Способ определения дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по природным и антропогенным объектам подфакельного пространства атмосферных выбросов промышленного предприятия



Способ определения дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по природным и антропогенным объектам подфакельного пространства атмосферных выбросов промышленного предприятия

 


Владельцы патента RU 2492512:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова" (RU)

Изобретение относится к области инженерной экологии и может быть использовано для определения дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по отдельным экологически значимым объектам, попадающим в подфакельное пространство аэропромвыбросов. Сущность: по картам валовых выбросов загрязняющих веществ определяют общую их площадь рассеяния и площадь отдельных объектов, накрываемых факелом. Зная общие валовые выбросы по площади накрытия факелом территории объекта, определяют в абсолютных и относительных значениях долю загрязнений от валовых выбросов загрязнений, приходящуюся на данный объект. Технический результат - создание способа, позволяющего определять абсолютные и относительные значения аэровыпадений, приходящихся на антропогенные и природные объекты, при имеющихся фактических валовых выбросах промышленного предприятия. 1 ил.

 

Изобретение относится к области инженерной экологии и сводится к определению дифференциации нагрузок загрязняющих веществ по отдельным экологически значимым объектам, подпадающим в подфакельное пространство аэропромвыбросов. Может быть использовано при обосновании экологической безопасности предприятий, а именно при составлении проектов «Охрана окружающей среды» (ООС), «Оценка воздействия на окружающую, среду» (ОВОС), детализации в пространственной развертке (в подфакельном пространстве) нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ), а также при разработке паспорта безопасности и декларации безопасности промышленного объекта.

В России расчеты рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере проводятся согласно ОНД-86 (Общесоюзный нормативный документ) «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» [4]. В настоящее время широкоизвестные программные средства «Эколог» фирмы «Интеграл» [7], в частности УПРЗА «Эколог», основаны на моделях ОНД-86, равно как модификацией ОНД-86 является Методическое пособие… [3], разработанное МНР РФ.

В рамках ОНД-86 с помощью современных программных средств в автоматическом режиме пространственное распределение выбросов представляется в виде изолинейных карт рассеивания загрязнителей. При этом оценка степени загрязнения проводится простым разделением поля рассеивания на зоны в соответствии с изолиниями концентраций загрязнителей в подфакельном пространстве. Так, по мере удаления от высокого организованного источника в направлении распространения промышленных выбросов выделяется три зоны неодинакового загрязнения атмосферы: зона переброса факела выбросов, характеризующаяся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; зона задымления - зона максимального содержания вредных веществ и зона постепенного снижения уровня загрязнения [1, 5, 6]. На таких же принципах сегментирования пространства влияния основаны три оценочные зоны: геоматического, биотического и геохимического влияния, предложенные А.В. Дончевой с соавт. [2].

Как видим, имеющиеся в настоящее время методы не дифференцируют подфакельное пространство по объектам и приходящимся на их площадь долям валовых выбросов.

Цель изобретения - определить абсолютные (т/год) и относительные (%) значения аэровыпадений, приходящихся на антропогенные (городские поселения, внутригородские территории и др.) и природные (акватория озера, охраняемые территории и др.) объекты, при имеющихся фактических валовых выбросах промышленного предприятия.

Цель достигается тем, что по построенным изолинейным картам валовых выбросов загрязняющих веществ определяется общая их площадь рассеяния и площадь отдельных объектов, накрываемых факелом. Зная общие валовые выбросы (т/год или 100%), по площади накрытия факелом территории объекта определяется в абсолютных (т/год) и относительных (%) значениях доля загрязнений от валовых выбросов загрязнений, приходящаяся на данный объект.

Модель расчетов в рамках изобретения статическая. Динамические аспекты, а именно изменения направления и скорости ветров разноса загрязнителей, учитываются отдельно.

Изобретение позволяет решить проблему экологической безопасности и природоохранной политики на уровне муниципального образования, которая должна строиться с учетом карт пространственного распределения валовых выбросов промышленного предприятия.

