Спосіб комплексної оцінки забруднення атмосферного повітря та ґрунтів викидами промислових підприємств

УКРАЇНА (19) UA (11) 38054 (13) U (51) МПК (2006) G01N 33/00 G01N 33/24 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ Д ЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛ ЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС в идається під в ідпов ідальність в ласника патенту ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) СПОСІБ КОМПЛЕКСНОЇ ОЦІНКИ ЗАБРУД НЕННЯ АТМОСФ ЕРНОГО ПОВІТРЯ ТА ҐРУНТІВ ВИКИДАМИ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ (13) сті, типу ґрунтів та рослинного покрову мають місце різні закономірності зниження рівня забруднення ґрунтів у залежності від відстані до підприємства. При самих несприятливих умовах відбувається лише накопичення твердих частинок, важких металів у ґрун тах без їх зниження за рахунок різних факторів. Відомий спосіб оцінки забруднення атмосферного повітря викидами промислових підприємств, відповідно до якого проводять інвентаризацію джерел викидів промислових підприємств, за даними інвентаризації визначають концентрацію розсіювання забруднюючих речовин у повітрі, формують відповідну базу даних [ОНД-86.04-41259-4. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 92С.]. 38054 Корисна модель стосується екології, гігієни, способів екологічного контролю повітря і ґрунтів і може бути використана для комплексної оцінки якості повітря і ґрунтів забруднених промисловими токсикантами. Для багатьох промислових підприємств одним з основних компонентів довкілля, яке зазнає значного антропогенного навантаження, є ґрунтовий покрив. При викидах забруднюючих речовин в атмосферне повітря відбувається розсіювання продуктів те хногенезу, сухе або мокре осадження їх на листяну поверхню рослин і поверхню ґрунтів. Далі відбувається або закріплення забруднюючих речовин у ландшафтно-геохімічних структурах, або залучення їх до міграційних потоків. Як відомо, в залежності від потужності джерел забруднення, виду забруднення, кліматичних умов, особливостей рози вітрів, рельєфу місцево (11) проводять аналіз просторової інформації, на підставі якого роблять висновок про рівень забруднення в будь-якій точці площини в зоні впливу підприємств. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що концентрацію забруднюючих речовин в ґрунті обчислюють за формулою: Cгp=Cпoв*Vd*t/(r*h), де r - щільність ґрунту, h - глибина проникнення твердих забруднюючих речовин з атмосферного повітря у ґрунт, t - час, протягом якого оцінюють накопичення забруднюючих речовин у ґрунті, Vd швидкість осадження, Спов - концентрація забруднюючої речовини у повітрі. 3. Спосіб за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що уточнюють концентрацію забруднюючих речовин в ґрунті з ура хуванням середньорічної рози вітрів району розташування підприємства за формулою: Сгр.і=Сгр*Рі/Ро, де Сгр.і - концентрація забруднюючої речовини у ґрунті в і-тому секторі в залежності від напрямку вітру, Рі - середньорічна повторюваність напрямку вітру і-того румба, Ро - повторюваність напрямку вітру одного румба при круговій розі вітрів. UA (21) u200806646 (22) 15.05.2008 (24) 25.12.2008 (46) 25.12.2008, Бюл.