Обеспечение требуемых экологических параметров производственной среды за счет оптимизации выбросов в атмосферу от локомотивных депо

Рогачев, Андрей Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Обеспечение требуемых экологических параметров производственной среды за счет оптимизации выбросов в атмосферу от локомотивных депо
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Обеспечение требуемых экологических параметров производственной среды за счет оптимизации выбросов в атмосферу от локомотивных депо"

На^правах рукописи

Рогачев Андрей Владимирович

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ ЗА СЧЕТ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ОТ ЛОКОМОТИВНЫХ ДЕПО

Специальность 03.02.08 - Экология (в транспорте) (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

12 ДЕК 2013

005543504

Москва - 2013

005543504

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» МГУПС (МИИТ).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сидоров Юрий Павлович

Официальные оппоненты: Бельков Владимир Максимович

доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией «Экологическая безопасность» Научно-исследовательского института

железнодорожного транспорта (ОАО

«ВНИИЖТ»).

Матешева Анна Владимировна кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории моделирования атмосферного переноса Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт физики атмосферы им. A.M. Обухова РАН».

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Защита состоится «27» декабря 2013 г., в 12 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 218.005.11 на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» МГУПС (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ауд. 1235.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПС (МИИТ). Автореферат разослан «22-» Uo3>£7/\ * 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д218.005.11 —у—, ~ кандидат технических наук а.Н. Савин

Актуальность работы. Железнодорожный транспорт России является одной из важнейших отраслей экономики, а его экологически безопасное функционирование -одной из приоритетных задач государственной политики.

Процесс перевозок на железнодорожном транспорте требует наличия сложных инженерных сооружений и технических средств, при этом чрезвычайно актуальными остаются вопросы методических и нормативно-правовых основ в области охраны окружающей среды в целом и атмосферного воздуха в частности. Не меньшего внимания требуют вопросы, касающиеся обеспечения необходимых параметров микроклимата в производственных помещениях, основным из которых является воздух рабочей зоны. Следует обратить внимание на тот факт, что современный постоянно увеличивающийся темп развития объемов и видов транспортных услуг оказывает все более ощутимое отрицательное техногенное воздействие на окружающую среду и как следствие на условия труда. Железнодорожный транспорт по масштабам и степени воздействия на окружающую среду относится к числу отраслей, обладающей потенциально высокой экологической опасностью. Динамичное развитие отрасли сопровождается не только увеличением объемов перевозок, но и как следствие поступлением в атмосферный воздух значительных объемов загрязняющих веществ.

Таким образом, для обеспечения комплексного подхода к вопросу устойчивого развития необходимо, чтобы охрана труда и защита окружающей среды имели тесную внутреннюю взаимосвязь. Безопасная и здоровая производственная среда и защита окружающей среды являются важными коррелирующими составляющими.

На практике широко распространена ситуация, когда решение вопросов в рамках охраны окружающей среды и охраны труда возложены на одно лицо. Следовательно, для решения задач по внедрению «зеленых» рабочих мест, имеется острая необходимость в методической поддержке с целью комплексной оценки состояния двух взаимозависящих сред и определения механизмов связи между ними.

На основании выше изложенного, установление взаимосвязи между параметрами загрязнения окружающей среды и состоянием воздуха рабочих мест является актуальной темой исследования.

Цель работы: разработка экспресс-метода оценки влияния загрязнения атмосферы на состояние воздуха в рабочих помещениях предприятий железнодорожного транспорта на примере объектов московского транспортного узла.

Задачи, решаемые для достижения цели:

1. Проведение комплексной оценки распределения примесей в атмосфере при различных метеорологических факторах и режимах функционирования рассматриваемых объектов.

2. На основании полученных данных о распределении примесей в атмосфере выявление зон с максимальной и минимальной антропогенной нагрузкой на атмосферный воздух с использованием статистических методов.

3. Проведение экспериментальной оценки содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны с помощью средств измерений, обработку полученной информации и сравнение с расчетными показателями.

4. Определение зависимости концентраций загрязняющих веществ внутри помещений и открытых площадках.

5. Проведение оценки эффективности существующих природоохранных мероприятий и разработка предложения по повышению их эффективности за счет внедрения решений, позволяющих снизить количественные параметры выбросов в атмосферу.

6. Разработка предложений, позволяющих усовершенствовать качество природоохранной деятельности и обеспечить требуемые значения качества воздуха рабочей зоны на предприятиях за счет внедрения мероприятий в рамках производственного экологического контроля и мониторинга

Объект исследования.

В область научных изысканий включены две взаимосвязанные системы, первая их которых затрагивает область экологии (охрана атмосферного воздуха), вторая - охраны труда (воздух рабочей зоны).

Предмет исследования.

Определение концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны и способы их снижения.

Методика исследования.

Методология работы основывается на исследованиях, касающихся моделирования процесса диффузионного распределения примесей в атмосфере и определения

количественных и качественных показателей содержания примесей в воздухе инструментальными методами.

В процессе работы были использованы методы исследования, такие как математической статистики, метод натурного моделирования, метод экспертных оценок. Научная новизна.

1. На основании комплексной оценки состояния атмосферного воздуха в зоне ответственности предприятий предложен метод зонального деления территории по уровню загрязнения атмосферы.

2. Используя метод зонального деления территории, определены участки территории с наименьшими и наибольшими уровнями загрязнения.

3. Определена зависимость между уровнем загрязнения атмосферы и загрязнением воздушной среды рабочих помещений.

Достоверность исследования.

Методы исследования, используемые в работе, являются общепризнанными. В работе использовались программные комплексы УПРЗА «Эколог» 3.0, «SPSS» 17.0, «Microsoft Excel». Средства проведения экспериментальных исследований являются сертифицированными.

Практическая ценность.

1. Предложенный метод оценки качества атмосферного воздуха позволяет определить зоны минимальной и максимальной антропогенной нагрузкой в районе расположения предприятия, что позволяет определить оптимальные места для размещения воздухозаборных устройств для подачи приточного воздуха в помещения.

2. Полученная взаимосвязь между содержанием загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны помещений позволяет определить рациональность выбора решений технического и организационного характера для обеспечения экологической безопасности.

3. Предложены для практической реализации установки и аппараты по нейтрализации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для рассматриваемых предприятий, учитывающие соответствующие условия и специфику.

Апробация работы.