Предлагаемый способ раскрывается следующим алгоритмом, позволяющим определить долю приходящихся на, например, акваторию озера загрязняющих веществ из общих выбросов в атмосферу промышленного предприятия (фиг.1).

Алгоритм расчета (на примере азота диоксид):

Vвал=4071,599 т/год - валовый выброс NO2 в атмосферу;

Sобщ=97,8 км2 - общая площадь газодымового факела атмосферных выбросов NO2 в пределах нулевой изолинии;

S=19,2 км2 - площадь акватории озера, накрываемая газодымовым факелом источников выброса предприятия;

S % о з = S о з S о б щ × 100 = 19,2 / 97,8 × 100 = 19,6 % - относительная площадь акватории озера, подвергаемой опасности аэровыпадений, от общей площади атмосферных выбросов NO2;

V о з = V в а л × 19,6 100 = 4071,599 × 19,6 100 = 798,033 т/год - доля от валовых выбросов NO2, приходящаяся на акваторию озера;

P=30,0% - повторяемость ветра опасного (северного) направления;

n(оз)=P/N=30/365=8,2 дня - число дней в году (365 дней) с аэровыпадениями на акваторию озера;

V о з ( n ) = V в а л × 30 100 = 798,033 × 30 100 = 239,410 т/год.

Sоз(общ)=166,0 км2 - общая площадь зеркала озера;

S%оз*=Sоз/Sоз(общ)=19,2/166,0=11.6% - относительная площадь акватории озера, подвергаемая опасности аэровыпадений NO2.

Vоз(n)%=Vоз(n)/Vвал=239,410/4071,599=5,9% - относительная нагрузка NO2, приходящаяся на акваторию озера.

Следовательно, экосистема озера находится под влиянием атмосферных выбросов азота диоксида промышленного предприятия при северном направлении ветра в течение 8,2 дней в году. Нагрузку NO2 при северном ветре-испытывает 19,2 км акватории озера, т.е. 11,6% от общей площади зеркала воды. Нагрузка NO2 на экосистему озера при северном направлении ветра составляет 239,410 т/год, что равняется от всех валовых выбросов предприятия этого вещества 5,9%.

Используя данный способ, определяются нагрузки и других веществ на различные объекты, например на внутригородские территории, площадь которых известна.

Литература

1. Горелик Д.О., Конопелько Л.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. Аэроаналитические измерения. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 433 с.

2. Дончева А.В., Казакова Л.К., Калуцков В.Н. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды. - М.: Экология, 1992. - 256 с.

3. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. - СПб., 2002.

4. ОНД-86 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л., 1987.

5. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. Справ. изд. - М.: Химия, 1991. - 367 с.

6. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. СН 369-74.

7. Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог». - СПб., 2005.

Способ определения нагрузок загрязняющих веществ на отдельные экологически значимые объекты, заключающийся в выделении площади загрязнений в подфакельном пространстве аэропромвыбросов, приходящейся на эти объекты, отличающийся тем, что валовые выбросы дифференцируются по объектам в абсолютных и относительных значениях.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области солнечно-земной физики и может быть использовано для краткосрочного прогноза мощных солнечных вспышек. .
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для оценки высоты расположения верхней границы мощных конвективных облачных образований. .

Изобретение относится к области океанографии и может быть использовано для определения характеристик морских ветровых волн. .

Изобретение относится к дистанционным оптическим способам контроля газового состава атмосферного воздуха. .

Изобретение относится к области мониторинга, в частности к мониторингу химически опасных объектов. .

Изобретение относится к исследованиям верхней атмосферы Земли и околоземного космического пространства методом искусственных светящихся облаков и может быть использовано, например, при активных воздействиях на атмосферные процессы.

Изобретение относится к физике атмосферы и может быть использовано при определении структурной характеристики показателя преломления, параметра Штреля и радиуса Фрида.
Изобретение относится к комплексам для измерения параметров среды и может быть использовано при мониторинге окружающей среды. .

