Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Методические основы оценки экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха объектами железорудного производства

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

Автореферат диссертации по теме "Методические основы оценки экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха объектами железорудного производства"

р Г Б ОФССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР

На правах рукописи

СТОЛЯРОВ Дмитрий Олегович

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ОПАСНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОБЪЕКТАМИ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1998 г.

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН)

Научный руководитель:

доктор технических наук.

профессор Чаплыгин H.H.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук.

профессор Демин Н.В.

кандидат технических наук Буянов М.И.

Ведущая организация: Московский государственный горный

университет (МГГУ)

Защита состоится « [С » М-^Уг^ 1998 г. в / ^ час. мин, на заседании диссертационного совета Д 003.20.02 в Институте проблем комплексного освоения недр РАН по адресу: 111020. Москва. Е-20. Крюковский тупик. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПКОН РАН. Автореферат разослан » 998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, ^^ifi^p. ¿X-Jß^'?

;j /ДЦрадср Э. А.

кандидат технических наук

Введение

За1ря ¡пение bou>hihoio бассейна m.i.iei а човыми выбросами ян. 1ЯС1СЯ одним и; основных факлоров \х\дшеппя >ко.loi ической ciu\umin г, промышленных районах cipaiiw И IW5 i. в Российской 'Федерации выбросы киря)-няюших вещей в н aiмосферный во:д\х сославши 212!>1М> !ыс. I.. и юм числе, в черной Mcra.i.npi ии 2735.3 плс. i . к yro.iuioii промышленности ч2ь.5 тыс. нчш (официальные данные i

К числ\ районов. неблатнрпяшых с ючкн ¡рения ¡афяшения воч-дмино! о бассейна. опюся!ся ! орпопромышленпые pei üohu Гак. па ¡ерршории Курской магнитной аномалии ( КМД] юлько па Лебединском ГОКе имеется 176 не 1 очников ¡начтелыкч о ¡ai ря ¡пения атмосферы РаГчма комбината сопрово-клалась в 1994 г. иоомиеиием в а1мосфер\ около 10.3 пдс. г. твердых и поря, оса 3.1 плс. I. кпообрашых вредных вешеав

3ai рячнение ашосфери пыле! а ¡овыми выбросами юриы.х нредпрн-иши имеет. как \бедшельно ciüi.ieiе.и.сп'ле] практика. большое orpnuaie.iuioe чначепие. ")io rpeovei со мания на\чпо обоснованных мегоднчеекпх основ оценки 'Ko.ioi ической опасносш kikoio ¡аи>ч ¡пения

11а пракшке в пасюятее время оценка «ko.ioi ической опасноеiи освоения рхдпых месторождений проводтся. во-первых. по прошесдвпи , кисельного периода времени по релдыаым практической реадиицин технических решении, во-вторых. фра] мепшрно и часю в качественной форме Применяемые количественные оценки опасносш. в основном, iokciiko.toi пчеекпе и не ио;водяю] учесп, ie собственно >кодо] нческие факторы. которые свойственны освоению недр. Такая специфика предпода] aei необходимоеп> \4eia в оценках опас/юсш как шнашюшьи о характера на ря ¡нения во uuiihoi о бассейна н районах освоения недр. 1ак и особенностей вочдейсдвия вредных вешеав. при-слших горпо.мч прон;водсп;\. юрных обьекюв. и технологий на биологические обвек ты.

Таким обра ¡ом. акпалыюе ¡начение получае! ¡адача рачрабопси ме-ю.шчсских основ опенки iko.ioi ической опасносш. позволяющих сосмавшь своевременное и более достоверное, чем «лщеавумшее в настоящее время предскшление об псологической опасности чагрячнепия воздушною бассейна горными предприятиями и отдельными их обьекдамн с учетом характерных дчя них параметров и нрнменяемых iexuo.ioi ий.

