Использование математической модели в определении параметров ветропылевого загрязнения Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ризонтов.

Исследования, проведенные по изучению количества загрязнений от автодорог и их пространственного распределения показали, что загрязнения в основном локализуются в придо-

рожной полосе шириной 50200м. Причем запыленность придорожной почвы обратно пропорциональна расстоянию от дороги и на расстоянии 50-200 м приближается к ПДК.

В то же время горнопромыш-

ленные автодороги располагаются, главным образом в отдалении от населенных пунктов, что существенно снижает влияние загрязнения окружающей среды от этого типа автодорог на здоровье людей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шабуров С.С. Методы повышения экологической безопасности автодорог общественного пользования (на примере снижения выбросов вредных веществ с отработавшими газами автомобилей): Диссертация на соискание степени к.т.н. -Иркутск,

1999.

2. Амбарцумян В. В, Носов В. Б, Тагасов В. И, Сарбаев В.И. Экологическая безопасность автомобильного транспорта/Учебное пособие для ВУЗов. М.: 000 Издательство «Научтехлитиздат», 1999.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------------------------------------

Шилкова О. С. — Московский государственный горный университет.

Джанянц Ася Владимировна — докторант Московского государственного горного университета. Сарбаев В.И. — Северо-Кавказский государственный технологический университет.

© А.В. Ажаняни, В.И. Голик, 2002

YAK 622.8

А.В. Ажаняни, В.И. Голик

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОАЕЛИ В ОПРЕАЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРОПЫЛЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

На состояние окружающей среды существенное влияние оказывают ветровые и пылевые потоки. Результирующим элементом комплексных результатов выполненных исследований является математическое описание механизма и параметров движения мелкофракционных минеральных частиц в форме пылевых потоков в пределах промышленного региона.

Для анализа концентрации загрязняющих веществ в атмосфере над гористой поверхностью предложена модель, в которой решается уравнение диффузии со скалярным коэффициентом диффузии, а поле скорости ветра определяется из системы двумерных уравнений гидротермодинамики. Предложенная модель

позволяет определить параметры ветропылевого загрязнения в любом участке региона с учетом метеорологических, технологических и других условий. Модель удовлетворительно описывает поле скорости ветра над холмами.

В программу расчета полей концентрации загрязняющих веществ в атмосфере Владикавказа в число исходных данных включены высота слоя инверсии и масштаб Монина-Обухова. Эти величины не измеряются на по-

стах, а определяются расчетным путем.

С помощью предложенной модели проведены расчеты полей концентрации в атмосфере веществ, выбрасываемых наиболее мощными источниками загрязнения: заводами «Электроцинк» и «Победит». Поскольку в атмосфере Владикавказа обнаружено наибольшее количество диоксида азота и хлористого водорода, оценивалось влияние направления и скорости ветра на максимальную приземную концентрацию этих веществ при паспортной интенсивности выброса из источников загрязнения. Изменение максимальной приземной концентрации в зависимости от направления ветра при скорости ветра на высоте 2 м, 1 м/с приведено в таблице.

Влияние неоднородности подстилающей поверхности приводит к появлению наиболее опасного направления ветра, при ко-

Направление ветра G 6G 12G 18G 24G 3GG

Cmax NO2 G,G32 G,G4G G,G33 G,G34 G,G32 G,G31

Cmax HCl G,G1G G,G12 G,G12 G,G1G G,G1G G,GG9

тором максимальная концентрация диоксида азота и хлористого водорода на 15% превышает среднюю. Такая ситуация для источников, расположенных на заводах «Электроцинк» и «Победит», возникает при Северо-Западном ветре. Для этого направления ветра исследовалось влияние скорости ветра на величину максимальной приземной концентрации.

Из расчетов следует, что наиболее опасная скорость ветра на высоте 2 м равна 1,3 м/с. При увеличении скорости ветра при-

земная концентрация загрязняющих веществ вблизи более высоко поднятых над землей источников загрязнения уменьшается быстрее, чем вблизи низко расположенных источников. При численных расчетах поля концентрации загрязняющего вещества в атмосфере результаты расчетов вблизи источника загрязнения занижены, поскольку концентрация предполагается одинаковой внутри объема, представляющего собой параллепипед с величиной ребер равной шагам сетки вдоль осей координат. Для

проверки влияния этого фактора один из вариантов расчета выполнен с более мелкой сеткой. При этом объем параллепипеда, соответствующего расчетной точке, был уменьшен в 4 раза. Максимальная приземная концентрация загрязняющего вещества увеличилась на 25%.

Математическая модель движения потоков по территории региона является основой при проектировании комбинированной системы управления экосистем горного региона.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------------------------------------

Джанянц Ася Владимировна - докторант Московского государственного горного университета.

Голик Владимир Иванович - профессор, доктор технических наук, Северо-Кавказский государственный технологический университет.

© А.Е. ВоробьОв, В.И. Голик, А.В. Ажаняни, 2002

УАК 622.8

А.Е. ВоробьОв, В.И. Голик, А.В. Ажаняни

КОНЦЕПЦИЯ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОАОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

С

остояние экосистем горного региона имеет отличительные особенности, связанные с технологиями добычи и переработки минералов.

Одним из наиболее эффективных способов снижения техногенной нагрузки является утилизация промышленных отходов, одновременно позволяющая снизить потребление природных ресурсов.

Исследованиями установлена возможность использования многочисленных побочных продуктов отраслей хозяйства с сохранением экологического равновесия в рамках региона. Большинство отходов в силу влияния осадков гигроско-

пичности и самоорганизации являются смесью жидкой и твердой фаз. Если извлечение металлов из растворов изучено хорошо, то утилизация твердой фазы требует решения.

Для твердых мелкофракционных отходов добычи и переработки на примере твердожидких хвостов обогащения определяется возможность использования их в качестве сырья для строительной индустрии. Для испытания свойств изделий из утилизируемых хвостов вторичного цикла обогащения подготавливаются пробы, испытываемые по стандартной методике.

Целью исследования являлось определение возможностей утилизации хвостов обогащения с подготовкой по традиционной

технологии. Результаты исследования на этой стадии принимаются в качестве базовых, а полученные закономерности характеризуют исходные процессы в утилизируемых средах при строительстве неответственных вспомогательных объектов, где влияние остатков металла и серы в хвостах неопасно. Для исследования прочности смеси с заполнителем из хвостов обогащения выбран состав исследуемой смеси, кг/м3: цемент М400 -300, песок из поймы р. Терек -550 кг, щебень из хвостов — 1300, вода - 200. Водоцементное отношение — 0,6. Пластичный бетон уложен в формы размерами 10х10х10 см и выдерживается в лабораторных условиях. Изготовлено 13 кубов для испытаний по достижению 7-дневного, месячного и трехмесячного возраста. При раздавливании на лабораторном прессе с шагом пригрузки 0,5 т. получена динамика приращения прочности во времени (таблица).

Статистической обработкой результатов выполненных исследований установлено, что смесь, содержащая отходы обогащения и металлургии, удовлетворяет