Основные положения диссертации были изложены на:

- пятой международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы социально-экологической и экономической безопасности поволжского региона», Казанский филиал МИИТ (Казань, 2013 г.);

- ежегодной конференции «Современные проблемы транспортного комплекса России», МГТУ им. Г.И. Носова (Магнитогорск, 2013);

- международной заочной научно-практической конференции «Техносферная безопасность», Воронежский филиал МИИТ (Воронеж, 2013);

- заседаниях кафедры «Техносферная безопасность» РГОТУПС (РОАТ) в 2009-2012

гг.;

- заседаниях кафедры «Химия и инженерная экология» МИИТ в 2013 г.

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 5 научных работах, в том числе две в ведущем рецензируемом журнале.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 188 страниц машинописного текста, в том числе 29 рисунков, 38 таблиц, 98 наименований источников литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении рассмотрена актуальность темы, сформулированы цели и задачи, определены научная новизна и практическая значимость работы, структурированы научно-методические пути ее решения.

В первой главе представлена характеристика рассматриваемых предприятий с точки зрения воздействия на атмосферный воздух, определены основные источники загрязнения атмосферы и превалирующие загрязняющие вещества. Проведен анализ требований законодательства в области охраны атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны при этом основное внимание уделено вопросу нормирования и использования критериев оценок качества исследуемых сред. Значительный вклад в развитие теории и методологии распределения примесей загрязняющих веществ в атмосфере внесли ученые: М.Е. Берлянд, Э.Ю. Безуглая, Р.И Оникул, Е.Л. Генрихович, Н.С. Буренин и др. Крупные научные исследования в области промышленной гигиены, в том числе и на железнодорожный транспорте выполнялись следующими учеными: Б.В Беркалов, C.B. Белов, Е.Е Карпис, В.Г. Попов, Ю.П. Сидоров и др. В работе выполнен обзор методов и средств очистки отходящих газов используемых в настоящее время на объектах железнодорожного транспорта. В диссертационной работе объектами исследования являются пять предприятий железнодорожной отрасли расположенные в границах г. Москва: Локомотивное депо Москва 3; Пассажирское депо Москва 3; Локомотивное депо Люблино; Локомотивное депо Киевская им. Ильича; Локомотивное депо Москва 2.

Для реализации подхода создания «зеленых» рабочих мест крайне важно обеспечить информационно-методическое сопровождение для оценки атмосферного воздуха и воздуха внутри помещения и поиска связей между ними.

Проведенные исследования позволили определить цель диссертационной работы и перечень задач для ее достижения.

Во второй главе проведена комплексная оценка состояния воздушного бассейна в пределах территорий размещения исследуемых объектов и по результатам оценки определено положение зон характеризуемых максимальными и минимальными уровнями концентраций загрязняющих веществ.

Комплексная оценка состояния атмосферы выполнена с использованием математического моделирования распространения загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы с получением карт, характеризующих загрязнение территории. Моделирование выполнено на основании алгоритма нормативной методики ОНД-86 с применением разработанного и утвержденного в установленном порядке программного комплекса (УПРЗА - Эколог 3.0). Основным этапом вычислений является определение распределений значений концентраций конкретного загрязняющего вещества, создаваемой при определенных метеоусловиях выбросом этого загрязняющего вещества из отдельного источника загрязнения атмосферы (ИЗА).

Расчеты производились в два этапа:

• расчет величин, характеризующих ИЗА с точки зрения особенностей рассеивания в атмосфере примеси, поступающей из источника в атмосферу, по данным о технических параметрах ИЗА и характеристиках местности.

• расчет распределения в атмосфере концентраций ЗВ, создаваемых его выбросом из этого ИЗА, при котором используются характеристики ИЗА, определенные на первом этапе.

Входными данными для проведения расчетов являются следующие характеристики и параметры: параметры источников выбросов, метеорологические характеристики района расположения предприятий, включая фоновые концентрации и графические материалы с указанием расположения источников загрязнения атмосферы на площадках предприятий. Набор параметров, необходимых для расчетов, принят в соответствии с данными о выбросах, представленных в ведомственных проектах нормативов ПДВ и отчетов об инвентаризации ИЗА предприятий. Источником информации о фоновых концентрациях примесей служили справки о фоновых концентрациях загрязняющих веществ, находящихся в распоряжении предприятий и выдаваемых Центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЦГМС), в которых указывается

осредненная фоновая концентрация за определенный период времени. В качестве альтернативного источника информации о фоновых концентрациях ЗВ, содержащихся в атмосфере, прежде всего для определения пиковых значений, в настоящей работе использовались данные наблюдений городской службы экологического мониторинга «Мосэкомониторинг» (Таблица 1).

Таблица 1 - Значения фоновых концентраций, используемых в расчетах

Вещество/ Сф, мг/м3 Москва 3 пас, Москва 3 лок, Москва 2 Люблино Киевская Максимальное значение

Диоксид азота 0,13 0,18 0,15 0,18

Диоксид серы 0,005 0,01 0,01 0,01

Оксид углерода 4 4.5 4,5 4,5

Вариантность схем расчета рассеивания загрязняющих веществ определена следующими позициями.

Относительно значений фоновых концентраций:

• без учета фоновых концентраций, с целью определения степени воздействия непосредственно от рассматриваемых предприятий (вариант «без фона»);

• с учетом осредненных фоновых концентраций по данным ЦГМС (вариант «фон ЦГМС»);

• с учетом максимальных значений фоновых концентраций загрязняющих веществ, зарегистрированных на общегородской сети «Мосэкомониторинг» (вариант «фон шах»),

• с учетом фоновых концентраций, зарегистрированных в период проведения экспериментальных исследований.

Относительно функционирования источников загрязнения атмосферы:

• с учетом всех действующих источников загрязнения атмосферы («основной вариант»;

• с учетом всех действующих источников за исключением дающих наибольшие вклады в загрязнение атмосферного воздуха («без максимальных вкладчиков»);

Относительно используемого критерия оценки:

• использование критерия ПДК воздуха населенных мест по всем веществам, для всех предприятий.

• использование критерия ПДК воздуха населенных мест с коэффициентом 0,8 для объектов, граничащих с рекреационными зонами.

• использование критерия ПДК воздуха рабочей зоны для загрязняющих веществ с коэффициентом 0,3, концентрация которых превышает указанный выше критерий для оценки качества воздуха на территории предприятий. Результаты расчетов представляются в табличной и графической форме. Графическое представление результатов расчетов рассеивания загрязняющего вещества представляет собой векторную карту (рисунок 1), имеющую следующие выходные данные: вещество для которого произведен расчет рассеивание в пространстве, расчетные узлы, в которых зафиксирована максимально возможная концентрация вещества; санитарно-защитная зона, на которой с определенным шагом размещены расчетные точки с указанием концентрации вещества, кроме того имеется цветная шкала для оценки степени загрязнения, в нижней части карты дана краткая характеристика рассматриваемого объекта; указан масштаб.