Работа выполнена в соответствии с планом ПИР НИКОИ РАН. Цель работы - со мание методических основ количественной оценки экологической опасное ти обьекюв юрною проп ¡воде тва-чагрячшп елей атмосферного вочд\ла.

Идея работы чаключается в том. что оцепк\ экологической опасности необходимо выполнять с учетом ситуационного характера ее во ¡никновения и ичменепия. Оценка должна предполагать своевременный учет не только ток-

сичности вредных веществ, содержащихся в производственных выбросах, но также основных параметров, в которых раскрывается ситуационный характер экологической обстановки на территории освоения недр.

Методы исследований включают: теоретическое обобщение, инженерно-экологический анализ, компьютерное моделирование, расчетно-аналитический, графический метод и метод вариантов.

Защищаемые научные положения, разработанные автором:

1. 11ри проектировании горных объектов, их территориального размещения при освоении недр соответствующие технологические, геометрические и производственные параметры должны получать количественные экологические оценки опасности загрязнения атмосферного воздуха на основе разработанных методических положений.

2. Следует различать токсикологическую и экологическую оценку опасности загрязнения воздуха. Различие состоит в том, что оценка экологической опасности включает в себя помимо токсичности вредных веществ, содержащихся в выбросах, ряд параметров, оказывающих влияние на уровень опасности в районе освоения недр. В их числе: восприимчивость к загрязнению других помимо человека биологических объектов, плотность населения, взаимное расположение горных искусственных и природных объектов и мест расселения людей и др.

3. Оценка экологической опасности предполагает учет ситуационного характера ее возникновения и изменения. Ситуационность раскрывается в особом для каждого случая характере взаимосвязи различных параметров горных объектов, технологий и предприятий друг с другом, с одной стороны, и экологическим! последствиями загрязнения воздуха,-с другой, и в альтернативности решений по размещению предприятий и их объектов на территории освоения недр по отношению к отдельным природным, в том числе охраняемым объектам, экосистемам и населенным пунктам.

4. Для соизмерения влияния отдельных факторов на значение экологической опасности следует применять предложенные в диссертации различные виды ее оценки - локальную, абсолютную и нормативную.

5. При решении расчетных задач оценки экологической опасности необходима автоматизированная идентификация объектов-загрязнителей, обеспечивающая взаимно однозначное соответствие между составом, размещением и параметрами различных горных искусственных объектов и загрязнением атмосферного воздуха.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обоснована использованием апробированных широкой практикой методов исследований и достоверной информацией; достаточным количеством выполненных на ЭВМ расчетов; непротиворечивостью полученных научных результатов, их достаточной сходимостью с данными производственной практики.

Научная новизна:

- разработаны методические основы оценки экологической опасности объектов горного производства - загрязнителей атмосферного воздуха, обеспечивающие возможность оперативного, своевременного расчетного определения количественных значений опасности при изменении различного вида параметров, влияющих на региональную экологическую ситуацию;

- разработано и обосновано расчетно-аналитическое выражение экологической опасности;

- обосновано назначение и условия применения различных видов оценки экологической опасности загрязнения воздуха - локальной, абсолютной и нормативной.

Научное значение работы:

1. Развито представление об экологической опасности как о параметре освоения недр, характеризующем воздействие на окружающую биологическую среду и человека, оказываемое в результате использования в горном производстве минерального сырья и материалов, содержащих в себе токсичные вещества, а также их распространения в среде с отходами.

2. Выявлены различия между токсикологической и экологической опасностью загрязнения воздуха. Различие состоит в том, что токсикологическая опасность определяется либо по соотношениям ПДК для различных вредных веществ, либо по произведению токсичности и фактической концентрации вредного вещества, а оценка экологической опасности включает в себя наряду с оценкой токсикологической опасности параметры, отражающие особенности конкретной экологической ситуации в регионе.

3. Предложено расчетно-аналитическое выражение оценки экологической опасности загрязнения воздуха, включающее основные параметры, характеризуемые с точки зрения токсичности вредных веществ, содержащихся в производственных выбросах, и ситуационных факторов образования и изменения опасности.

