Помощь студентам в учебе
Пространственная модель распространения примесей от полигона ТБО и оценка риска для здоровья населения
|
Введение
Глава 1. Характеристика выбросов полигонов ТБО 5
1.2. Влияние полигонов ТБО на окружающую среду и человека. 5
1.2. Обзор литературы
Глава 2. Расчет количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигона ТБО «Самосырово» 27
2.1. Метеорологическое описание района. 27
2.2 Характеристика полигона ТБО «Самосырово» 29
2.3. Расчет количественных характеристик выбросов с полигона ТБО
«Самосырово»
Глава 3. Расчет переноса примеси от полигона ТБО «Самосырово» 38
3.1. Расчет переноса компонентов от полигона ТБО «Самосырово» на
основе гауссовой модели 38
3.1. Расчет рассеивания компонентов биогаза от полигона ТБО
«Самосырово» на основе МРР-2017. 46
Глава 4. Расчет распределения уровней рисков 49
4.1 Расчет канцерогенных и неканцерогенных рисков от загрязняющих
атмосферу компонентов биогаза _ 49
4.2 Результаты расчет канцерогенных и неканцерогенных рисков от
загрязняющих атмосферу компонентов биогаза 62
Заключение 75
Приложение 77
Список литературы
Глава 1. Характеристика выбросов полигонов ТБО 5
1.2. Влияние полигонов ТБО на окружающую среду и человека. 5
1.2. Обзор литературы
Глава 2. Расчет количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигона ТБО «Самосырово» 27
2.1. Метеорологическое описание района. 27
2.2 Характеристика полигона ТБО «Самосырово» 29
2.3. Расчет количественных характеристик выбросов с полигона ТБО
«Самосырово»
Глава 3. Расчет переноса примеси от полигона ТБО «Самосырово» 38
3.1. Расчет переноса компонентов от полигона ТБО «Самосырово» на
основе гауссовой модели 38
3.1. Расчет рассеивания компонентов биогаза от полигона ТБО
«Самосырово» на основе МРР-2017. 46
Глава 4. Расчет распределения уровней рисков 49
4.1 Расчет канцерогенных и неканцерогенных рисков от загрязняющих
атмосферу компонентов биогаза _ 49
4.2 Результаты расчет канцерогенных и неканцерогенных рисков от
загрязняющих атмосферу компонентов биогаза 62
Заключение 75
Приложение 77
Список литературы
В современном мире в связи с постоянным ростом потребления и народонаселения на первый план выходит проблема накопления отходов, поскольку она несет в себе опасность для окружающей природной среды и здоровья человека. Все отходы, в зависимости от их происхождения, делят на следующие виды: бытовые, промышленные, биологические, медицинские, радиоактивные. Отходы также классифицируются на 4 класса в зависимости от их опасности. К первому классу относят чрезвычайно опасные отходы, которые могут нарушить экосистему в катастрофических масштабах. Последствия такого воздействия необратим. Второй класс представляют очень опасные отходы. Они несут угрозу экосистемам в течение длительного периода (около 30 лет). Третьему классу принадлежат умеренно опасные отходы. При их воздействия экосистема нарушается, однако ее восстановление возможно (примерно через 10 лет) при условии устранения вредного источника. Четвертый класс составляют малоопасные отходы. Их пагубное воздействие на окружающую среду продолжается в течение 3 лет. Отходы пятого класса не представляют собой угрозу для экологических систем (30J.
И нашей стране утилизация отходов осуществляется тремя основными способами:
• хранение мусора на специально отведенных полигонах;
• сжигание;
• переработка во вторичное сырье.