0301 Азота диоксид (Азот (IV) оксид) -100 0 100 200 300 400

0,90 1 1,50

Объект: 1. Депо им. Ильича; вар.исх.д. 1; вар.расч.3; пл.1((1=2м)

Масштаб 1:3700

Рисунок 1 - Пример формирования системы изолиний равных концентраций диоксида азота, при основном варианте работы ИЗА локомотивного депо им. Ильича с учетом максимальной фоновой концентрации 9

Экспертная оценка данных, полученных в результате расчетов рассеивания загрязняющих веществ в районах расположения объектов по «основному варианту», позволяет утверждать, что в целом на всех объектах (за исключением депо Люблино) при работе всех источников выбросов без учета фоновых концентраций не наблюдаются превышения ПДК для атмосферного воздуха населенных мест на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) по всем веществам и группам суммации участвующих в расчетах. Аналогичная ситуация наблюдается и при вводе в расчет фактора «фон», однако отмечаются превышения значений концентраций уставленных нормативом по диоксиду азота (группе суммации) для Локомотивного депо Москва 3 (при условии «Фон max»- 1,05 ПДК по NO2), Локомотивного депо Люблино (при условиях «Без Фона» - 6,35 ПДК по N02, «Фон ЦГМС» - 6,53 ПДК по N02, «Фон шах» - 6,35 ПДК по N02) и Локомотивного депо им. Ильича (при условии «Фон шах» - 1.08ПДК по NO2). В ходе расчетов выявлены источники, дающие наибольшие вклады в уровень загрязнения. К таким источникам относятся работающие тепловозы (Москва 3, Люблино, им. Ильича) и посты реостатных испытаний (Москва 3, Люблино). При отсутствии эмиссий загрязняющих веществ источников с преобладающим уровнем вклада содержание в приземном слое атмосферного воздуха для всех определяемых примесей не превышает предельно-допустимых концентраций. При этом наблюдается уменьшение негативной нагрузки на атмосферный воздух со стороны предприятий, однако фиксируются близкие к пороговым значениям концентраций по диоксиду азота при учете максимальных значений фоновой концентрации. С целью оценки качества атмосферного воздуха на территориях производственных площадок, который системами вентиляции и кондиционирования подается в производственные и административные помещения проводились расчеты определения полей концентраций при использовании в качестве норматива условия 0,ЗПДКр.з. Исходя из полученных расчетным путем данных, не соблюдение установленных нормативов в области охраны воздуха рабочей зоны наблюдается только по диоксиду азота на площадке локомотивного депо Люблино с учетом максимальных значений фона. Учитывая, что локомотивное и пассажирское депо Москва 3 граничат с территорией парка «Сокольники» проведен расчет с использованием в качестве норматива условия 0,8ПДКм.р. по результатам расчетов можно констатировать, что в пределах пограничных территорий с парком «Сокольники» имеют место превышение по азоту диоксиду и углероду оксиду, однако результирующие данные получены с использованием высоких фоновых концентраций.

Таким образом, экологическое состояние атмосферного воздуха характеризуется как удовлетворительное за исключением ситуации, при которой происходит совмещение

фактора высокого фона и фактора главного источника. Также в ходе расчетов выявлены загрязняющие вещества-маркеры, к которым относятся азота диоксид, азота оксид, углерода оксид.

Результаты расчетов рассеивания примесей в приземном слое атмосферы служат исходными данными для проведения дальнейшего оценки с применением статистических методов. Целью оценки результатов является получение сведений о зонах в пределах рассматриваемых территорий с минимальным и максимальным уровнем загрязнения. Установление таких зон позволяет решить задачу по определению расположения участков территории на местности, рекомендуемых в качестве источников воздуха для подачи в производственные помещения и мест, в пределах которых необходимо проводить регулярный мониторинг атмосферного воздуха, включающий измерения концентраций загрязняющих веществ. На основании проведенных расчетов были сформированы массивы данных для каждого исследуемого предприятия, в которых каждый узел расчетной сетки характеризуется концентраций веществ, содержащихся в выбросах (таблица 2).

Таблица 2 - Пример массива данных для Локомотивного депо им. Ильича

№ Координаты Концентрации (доли ПДК)

X Y 123 143 184 301 304 328 330 333 337 342

1 -120 -170 0,0056 о.оз 0,0039 1 0,81 0,0034 0,0076 0,0014 0,9 0,0037

2 -120 -120 0,007 0,03 0,0051 1,01 0,81 0,0039 0,0089 0,0016 0,9 0,0045

3 -120 -70 0,0086 0,04 0,0064 1,03 0,81 0,0045 0,01 0,0018 0,9 0,0052

4 -120 -20 0,0098 0,04 0,0075 1,04 0,81 0,005 0,01 0,0019 0,91 0,0056

5 -120 30 0,0095 0,04 0,0075 1,05 0,81 0,0051 0,01 0,0021 0,91 0,0053

6 -120 80 0,008 0,04 0,0064 1,04 0,81 0,0049 0,01 0,0022 0,9 0,0046

7 -120 130 0,0063 0,03 0,0051 1,02 0,81 0,0045 0,01 0,0022 0,9 0,0038

8 -120 180 0,005 0,02 0,0039 1,01 0,81 0,0041 0,0091 0,0021 0,9 0,0031

Набор данных по каждому из объектов был подвергнут кластерному анализу методом «k-средних» с использованием программного средства SPSS версия 17.0. В результате анализа сформированы кластеры, представляющие собой совокупности (группу) точек (узлов расчетной сетки) на территории и характеризующиеся однородными концентрациями примесей. По условиям выполняемых расчетов рассматриваются 5 кластеров, каждый из которых характеризуется вектором долей ПДК, подразумевающий среднюю концентрацию i-oro вещества в данном кластере (таблица 3).