4. Предложено использовать различные виды оценок экологической опасности загрязнения воздуха - локальную, абсолютную и нормативну ю, что предоставляет возможность установить степень экологической опасности в оцениваемых пунктах местности и производить численное сравнение как горных объектов по создаваемой ими экологической опасности, так и значения этой опасности с нормативом.

5. Рекомендуемые методические основы оценки экологической опасности в сочетании с автоматизированной системой идентификации объектов-загрязнителей атмосферного воздуха позволяют выявить количественные взаимосвязи в изменении опасности в связи с рядом параметров, выражающих как токсичность вредных веществ, содержащихся в производственных выбросах, так и особенности формирования конкретной экологической ситуации в регионе.

Практическое значение работы состоит в том. что предлагаемые методические основы предоставляют возможность:

- на стадии проектирования технологических, геометрических, производственных параметров горных объектов, их территориального размещения составить количественное представление об экологической опасности осуществления проектных решений и тенденциях изменения опасности по мере освоения недр;

- обосновать мероприятия, обеспечивающие снижение экологической опасности загрязнения воздуха горными объектами до необходимого уровня.

Апробация работы. Главные научные выводы диссертации отражены в основных результатах научно-исследовательских работ ИПКОН РАН и Научного совета РАН по проблемам горных наук в 1996г.; рекомендации обсуждены на 2-ом Региональном симпозиуме «Применение компьютеров и исследование операций в горной промышленности» АРСОМ-97 (август, 1997, г. Москва), научно-техническом семинаре «Геолого-экологическое обеспечение реструктуризации угольной промышленности России» (сентябрь, 1997, г. Ростов-на-Дону), Международной конференции «Горные науки на рубеже 21 века» (Мелышковские чтения, сентябрь, 1997, Пермь), 3-ей Международной Выставке и Конференции «ETER» (октябрь, 1997, г. Санкт-Петербург). Результаты исследований, выполненные по заказу Научно-технической горной ассоциации, приняты заказчиком.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 43 наименований, приложения. Работа изложена на 102 страницах машинописного текста, включая 19 рисунков, 36 таблиц.

Содержание работы Состояние вопроса оценки экологической опасности загрязнения воздушного бассейна предприятиями железорудного производства.

Задачи исследования

Анализ показывает, что при проектировании горных предприятий и планировании промышленного использования территории горнопромышленных районов экологическая специфика освоения недр учитывается недостаточно. Это связано со слабой информированностью организаций, проектирующих освоение месторождений и использование терршорий, о действительном уровне предстоящей экологической опасности загрязнения окружающей среды вредными веществами, связанном со спецификой данного месторождения и района его местонахождения.

Научные подходы к оценке опасности воздействия вредных веществ на природную среду, известные, например, по работам С.Д. Заутолышкова, Б.А.

Иванова, А.В. Хохрякова, А.А. Быкова, В.Д. Горлова, В.И. Ишалкоиа II. Кер-гокса. 1. Гопчи. И.В. Саноцкого. а также исследовашмм Института минералогии. геохимии и кристаллохимии редких элементов, достаточно полно отражают уровень щашш в этой области.

Для цели диссертации важна такая оценка опасности, которая обеспечивала бы возможность целенаправленного воздействия на экологическую ситуацию в районах железору;щого производства путем изменения влияния на нее факторов различного рода. При таком подходе метода оценки из числа предлагаемых или используемых в настоящее время мало пригодны. Онн не позволяют учесть: климатические факторы (роза ветров, скорость ветра), влияющие па уровень экологической опасности: характеристики различных технологий и вещественного состава руд, пород и отходов производства; «вклад» каждо! о отдельного предприятия в создание экологической опасности в оцениваемом [[viпае; границы опасной зоны экологического влияния горных объектов ра личных видов; особенности территориального размещения горных и природных объектов и мест расселения людей и другие обстоятельства.