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в системах дистанционного сбора информации о давлении, температуре и влажности атмосферы (воздуха).

Изобретение относится к области прогноза космической погоды, определяемой вспышечной активностью Солнца, и может быть использовано для прогноза геоэффективных последствий солнечных вспышек, в частности явлений нарушения коротковолновой радиосвязи, ухудшение определения местоположения по данным ГЛОНАСС/GPS навигации; повышение радиационной опасности для экипажей и пассажиров высотных самолетов с трассами полета в полярных областях, а также сбоям в работе бортовых космических приборов и возрастанию опасности радиационного поражения экипажей пилотируемых космических аппаратов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, в прикладной метеорологии для дистанционного измерения мгновенной скорости и направления ветра. Атмосферу облучают одним зондирующим лазерным пучком, регистрируют в течение времени измерения пространственные реализации сигналов обратного рассеяния атмосферы в зависимости от расстояния от лидара, выделяют на двумерной плоскости «время измерения - расстояние от лидара» произвольно выбранную неоднородность сигнала обратного рассеяния и определяют поперечную и продольную составляющие мгновенной скорости ветра используя анализ размеров неоднородности сигнала обратного рассеяния в двумерной плоскости «время измерения - расстояние от лидара». Изобретение обеспечивает получение приближенной оценки мгновенной скорости и направления ветра на горизонтальной трассе используя всего один лазерный пучок и упрощение обработки данных измерений. 5 ил.

Изобретение относится к области метеорологии, а более конкретно - к способам определения характеристик слабо рассеивающей атмосферы. Согласно способу осуществляют посылку в атмосферу световых импульсов из точек, разнесенных в пространстве, по пересекающимся трассам зондирования, проходящим по неколлинеарным направлениям. Осуществляют прием эхо-сигналов в точках посылки, осуществляют посылку световых импульсов по дополнительным трассам, каждая из которых пересекает все предыдущие трассы. Общее число трасс - не менее пяти. Характеристики атмосферы определяют по мощностям этих сигналов с использованием расчетных формул. Технический результат - повышение точности определений за счет корректного учета фоновой засветки атмосферы. 1 ил.

