Оценка влияния выбросов от объектов энергетики на Байкальскую природную территорию

Цель работы – создание технологии для проведения комплексных исследований по оценке влияния объектов энергетики на окружающую среду. Предлагаемая технология интегрирует нормативные методики для расчета выбросов загрязняющих веществ, методики расчета рассеивания загрязняющих веществ, а также результаты лабораторного анализа проб снега на содержание загрязняющих веществ. Для поддержки технологии был разработан научный прототип интеллектуальной системы поддержки принятия решений WIAIS (Web-oriented Impact Assessment Information System). Созданная технология включает три основных этапа: этап расчета количественных показателей выбросов загрязняющих веществ, этап расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и этап оценки проб снега на содержание в них загрязняющих веществ и сравнение их с полученными результатами. Для апробации предложенной технологии был проведен вычислительный эксперимент, в рамках которого была произведена оценка влияния выбросов от котельных, расположенных на Байкальской природной территории и работающих на различных видах угля. Апробация производилась на основе сведений о 48 котельных, использующих разнообразное оборудование с разной установленной мощностью и находящихся в различных местах в пределах Байкальской природной территории. В результате апробации были получены сведения об основных загрязняющих веществах, выбрасываемых объектами энергетики (сульфаты, оксиды азота, твердые вещества). Установлены количественные показатели выбросов загрязняющих веществ: так, общий объем загрязняющих веществ в окружающую среду составляет 18,33 тыс. т/год. Также установлены наиболее крупные источники загрязняющих веществ – это котельные, работающие в г. Слюдянка, п. Еланцы, г. Северобайкальск и пгт. Нижнеангарск. Технология может использоваться для проведения экологических оценок как существующих энергетических предприятий, так и при планировании строительства новых объектов энергетики. Также технология может быть применена при разработке рекомендаций по снижению выбросов загрязняющих веществ от энергетических предприятий.

1. Serrano H. C., Oliveira M. A., Barros C., Augusto A. S., Pereira M. J., Pinho P., et al. Measuring and mapping the effectiveness of the European air quality directive in reducing N and S deposition at the ecosystem level // Science of The Total Environment. 2019. Vol. 647. P. 1531– 1538. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.08.059.

2. Semenova G. Global environmental problems in Russia // Key Trends in Transportation Innovation (KTTI-2019): E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 157. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202015702023.

3. Egorchenkov A. V., Egorchenkov D. А. Social aspects of environmental issues in the context of the national project «Ecology» // Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2020. Vol. 579. https://doi.org/10.1088/1755-1315/579/1/012099.

4. Моисеев Н. А., Трындина Н. С., Ахмадеев Б. А. Анализ энергетической стратегии России // Наука и практика Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова. 2019. Т. 11. № 3. С. 49–55.

5. Alekseev A. N., Bogoviz A. V., Goncharenko L. P., Sybachin S. A. A critical review of Russia’s energy strategy in the period until 2035 // International Journal of Energy Economics and Policy. 2019. Vol. 9. № 6. P. 95–102. https://doi.org/10.32479/ijeep.8263.

6. Децук В. С. Методы снижения выбросов загрязняющих веществ при сжигании органических топлив в котлах ТЭС // Вестник Белорусского государственного университета транспорта: Наука и транспорт. 2017. № 2. С. 27–29.

7. Созаева Л. Т., Шунгаров И. Х., Хегай А. Г. Загрязнение атмосферного воздуха теплоснабжающими предприятиями города Нальчика // Труды Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. 2018. № 590. С. 190–198.

8. Березуцкий А. Ю., Катин В. Д. Анализ выбросов вредных веществ нефтеперерабатывающими предприятиями и механизмов их образования при горении топлива // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке науч.-практ. конф.: тр. Всерос. творческой конф. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2011. Т. 2. С. 315–322.

9. Берлянд М. Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 272 с.