Для реализации требовании, предъявляемых к оценке экологической опасности загрязнения воздуха объектами железорудного производства, необходима постановка следующих задач:

- выполнить теоретическое обобщите и анализ практики «цепки опасности загрязнения воздуха вредными веществами, определить методы исследований;

- раскрыть представление об экологической опасности как о параметре оценки освоения недр. Показан» различие в содержании понятий и мс:. :.-г оценки т оксикологической и экологической опасности загрязнения возд\ *

- изучить параметры экологической опасности выбросов вре,:> ■ щеетв в атмосфер)' объектами железорудного производства;

- обосновать расчешо-аналитические выражения оценки >к<>.¡о. ..•ческой опасности загрязнения воздушного бассейна вредными вещесшамч :]¡ ¡i освоении недр:

- провести факторный анализ изменения параметров оценки зко.юш-ческой опасности дтя вредных веществ различной токсичности;

- разработать и реализовать компьютерное решение задачи возшпшо-вения и изменения экологической опасности в регионе;

- разработать методические основы оценки экологической опасности загрязнения атмосферы вредными веществами при освоении недр.

Основные методические положения оценки экологический опасности загрязнения воздуха

Под экологической опасностью в диссертации понимается параметр, характеризующий воздействие на окружающую природную среду и человека,

оказываемое в результате использования в горном производстве минерального сырья и материалов, содержащих в себе токсичные вещества, а также их распространения в воздушной среде с отходами.

В оценках экологической опасности следует различать локальную, абсолютно и нормативную опасность.

Экологическая опасность представляет собой параметр, производный от токсичности. Токсичность вредного вещества оценивается величиной, обратно пропорциональной его ПДК в воздухе.

Для расчета экологической опасности необходимо использовать выражение:

(3 д =а-8с-ЛЫЛ1ДК, (1)

где ] токсичность вредного вещества, м3 /мг; 1/ПДК= 1"(к,1,...,пт); а - поправка, учитывающая вероятность накопления вредного вещества или т -X загрязнителей в компонентах окружающей воздушной среды и в цеш»х гс ¿алия, а также поступление вещества в организм человека не-шп аляциошп,!!,' путем;

6 - поправка, учитывающая действие вредного вещества на различные рениниепты помимо человека;

с - расчетная концентрация вредного вещества с учетом территориального раз 1 тицепия объектов- загрязнителей, мг/ м3 ;

А - коэффициент, учитывающий неидентифицированные факторы токсической опасности (к,1,...,т) и приводящий параметры <3 к безразмерному виду;

N - число контактов с вредным веществом; в расчетах принимается равшм значению Р, б. ед.; (Р=/0);

Р- плотность населения, чел/км2 . Для содержательного анализа экологической ситуации будем различать следующие виды оценок экологической опасности:

локальную- при N=1; служит для сравнения объектов-загрязнителей по экологической опасности, создаваемой отдельными токсикантами: позволяет выявить влияние розы ветров на формирование экологической опасности; рассчитывается по следующей формуле:

, =а-6с-А/ПДК; (2)

абсолютную- служит для оценки экологической опасности в населенных пунктах (пунктах местности); позволяет наряду со свойствами токсикантов учесть экологическую характеристику в отношении оцениваемою населенного пункта; рассчитывается по формуле (1);

нормативную- необходима для выполнения сравнения опасности но ее значениям с нормативом; определяется для окиси углерода; рассчитывается по следующим формулам:

Q ы =« 5 со 'c со 'A ЛТДК co -локальная, Q »c, =a » 5 m c «, A «, N/ПДК -абсолютная,

(3)

(4)

Экологическая опасность выражает собой воздействие вредного вещества токсичностью 1/Г1ДК, содержащегося в воздухе с концентрацией (с) и отличающегося особе!шостями, учитываемыми поправками a и 5.

