УДК 621.928 Н.Д. Ушакова К ВОПРОСУ УЛУЧШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ И МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ЖИЛЫХ МАССИВОВ ВБЛИЗИ ШАХТ Рассмотрены условия образования заг рязнений атмосферы г орода и их влияние на изменение параметров микроклимата. Предложены мероприятия по снижению уровней выброса заг рязняющих веществ в атмосферу, с пос обствующие ул учшению экологических и метеоролог ических показ ателей. Табл. 1, рис. 1, ист. 7. Загрязнение атмосферы города примесями существенным образом влияет на изменения параметров его микроклимата. В различных участках, на улицах и площадях, особенно вблизи промышленных предприятий, шахт, терриконов и автомобильных дорог создаются своеобразные микроклиматические условия. Загрязнение атмосферы, кроме непосредственного токсического действия, оказывает и косвенное воздействие, уменьшая наиболее важное для жизнедеятельности коротковолновое излучение за счет снижения интенсивности прямой солнечной радиации и изменения ее спектра. По данным исследований [1] вследствие загрязнения атмосферы интенсивность прямой солнечной радиации в промышленном районе города снижается на 17-25% по сравнению с загородными районами. В значительной мере снижается видимость, освещенность, увеличивается частота туманов. Это отрицательно сказывается на здоровье населения. Известно, что солнечный свет – важнейшее условие нормальной жизни организма, его психического и физического развития, здоровья и работоспособности, особенно важна ультрафиолетовая радиация. Под ее влиянием повышается обмен веществ, возрастает активность эндокринной системы, иммунитет организма, тонус мышечной и центральной нервной системы. Загрязнение атмосферного воздуха приводит к снижению его прозрачности для солнечной радиации в целом, в первую очередь, для ультрафиолетовой части спектра (рис. 1). Рис.1. Потери (%) общей солнечной радиации за сет запыленности атмосферного в оздуха Приведенные данные применимы для определения влияния запыленности воздуха, населенных пунктов города на прозрачность воздуха. По данным исследований [2,4], запыленность атмосферы значительно уменьшает ультрафиолетовую радиацию, и ее потери для промышленного района города составляют 64%. На прилегающей территории шахт общая ультрафиолетовая радиация ослабляется на 8-32%. С увеличением запыленности возрастает потеря ультрафиолетовой радиации: при концентрации 10,8 мг/м3 потери составляют 32%, при концентрации 6,8 мг/м3 – 27%, при концентрации 0,84 мг/м3 – 7%. Аэрозольные частицы являются центрами конденсации паров и адсорбции газообразных загрязняющих веществ. Снижение ультрафиолетовой радиации приводит к изменению температуры, относительной влажности, скорости и других метеовеличин. Под влиянием загрязнения атмосферы примесями метеорологическая дальность видимости Sм заключена между 1 и 10 км. При Sм 1 прозрачность атмосферы снижается за счет образования туманов. При загрязнении S м 10 км частицы примесей, как правило, обводнены при этом чем выше относительная влажность воздуха, тем меньше доля ядра конденсации в общей массе капли [3,4,5]. В устойчивом капельно-жидком тумане относительная влажность воздуха близка к 100%, а условия существования и роста капель в туманах определяются изменением температуры или абсолютной влажности воздуха. На городских улицах ветер преимущественно направляется вдоль улиц, ослабевает в районах застройки высотных зданий и усиливается в узких улицах и перекрестках вследствие чего возникают пылевые вихри и поземки. По данным 4 при устойчивой стратификации атмосферы, при инверсиях температуры, пыль и дымы накапливаются в приземном слое атмосферы в таком количестве, при котором оказывают вредное физиологическое воздействие. Особое влияние, кроме пыли, на микроклимат города оказывают ядовитые дымы и газы, которые накапливаются в нижних слоях, при этом обстановка усугубляется, если рельеф местности создает условия по их задержанию и накапливанию. При этом насыщенные водяные пары прижимают загрязнения к поверхности рельефа. Горящими терриконами в атмосферу выбрасываются газы, содержащие пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, фенолы, сероводород, бензол, аммиак и другие вредные вещества. По результатам исследований [1,2] валовой вынос пыли до очистки на каждые 1 млн т годовой производительности предприятия