10. Кормина Л. А., Сукач О. О. Внедрение ресурсосберегающих технологий в энергетике // Химия. Экология. Урбанистика. 2020. Т. 2020-1. С. 120–123.

11. Семакина А. В., Платунова Г. Р., Мансуров А. Р. Состояние атмосферного воздуха на территории Республики Башкортостан // Вестник Удмуртского университета. Серия: Биология. Науки о Земле. 2020. Т. 30. № 3. С. 278–284. https://doi.org/10.35634/2412-95182020-30-3-278-284.

12. Литвинова Н. А., Азаров В. Н. О модели вертикального распределения концентраций загрязняющих веществ по высоте зданий с учетом типа локальной застройки // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2021. № 3. С. 108–121.

13. Беляев Н. Н., Славинская Е. С., Кириченко Р. В. Численные модели для прогноза загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта // Наука та прогрес транспорту // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту. 2016. № 6. С. 25–32. https://doi.org/10.15802/stp2016/90457.

14. Stein A. F., Draxler R. R., Rolph G. D., Stunder B. J. B., Cohen M. D., Ngan F. NOAA's HYSPLIT atmospheric transport and dispersion modeling system // Bulletin of the American Meteorological Society. 2015. Vol. 96. Iss. 12. P. 2059–2077. https://doi.org/10.1175/BAMS-D14-00110.1.

15. Fleming Z. L., Monks P. S., Manning A. J. Review: untangling the influence of air-mass history in interpreting observed atmospheric composition // Atmospheric Research. 2012. Vol. 104-105. P. 1–39. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2011.09.009.

16. Ma Yunfeng, Wang Maibo, Wang Shuai, Wang Yue, Feng Lei, Wu Kaiyu. Air pollutant emission characteristics and HYSPLIT model analysis during heating period in Shenyang, China // Environmental Monitoring and Assessment. 2021. Vol. 193. https://doi.org/10.1007/s10661020-08767-4.

17. Chang Lisa Tzu-Chi, Barthelemy Xavier, Watt Sean, Jiang Ningbo, Riley Matthew, Azzi Merched. The use of 'HYSPLIT in NSW' in air quality management and forecasting // CASANZ 2021: the 25th International Clean Air and Environment Conference. 2021. [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/351803192_THE_USE_OF_%27HYSPLIT_IN_NSW%27_IN_AIR_QUALITY_MANAGEMENT_AND_FORECASTING (16.09.2021).

18. Cerqueira J. S., Albuquerque H. N., Sousa F. А. S. Atmospheric pollutants: modeling with Aermod software // Air Quality, Atmosphere & Health. 2019. Vol. 12. Р. 21– 32. https://doi.org/10.1007/s11869-018-0626-9.

19. Gopi R., Saravanakumar R., Elango K. S., Chandrasekar A., Navaneethan K. S., Gopal N. Construction emission management using wind rose plot and AERMOD application // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2021. Vol. 1145. Р. 012106. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1145/1/012106.

20. Pandey G., Sharan M. Application of AERMOD for the identification of a point-source release in the FFT-07 experiment // Air Quality, Atmosphere & Health. 2021. Vol. 14. P. 679–690. https://doi.org/10.1007/s11869-02000971-y.

21. Rzeszutek M., Szulecka A. Assessment of the AERMOD dispersion model in complex terrain with different types of digital elevation data // Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2021. Vol. 642. Р. 012014. https://doi.org/10.1088/1755-1315/642/1/012014.

22. Massel L. V., Kuzmin V. R. Typal intelligent DSS for making strategic decisions in the energy sector and examples of application based on agent-service approach // Proceedings of the 21st Workshop on Computer Science and Information Technologies. 2019. P. 273–278.https://doi.org/10.2991/csit-19.2019.48.

23. Кузьмин В. Р. Разработка информационной подсистемы для расчета и визуализации вредных выбросов от объектов энергетики // Информационные и математические технологии в науке и управлении. 2020. № 1. С. 142–155. https://doi.org/38028/ESI.2020.17.1.011.