Множитель N увеличивает значение локальной опасности в соответствующее количество раз. Отсюда следует, что смысл абсолютной опасности состоит в учете числа людей, испытывающих опасность в размере локальной для каждого из них. Иными словами, абсолютная экологическая опасность величиной Q=3600, которую испытывают 30 человек населения на площади в 1км2 , представляет собой опасность в 120 безразмерных единиц для каждого. Локальная, абсолютная и нормативная оценки экологической опасности являются безразмерными величинами.

Во всех случаях оценки экологической опасности необходима территориальная дифференциация величины загрязнения воздуха. Эта дифференциация может устанавливаться с использованием созданной в ИШСОН автоматизированной системы идентификации предприятий-загрязнителей атмосферы. Система позволяет решать следующие задачи:

- идентифицировать в любой точке рассматриваемой территории объекты, загрязняющие окружающую среду атмосферными выбросами, рассчитав долю участия каждого объекта в загрязнении;

-выделить зоны загрязнения территории атмосферными выбросами промышленных объектов в абсолютных величинах.

Факторный анализ выполнен с целью исследования значимости параметров, входящих в состав выражения оценки экологической опасности (на примере загрязнения воздушной среды в районе расположения Лебединского ГОКа- ЛГОКа).

Исходные данные: объекты горного производства -труба фабрики крупного дробления (ФКД), отвал рыхлой вскрыши и хвостохраншшще ЛГОКа, обогатительная фабрика №1 (ФОБ №1), №2 (ФОБ №2); площадь территории 1км2 ; пункты местности- г. Губкин, г. Старый Оскол, нос. Заповедный, заповедник "Ямская степь"; роза ветров принята среднегодовой для данной местности.

Факторный анализ параметров экологической опасности

Выполнены оценки абсолютной экологической опасности загрязнения воздуха оцениваемых пунктов каждым горным объектом (в частности, табл. 1,2).

Таблица 1

Абсолютная экологическая опасность, создаваемая выбросами вредных веществ из трубы фабрики крупного дробления, в пунктах местности _

Вредное

БЮ2 Ке203 АЮ3 Мр/) Мп РЬ

Пункт

г. Губкин 2566,5 165,0 0,27 :у> 240 8,817

1,888*' 0,479 0,019 0,071 0,4 0,077

г. Старый Оскал 505,6 32,56 0,054 0,707 15 1,67

0,838 0,213 0,009 0,031 0,1 0,033

пос. Заповедный 481,1 30,84 0,058 0,676 30 1,63

1,156 0,293 0,013 0,043 0,2 0,047

Заповедник 211,03 13,56 0,023 0,3 13,5 0,74

"Ямская степь" 1,712 0,434 0,153 0,065 0,3 0,07

- экологическая опасность, определяемая по соотношению с/ПДК.

Таблица 2

Абсолютная экологическая опасность, создаваемая отвалом рыхлой вскрыши, в пунктах местности

Вредное --ц^щесгао Пункт БЮ2 ре2о3 да мез Мп РЬ

г. Губкин 254,0 0,594 0,438 0,025 0,141 0,014 0,005 0,003 0,091 0,008 0,254 0,013

г. Старый Оскол 267,91 0,61 0,462 0,025 0,156 0,015 0,005 0,003 0,096 0,008 0,267 0,013

пос. Заповедный 121,94 0,582 0,207 0,024 0,071 0,014 0,003 0,003 0,043 0,008 0,120 0,012

Заповедник "Ямская степь" 24,725 0,586 0,042 0,024 0,014 0,014 0,001 0,003 0,009 0,008 0,024 0,012

'> - экологическая опасность, определяемая по соотношению с/ПДК.

Для сравнения с расчетными данными таблиц 1-2 показаны соответствующие предельно допустимые нормы - ПДК (табл.3).

