Характеристика пылегазовых выбросов топливно-энергетической промышленности

По своему ресурсному и индустриальному потенциалу Иркутская область занимает важное место среди субъектов Российской Федерации. Это один из немногих регионов России, где имеются все виды собственных топливно-энергетических ресурсов (более 7% общероссийских запасов угля, столько же нефти и горючего газа, 10% гидроэнергоресурсов). По лесистости территории (78%) и запасам древесины (8.8 млрд м³) область лидирует среди регионов России. Общероссийское значение имеет и целый ряд ископаемых ресурсов (золото, слюда, магнезит, тальк, калийная и поваренная соли, редкие металлы, железная руда и др.). В пределах области высока вероятность открытия промышленных месторождений алмазов [1].

 

 

 

1.2.1 Краткая климатическая характеристика Иркутской области

 

Климат, являясь  одной из физико-географических характеристик среды, окружающей человека, оказывает решающее влияние на хозяйственную деятельность людей: на специализацию сельского хозяйства, размещение промышленных предприятий, воздушный, водный и наземный транспорт.

Климат Иркутской  области резкоконтинентальный, с малоснежной зимой и теплым, с обильными осадками летом. Физико-географические условия, значительная территориальная протяженность области, сложность и расчлененность рельефа определяют разнообразие климатических элементов. Средние годовые температуры воздуха по всей территории области отрицательные, от 0^о С на юге до - 8^о С на крайнем севере. Самый холодный месяц года – январь, на Байкале – февраль. Средние температуры этого месяца в горных районах минус 16, минус 20, в северных минус 30, минус 34, на остальной территории минус 20, минус 30^о С. В июле, самом теплом месяце года, средние месячные температуры составляют 12 – 14^°С в горных районах и 16 – 18^о С на остальной территории. Абсолютные максимальные температуры могут достигать 35 – 40^о С на основной территории, 30 – 33^о С на побережье озера Байкал. Наиболее низкие температуры могут колебаться от минус 50 на юге до минус 61^о С на крайнем севере, от минус 40 по южному побережью Байкала до минус 51^о С на северо-востоке озера.

Характерной особенностью климата Иркутской области является инверсионное распределение температуры (повышение температуры воздуха с высотой вместо обычно наблюдаемого падения) в нижнем слое атмосферы, особенно в зимний период.

На распределение  осадков по территории Иркутской области кроме атмосферной циркуляции существенное влияние оказывает рельеф местности. На большей части равнинной территории и в предгорьях Восточного Саяна выпадает 300 – 500 мм осадков за год, увеличиваясь на наветренных склонах хребтов до 800 – 1400 мм. Максимум осадков приходится на июнь-август и составляет 50 - 90 мм, увеличиваясь на Хамар-Дабане до 190 - 290 мм. В месяцы минимума (февраль - март) суммы осадков не превышают 5 - 15 мм, в горах Восточного Саяна – 20 – 55 мм.

Сложность орографии  определяет ветровой режим территории. В верхнеленских, северных районах а также с наветренной стороны горных хребтов Восточного Саяна среднегодовые скорости равны 1–2 м/с, в районах Приангарья и Присаянья они несколько выше (2 – 3 м/с), в зимний период отмечается большая повторяемость штилей (на большей части территории – 30–70, в Тайшетском и южном районах – 10 – 35%) [2].

 

 

 

 

1.2.2 Влияние климатических характеристик на рассеивание вредных веществ в атмосфере на территории Иркутской области

 

Жизненно важной проблемой современных антропогенных процессов является обеспечение чистоты атмосферы крупных городских агломераций, сохранение естественной окружающей среды.

Воздух, почва  и вода – основные компоненты биосферы, без которых немыслимо существование  человечества – в результате интенсивной производственной деятельности, как в нашей области, так и во многих других регионах находятся под угрозой загрязнения вредными веществами [3].

Атмосфера загрязняется в основном химическими веществами, поступающими в нее на различных стадиях производства и утилизации продукции. Эти вещества находятся в газообразном, жидком и твердом (пыль, сажа) состоянии. Кроме того, существуют тепловое загрязнение, образующееся в результате антропогенной деятельности и влияющее на температурный баланс, загрязнение шумом, образующееся в результате работы техники, транспорта, бытовых приборов и, наконец, электромагнитное загрязнение из-за функционирования телерадиостанций, радиолокационных установок, линий электропередач высокого напряжения [4].