Таблица 3 - Сводная ведомость кластеров, с указанием средних значений

концентраций (депо им. Ильича)

Кластер Размер Средние значения концентрация

123 143 184 301 304 328 330 333 337 342 616

1 12 0,006 0,041 0,005 1,103 0,816 0,007 0,015 0,028 0,908 0,005 0,026

2 9 0,022 0,109 0,031 1,123 0,817 0,008 0,018 0,004 0,910 0,014 0,102

3 57 0,005 0,024 0,003 1,005 0,810 0,004 0,009 0,003 0,901 0,003 0,013

4 2 0,007 0,040 0,002 1,140 0,820 0,008 0,020 0,025 0,910 0,005 0,025

5 64 0,006 0,035 0,004 1,043 0,810 0,005 0,011 0,008 0,905 0,004 0,019

Кластер Размер 2732 2735 2750 2752 2754 2907 2908 2930 2936 6034 6039

1 12 0,036 0,061 0,004 0,007 0,078 0,045 0,683 0,683 0,015 0,018 0,020

2 9 0,052 0,129 0,011 0,031 0,011 0,062 0,377 0,377 0,020 0,036 0,021

3 57 0,019 0,016 0,001 0,004 0,008 0,014 0,265 0,265 0,008 0,009 0,010

4 2 0,040 0,045 0,005 0,008 0,070 0,025 0,920 0,920 0,009 0,020 0,020

5 64 0,026 0,027 0,003 0,006 0,024 0,022 0,442 0,442 0,012 0,012 0,013

Кластер Размер «041 6043 6046 6204 - - - - - -

1 12 0,015 0,036 0,688 0,221 - - - - - -

2 9 0,018 0,020 0,391 0,242 - - - - - -

3 57 0,009 0,010 0,269 0,114 - - - - - -

4 2 0,020 0,030 0,925 0,260 - - - - - -

5 64 0,011 0,015 0,447 0,156 - - - - - - -

Дальнейший анализ средних значений концентраций ингредиентов в

соответствующем кластере выполнялся с целью получения обобщенной характеристики с выделением загрязняющих веществ, средние концентрации которых превышают установленные нормативы или приближены к пороговым значениям (таблица 4). Для получения сравнительных оценок и выявления зон экологической безопасности, каждому кластеру был присвоен класс, определяющий уровень потенциального воздействия. Ранжирование заключалось в определении количества и индексов уровней >1ПДК, >0,9 ПДК, >0,8ПДК и средней суммарной концентрации (X Сср). Соответственно, чем больше индексов и выше их значение, тем меньший класс имеет кластер. Следовательно, определение класса соответствующего кластера (ранжирование) выполнено от наименее опасного, относительно уровня потенциального воздействия, соответственно класс 1, к наиболее опасному, соответственно класс 5. В результате проведенного ранжирования выявлены кластеры, характеризующиеся наибольшей и наименьшей антропогенной нагрузкой с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха.

Таблица 4 - Результаты определения ранга кластеров (депо им. Ильича)

Кластер >1ПДК >0,9ПДК >0,8ПДК Ранг

1 301 (1Д03) 337 (0,908) 304(0,816) 5,566 4

г 301 (1,123) 337 (0,910) 304(0,817) 4,955 3

3 301 (1,005) 337(0,901) 304 (0,810) 3,800 1

4 301 (1,140) 337 (0,910) 330 (0,92) 333 (0,920) 304 (0,820) 6,319 5

5 301 (1,043) 337 (0,905) 304 (0,810) 4,509 2

Таким образом, в пределах исследуемой территории выделяются точки, имеющие соответствующие уровни нагрузки в части загрязнения атмосферного воздуха. Соответственно, зоны с наименьшим уровнем экологической опасности представляют собой потенциальные места размещения установок забора воздуха для систем вентиляции, а зоны с повышенной антропогенной нагрузкой - места расположения пунктов мониторинга атмосферного воздуха. Графическое отображение положения кластеров представлено на рисунке 2.

-100 0 100 200 300 400

300

200 100

-ЮС

-100 О 100 200 300 400

# - кластер 3 й> - кластер 2 « - кластер 4 ^ - кластер 5 » - кластер 1

Объект; 1, Депо им. Ильича; вар.исх.д. 1; вар.расч.1; гш.1(Ь=2м) _Масштаб 1:3700

Рисунок 2 - Положение кластеров в границах рассматриваемой территории на

примере локомотивного депо им. Ильича

В третьей главе описана экспериментальная часть диссертационной работы,

заключающаяся в определении содержания вредных компонентов в атмосферном воздухе

и воздухе рабочей зоны аналитическим способом. Инструментальная оценка выполнялись

с целью дальнейшего исследования качества атмосферного воздуха в пределах

селитебных зон, границ санитарно-защитных зон, воздуха на территории предприятий и

воздуха в производственных помещениях. В качестве определяемых компонентов выбраны следующие вещества: NO, NO2 и СО. Выбор веществ обусловлен тем, что их доля в выбросах предприятий значительна, кроме того в результате выполненного моделирования получены высокие расчетные значения приземных концентраций. Для определения концентраций веществ были использованы газоаналитические комплексы -газоанализатор «Seres NOK 2000G» и газоанализатор «Seres СО 2000G». Также при оценке качества воздуха рабочей зоны использовались индикаторные трубки. Экспериментальные исследования выполнялись силами и средствами химико-аналитической лаборатории, аккредитованной и аттестованной в установленном порядке с использованием газоаналитического оборудования, занесенного в единый Государственный Реестр Средств измерений и имеющего свидетельства о поверке. Среди средств контроля химических параметров газовых сред, газоанализаторы выделяются тем, что, являясь портативными, дают репрезентативную качественную и количественную информацию. Свойство портативности данных устройств создает ряд полезных, а в ряде случаев и незаменимых потребительских качеств. Работы выполнялись на трех предприятиях: Вагоноремонтное депо Москва 3, Локомотивное депо Москва 3 и Локомотивное депо Москва 2. При проведении работ присутствовали представители организаций, при этом все результаты измерений запротоколированы и по окончании работ составлены соответствующие акты. Во время выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ все предприятия функционировали в штатном режиме.

Натурные исследования проводились в несколько этапов.

• Этап №1. Проведение измерений на территории, в производственных помещениях и в окрестностях пассажирского депо Москва 3. Дата проведения работ 02.07.2012г.

• Этап №2. Проведение измерений на территории, в производственных помещениях и в окрестностях локомотивное депо Москва 3. Дата проведения работ 03.07.2012 г.

• Этап №3 Проведение измерений на территории, в производственных помещениях и в окрестностях локомотивного депо Москва 2. Дата проведения работ 09.07.2012 г.