Таблица 3

Предельно допустимые концентрации веществ

Вещество БЮг Ре203 АШ, мЁо Мп РЬ

ПДК, мг/м 3 0,05 0,15 0,15 0,15 0,001 0,0003

Анализ таблиц 1-3 позволяет сделать следующий вывод: сопоставление оценок, выполненных по выражению (1) и по соотношениям ПДК или с/ПДК с очевидностью указывает на преимущество оценки экологической, обеспечивающей значительно более широкий диапазон и возможность дифференциации изменения значимых величин. Оценка опасности по соотношениям с/ПДК, как и по величине ПДК важна, но такая оценка не является экологической. Факторы, характеризующие экологическую обстановку (а, 8, с, А, Ы, расположение источников загрязнений относительно оцениваемых пунктов, роза ветров) существенно изменяют токсикологическое представление об опасности, приближая его к уровню реальной экологической опасности.

Рекомендуемые показатели оценки экологической опасности дают возможность значительно более глубокого анализа экологической ситуации.

Расчеты демонстрируют высок}то чувствительность оценок экологической опасности к изменению многих факторов, в том числе, загрязненности воздуха, расположения оцениваемых пунктов местности, параметров источников выбросов и вида токсиканта. Это обеспечивает получение значимых величин за счет необходимой дифференциации значений опасности. Так, зависимости, представленные на рис. 1 и 2 показывают высокую степень различия количественных

Ре20з

0.001

0.002 С(Мп), мг/ м

0.003

0.05

0.09 С(ЙЮ2), мг/м 3

—I

0.13

0.15

0.25

С(Ре2 03) , мг/ м

0.35

Рис. 1 Взаимосвязь значений экологической опасности и расчетной концентрации вредных веществ в воздухе

РегОз

0.0007

0.001 ПДК(Мп), мг/м

0.0013

0.07

взаимосвязей между параметрами.

Факторный анализ параметров оценки экологической опасно» сти позволяет сделать следующие выводы.

1. Широко используемые в практике экологических оценок как соотношения ПДК, так и фактической концентрации вредных веществ к их предельно допусти мым концентрациям не выражают действительной экологической опасности и не могут быть использованы для оценки именно ее уровня.

2. Включение в формулу экологической опасности факторов а, 8, с, А, 14, характеризующих экологическую опасность в конкретном пункте местности, в значительной степени изменяет представление о реальном уровне экологической опасности.

3. Для установления уровня экологической безопасности необходима расчетная оцелка нормативной экологической опасности, устанавливаемая по рекомендуемым выражениям (3,4).

4. Исследование предложенных выражений экологической опасности позволяет утверждать, что они методически обоснованы. В них отсутствуют параметры, не оказывающие существенного влияния на уровень экологической опасности.

ч—

0.03

+-

0.05

ПДЩЮг), мг/м

0.1

—I—

0.15

0.2

ЩВДТегОЗ), мг/м

Рис.2 Взаимосвязь значений экологической опасности и ' концентрации вредных веществ в воздухе, принимаемой за предельно допустимую

Экологическая опасность горных объектов

Выполнена экологическая оценка опасности отвалов, различающихся составом и фи яисо-механическими характеристиками пород, а также источника зг"р,"знения атмосферы пылью фабрики крупного дробления Лебединского

ГОКа. Для этих объектов установлены количественные соотг ошения экологической опасности (как по пыли, так и по содержащимся в ней токашштаы); границы территориальных зон наибольшей и наименьшей оггаомсти; различия в опасности активных - находящихся в работе - и пассивных зон на отвалах; зависимость уровня опасности от величины их поверхности r¡- жш

Расчеты абсолютной экологической опасности, со ■ ¡ • ^ой отдельными токсикантами, входящими в состав пыли, и пылью т.'.; > -талькой вскрыши, рыхлой вскрыши, гидроотвала «Березовый лог», i*; 3: i c.gpraai крупного дробления, выполнены в отношении различных пу; со ксткосяа, в том числе пос. Заповедный, Иотовка, Зареченка. Впервые устт-v" гены зависимости значений абсолютной экологической опасности в свягн с из. гшением числа контакт' в в оцениваемом пункте и токсичности вредного '.епдества, а также с разв гаем (увеличением геометрических размеров) огврлов, (рис.3).

