitation Commission, Sept. 11. 1964. - 7 pp.

68. Babcock L. R. A combined pollution index for measurements of total air pollution. -1. Air poll. Control. Assoc., 1970, v. 20, № 10, p. 653-659.

69. Rush A. F., Nottage H. B. Carbon dioxide as an indicator of air pollution. I. of the Sanitary Eng. Division Proc. Amer. Soc. Civil Engrs., 1967, v. 93, № 6, p. 211253.

70. Безуглая Э. Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 184 с.

71. Временные инструктивно-методологические указания по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха. М.: Главное санитарно-эпидемиологическое управление. 1977. - 23 с.

72. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Справочное пособие. Под ред. Э. Ю. Безуглой и М. Е. Берлянда. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 328 с.

73. Безуглая Э. Ю., Заводская Е. К., Зражевский И. М. и др. К оценке метеорологических условий загрязнения атмосферы. Труды ГГО, 1984, вып. 479, с. 87-97.

74. Временная методика нормирования промышленных выбросов в атмосферу. -Л.: ГГО, 1981.-58 с.

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

76. Н. Л. Вызова, Е. К. Каргер, В. Н. Иванов, Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси, Л. Гидрометеоиздат, 1991.155

77. M. E. Берлянд, Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы, JI. Гидрометеоиздат, 1985.

78. С. В. Бажин, К. В. Воробьев, JI. В. Харитонов, С. Г. Яковченко. Оценка уровня загрязнения приземного слоя атмосферы с использованием ГИС технологий, Материалы международной конференции Intercarto 4, Барнаул, 1998, с.210-221.

79. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей. Сборник под редакцией Ф. Т. М. Ньюистадта и X. Ван Дона. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1985 г.

80. Ю. ГОСТ 17.0.0.04-90. Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Экологический паспорт промышленных предприятий. Основные положения. М.:Изд-во стандартов, 1990. 33с.

81. Новоселов А. Л., Токарев А. И., Охрана окружающей среды от вредных воздействий автомобильного транспорта., Учебное пособие, АПИ, Барнаул, 1987, 56 с.

82. Звонов В. А., Токсичность двигателей внутреннего сгорания, 2-е изд. перераб. и доп., М:, Машиностроение, 1980,160 с.

83. Жегалин О. И., Лупачев П. Д., Снижение токсичности автомобильных двигателей, М:, Транспорт, 1985,120 с.

84. Безопасность движения на автомобильном транспорте, Серия 1, вып. 5, М:, ЦБТИ Минавтотранс РСФСР, 1987, 14 с.156

85. Малов Р. В. и др., Автомобильный транспорт и защита окружающей среды , М:, Транспорт, 1982, 200 с.

86. Якубовский Ю., Автомобильный транспорт и защита окружающей среды , М:, Транспорт, 1979, 198 с.

87. Кавило П. М., Токсичность ГТД и перспективы применения водорода, Киев:, Наукова думка, 1982, 140 с.

88. Соболев JI. М. Оценка основных показателей автомобильных двигателей с различными способами сгорания и питания., Вопросы теории и эксплуатации тракторов и автомобилей, СХИ, том 121, Горький:, 1978, с. 4-8.

89. Орнамский Н. JI. Автомобильные дороги и охрана природы, М:, Транспорт, 1982, 176 с.

90. Демочка О. И., Ложкин В. Н., Пути снижения токсичности отработавших газов автотранспортных двигателей, Обзор, М:, ЦНИИТЭИ-тракторсельхозмаш, 1984, серия 1, вып 13, 53 с.

91. Звонов В. А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания, 2-е изд. перераб. и доп., М:, Машиностроение, 1980, 160 с.

92. Смайлис В. И., Малотоксичные дизели, Л:, Машиностроение, 1972, 128 с.

93. Жегалин О. И., Лупачев П. Д., Снижение токсичности автомобильных двигателей, М:, Транспорт, 1985, 120 с.

94. Emflussdes Scomicrols and die PAN Emissionen von Verbrennunqsmotoren, G. Lepperhoff, J. Sehomnars, MTZ, 1986, 47, № 9, p. 367-371.

95. Chemical analysis and biological festing of emissions from a heavy duti diesel truch with and without two different particulate traps, Crigoriudis V., Hantaridoce A. Maitra G. and ather, SAE Techn, Pap. Ser., 1986, № 860014, p. 79-83.

96. Методические указания по определению вредных веществ в отработавших газах тракторных и комбайновых дизелей, М:, ЦИИЛТД, 1977, 37 с.157

97. Отчет НИР, Разработка, внедрение анализов отработавших газов двигателей и снижение уровня токсичности ОГ дизелей по АМЗ, 1989, АлтПИ, каф. ДТиСП.

98. Хроматограф лабораторный ЛХМ-8МД, М:, Московский опытный завод, "Хроматограф", 1979, 35 с.

99. Ляликов Ю. С., Физико-химические методы анализа, М:, Химия, 196 с. Ш.Чуканова Т. И., Математические обработки экспериментальных данных,

100. Методические указания, ч. 1, М:, МАМИ, 1974.

101. Новоселов А. Л., Матиевский Д. Д. Современное состояние проблемы снижения токсичности и дымности ДВС. Сборник статей. Повышение экологической безопасности автотракторной техники. Под ред. Новоселова А. Л., Барнаул. 1998.-140 с.

102. Годовой-экономический эффект ожидает,гыГ:- 30. тыс.руб' "

103. Хот внедрения в проект) ~; фактический . " ■. - " ' ■ ■- : " ' ' ' - •в том числе долевое участие •¿•А/'. ; :,—— цифрами и прописью), ~~~