Условия, при которых проводились измерения, представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Условия проведения экспериментальных исследований

Дата проведения исследований Режим работы объекта Значения фоновых концешраций (доли ПДК) Метеорологические параметры

02.07.2012 Штатный NO - 0,4 N02 - 0,4 СО-0,3 Температура - +25 UC Атмосферное давление - 750 мм. p.c. Скорость ветра - 1 м/с Направление ветра - ЮЗ Влажность - 80 %

03.07.2012 Штатный N0-0,1 N02-0,3 СО - 0,3 Температура - +22 "С Атмосферное давление - 749 мм. p.c. Скорость ветра — 3 м/с Направление ветра - СЗ Влажность - 81 %

09.07.2012 Штатный N0-0,1 NOj - 0,3 СО-0,2 Температура - +29 "С Атмосферное давление - 745 мм. p.c. Скорость ветра - 2 м/с Направление ветра - Ю Влажность - 78 %

По окончании выполненных работ получены следующие результаты, данные которых представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Сравнение результатов экспериментальных и расчетных значений

концентраций определяемых компонентов

№ п/п № пункта Место отбора Определяемый компонент Измеренное значение, мг/м3 Расчетное значение, мг/м3 АС, мг/м3

Объек т пассажи эское депо Москва 3

1 1.1 атм. воздух (граница СЗЗ) азота диоксид 0,060 0,086 0,026

азота оксид 0,130 0,16 0,03

углерода оксид 1,200 1,5 0,3

2 1.2 атм. воздух (0,5 СЗЗ) азота диоксид 0,061 0,086 0,025

азота оксид 0,130 0,16 0,03

углерода оксвд 1,210 1,5 0,29

3 1.3 атм. воздух (промплощадка) азота диоксид 0,069 0,084 0,015

азота оксид 0,136 0,16 0,024

углерода оксид 1,275 1,5 0,225

4 1.4 атм. воздух (промплощадка) азота диоксид 0,071 0,086 0,015

азота оксид 0,136 0,16 0,024

углерода оксид 1,275 1,5 0,225

5 1.5 раб. зона (цех малого периодического ремонта) азота диоксид 0,090 0,086

азота оксид 0,170 0,16 _

углерода оксид 1,550 1,5

6 1.6 раб. зона (тепловозоремонтный цех) азота диоксид 0,087 0,086 _

азота оксид 0,150 0,16 _

углерода оксид 1,600 1.S

7 1.7 раб. зона (цех периодического ремонта) азота диоксид 0,088 0,086 _

азота оксид 0,155 0,16 _

углерода оксид 1,200 1,5

Обьек т: Локомотивное депо Москва 3

8 2.1 атм. воздух (граница СЗЗ) азота диоксид 0,050 0,07 0,02

азота оксид 0,035 .

углерода оксид 1,300 1,5 0,2

№ п/п Ks пункта Место отбора Определяемый компонент Измеренное значение, мг/м3 Расчетное значение, мг/м3 ДС, мг/м3

9 2.2 атм. воздух (0,5 СЗЗ) азота диоксцд 0,050 0,07 0,02

азота оксид 0,036 - -

углерода оксид 1,350 1,5 0,15

10 2.3 атм. воздух азота диоксид 0,055 0,08 0,025

(промплощадка) азота оксид 0,038 - -

углерода оксид 1,360 1,5 0,14

11 2.4 атм. воздух азота диоксид 0,056 0,08 0,024

(промплощадка) азота оксид 0,038 - -

углерода оксид 1,360 •,5 0,14

12 2.5 раб. зона (цех азота диоксид 0,069 0.1

текущего ремонта) азота окснд 0,046 - -

углерода оксид 1,600 1,55 -

13 2.6 раб. зона (сварочное азота диоксид 0,071 0,1 -

отделение) азота оксид 0,050 - -

углерода оксид 1,700 1,55 -

14 2.7 раб. зона (участок азота диоксид 0,06 0,08 -

ремонта автосцепок) азота оксид 0,045 -

углерода оксид 1,500 1,55 -

Объект: Локомотивное депо Москва 2

15 3.1 атм. воздух (граница азота диоксид 0,055 0,06 0,005

СЗЗ) азота оксид 0,033 0,04 0,007

углерода оксид 0,870 1,25 0,38

16 3.2 атм. воздух (0,5 СЗЗ) азота диоксид 0,057 0,06 0,003

азота окснд 0,035 0,04 0,005

углерода оксид 0,900 1,25 0,35

17 3.3 атм. воздух азота диоксид 0,056 0,06 0,004

(промплощадка) азота оксид 0,036 0,04 0,004

углерода оксид 0,910 1,25 0,34

18 3.4 атм. воздух азота диоксид 0,057 0,09 0,033

(промплощадка) азота оксид 0,035 0,04 0,005

углерода оксид 0,910 1,35 0,44

19 3.5 раб. зона (колесный азота диоксид 0,065 0,06 -

цех) азота оксид 0,045 0,05 -

углерода окснд 1,100 1.35 -

20 3.6 раб. зона (сварочное азота диоксид 0,070 0,06 -

отделение) азота оксид 0,047 0,05 -

углерода оксид 1,200 1,35 -

21 3.7 раб. зона (цех азота диоксид 0,065 0,06 -

текущего ремонта) азота оксид 0,045 0,05 -

углерода оксид 1,100 1,35 -

В результате оценки выполненных исследований получены данные, свидетельствующие, что по всем контролируемым показателям значения соответствуют нормативам качества воздуха населенных мест и воздуха рабочей зоны. Если рассматривать результаты натурных исследований и варианты расчета, учитывающие фоновые концентрации на момент проведения измерения и фактор режима работы предприятия, можно утверждать, что экспериментальные результаты исследований подтверждают теоретические.

На основании проведенных экспериментальных исследований с учетом расчетных данных определена необходимая зависимость между концентрациями примесей, содержащихся в воздушной среде атмосферы и концентрациями примесей, содержащихся в воздухе помещений. Для определения необходимой зависимости в качестве исходных данных выступают измеренные концентрации внутри помещений и значения приземных концентраций, полученных в ходе моделирования (таблица 6). В результате регрессионного анализа полученной диаграммы рассеяния точек определена линия регрессии для каждой примеси (N02, N0, СО) для каждого рассматриваемого объекта, где проводились измерения. Полученные данные представлены на рисунках 3-5.

Рисунок 3 - График зависимости (тренд) концентраций для азота оксида

Рисунок 4 - График зависимости (тренд) концентраций для азота диоксида

1,8

1,6 1,4

1,2 1 -

Ср.з.

0,8 0,6 0,4 0,2

1,3

1,35

1,4 1,45 1,5 1,55

1,6

Сатм

Рисунок 5 - График зависимости (тренд) концентраций для углерода оксида

Коэффициенты детерминации, характеризующие качество регрессионных уравнений, имеют следующие величины 0,98 (N0), 0,88 (Ш2) и 0,9 (СО) соответственно. Проверка качества уравнений линейной регрессии осуществлялась методом р-теста (критерий Фишера), основанного на сравнении фактического критерия (Рфакг) с критическим (Ркр). Значения фактического критерия для уравнений регрессии для N0, N02 и СО составляют следующие величины 492, 69 и 84 соответственно, что выше критического значения Икр (0,01;1)=5,5. Исходя из этого, признается статистическая значимость и надежность уравнений регрессии.