Для локальной эколоп i-естсой опасности по l'iO-, показано, что при удалении до ЗООм от г] ашщ соответствующих отвалов наол:эдаются ее высокие (превышающие нормативные) значения (рис.4). Отвал рыхлой вскрыши опасен более других, особенно на рас-стоязши 100-2.00 метров.

Изменение локальной экологической опасности от Fe,О,при

удалении до 300 м от соответствующих отвалов (рис.5), в силу меньшей токсичности этого вредного вещества и его малого процентного содержания в пыли, характеризуется значительно меньшими величинами, чем для Si02.

Изменение экологической опасности, создаваемой пылью соответствующих отвалов имеет тенденцию, подобную изменешпо опасности от SiC)2.

Причиной этому служит химический состав пыли данных отвалов, которая более, чем на 50% состоит из этого вещества. Однако, очевидно существенное различие по абсолютным значениям локальной экологической опасности по отдельным вредным веществам и по пыли.

1.55

2.12

2.67

3.02

S. км

Рис.3 Изменение абсолютной экологической опасности в оцениваемом пункте местности в зависимости от увеличения площади отвала рыхлой вскрыши

I -о | вал рычлой вскрыши; 2-о1вал скальной вскрыши; 3-гидроотвал "Березовый ло!"; 4-фаорнка крупно! о дробления; 5-нормативное значение опасности.

Рис.4 И ¡мснепис локальной экологической опасности ((2) пылящих объектов с увеличением расоюяния ог них ([,) в северо-западном направлении

]-01вал рыхлой вскрыши; 2-отвал скальной вскрыши; 3-гвдроотвал "Березовый лог"; 5-нормативное значение опасносщ.

Рис.5 Изменение локальной экологической опасности (СЦ пылящих объектов с увеличением расстояния от них (V) в северо-западном направлении

В результате проведенных расчетов и анализа результатов можно сделать заключение, что локальная экологическая опасность в радиусе до 300 м наиболее высока для отвала рыхлой вскрыши. Веществом, вносящим наибольший "вклад" в создание экологической опасности, является 5/0,. Локальная экологическая опасность отРе,0,, Мп и

пыли в радиу се 9000 м от трубы фабрики крупного дробления в северо- западном направлении не превышает нормативного значения.

Выявлено количественное влияние направления ветра в северозападном, южном, восточном и западном направлениях на локальную экологическую опасность. Экологическая опасность, рассчитанная с учетом равновероятности ветра по всем направлениям в течение года, принята за условный уровень отсчета- "формальный нуль". Расчеты показали, что влияние розы ветров наиболее сильно выражено на северо-западном направлении. Локальная экологическая опасность в этом случае превышает опасность дтя условия "формального пуля" почти в 2 раза.

Изучено совместное влияние коэффициента пыления поверхности отвала и удаленности от него на локальную экологическую опасность (гидроотвал Березовый лог", 5/02, рис.6). Данные расчета позволяют сделать вывод, что темпы предотвращающих пыле-ние рекультивацион-ных работ нет необходимости поддерживать максимально высокими во всех случаях. Экономически более эффективно и экологически безопасно поставить темпы и площади рекультивации пылящих отвалов в зависимость от значений опасности, убывающих с расстоянием до оцениваемых пунктов.

Выделен в локальной экологической опасности "вклад" активной зоны пыления (рис.7).