Чаще всего бытовые отходы утилизируются на полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) за пределы города. Полигоны ТБО являются одним из наиболее крупных источников антропогенного воздействия на окружающую среду близ населенных пунктов. Полигоны ТБО - это сложные техногенные образования, в пределах которых сконцентрированы различные □о происхождению и составу вещества. Они выступают нс только как объект захламления земель, но и как источники поступления загрязняющих веществ в окружающую среду: атмосферный воздух, почвы, поверхностные и грунтовые воды, растительный покров. Состав и объем отходов, поступающий на полигоны разнообразен, увеличивается и изменяется из года в год. При хранении отходов в теле полигона протекают сложные химические и биохимические процессы, в том числе с новых веществ, характеризующихся высокой опасностью. При отсутствии ведения мониторинга за объектами размещения отходов может наступить момент, когда негативные изменения в природных комплексах приобретут необратимый характер, который может принять экологический кризис 112|.
Полигон ТБО «Самосыроэо» самый крупный из полигонов для складирования и утилизации ТБО нс только близ города Казань, но и во всей Республике Татарстан. Полигон ТБО находится в 3.0 км к юго-востоку от с. Самосырово. В непосредственной близости от полигона находятся с. Кощаково. с. Званка. а также пос. Константине яка и пос. Йознссснскос (оба г. Казань). На сегодняшний день полигон ТБО «Самосырово» нс функционирует и подлежит процессу рекультивации земли. Однако до полного окончания рекультивации эмиссия бногаза на нем будет продолжаться.
В настоящее время актуальном задачей представляется оценка распределения концентрации примесей or полигона ТБО Самосырово в его окрестности и в г. Камни, а также оценка риска здоровью населения, проживающего в непосредсгвсиной близости с полигоном ТБО.
Поэтому целью настоящей работы является реализация математической модели и расчет переноса загрязняющих веществ п атмосфере от Сомосыровского полигона ТБО и анализ риска здоровью населения от воздействия -шряпнгтслсй. поступающих атмосферный воздух от полигона ТБО.
Задачи работы:
1) Изучение и обзор работ, посвященных тематике переноса и распространения загрязняющих веществ от полигонов ТБО, оценке риска канцерогенных и неканцерогенных эффектов, вызванных загрязнением атмосферы;
2) Расчет количества массовых выбросов компонентов бногаза, формируемых внутри полшона ТБО.
3) Расчет распространения загрязняющих веществ с учетом изменения скорости н направления ветра от полигона ТБО «Самосырово» на основе гауссовой аналитической модели в нротраммном пакете Maxima, а также расчет рассеивания загрязняющих веществ на основе утвержденной в РФ методики МРР-2017 в программном комплексе УПРЗА «Эколог».
4) Расчет н оценка канцерогенного к неканцерогенного риска здоровью населения на основе рассчитанных концентраций компонентов биогаза.
5) Визуализация распределения рисков на географической карте.
И нашей стране утилизация отходов осуществляется тремя основными способами:
• хранение мусора на специально отведенных полигонах;
• сжигание;
• переработка во вторичное сырье.
Чаще всего бытовые отходы утилизируются на полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) за пределы города. Полигоны ТБО являются одним из наиболее крупных источников антропогенного воздействия на окружающую среду близ населенных пунктов. Полигоны ТБО - это сложные техногенные образования, в пределах которых сконцентрированы различные □о происхождению и составу вещества. Они выступают нс только как объект захламления земель, но и как источники поступления загрязняющих веществ в окружающую среду: атмосферный воздух, почвы, поверхностные и грунтовые воды, растительный покров. Состав и объем отходов, поступающий на полигоны разнообразен, увеличивается и изменяется из года в год. При хранении отходов в теле полигона протекают сложные химические и биохимические процессы, в том числе с новых веществ, характеризующихся высокой опасностью. При отсутствии ведения мониторинга за объектами размещения отходов может наступить момент, когда негативные изменения в природных комплексах приобретут необратимый характер, который может принять экологический кризис 112|.