Изобретение относится к метеорологии, навигации и позволяет аппаратурно, в реальном масштабе времени определять высоту нижней границы облачности. Сущность изобретения: при помощи широкопанорамной автоматизированной сканирующей системы автоматически определяются наиболее контрастные участки, по которым определяется высота нижней границы облачности. При этом кадр, состоящий из M×N ячеек, разбивается на слои энергетической яркости. Пo скорости перемещения фрагмента облачного поля относительно ячеек (ячейковой скорости слоев) и высотной разности слоев, заданной по стандартной модели Земли, определяется высота нижней границы облачности. Технический результат - автоматизация определения высоты нижней границы облачности по смещению ее пространственной структуры излучения в реальном масштабе времени и расширение функциональных возможностей метеорологических наблюдений (например, дистанционное определение смерчей, опасных грозовых состояний облачности, тайфунов, оптической разведки движения летательных аппаратов как в дневное, так и в ночное время). 3 ил.
Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для контроля атмосферного воздуха. Сущность: проводят сбор, анализ и ведение базы данных выбросов предприятий. Выбирают основные специфические индикаторные соединения для контроля на источниках выбросов - «отпечатки предприятий». Создают сеть автоматизированных станций контроля загрязнения атмосферного воздуха, места размещения которых определены по результатам анализа расчетов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Проводят круглосуточный мониторинг, осуществляя непрерывное автоматическое измерение содержания загрязняющих веществ в атмосфере и на источниках загрязнения предприятий, замеры метеорологических параметров атмосферы. Устанавливают источник загрязнения по наличию в воздухе специфических индикаторных соединений. Сравнивают с результатами анализов на предприятии - источнике загрязнения, определяют причины возникновения и необходимость изменения технологического режима. Технический результат: повышение эффективности, достоверности и оперативности контроля. 2 табл.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для контроля чистоты воздуха населенных мест. Сущность: проводят выбор территории, которую необходимо исследовать на предмет состояния уровня загрязнения атмосферного воздуха. На исследуемой территории в точках натурных замеров проводят натурные инструментальные замеры концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Карту исследуемой территории покрывают регулярной сеткой, выделяют на ней узловые точки и отмечают расположение точек, в которых были проведены натурные замеры. Выявляют все источники загрязнения атмосферного воздуха на исследуемой территории и проводят сбор данных о параметрах выбросов от указанных источников загрязнения атмосферного воздуха. Затем выполняют расчет приземных концентраций загрязняющих веществ в точках натурных замеров и в узловых точках заданной регулярной сетки от указанных источников загрязнения атмосферного воздуха с применением стандартных математических моделей и программных средств. Для каждой точки, где имеются данные и расчета рассеивания, и натурных замеров, определяют коэффициент соответствия как отношение измеренной концентрации к рассчитанной. Далее точки натурных замеров концентраций загрязняющих веществ объединяют на карте непересекающимися отрезками в треугольники, образуя систему треугольников с вершинами в точках натурных замеров. Для каждого треугольника решают уравнение плоскости с установлением коэффициентов уравнения, зависящих от координат вершин треугольника - точек натурных замеров, и значений коэффициентов соответствия в них. Затем относят каждую узловую точку расчетной сетки к какому-либо треугольнику или устанавливают, что она лежит вне указанной системы треугольников. Для каждой узловой точки, лежащей внутри системы треугольников, рассчитывают коэффициент соответствия по уравнению плоскости соответствующего треугольника. А для узловых точек, лежащих вне системы треугольников, расчет коэффициента соответствия выполняют методом экстраполяции. Для этого значения коэффициента соответствия в узловой точке принимают равными коэффициентам соответствия в ближайшей точке, лежащей на внешней границе системы треугольников. Ранее рассчитанные приземные концентрации загрязняющих веществ в узловых точках заданной регулярной сетки умножают на полученные коэффициенты соответствия с получением уточненной концентрации загрязняющих веществ в узловых точках сетки. Затем строят карту пространственного распределения уточненных концентраций загрязняющих веществ, по которой количественно оценивают уровень загрязнения атмосферного воздуха на исследуемой территории. Технический результат: повышение точности пространственной количественной оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха. 5 табл., 9 ил.