Наряду с проблемами природопользования возникает ряд серьезных проблем, связанных со специфическими природными особенностями. Например, климатические условия нашего региона, характеризующиеся антициклональным режимом погоды с сопровождающими его инверсионными явлениями (большой повторяемостью и мощностью), особенно зимой, слабых ветров, застоев воздуха. Это все затрудняет перенос и рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, способствует образованию смогов над городами и промышленными центрами [3].

Оценка влияния  метеорологических условий на рассеяние  примесей в атмосфере основана на использовании вышесказанных климатических  характеристик, таких как застой воздуха (сочетание инверсий температуры  и слабого ветра) и повторяемость  инверсий и туманов. Рассеивающая способность атмосферы выражается через ее потенциал загрязнения, представляющий отношение средних уровней концентраций примесей при заданных выбросах в конкретном и условном районе. За условный принимается район с минимальной повторяемостью метеорологических условий, способствующих увеличению загрязнения. Таким образом наш регион относится к пятой зоне с очень высоким потенциалом загрязнения атмосферы.

Летний сезон  по характеру синоптических процессов  резко отличается от зимнего. У земли  над всей Иркутской областью преобладает слабоградиентное поле низкого давления. В течении лета циклоны в большинстве случаев перемещаются с запада на восток или с юга на северо-восток, а также часто выходят южные циклоны.

Зимой распределение  давления способствует развитию на большей части территории южных, юго-западных и западных ветров, а в юго-восточной части территории – северных и северо-западных.

В переходные сезоны, к которым относятся сентябрь и апрель, зимнее распределение ветра  сочетается с летним.

В зимнее время Иркутская область с характерным для нее антициклоническим режимом отличается небольшими скоростями ветра. На большей части территории наименьшие скорости ветра отмечаются в январе, феврале.

В летнее время  в связи с усилением циклонической  деятельности на большей части территории скорости ветра больше, чем зимой.

Суточный ход  скорости ветра хорошо выражен в  теплый сезон и слабее – в холодный. Максимум приходится на дневные часы, минимум на ночные. Для решения  многих задач, в особенности при  оценке рассеивающей способности атмосферы и переноса примесей в атмосфере, недостаточно знать только средние величины скорости. Для более полной характеристики ветрового режима используются вероятностные характеристики ветра в различных пределах данных скоростей по румбам.

Данные о  повторяемости направлений ветра  используются при проектировании расположения заводов и других источников загрязнения  относительно жилых массивов.

Для отдельных  районов Иркутской области отмечается суточный ход направления ветра, достаточно четко выраженный в теплый период и переходные сезоны, и практически отсутствующий зимой. Например, в Иркутске с апреля по сентябрь преобладающим направлением ветра: ночью и утром являются юго-восточные ветра, а во второй половине дня – северо-западные, причем повторяемость юго-восточных ветров во второй половине дня уменьшается в 1,5 - 2 раза.

Почти вся Иркутская  область находится в районе с  повторяемостью слабого ветра (0 - 1 м/с). 41 – 60 % пространственного распределения повторяемости слабых ветров, при которых происходят наиболее опасные экологические ситуации.

Другой отличительной  чертой, характерной для всей Иркутской  области, является большая повторяемость  приземных и приподнятых инверсий температуры, которые в сочетании  со слабыми ветрами дают большую вероятность застоя воздуха. В зимний период происходит значительное выхолаживание подстилающей поверхности, усиливается сток холодного воздуха в долинах, а нисходящие движения в сибирском антициклоне приводят к образованию мощных (по высоте) и интенсивных (по разности температур) инверсий.

Весной при  ослаблении антициклона повторяемость  инверсий остается высокой. Летом в  некоторых местах она уменьшается. Осенью повторяемость приземных  инверсий увеличивается.

Влияние других факторов на формирование уровня загрязнения, таких, как туманы и осадки, состоит в том, что капли тумана поглощают вредные вещества как вблизи земли, так и из вышележащих слоев воздуха, и концентрация примеси в тумане возрастает. Влияние осадков дождя или снега заключается в захвате примесей и их переносе к подстилающей поверхности. При этом происходит загрязнение почв и водоемов.