Полигон ТБО «Самосыроэо» самый крупный из полигонов для складирования и утилизации ТБО нс только близ города Казань, но и во всей Республике Татарстан. Полигон ТБО находится в 3.0 км к юго-востоку от с. Самосырово. В непосредственной близости от полигона находятся с. Кощаково. с. Званка. а также пос. Константине яка и пос. Йознссснскос (оба г. Казань). На сегодняшний день полигон ТБО «Самосырово» нс функционирует и подлежит процессу рекультивации земли. Однако до полного окончания рекультивации эмиссия бногаза на нем будет продолжаться.
В настоящее время актуальном задачей представляется оценка распределения концентрации примесей or полигона ТБО Самосырово в его окрестности и в г. Камни, а также оценка риска здоровью населения, проживающего в непосредсгвсиной близости с полигоном ТБО.
Поэтому целью настоящей работы является реализация математической модели и расчет переноса загрязняющих веществ п атмосфере от Сомосыровского полигона ТБО и анализ риска здоровью населения от воздействия -шряпнгтслсй. поступающих атмосферный воздух от полигона ТБО.
Задачи работы:
1) Изучение и обзор работ, посвященных тематике переноса и распространения загрязняющих веществ от полигонов ТБО, оценке риска канцерогенных и неканцерогенных эффектов, вызванных загрязнением атмосферы;
2) Расчет количества массовых выбросов компонентов бногаза, формируемых внутри полшона ТБО.
3) Расчет распространения загрязняющих веществ с учетом изменения скорости н направления ветра от полигона ТБО «Самосырово» на основе гауссовой аналитической модели в нротраммном пакете Maxima, а также расчет рассеивания загрязняющих веществ на основе утвержденной в РФ методики МРР-2017 в программном комплексе УПРЗА «Эколог».
4) Расчет н оценка канцерогенного к неканцерогенного риска здоровью населения на основе рассчитанных концентраций компонентов биогаза.
5) Визуализация распределения рисков на географической карте.
• Для описание основных процессов внутри полигонов ТБО и состава характерных выбрасываемых газов, в том числе для Сомосмровского полигона ТБО.
• Дан обзор работ, оснащенных исследованию переноса и распространенна загрязняющих веществ от полигонов ТБО. а также работ по оценке риска заболеваемости от промышленных выбросов, загрязняющих атмосферный воздух.
• Проведен расчет выбросов биогаза от полигона ТБО «Самосырово» на основе методики расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов в программном пакете Maxima.
• На основе гауссовой аналитической модели проведен расчет распространения загрязняющих веществ от полигона ТБО в программном пакете Maxima. Получены двумерные графики распространения компонентов биогаза вдоль направления ветра.
В программном комплексе УПРЗА «Эколог» на основе МРР-17 проведен расчет рассеивания компонентов биогаза и их групп суммаций. Получены карты рассеивания загрязняющих веществ, компонентов биогаза, а также групп их суммаций. Дана оценка уровня концентраций загрязнений на различных расстояниях от полигона.
Расчеты показали, что отдельно взятые компоненты биогаза в близлежащих населенных пунктах в основном нс превышают уставноленные нормативов. Исключение составляют сероводород и этилбензол, концентрации которых R наиболее приближенной к полигону ТБО «Самосырово» части поселка Константинов*» составляют от 1 до 13 ПДК. Однако группы суммаций веществ в поселенных пунктах могут существенно превышать нормативы (аммиак и сероводород до 1,5ПДК; аммиак, сероводород н формальдегид до ЗПДК; аммиак и формальдегид до 1.5ПДК;
•Проведена оценка канцерогенного и неканцерогенного риска здоровью населения, проживающего вблизи полигона ТБО «Самосырово». Построены карты коэффициента опасности веществ, обладающих канцерогенным м неканцерогенным эффектом, карты распределения индивидуального (пожизненного) канцерогенного риска, а также карты распределения потенциального риска длительного (хронического) воздействия.
Полученные результаты канцерогенного риска (значения выше I04) свидетельствуют о том, что на исследуемой территории наблюдается высокий риск онкозаболеваний (от I до 6 человек на 10000 населения). Такие значения риском считаются неприемлемыми и требуют оздоровительных мероприятий.