Изобретение относится к области дистанционного зондирования ледяного покрова и может быть использовано для обнаружения айсбергов. Сущность: получают спутниковые радиолокационные снимки. Выделяют зоны аномального значения радиолокационного сигнала, сравнивая его с эталонным значением. Одновременно на изображении, полученном в оптическом диапазоне длин волн, определяют положение теней. В случае совпадения аномалий на радиолокационном снимке с соответствующими тенями на изображении, полученном в оптическом диапазоне длин волн, аномалии идентифицируют как айсберги. Через некоторое время повторяют описанные процедуры и прогнозируют траекторию движения айсберга, например, путем экстраполяции его положения на время, равное приему информации из следующего сеанса. После этого сравнивают наблюдаемое положение айсберга с прогнозируемым. При совпадении прогнозируемой траектории движения и отмеченной по данным наблюдений принимают окончательное решение о наличии айсберга. Технический результат: повышение достоверности определения айсбергов. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. Способ оценки комфортности рабочей зоны по параметрам микроклимата заключается в том, что сначала осуществляют замер температуры воздуха по психрометру. Затем замеряют влажность воздуха по стационарному психрометру и определяют скорость движения воздуха по анемометрам. Далее на основании полученных параметров - температуры воздуха в рабочей зоне, его влажности и скорости движения, а также температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - рассчитывают степень комфортности по следующей формуле: S=7,83-0 , 1tB-0,0968tO-0,0372Р+0,18v(37,8-tB), где tB - температура воздуха в рабочей зоне производственного помещения; tO - температура окружающих поверхностей в рабочей зоне; v - скорость движения воздуха, м/с; Р - парциальное давление водяных паров, рассчитываемое по формуле: Р=0,01φ×Рнас, мм рт.ст., где φ - относительная влажность воздуха, %; Рнас - парциальное давление водяного пара в насыщенном состоянии. После чего оценивают комфортность параметров микроклимата по следующей шкале: 1 - очень жарко; 2 - слишком тепло; 3 - тепло, но приятно; 4 - чувство комфорта; 5 - прохладно, но приятно; 6 - холодно; 7 - очень холодно. При этом осуществляют замеры: температуры воздуха и его влажности по стационарному психрометру типа ВИТ-2, скорости движения воздуха по цифровому анемометру ATE-1034, а температуры окружающих поверхностей в рабочей зоне - с помощью контактного термометра с погружаемым зондом типа ТК5.01M. Техническим результатом является повышение эффективности, быстродействия и надежности срабатывания системы. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для определения вертикального профиля концентрации различных газов в атмосфере. Сущность: излучают набор электромагнитных волн различной частоты в окрестности линии поглощения измеряемого газа. Регистрируют прошедшее атмосферу излучение приемником. Измеряют общее ослабление излучения, прошедшего атмосферу на излучаемых частотах. Сравнивают значения измеренного ослабления излучения с расчетными значениями общего ослабления излучения, полученными на основе априорных или стандартных данных о вертикальных профилях температуры, атмосферного давления и концентрации измеряемого газа. Причем для получения значений концентрации газа на заданной высоте измерения проводят на двух парах частот, расположенных на различных склонах линии поглощения измеряемого газа, которая соответствует заданной высоте. При этом используют линейную комбинацию ослаблений на указанных частотах. Технический результат: повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области гидрометеорологии и может быть использовано для прогнозирования наводнений или штормовых подъемов уровней воды для морских устьевых участков рек. Сущность: создают архив наводнений (дата-уровень) за максимально возможный период. Создают архив полей приземного атмосферного давления по срочным данным (за два срока) в районе формирования штормовых циклонов над морским устьевым участком реки. Рассчитывают повторяемость наводнений по всем месяцам года. По величине повторяемости наводнений выделяют «наводненческий период» (повторяемость больше 1%) и «ненаводненческий период» года. Для месяцев, вошедших в «ненаводненческий период», наводнения считаются маловероятным событием, поэтому автоматически делают вывод о ненаступлении «наводненческой ситуации». Для каждого месяца «наводненческого периода» определяют эмпирические ортогональные функции (ЭОФ) по всему архиву срочных наблюдений полей приземного атмосферного давления. Затем для каждого месяца «наводненческого периода» рассчитывают эмпирические ортогональные составляющие (ЭОС). Выделяют диапазон трех первых ЭОС от минимального до максимального значения для дат наводнений каждого месяца «наводненческого периода», формируют эталонную область ЭОС для каждого месяца. После этого по результатам оперативного гидродинамического прогноза поля приземного атмосферного давления рассчитывают ЭОС по ранее созданным ЭОФ для данного месяца. Определяют принадлежность ЭОС прогностического поля к эталонной области ЭОС наводнений прогнозируемого месяца. Делают вывод о наступлении/ненаступлении на анализируемый прогностический срок «наводненческой ситуации». Технический результат - повышение заблаговременности прогноза.

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для оценки экологического состояния атмосферы территории. Сущность: на контролируемой территории отбирают пробы атмосферных осадков. Проводят гранулометрический и минералогический анализы взвесей в отобранных пробах. По результатам гранулометрического анализа взвеси делят на пять классов крупности и определяют процентное содержание взвесей каждого класса. После этого вычисляют показатель содержания взвесей каждого класса и, используя данный показатель, делают оценку экологического состояния территории. Технический результат: обеспечение возможности зонирования районов территории по экологической опасности воздушной среды. 15 ил.
Наверх