№ 24, 2008 р. (72) ДМИТРІЄВА ОЛЕН А ОЛЕКСІЇВНА, UA, ТЕРТИЧНИЙ ОЛЕГ ЛЕОНІДОВИЧ, UA, ВАСИЛЕНКО ВАЛЕРІЙ ПЕТРОВИЧ, UA, ТЕРТИЧНИЙ ОЛЕКСАНДР ОЛЕГОВИЧ, U A (73) ХАРКІВСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ВІДДІЛ ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНОГО ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ РАДИ ПО ВИВЧЕННЮ ПРОДУКТИВНИХ СИЛ УКРАЇНИ Н АЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, UA (57) 1. Спосіб оцінки забруднення атмосферного повітря та ґрунтів викидами промислових підприємств, відповідно до якого проводять інвентаризацію джерел викидів промислових підприємств, за даними інвентаризації визначають концентрацію розсіювання забруднюючих речовин у повітрі, формують відповідну базу даних, який відрізняється тим, що переводять сформовану базу даних як вхідн у базу для додаткової програми, на підставі якої створюють електронні карти розповсюдження забруднюючих речовин у повітрі та твердих частинок в ґрунті, шляхом геоінформаційних технологій U 2 (19) 1 3 38054 Відомий спосіб реалізують за допомогою відповідних програмних засобів (ЕОЛ та ін.). Розсіювання забруднюючих речовин визначають на картах лініями рівних концентрацій. Ці карти не пристосовані для аналізу сучасними засобами геоінформаційних систем (ГІС-технологій), які на сьогодні є основним інструментом аналізу просторової інформації. В основу корисної моделі поставлено задачу в способі комплексної оцінки забруднення атмосферного повітря та ґрунтів викидами промислових підприємств шля хом комплексного визначення параметрів з допомогою додаткових заходів виявити зони екологічної небезпеки, а також визначити необхідні природоохоронні заходи. Поставлена задача вирішується тим, що в способі комплексної оцінки забруднення атмосферного повітря та ґрунтів викидами промислових підприємств, відповідно до якого проводять інвентаризацію джерел викидів промислових підприємств, за даними інвентаризації визначають концентрацію розсіювання забруднюючих речовин у повітрі, формують відповідну базу даних, згідно з корисною моделлю, переводять сформовану базу даних як вхідну базу для додаткової програми на підставі якої створюють електронні карти розповсюдження забруднюючих речовин у повітрі та твердих частинок в ґрунті, шля хом геоінформаційних технологій проводять аналіз просторової інформації, на підставі якого здійснюють висновок рівня забруднення в будь-якій точці площини в зоні впливу підприємств. Концентрацію забруднюючих речовин в ґрунті обчислюють за формулою: Сгр=Cпoв×Vd×t/(r´h), де r - щільність ґрунту, h - глибина проникнення твердих забруднюючих речовин з атмосферного повітря у ґрунт, t - час, на протязі якого оцінюється накопичення забруднюючих речовин у ґрунті, Vd - швидкість осадження, Спов - концентрація забруднюючої речовини у повітрі. Уточнюють концентрацію забруднюючих речовин в ґрунті з урахуванням середньорічної рози вітрів району розташування підприємства за формулою: Сгр.і= Сгр´Рі/Ро, де Сгр.і - концентрація забруднюючої речовини у ґрунті в і-тому секторі в залежності від напрямку вітру, Рі - середньорічна повторюваність напрямку вітру і-то го румбу, Ро - повторюваність напрямку вітр у одного румбу при круговій розі вітрів. Застосування запропонованого способу дозволяє побудувати електронні карти розсіювання забруднюючих речовин в атмосферному повітрі та ґрунті, які дозволяють використовувати потужній апарат просторового аналізу ГІС-технологій для визначення рівня забруднення. Відомо, що концентрація забруднюючих речовин в ґр унті (Сгр, мг/кг) пропорційна концентрації забруднюючих речовин у повітрі (Спов, мг/м 3) [Малахов С.Г., Сенидов Н.Б. О проблемах нормирования загрязнения почв и расчета ПДВ веществ, загрязняющих почву // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. - Л.: 4 Гидрометеоиздат, 1989. - с.72-79]. З ура хуванням цього, кількість пилу, важких металів та інших твердих частинок, які випадають з повітря на ґрунт, можна визначити за формулою: Сгр´r´h=Спов´vd´t, (1) де r - щільність ґрунту, значення якої коливається в межах 1300-1450кг/м 3; h - глибина проникнення твердих забруднюючих речовин з атмосферного повітря у грунт, за даними фахівців h=0,1м; t - час, на