Кроме того, была выполнена оценка на правдоподобие использования линейных зависимостей с использованием критерия х.2 (критерий Пирсона), который также основан на сравнении наблюдаемого и критического значений критерия. Значение критериев х2набл для параметров N0, Ы02 и СО равны 0,247, 0,833 и 2,98 соответственно, что ниже критического значения х2 (0,05,1)=3,84. Соответственно, гипотеза и равномерном распределении генеральных совокупностей принимается. Пунктирной линией обозначена область допустимых значений определяемых концентраций.

Представленные графики служат для экспресс оценки уровня загазованности помещения по имеющимся расчетным характеристикам концентрации в приземном слое на площадке, в пределах которой происходит забор свежего воздуха в систему вентиляции. Интерпретация результатов определяет перечень помещений, в которых определение уровня загрязнения воздуха первостепенно.

В четвертой главе рассматривается практические природоохранные мероприятия имеющие цель снижения минимизацию негативного воздействия на атмосферу.

Предложены установки по нейтрализации абсорбционного и адсорбционного типов для постов реостатных испытаний как наиболее значимых источников.

При абсорбции диоксида азота водой в газовую фазу переходит часть оксида азота, скорость окисления которого при низких концентрациях довольно мала, степень очистки при этом незначительна и составляет порядка 40-50%. Значительно увеличить эффективность очистки при абсорбции диоксида азота водой позволит метод нейтрализации при избытке кислорода. Одним из вариантов аппарата реализующего указанный механизм окисления N0* является конструкция абсорбера насадочного или тарелочного типа.

В качестве альтернативы возможно применение метода хемосорбционной очистки отходящих газов от окислов азота, при этом в качестве адсорбента, вступающего в химическое взаимодействие с удаляемым компонентом, применяется торфощелочной сорбент. Данный процесс нейтрализации может быть применен в адсорбционных установках с «неподвижным» или «кипящим» слоем, при этом эффективность очистки составляет порядка 60%.

Выбор представленных методов нейтрализации и предлагаемых аппаратов для рассматриваемых предприятий продиктован в первую очередь экономическими соображениями. Экономический фактор является решающим при выборе в пользу сравнительно доступных, достаточно эффективных, надежных и отлаженных способов очистки отходящих газов, в то время как внедрение передовых и высокоэффективных технологий приведет к значительным капитальным и эксплуатационным затратам.

С целью определения достаточности предлагаемых мер по снижению концентраций загрязняющих веществ в выбросах при осуществлении реостатных испытаний было выполнено моделирование процесса формирования приземных концентраций диоксида азота. Результаты показывают, что использование аппаратов с заданной эффективностью не позволяет обеспечить уровень приземных концентраций удовлетворяющим требованиям ПДК для атмосферного воздуха. Принимая во внимание условия, что масса вредного вещества не изменяется и метеорологические коэффициенты также являются величинами постоянными, корректировка величины приземной концентрации достигается за счет изменения параметров Н, V, ДТ. Таким образом, за счет увеличения высоты трубы-источника, увеличения объемов отходящих газов при использовании воздухонагнетательных установок и при условии высоких температур дымовых газов происходит снижение приземных концентраций загрязняющих веществ и достижение необходимых нормативов качества атмосферного воздуха в зоне влияния объектов. Таким образом, предлагается для поста реостатных испытаний локомотивного

депо Люблино дополнительная установка в систему отвода дымовых газов воздушного компрессора (воздухонагнетателя) производительностью 5 м3/с и увеличение высоты дымовой трубы на 10 м. Результаты проведенных расчетов показывают, что применение комплекса мер включающих использование средств газоочистки и средств улучшающие рассевание загрязняющих веществ в атмосфере позволяет достичь необходимых значений концентраций диоксида азота до необходимых норм.

На завершающем этапе научного исследования при совокупном анализе полученных результатов были сформулированы предложения по совершенствованию программы производственного экологического мониторинга (контроля) в части охраны атмосферного воздуха и воздуха в помещениях. Предложены принципы по формированию на предприятиях системы производственного экологического мониторинга и контроля. Предложения касаются состава объектов контроля, плотности наблюдательной сети, контролируемых показателей, периодичности наблюдений,

методики проведения работ.

Экономическая эффективность мероприятий, предлагаемых в диссертационной работе, может быть рассмотрена с двух позиций. С одной стороны, оценка качества воздушной среды, как на территории предприятия, так и внутри рабочих помещений позволяет определять мероприятия по предотвращению экологического ущерба, наносимого источниками выбросов на территории предприятия. Сокращение экологического ущерба за счет природоохранных мероприятий дает прямой экономический эффект за счет снижения платы загрязнения атмосферы. С другой стороны, снижение загрязнения в рабочих помещениях, как следствие снижения загрязнения в атмосфере, дает дополнительный экономический эффект вследствие снижения текучести рабочей силы, уменьшения невыходов на работу по болезни и сокращении расходов на уборку помещений. По практике как отечественных, так и зарубежных предприятий при поддержании чистоты воздуха в пределах нормируемых требований текучесть рабочей силы, задействованной в производственных процессах, снижается до 15%. Полученная при этом экономия в отдельных случаях может превышать расходы на установку и эксплуатацию оборудования по поддержанию требуемой чистоты воздуха. По опыту современных предприятий, на которых обеспечивается требуемая чистота рабочей среды, применение природоохранных мероприятий считается экономически оправданным при текучести рабочей силы более 15% в год или при отношении стоимости трудовых затрат к себестоимости продукции 25% и более.

Стоит также отметить, что если в первом случае экономия, учитывая текущие ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду, не значительна в денежном выражении, то во втором может достигать значительных сумм.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе проведен детальный анализ источников загрязнения атмосферы, расположенных на территориях предприятий железнодорожного транспорта по ремонту и эксплуатации подвижного состава, оценены количественные и качественные параметры выбросов загрязняющих веществ и их соответствие предельно-допустимым нормам. Определены наиболее значимые источники загрязнения атмосферы.

2. На базе математической модели по определению приземных концентраций загрязняющих веществ в атмосфере расчетным путем были определены степени загрязнения в атмосфере, как в пределах производственных территорий, так и на границах нормативных санитарно-защитных зон предприятий при различных режимах их работы. В результате расчетов был установлен основной поллютант - диоксид азота.

3. С целью классифицирования территории в районе расположения каждого из рассматриваемого предприятий по величине уровня загрязнения атмосферы с применением статистического метода (кластерный анализ) были определены зоны с различной степенью загрязнения.