Направления ветра: 1- северо-западное: 2- южное; 3-восгочное и западное; 4- "формальный нуль". Рис.6 Изменение локальной экологической опасности (С2) загрязнения воздуха 8102 с увеличением коэффициента пыления (К) поверхности гидроотвала. Графики 1(4), 2(5), 3(6) соответствуют удалению от гидроотвала на 100 (200) метров в северо-западном, южном, восточном и западном направлениях

Рис.7 Изменение локальной экологической опасности (О) загрязнения воздуха 8102 с увеличением расстояния (Ь) до отвала рыхлой вскрыши. Графики 1,2,...5 соответствуют доле кремнезема 100%, 80, 60,40,0%, приходящейся на пыль от производства отвальных работ в общем пылении отвала

Это имеет технологическое значение при установлении степени совмеще!шя отвальных и рекультива-ционных работ. Из анализа (отвал рыхлой вскрыши), следует, что работа оборудования, влияющая на общее пиление отвала, оцениваемая, как экологически опасная на удалении от него до 400 м, на больших расстояниях уже таковой не является.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате научных исследований в диссертации по новому решена научная задача создания методических основ оценки экологической опасности объектов горного производства - загрязнителей атмосферного воздуха.

Раскрыто представление об экологической опасности горного производства, под которой понимается параметр освоения недр, характеризующий воздействие на окружающую природную среду и человека, оказываемое в результате использования в горном производстве минерального сырья и материалов, содержащих в себе токсичные вещества, а также их распространение в среде с отходами.

Показано, что экологическая опасность загрязнения атмосферного воздуха появляется и изменяется под влиянием значительного числа факторов, среди которых основными следует считать характеризуемые с точки зрения токсичности вредных веществ и ситуационных условий образования и изменения опасности. Тем самым установлено, что экологическая опасность имеет ситуационный характер. Оценка опасности должна быть основала на учете такой ее особенности. В этом состоит идея диссертации.

Предложено расчетно-аналитическое выражение оценки экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха объектами горного производства,' использование этого выражения в оценках опасности предполагает идентификацию обт>ектов-за1рязнителей по автоматизированной методике, разработанной И] 1KOII РЛ1 1.

Обосновано назначение и условия применения разработанных в диссертации различных видов оценки экологической опасности загрязнешш воздуха - локальной, абсолютной и нормативной оценки. Их использование в совокупности и сравнительный анализ результатов позволяет выявить значение отдельных факторов в ситуационном изменении значения опасности.

Методические основы оценки экологической опасности загрязнения атмосферного воздуха при освоешш недр исследованы на чувствительность к изменению основных параметров, что подтвердило возможность высокой степени дифференциации количественных взаимосвязей между ними.

Методические основы апробированы и условиях Курской магнитной аномалии на представительных объектах горного производства, чем была доказана их высокая результативность. Выявлено существование значительных различий в оценке опасности по показателю токсичности, в одном случае, и по совокупности факторов, определякицих экологическую ситуацию, в другом - п пользу рекомендуемых методических основ. Выполнена экологическая оценка опасности отвалов, различающихся составом и физико-механическими характеристиками пород, а также источника загрязнения атмосферы пылью фабрики крупного дробления Лебединского ГОКа. Для этих объектов установлены количественные соотношения экологической опасности (как по пыли, так и но содержащимся в ней токсикантам); границы территориальных зон наибольшей п наименьшей опасности: различия в опасности активных и пассивных vh на отвалах; зависимость уровня опасности от величины их поверхности пылепт. Результаты апробации указывают- на возможность использования методических основ в экологических оценках горных объектов и технологий, различающихся по широкому ряду параметров.

Основные положения дассертации опубликованы в следующих печатных

работах:

1. Столяров Д. О. Современные методы оценки опасности воздействия вредных веществ на природную среду и человека в условиях освоения недр. I Горный информационно-аналитический бюллетень №1, 1998.-Деп. в МГГУ 19.12.97, №74.

2. Столяров Д.О. Исследование формирования экологической опасности загрязнения воздуха при освоении недр. / Горный информационно-аналитический бюллетень №1, 1998,-Деп. в МГГУ 19.12.97, №73.

Лицензия ЛР № 21037 от 8 февраля 1996 г. Подписано в печать 09.01.98 г. Формат 60x84 1/16. Бумага "Amicus Professional". Печать офсетная. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ 33.

Издание ИПКОН РАН П1020 г. Москва, Крюковский тупик., 4