составляет 350 т/сутки. Выбросы диоксида серы и оксида углерода составляют соответственно 200 и 400 т/сутки. В окрестностях г. Луганска расположены шахты, которые выбрасывают значительное количество пыли и газов. В табл. 1. приводятся данные исследований по выбросам пыли вблизи шахты. Т аблица 1 3 Осадочные пыли, мг/м за 24 часа Расстояние от завода, км maх min 1 3624,0 2621,0 2 1700,0 1644,0 3 924,0 785,0 4 903,0 По данным исследований [2] содержание углерода в воздухе над территорией, прилегающей к промышленному предприятию. На расстоянии 6-8 км от завода воздух загрязнен оксидами углерода в концентраціях, превышающих ПДК в 2,4…2 раза (максимально - разовая –3 мг/м3, , среднесуточная – 1мг/м3). В радиусе до 4 км от завода содержание СО увеличило ПДК в 3-4 раза. Загрязнение территории города диоксидом серы в радиусе 6 км вокруг предприятия. Загрязнение сероводородом – 6 км, значительны также зоны загрязнения воздуха газообразными загрязнителями. Причинами значительных выбросов в атмосферу является: отсутствие или неэффективная локализация источников выделения пыли и газообразных веществ; невысокая эффективность работы пылегазо улавливающего оборудования; конструктивное несовершенство установок и техническая неисправность; нарушение ведения технологических процессов и т.д. С целью улучшения экологических показателей нами разработан комплекс мероприятий по снижению выбросов пыли и газообразных загрязнителей NOx, SOх, СОх. Для снижения выбросов пыли в окружающую среду предложено совершенствовать работу существующих систем (циклонов, скрубберов и др.) за счет применения к ним электрических или магнитных полей при добыче, обогащении и переработке угля. Проведенные нами исследования [7] показывают, что при незначительных включениях 5% магнитных фракций в пробах пыли, за счет применения магнитных полей повышается эффективность пылеулавливания на 12…17%, применение электрических полей – на 15…19%. Характерной особенностью указанных методов является то, что они не требуют значительных материальных и энергетических затрат. Нами предложено применить несколько вариантов технологических схем очистки газовых выбросов: одно-, двух- и терхступенчатой. В первом случае одноступенчатая система включает циклон со встроенными в нем электромагнитами, или форсуночный скруббер со встроенными в нем электромагнитными насадками. В двухступенчатой схеме используется сухая и мокрая очистка, с магнитными и электромагнитными системами. В этом варианте схемы на первой ступени установлена группа циклонов типа ЦН-15 для улавливания крупнодисперсных пылевых частиц; на второй ступени – полый форсуночный скруббер может быть заменен конденсаторным фильтром [6]. В производствах, имеющих значительный валовой выброс аэрозолей, масляного тумана и паров растворителей, конденсатный фильтр обеспечивает высокую эффективность очистки воздуха, достигающую 98%. При очистке газов горящих терриконов предложена трехступенчатая очистка. На очистке, на I и II ступени используются аппараты, описанные выше, на третьей ступени – для улавливания газообразных загрязнителей NOx, SOх, СОх применен насадочный абсорбер, в котором в качестве абсорбента применяется раствор извести. Компановка оборудования в трехступенчатой схеме позволяет в значительной мере уменьшить выбросы не только пыли, но и газообразных загрязнителей, увеличить прозрачность атмосферы, предотвратить образование смога и выпадение кислотных дождей. Исследование приведенных схем очистки показали их надежность, высокую эффективность работы, достигающую 96..98%, что в значительной мере позволяет улучшить метеорологические показатели. Литература 1. Detrie V.P.. La pollution atmospherigue. Paris., 1989, 328с. 2. Штокман Е.А., Очистка в оздуха. -М.: АВС, 1999. 320с. 3. Владимиров А.М.. Охрана окру жающей среды. Л.: «Гидрометиздат», 1991. -424с. 4. Хромов С.П.,Петросянц М.А. Метеорология и кли матология. -М.: Издательств о Московского унив ерситета, 2001. -527с. 5. Безу глая Э.Ю.. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения в озду ха городов. -Л.: «Гидрометиздат», 1980. 185с. 6. Ушаков Ю.Г., Ушаков а Н.Д .. Исследов ание работы фильтра-ту маноу лов ителя. Экология. Сборник научных работ ВНУ им. В.Д аля. -№1(3). Луганск. 2005. -193-195 С. 7. Тов стохатько В.М., Ушаков Ю.Г.. Магнитные пылеу лов ители. Киев -Д онецк: «Вища школа», 1986. -111с.