4. В работе проведен эксперимент по инструментальной оценке загрязнения атмосферы на территориях и в пределах границ СЗЗ пассажирского депо Москва 3, локомотивное депо Москва 3, локомотивное депо Москва 2. Установлено, что в результате исследовательских работ, превышений установленных предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ не обнаружено. Результаты проведенных исследований достаточно хорошо сочетаются с расчетными значениями концентраций загрязняющих веществ полученных при соответствующих метеорологических условиях, наблюдавшихся при проведении экспериментов. Расхождение экспериментальных и прогнозных значений концентраций составляет не более 30%.

5. На основе экспериментальных и расчетных данных об уровнях концентраций загрязняющих веществ в производственных помещениях и на открытых площадках определена зависимость концентраций в указанных

взаимосвязанных средах, что характеризует их сопряжение. В результате получены графики зависимости (тренды) концентраций загрязняющих веществ.

6. Предложены наиболее эффективные принципы очистки, как с точки зрения экологических характеристик, так и минимальных и обоснованных экономических и ресурсных затрат.

7. Реализация предложенных в работе схем по улучшению функционирования природоохранных мероприятий позволит в значительной степени снизить экологические риски и улучшить качество условий труда, а также благотворно повлияют на имидж отдельных предприятий и компании в целом.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рогачев, A.B. Оценка загрязнения атмосферного воздуха в районах расположения локомотивного депо Люблино и локомотивного депо Москва III [Текст] / A.B. Рогачев // Наука и техника транспорта. - 2008. - №4. - С. 52-60.

2. Рогачев, A.B. Анализ результатов расчетного метода определения полей концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы [Текст] / A.B. Рогачев // Наука и техника транспорта. - 2009. - №2. - С. 90-94.

3. Рогачев, A.B. Способы очистки и нейтрализации отходящих газов от диоксида азота на предприятиях железнодорожного транспорта [Текст] / A.B. Рогачев // Образование и наука в России и за рубежом. - 2013. - №1. - С. 4-10.

4. Рогачев, A.B., Определение взаимосвязи между концентрациями загрязняющих веществ внутри производственных помещений и вне их на предприятиях железнодорожного транспорта (на примере локомотивных депо) [Текст] / A.B. Рогачев, Ю.П. Сидоров // Современные проблемы транспортного комплекса России: Выпуск 4: Медвузовский сборник научных трудов. - Магнитогорск, 2013.-С. 15-18.

5. Рогачев, A.B. Применение статистических методов при определении территорий (зон) с минимальной и максимальной антропогенной нагрузкой на атмосферный воздух на примере Локомотивного депо им. Ильича [Текст] / A.B. Рогачев // Сборник материалов V международной научно-практической конференции. - Казань: МИИТ, 2013. - С. 90-94.

Рогачев Андрей Владимирович

Специальность 03.02.08 - Экология (в транспорте) (технические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печатью . ■ / Д,- Заказ Я С 'о • Тираж 80 экз. Формат бумаги 60x84 1/16. Объем 1,5 п.л.

УПЦ ГИ МИИТ, Москва, 127994, ул. Образцова, д.9, стр. 9.

I !

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата технических наук, Рогачев, Андрей Владимирович, Москва

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения»

МГУПС (МИИТ)

На правах рукописи

04201452377

Рогачев Андрей Владимирович

Обеспечение требуемых экологических параметров производственной среды за счет оптимизации выбросов в атмосферу от локомотивных депо

Специальность 03.02.08 - Экология (в транспорте) (технические науки)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Сидоров Юрий Павлович

Москва - 2013 г.

Содержание

введение....................................................................................................................4

ГЛАВА 1 ПРОБЛЕМА ОХРАНЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ...........................................................................................................12

1.1 Основные положения, принципы и аспекты в области охраны атмосферного воздуха........................................................................................12

1.1.1 Локомотивные и пассажирские депо как потенциальные источники негативной нагрузки на атмосферный воздух..........................12

1.1.2 Нормативно-правовые аспекты в области охраны атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны...................................................................27

1.2 Обзор методов и средств снижения негативного воздействия на атмосферный воздух и воздух рабочей зоны..................................................37

1.2.1 Нейтрализация вредных газовых компонентов...............................37

Выводы по главе 1.................................................................................................59

ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ...................61

2.1 Математическая модель ОНД-86, используемая при расчетах рассеивания загрязняющих веществ................................................................63

2.1.1 Использование программного модуля для проведения расчетов рассеивания загрязняющих веществ.............................................................71

2.1.2 Основные данные для проведения расчетов рассеивания..............74

2.2 Анализ результатов моделирования процессов рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере................................................................82

2.3 Определение зон максимальных и минимальных концентраций с использованием метода статистического анализа........................................116

Выводы по главе 2...............................................................................................127

ГЛАВА 3 ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА

АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ..................128

3.1 Краткая характеристика применяемых средств газоаналитики.........129

3.2 Методика и организация работ по определению концентраций загрязняющих веществ....................................................................................130

3.3 Анализ и обработка экспериментальных результатов измерения и их корреляция с расчетными данными...............................................................134

Выводы по главе 3...............................................................................................142

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ И ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРЕБУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ.................................................................................................143

4.1 Рекомендуемые к использованию системы очистки выбросов от диоксида азота на предприятиях железнодорожного транспорта..............143

4.2 Предложения по оптимизации программы производственного экологического контроля и экологического мониторинга..........................153

4.3 Эколого-экономическая оценка.............................................................162

Выводы по работе................................................................................................164

Список литературы..............................................................................................166

Приложение А......................................................................................................175

Приложение Б......................................................................................................179

Приложение В......................................................................................................186

ВВЕДЕНИЕ

Транспорт России является одной из важнейших отраслей в Российской Федерации составной частью производственной инфраструктуры страны, а его развитие - одной из приоритетных задач государственной политики.

Создание динамично развивающейся устойчиво функционирующей и сбалансированной национальной системы железнодорожного транспорта является необходимым условием стабилизации и роста экономики, обеспечения экономической стабильности страны, повышения уровня жизни и комфорта населения. Роль железнодорожного транспорта еще больше повышается в условиях глобализации мировой экономики, приводящей к значительному увеличению межгосударственных хозяйственных связей.

Обладая значительным потенциалом в увеличении перевозок при наличии разветвленной сети, инфраструктуры и обширной протяженности транспортных коммуникаций, Россия в силу выгодного географического расположения на Евроазиатском континенте имеет возможность оказать серьезное влияние на развитие мирового грузооборота, а также претендовать на роль крупнейшего транзитера.