протязі якого оцінюється накопичення забруднюючих речовин у ґр унті, с. При неперервній роботі підприємства тривалість викидів 8760 годин за рік робочого часу (1 рік, 31.536*106с); Vd1 - коефіцієнт пропорційності, або швидкість осадження. Для найбільш дрібних частинок та аерозолі він дорівнюватиме 0,01м/с. З формули (2) одержимо: Сгр=Спов´Vd´t/(r ´h). (2) Для оцінки рівня накопичення твердих частинок у ґрунті з промислових викидів підприємств період роботи заводу (t) може бути прийнятим 2040 років. Концентрації забруднюючих речовин у приземному шарі атмосфери розраховано програмою "ЕОЛ" спільно з програмою ArcView пакету ArcGis. Формула (2) повинна уточнюватися для різних напрямів вітру в залежності від середньорічної рози вітрів району розташування підприємства: Сгр.і=Сгр´Рі/Ро (3) де Сгр.і - концентрація забруднюючої речовини у поверхневому шарі ґрунту в і-тому секторі залежності від напрямку вітру (мг/кг); Рі - середньорічна повторюваність напрямку вітру і-того румбу, %; Ро - повторюваність напрямку вітру одного румбу при круговій розі вітрів. Для восьми румбовій розі вітру Ро=100/8=12,5%. Спосіб виконують таким чином. На першому етапі проводять інвентаризацію джерел викидів промислових підприємств, за даними інвентаризації визначають концентрацію розсіювання забруднюючих речовин у повітрі, з допомогою програми ЕОЛ формують відповідну базу даних щодо результатів розрахунку в кожній точці області. На другому етапі переводять сформовану базу даних як вхідну базу для додаткової програми ArcGis, на підставі якої створюють електронні карти розповсюдження забруднюючих речовин у повітрі та твердих частинок в ґрунті на необхідній області. Шляхом геоінформаційних те хнологій проводять аналіз просторової інформації, на підставі якого здійснюють висновок рівня забруднення в будь-якій точці площини в зоні впливу підприємств. Далі обчислюють концентрації забруднюючих речовин у ґр унті за зазначеними вище формулами. Приклад На основі розрахунків програмою ЕОЛ визначено в повітрі в контрольній точці концентрацію марганцю та його сполук, яка дорівнює 0,00205мг/м 3 (ГДК - 0,01мг/м 3). Середня щільність ґрунту (r) становить 1350кг/м 3. Підприємство працює безперервно протягом 20 років. Контрольна 5 38054 точка розташована на північ від підприємства, середньорічна повторюваність напрямку вітру цього румбу становить 16%. Визначали зміну рівня забруднення ґрунтів сполуками марганцю в контрольній точці при валовому фоновому вмісті цього металу в ґр унті 850мг/кг. За формулою (2) визначали рівень забруднення ґрунтів при круговій розі вітрів: Сгр=0,00205´0,01´(20´31,536´106)/(1350´0,1)= 95,85мг/кг. Провели уточнення накопичення марганцю в контрольній точці з урахуванням рози вітрів: Сгр.і=95,85´16/12,5=122,7мг/кг. Таким чином, в контрольній точці рівень забруднення ґрунту сполуками марганцю за 20 років експлуатації підприємства збільшиться на (122,7´100/850) на 14,4%. Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 6 Аналогічно програмно розраховується рівень забруднення ґрунтів у всі х точках у зоні впливу підприємства. За допомогою ПС-технологій будується атлас забруднення ґрунтів в цій зоні як сполуками марганцю, так і іншими металами. Рівень забруднення ґрунтів порівнюють з відповідними ГДК, з фоновими значеннями. Застосування такого способу дозволить одержати своєчасну точну інформацію щодо екологічного стану довкілля. Результати, отримані при виконанні представленої оцінки, будуть сприяти вибору обґрунтованих управлінських рішень, спрямованих на зменшення ризику негативних наслідків викидів промислових підприємств та покращення екологічного стану довкілля. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601