По полученным результатам неканцерогенного потенциального риска, можно сделать вывод, что из всех рассмотренных веществ наиболее опасным является аммиак. Уровень потенциального риска в близлежащих населенных пунктах от воздействия аммиака достаточно опасен. При одновременном поступлении аммиак, азот диоксид и сернистый аигндрнд способны к комбинированному (аддитивному) воздействию на человека. Эти вещества влияют на органы дыхательных путей. Полученные результаты их суммированного риска также свидетельствуют об опасном уровне потенциальных заболеваний дыхательной системы.
Полученные результаты справедливы при условии, что полигон ТБО действующий. Однако полигон ТБО «Самосырово» прекратил свою работу и находится на стадии рекультивации. Поэтому можно сказать, что полученные результаты рисков завышены к соответствуют времени полномасштабного функционирования полигона.
• Дан обзор работ, оснащенных исследованию переноса и распространенна загрязняющих веществ от полигонов ТБО. а также работ по оценке риска заболеваемости от промышленных выбросов, загрязняющих атмосферный воздух.
• Проведен расчет выбросов биогаза от полигона ТБО «Самосырово» на основе методики расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов в программном пакете Maxima.
• На основе гауссовой аналитической модели проведен расчет распространения загрязняющих веществ от полигона ТБО в программном пакете Maxima. Получены двумерные графики распространения компонентов биогаза вдоль направления ветра.
В программном комплексе УПРЗА «Эколог» на основе МРР-17 проведен расчет рассеивания компонентов биогаза и их групп суммаций. Получены карты рассеивания загрязняющих веществ, компонентов биогаза, а также групп их суммаций. Дана оценка уровня концентраций загрязнений на различных расстояниях от полигона.
Расчеты показали, что отдельно взятые компоненты биогаза в близлежащих населенных пунктах в основном нс превышают уставноленные нормативов. Исключение составляют сероводород и этилбензол, концентрации которых R наиболее приближенной к полигону ТБО «Самосырово» части поселка Константинов*» составляют от 1 до 13 ПДК. Однако группы суммаций веществ в поселенных пунктах могут существенно превышать нормативы (аммиак и сероводород до 1,5ПДК; аммиак, сероводород н формальдегид до ЗПДК; аммиак и формальдегид до 1.5ПДК;
•Проведена оценка канцерогенного и неканцерогенного риска здоровью населения, проживающего вблизи полигона ТБО «Самосырово». Построены карты коэффициента опасности веществ, обладающих канцерогенным м неканцерогенным эффектом, карты распределения индивидуального (пожизненного) канцерогенного риска, а также карты распределения потенциального риска длительного (хронического) воздействия.
Полученные результаты канцерогенного риска (значения выше I04) свидетельствуют о том, что на исследуемой территории наблюдается высокий риск онкозаболеваний (от I до 6 человек на 10000 населения). Такие значения риском считаются неприемлемыми и требуют оздоровительных мероприятий.
По полученным результатам неканцерогенного потенциального риска, можно сделать вывод, что из всех рассмотренных веществ наиболее опасным является аммиак. Уровень потенциального риска в близлежащих населенных пунктах от воздействия аммиака достаточно опасен. При одновременном поступлении аммиак, азот диоксид и сернистый аигндрнд способны к комбинированному (аддитивному) воздействию на человека. Эти вещества влияют на органы дыхательных путей. Полученные результаты их суммированного риска также свидетельствуют об опасном уровне потенциальных заболеваний дыхательной системы.
Полученные результаты справедливы при условии, что полигон ТБО действующий. Однако полигон ТБО «Самосырово» прекратил свою работу и находится на стадии рекультивации. Поэтому можно сказать, что полученные результаты рисков завышены к соответствуют времени полномасштабного функционирования полигона.