Метеорологические условия, определяющие скорость самоочищения атмосферы в различных районах, неодинаковы. В условиях Иркутской  области высока повторяемость всех неблагоприятных факторов для рассеяния примесей в воздухе. Загрязненный воздух, скапливаясь в небольшом пространстве речных и горных долин, медленно распространяется на большие территории. Причем для территории всей Иркутской области свойственны достаточно большие пространственно-временные изменения уровней загрязнения, характеризуемые метеорологическим потенциалом загрязнения.

Возможность самоочищения воздуха в северных районах мала в связи с коротким вегетационным  периодом и малой фитомассой. Интенсивность техногенных геохимических потоков в атмосфере из-за неблагоприятных климатических факторов значительно выше, чем в умеренной зоне.

Загрязнение атмосферы  ведет к интенсивному загрязнению  почв и грунтовых вод, которые  представляют собой единую тесно связанную геохимическую систему. В неблагоприятных климатических условиях Иркутской области даже города со слаборазвитой промышленностью являются источником высокого техногенного давления на окружающую среду.

Ухудшаются  условия существования и самого человека. Следствием изменения химического состава окружающей среды явилось распространение новых заболеваний – микроэлементозов – генетических, токсических, аллергических и эндокринных [3].

 

 

1.3 Характеристика района расположения топливно–энергетического комплекса Иркутской области по уровню загрязнения атмосферного воздуха

 

Основные источники  загрязнения атмосферы: предприятия  цветной металлургии (68,3%), теплоэнергетики (17,6%), лесной и целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей (7,8%) промышленности.

Неблагополучное состояние атмосферного воздуха  в области определяют выбросы загрязняющих веществ: метилмеркаптан, сероводород, диметилсульфид, диметилдисульфид, скипидар, формальдегид, смолистые вещества, твердые фториды, фтористый водород, диоксид азота, диоксид азота, оксид углерода, сероводород, формальдегид, бенз(а)пирен.

 Степень  улавливания загрязняющих веществ  составляет: 83,0% - теплоэнергетики, 85,07% - лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей  промышленности, 61,2% - цветной металлургии.

 От многих  предприятий области выбросы, содержащие загрязняющие вещества, поступают в атмосферу без очистки.

При рассмотрении процессов, приводящих к формированию высоких уровней загрязнения  воздуха в области, следует иметь в виду, что основные промышленные предприятия, загрязняющие атмосферу, располагаются в близи жилых кварталов.

Постоянный контроль за загрязнением атмосферного воздуха населенных мест области осуществляет территориальный орган Росгидромета (п. 5.4.4. «Положение о Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (далее – Росгидромет), утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 23.07.2004 М 372).

Организация контроля, размещение и количество постов наблюдений, программа и сроки наблюдений, техника отбора проб и характеристики загрязнения атмосферы устанавливаются Государственным стандартом СССР ГОСТ 17.2.3.01- 86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов» [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Характеристика производственных процессов, как источников загрязнения атмосферы

 

1.4.1 Краткая характеристика работы гидроэлектростанции

 

Гидроэлектростанция представляет собой комплекс различных  сооружений и оборудования, использование  которых позволяет преобразовывать  энергию воды в электроэнергию. Гидротехнические сооружения обеспечивают необходимую концентрацию потока воды, а дальнейшие процессы производятся при помощи соответствующего оборудования.

Гидроэлектростанции возводятся на реках, сооружая плотины и водохранилища. Большое значение для эффективности работы станции имеет выбор места. Необходимо наличие двух факторов: гарантированная обеспеченность водой в течение всего года и как можно больший уклон реки. Гидроэлектростанции разделяются на плотинные (необходимый уровень реки обеспечивается за счёт строительства плотины) и деривационные (производится отвод воды из речного русла к месту с большой разностью уровней).

Отличаться  может и расположение сооружений станции. Например, здание станции может  входить в состав водонапорных сооружений (так называемые русловые станции) или располагаться за плотиной (приплотинные станции).

Работа гидроэлектростанций  основана на использовании кинетической энергии падающей воды. Для преобразования этой энергии применяются турбины и генераторы.