Возрастающие объемы перевозок и новые региональные, глобальные экономические вызовы требуют поддержания надежности и высокой эффективности функционирования объектов транспортной инфраструктуры с соответствующим обеспечением защиты окружающей среды и соблюдением условий труда в процессе деятельности.

производственных помещениях, основным из которых является воздух рабочей зоны.

Однако следует обратить внимание на тот факт, что современный постоянно увеличивающийся темп развития транспортных услуг оказывает все более ощутимое отрицательное техногенное воздействие на окружающую среду и как следствие на условия труда.

Железнодорожный транспорт по масштабам и степени воздействия на окружающую среду относится к числу отраслей, обладающей потенциально высокой экологической опасностью. Динамичное развитие отрасли сопровождается не только увеличением объемов перевозок, но и как следствие поступлением в атмосферный воздух значительных объемов загрязняющих веществ.

В ОАО «Российские железные дороги» принята экологическая стратегия на период до 2015 года и перспективу до 2030 года, в основе которой одними из принципов лежат меры направленные на снижение негативной нагрузки на атмосферный воздух со стороны предприятий общества.

Однако, несмотря на усилия природоохранной направленности, предпринимаемые в процессе функционирования (объектов) отрасли, уровень антропогенной нагрузки остается на высоком уровне.

Результаты и подходы к решению проблемы представленные в настоящей работе могут быть использованы природоохранными службами и службами по охране труда предприятий железнодорожной отрасли, для решения соответствующих задач.

Настоящая работа выполнена в соответствии с действующими на территории Российской Федерации нормативно-правовыми документами.

В настоящей работе объектами исследования являются четыре предприятия железнодорожной отрасли расположенные в границах г. Москвы:

• Локомотивное депо Москва-3;

• Пассажирское депо Москва-3;

• Локомотивное депо Люблино;

• Локомотивное депо Киевская им. Ильича;

• Локомотивное депо Москва-2.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Железнодорожный транспорт России является одной из важнейших отраслей экономики, а его экологически безопасное функционирование -одной из приоритетных задач государственной политики.

В XXI веке перед человечеством стоят две главные задачи: во-первых, не допустить опасного изменения климата и истощения природных ресурсов, из-за которых может серьезно пострадать качество жизни нынешнего и будущих поколений. Во-вторых, необходимо обеспечить устойчивое

развитие, базирующееся на трех основных составляющих - росте экономики, социальной справедливости и защите окружающей среды.

Символом более устойчивой экономики и общества, которое сохраняет окружающую среду для будущих поколений, характеризуется справедливостью и не допускает изоляции каких-либо групп людей или стран, стала «зеленая» экономика. Следовательно, ключевым элементом экологически устойчивого экономического и социального развития считается прогресс в направлении «зеленой» экономики, создающей «зеленые» рабочие места и «озеленяющей» существующие отрасли, производственные процессы и места работы. Без создания «зеленых» рабочих мест, базирующихся на экологически чистых технологиях, невозможен прогресс и в области охраны окружающей среды. Выбросы производства попадают не только в окружающую среду, но и в производственные помещения, кроме того, для функционирования вентиляционной системы предприятий производят забор воздуха снаружи. В этом контексте усилия в области охраны окружающей среды должны быть тесно связаны с усилиями по обеспечению охраны труда. Программа ООН по окружающей среде, Международная организация труда (МОТ), Международная организация работодателей (МОР) и Международная конфедерация профсоюзов (МКП) совместно осуществляют кампанию под названием «Зеленые рабочие места». Эта кампания поддерживает согласованные усилия правительств, работодателей и профсоюзов западных стран, направленные на разработку и осуществление экологически устойчивой, а также эффективных программ, нацеленных на создание «зеленых» рабочих мест.

В рамках вышеупомянутой кампании «зеленые» рабочие места определяются следующим образом: достойный труд, который непосредственно способствует снижению отрицательного воздействия на окружающую среду со стороны предприятий, отдельных секторов и всей экономики в целом за счет сокращения потребления энергии и ресурсов,

уменьшения выбросов, отходов и загрязнения, а также за счет сохранения или восстановления экосистем.

Конференция ООН по устойчивому развитию, которая получила название «Рио+20» и проходила в июне 2012 года в Бразилии, была посвящена двум главным темам: «зеленой» экономике в контексте устойчивого развития и ликвидации бедности, а также институциональным основам для достижения этого устойчивого развития через создание «зеленых» рабочих мест.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработка экспресс-метода оценки влияния загрязнения атмосферы на состояние воздуха в рабочих помещениях предприятий железнодорожного транспорта на примере объектов московского транспортного узла.

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛИ 1. Проведение комплексной оценки распределения примесей в атмосфере при различных метеорологических факторах и режимах функционирования рассматриваемых объектов.

4. Определение зависимости концентраций загрязняющих веществ внутри помещений и открытых площадках.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

В область научных изысканий включены две взаимосвязанные системы, первая их которых затрагивает область экологии (охрана атмосферного воздуха), вторая — охраны труда (воздух рабочей зоны).

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ Определение концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны и способы их снижения.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Методология работы основывается на исследованиях, касающихся моделирования процесса диффузионного распределения примесей в атмосфере и определения количественных и качественных показателей содержания примесей в воздухе инструментальными методами.

В процессе работы были использованы методы исследования, такие как математической статистики, метод натурного моделирования, метод экспертных оценок.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. На основании комплексной оценки состояния атмосферного воздуха в зоне ответственности предприятий Предложен метод зонального деления территории по уровню загрязнения атмосферы.

ДОСТОВЕРНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Методы исследования, используемые в работе, являются общепризнанными. В работе использовались программные комплексы УПРЗА «Эколог» 3.0, «SPSS» 17.0, «Microsoft Excel». Средства проведения экспериментальных исследований являются сертифицированными.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

3. Предложены для практической реализации установки и аппараты по нейтрализации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для

рассматриваемых предприятий, учитывающие соответствующие условия и специфику.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертации были изложены на:

пятой международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы социально-экологической и экономической безопасности поволжского региона», Казанский филиал МИИТ (Казань, 2013

г.);

международной заочной научно-практической конференции «Техносферная безопасность», Воронежский филиал МИИТ (Воронеж, 2013);

- заседаниях кафедры «Техносферная безопасность» РГОТУПС (РОАТ) в 2009-2012 гг.;

- заседан�

Информация о работе

Рогачев, Андрей Владимирович
кандидата технических наук
Москва, 2013
ВАК 03.02.08

Диссертация

Обеспечение требуемых экологических параметров производственной среды за счет оптимизации выбросов в атмосферу от локомотивных депо - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы