Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле  

На правах рукописи

Черемикина Елена Аркадьевна

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МОБИЛЬНЫХ ПИКОВЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

25.00.36 - Геоэкология  (в строительстве и ЖКХ)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

МОСКВА - 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО МГСУ)

Научный руководитель:		Доктор физико-математических наук Брюхань Федор Федорович
Официальные оппоненты:		укьянова Татьяна Семеновна, доктор географических наук, профессор, ГОУ ВПО Московский государственный областной университет кафедра геологии и геоэкологии, профессор
		Круподеров Владимир Степанович,  доктор геолого-минералогических наук, профессор, ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии,  директор
Ведущая организация:		ФБУ Научно-технический центр Энергобезопасность

Защита состоится  31  мая  2012 г. в 1400 часов на заседании диссертанциноннного совета Д 212.138.07 при ФГБОУ ВПО Московский государственный строительный унинверситет по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, Открытая сеть  Ауд. 9

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГСУ.

Автореферат разослан __ апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Потапов Александр Дмитриевич.

Актуальность темы исследования. Электроэнергетика - одна из ключенвых отраслей страны, которой принадлежит определяющая роль в энернгоснабнжении всего народного хозяйства и населения. Наряду с решающей ролью электронэнергетики в экономическом и социальном развитии общества, отрасль обусловлинвает серьезные экологические проблемы в результате серьезного влияния электроэнергетического произнводства на окружающую среду посреднством выбронсов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу, сбросов ЗВ в водные баснсейнны и почву, загрязнения и нарушения геологической среды, негативного воздействия на флору и фауну и других факторов.

Потребление электроэнергии в России после спада ее производства в 90-е годы в последнее десятилетие растет. При этом, пиковая нагрузка в единой энергетической системе России уже зимой 2006 г. превысила показантели 1993 г. и составила 153.1 ГВт. При недостаточно интенсивном строительстве новых электростанций и высоком уровне износа энергетического оборудованния и иснчерпания его ресурса имеющиеся генерирующие мощности не могут в полной мере обеспечить потребности экономики во время пиков энергопотребнления. Так, в 2005 г. выработало свой парковый ресурс оборудование мощностью 74 млн кВт, а в 2010 г. - 104 млн кВт.

С целью обеспечения в энергосистеме оперативного резерва электриченской мощности и покрытия пиковых нагрузок в 2006-2007 гг. в России было начато строительство мобильных пиковых газотурбинных электростанций (МПГТЭС), показавших свою эффективность более чем в 40 странах, и в пернвую очередь, в промышленно развитых.

МПГТЭС не являются альтернативой выработки электроэнергии на традиционных тепловых электростанциях (ТЭС). Их основное назначение заключается в резервном обеспечении потребитенлей электроэнергией в экстренмальных ситуациях. Поэтому иденальный режим эксплуатации МПГТЭС - ее нахождение в состоянии ожидания при полной готовности подключения к энергосистеме. 

Подключение МПГТЭС к электросетям осуществляется в пиковые часы энергопотребления и лишь в аварийных ситуациях или при угрозе их возникнонвения. При этом суммарная продолжительность работы станции ограничиванется 8 часами в сутки и 150 часами в год. Сеть МПГТЭС России (на начало 2011 г.), принадлежащих и эксплуатируемых ОАО Мобильные ГТЭС, преднставлена на рис. 1, 2.

Рис. 1. Сеть МПГТЭС на территории России

Рис. 2. Сеть МПГТЭС в Московском регионе

За несколько лет эксплуатации МПГТЭС в России их ввод в действие, особенно в критических узлах региональных энергосистем, показал свою целесообразность.

Несмотря на свою сравнительно небольшую мощность (несколько десятнков МВт), а также незначительную нормативную продолжительность работы, МПГТЭС, также как и традицинонные ТЭС, вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды. Это обстоятельство вынуждает проводить дентальнную оценку негативного многофакторного воздействия МПГТЭС на природную среду в процессе их строинтельства и эксплуатации с учетом соответствуюнщих природных и техногенных условий терринторий размещения МПГТЭС:

• при обосновании предпроектной докуменнтации и подготовке материанлов по оценке воздействия объекта на окружающую среду (ОВОС);
• при получении исходных данных для выполнения проектных работ, и в частности, разработки перечня мероприятий по охране окружающей среды (ПМООС);
• при разработке предложений по организации соответствующих природонохранных мероприятий.

Таким образом, всестороннее исследование геоэкологических аспектов строительства МПГТЭС непосредственно касается строительной отрасли, а их эксплуатация - жилищно-коммунального хозяйства. 

В связи с тем обстоятельством, что МПГТЭС начали внедряться в России всего лишь несколько лет назад, экологические аспекты их строительства и эксплуатации практически не исследовались. Можно лишь отметить наличие соответствующих предпроектных и проектных материалов по 10 объектам (на начало 2012 г.) и приблизительно 15 научных публикаций, большей частью подготовленных автором. Вопросы экологичности МПГТЭС мало исследованы и в зарубежной литературе. Кроме того, результаты зарубежных исследований ограниченно применимы в нашей стране из-за несоответствия экологиченских стандартов и их увязки с нормами проектирования.

Объект исследования - геоэкологическое состояние площадок размещенния МПГТЭС и прилегающих к ним территорий.

Предмет исследования - комплексная геоэкологическая характеринстика комнпонентов природной среды территорий размещения МПГТЭС в различных регионах России.

Цель работы состоит в комплексном исследовании воздействий МПГТЭС на компоненты природной среды на основных этапах их жизненного цикла (строительства, эксплуатации, вывода из эксплуатации) и разработке преднложений по организации природоохранных мероприятий и средств инженерной защиты окружающей среды от негативного воздействия МПГТЭС.

Методика исследования построена на анализе фондовых и литературнных даннных, материалов инженерных изысканий с учетом технологических характеристик МПГТЭС. 

Основные положения, выносимые на защиту:

• комплексная геоэкологическая характеристика территорий размещения МПГТЭС (г. Пушкино, Московская обл.; пос. Рублево, г. Москва; г. Кызыл, Республика Тыва; г. Саяногорск, Республика Хакасия; г. Кодинск, Красноярнский край);
• интерпретация среднегодовых концентраций выбросов ЗВ в атмосферу от нестационарного источника как критериев его воздейнствия на человека и окружающую природную среду;
• типовая структура предпроектных и проектных материалов ОВОС и ПМООС, учитывающая технологические особенности работы МПГТЭС;
• обоснование экологичности проектов строительства МПГТЭС в различнных районах России.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются использованием современных теоретических и прикладных разрабонток в области строительной геоэкологии, проведением масштабных расчетов, основанных на нормативных методиках, сопоставлением результатов с данными по объектам-аналогам.

Научная новизна. Работа содержит ряд новых научных результатов. Наиболее значительные из них заключаются в том, что:

• получены результаты по оценке геоэкологического состояния территонрий размещенния МПГТЭС в различных регионах России;
• обоснована экологическая допустимость размещения и эксплуатации МПГТЭС с учетом действующего Российского экологического законодательнства и требований нормативно-технических документов;
• дана интерпретация среднегодовых концентраций выбросов ЗВ в атмонсферу от нестационарного источника как критериев его воздействия на челонвека и окружающую природную среду;
• установлена система приоритетов по учету факторов воздействий МПГЭС на челонвека и окружаюнщую природную среду;
• предложена типовая структура предпроектных и проектных материанлов ОВОС и ПМООС, относящихся к МПГТЭС;
• показана перспективность использования SWOT-анализа для обоснованния намечаемого строительства МПГТЭС и достижения экологической и энернгетической безопасности территорий с учетом природно-социо-культурных условий территорий размещения МПГТЭС и технологических характеристик МПГТЭС;
• разработан комплекс рекомендаций и предложений по инженерной защите окружающей среды и организации природоохранных мероприятий.

Практическое значение и внедрение результатов исследования. Рензультаты работы использованы в разработке проектов строительства 5 МПГТЭС.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международной конференции Проблемы экологии в срвременном мире в свете учения В.И. Вернадского (г. Тамбов, 2010 г.), IV Всероссийской научно-практической конференции Мониторинг природных экосистем (г. Пенза,  2010 г.), Международной научно-технической конференции Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров, посвященной 145-летию МГТУ МАМИ (г. Москва, 2010 г.), V Денисовских чтениях (г. Москва, 2010 г.), Всероссийской научно-технической интернет-конференция Экология и безопасность в техносфере (г. Орел, 2010 г.), VII Всероссийской научно-технической конференции Современные проблемы экологии (г. Тула, 2010 г.).

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе, монография [9], 5 статей - в рекомендованных ВАК научных журналах [2, 5, 6, 10, 11] и 4 статьи - в материалах конференций [3, 4, 7, 8], 1 - в других изданиях [1].  Общий объем опублинкованнных работ составнляет 5.5 печатных листа.

ичный вклад автора в опубнликованных в соавторстве рабонтах [1, 2, 9-11] заклюнчался:

• в участии в анализе фондовых данных и матенриалов инженерных изысканний, обобнщении резульнтатов исследований геоэкологического состояния площадок размещения МПГТЭС;
• в интерпретации среднегодовых концентраций загрязняющих агентов в атмосфере как критериев нагрузки на атмосферу, создаваемой МПГТЭС;
• в разранботке основы структуры материалов ОВОС и ПМООС, относянщихся к МПГТЭС;
• в разработке комплекса предложений по организации природоохраннных мероприятий и средств инженерной защиты окружающей среды.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заклюнчения и списка литературы, включающего 108 наименования. Диснсертанция изложена на 138 страницах и содержит 4 рисунка, 34 таблицы.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю Ф.Ф. Брюханю - профессору кафедры пожарной безопаснности МГСУ, доктору физико-математических наук за проявленное внимание и всенстороннюю помощь при выполннении диссертанционной работы; М.В. Графнкинной, заведующей кафедрой экологии и безопасности жизнедеятельности МГТУ МАМИ, доктору технических наук, профессору за полезные замечанния и предложения; В.П. Некрасову, главному специалисту Института Теплонэлектропроект за консультации и плодотворное сотрудничество.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулиронваны цель, основные положения, выносимые на защиту, указана научная новизна работы.

Первая глава Состояние изученности вопроса и задачи исслендования посвящена  анализу состояния энергетической отрасли России, основным приноритетом которой является обеспечение энергентической безопасности регионов и страны в целом. Отмечено, что энергопонтребление за последние годы сущестнвенно выросло при значительной выранботке паркового ресурса энергетического оборудования, и в настоящее время генерирующие мощности России не могут в полной мере обеспечить потребнонсти экономики во время пиков энергопотребнления. Показано, что эффективным средством временного решения проблемы энергодефицита является внедрение МПГТЭС.

МПГТЭС представляет собой передвижной аналог стационарной элекнтростанции, который можно перемещать с одной специально подготовленной площадки на другую. МПГТЭС используются в качестве временного источника дополнительной мощности до окончания строительства новых генерирующих мощностей и реконструкции существующих. Режим экснплуатации МПГТЭС предусматривает их работу в пиковые часы энергопотребнления. При этом они используются только в аварийной ситуанции или при угрозе ее возникновения.

Несмотря на свою относительно небольшую мощность и незначительную нормативную продолжительность работы, МПГТЭС вносят существенный вклад в загрязнение окружающей среды при выработке единицы (1 кВтч) элекнтроэнергии (см. табл. 1). Это обстоятельство вынуждает проводить дентальнную оценку нагрузок на окружающую среду, создаваемых МПГТЭС на различных стадиях их жизненного цикла, с учетом соответствующих природных и техногенных условий территорий размещения МПГТЭС.

В главе проанализированы основные особенности и технологические характеристики мобильных газотурбинных установок (ГТУ), работающих по открытому циклу. При стандартных условиях (погодных и задаваемых технолонгических) основные гарантированные технологические характеристики ГТУ при базовой нагрузке составляют:

• выходная электрическая мощность нетто 22.49 МВт;
• электрический КПД нетто 36 %;
• удельный расход тепла нетто 2362  ккал/кВтч.

Таблица 1

Количественные характеристики основных видов загрязнений при выработке 1 кВтч электроэнергии на МПГТЭС (на одну ГТУ) и на традиционных ТЭС

Загрязнения	МПГТЭС	Традиционные ТЭС
		угольные	мазутные	газовые
Выбросы ЗВ в атмосферу, г	1.3-6.5	2.5-3.5	1.5-1.6	1.2-1.4
Сбросы загрязненных сточных вод, л	0.3	8-10	4-6	2-3
Отходы, г	0.2	15-25	7-9	2-5

Отмечаются основные факторы негативного воздействия МПГТЭС на компоненты окружающей среды, к которым относятся:

• загрязнение атмосферного воздуха;
• загрязнение поверхностных и подземных вод;
• загрязнение почвы;
• нарушение геологической среды, захламление ее твердыми отхондами;
• акустическое загрязнение;
• тепловое загрязнение;
• электромагнитное загрязнение.

Определена необходимость разработки комплекса природоохранных мероприятий при строительстве и эксплуатации МПГТЭС, направленных на минимизацию негативного воздействия проектируемых мобильной ГТЭС на окружающую среду.

Проведенный в главе анализ позволил сформулировать следующие основнные задачи исследованния:

• сбор и анализ фондовых и литературных данных о природно-социо-кульнтурных условиях территорий предполагаемого строительства МПГТЭС, материалов инженерных изысканий и технологических характеристик МПГТЭС для разработки предпроектных и проектных материалов ОВОС и ПМООС;
• расчеты полей концентраций ЗВ а атмосфере, объема загрязненных вод, количества твердых отходов, акустических полей в процессе строительства МПГТЭС и их эксплуатации;
• анализ комплексного воздействия МПГТЭС на компоненты природной среды и человека, установление системы приоритетов по учету факторов негантивных воздействий МПГЭС;
• интерпретация среднегодовых концентраций выбросов ЗВ в атмосферу при работе МПГТЭС как критериев воздействия МПГТЭС на человека и окрунжающую природную среду;
• разработка типовой структуры предпроектных и проектных материанлов ОВОС и ПМООС, относящихся к обоснованию экологичности строительства МПГТЭС и разработке природоохранных мероприятий;
• установление экологической допустимости размещения и эксплуатации МПГТЭС с учетом действующего Российского экологического законодательнства и требований  нормативно-технических документов;
• разработка комплекса предложений по организации природоохранных мероприятий и средств инженерной защиты окружающей среды.

Во 2-й главе Методическая основа исследования дается краткое опинсание методик, использованных при выполнении работы, учитывающих осонбенности природно-техногенных условий, этапов пронектированния и спенцифики МПГТЭС.

Отмечается, что работе использовались в основном стандартные метондики и соответстнвующее лицензированное программное обеспечение. Это обнстоятельство в известной мере обеспечивает достоверные результаты расчетов.

Далее в главе излагаются результаты, касаюнщиеся построения типовой структуры материалов ОВОС и ПМООС (см. табл. 2, 3). Такая структура предложена на основе опыта автора при разработке материалов ОВОС и ПМООС для строительства МПГТЭС в г. Пушкино, пос. Рублево, г. Кызыл, г. Саяногорск, г. Кодинск.

Как уже отмечалось, суммарная продолжительность работы МПГТЭС в течение годы незначительна. Поэтому ни максимально разовая , ни среднесуточная концентрации ЗВ в атмосферном воздухе не определяют фактическое воздействие загрязненний от МПГТЭС на человека, фауну и флору, а также на загрязнение почвы, поверхностных и подземных вод.

Таблица 2

Структура материалов ОВОС

Разделы ОВОС
Введение
1.	Описание инвестиционного проекта
	1.1.	Цели инвестиций и обоснование необнходинмонсти намечаенмой хозяйственнной деятельнности
	1.2.	Характеристика намечаемой деятельнности (описание технологии, основнных объектов строительства, характенринстика транспортной сети и инженнернных комнмуникаций, обеспенченность ресурсами)
	1.3.	Анализ альтернативных вариантов доснтинжения цели намечаенмой деятельннонсти (отказ от намечаемой деятельнности, размещение МПГТЭС на друнгой плонщадке, частичное измененние намечаенмого вида деянтельннонсти)
2.	Нормативно-правовая база оценки возндейстнвия на окружаюнщую среду
3.	Состояние окружающей среды в районе разнмещенния проектинруемого объекта
	3.1.	Общие сведения о районе размещения плонщадки строинтельнства
	3.2.	Описание исходной экологической обстановки (основные источники загрязннения принродной среды, климантиченские условия, поверхностные воды, почвы, растительный и животнный мир, хозяйственное использование территонрии, социальная сфера, демо-графическая характеристика, обънекты историко-культурного наследия, особо охраняемые природные территории)
	3.3.	Воздействие на почвенно-растительнный покров и струкнтура землепользонвания
4.	Воздействие проектируемого объекта на окнрунжающую среду
	4.1.	Воздействие на окружающую среду на стадиях подгонтовки к строительству, строительнства и денмонтажа МПГТЭС
	4.2.	Воздействие на окружающую среду при экснплуатанции МПГТЭС
	4.3.	Социальные аспекты намечаемой деянтельности
5.	Предложения по организации локального экононгиченского монниторинга
6.	Аварийные ситуации
	6.1.	Причины возникновения и зоны дейстнвия оснновных поражающих факторов при авариях на участке хранения топнлива
	6.2.	Причины возникновения и зоны дейстнвия основных поражающих факторов при авариях, связанных с пожарами
Выводы
Приложения

Поэтому в главе обосновывается необходимость использования средненгодонвых концентраций выбросов ЗВ в атмосферу при эксплуатации МПГТЭС. Наиболее объективной характеристикой негативного воздействия техногенного загрязненного воздуха может служить суммарная (проинтегрированная по вренмени) концентрация за заданный период времени :

,

(1)

где - измеренная либо расчетная концентрация ЗВ в момент времени в точке с полярными координатами и относительно источника, помещеннного в начало координат. Текущая концентрация определяется задаваенмым графиком работы промышленного объекта. Количество ЗВ, пронинкающих в организм человека в результате дыхания, пронпорционально проиннтегрированной по времени концентрации (ПВК).

Таблица 3

Структура материалов ПМООС

Разделы ОВОС
Введение
1.	Общие положения и исходные данные
	1.1.	Основание для разработки проекта
	1.2.	Общая характеристика местоположенния объекта
	1.3.	Природная характеристика площадки строительства (климатические услонвия, состояние поверхностных и поднземных вод, почвы, растительности и животного мира)
	1.4.	Краткая технологическая характеристика объекта (общая характеристика МПГТЭС и основного оборудования, характеристика топлива)
2.	Источники и виды воздействия МПГТЭС на окружающую среду и мероприятия по ее охране
	2.1.	Охрана воздушного бассейна
		2.1.1.	Существующий уровень загрязнения атмонсферы
		2.1.2.	Воздействие на атмосферный воздух в пенриод строительства
		2.1.3.	Характеристика выбросов ЗВ от дынмовых труб энергоблоков
		2.1.4.	Характеристика выбросов ЗВ от низнких источников
		2.1.5.	Перечень ЗВ, выбрасываемых в атмосферу при штатном режиме работы
		2.1.6.	Расчеты и анализ уровня загрязнения атмонсферы
		2.1.7.	Предложения по нормативам ПДВ
		2.1.8.	Инженерные решения по уменьшению выбросов ЗВ в атмосферу
	2.2.	Охрана водного бассейна
		2.2.1.	Источники загрязнения поверхностных и поднземных вод
		2.2.2.	Мероприятия по охране водных ресурсов
		2.2.3.	Характеристика источника технического водоснабжения (при использовании технологии DENOX)
		2.2.4.	Водоподготовка
		2.2.5.	Водоснабжение и водоотведение
	2.3.	Утилизация твердых отходов
		2.3.1.	Отходы в период строительства
		2.3.2.	Отходы при эксплуатации объекта
		2.3.3.	Характеристика мест временного накопления отходов на территории объекта
	2.4.	Защита от шумового воздействия
		2.4.1.	Шумовые характеристики оборудования
		2.4.2.	Акустический расчет
3.	Мероприятия по охране окружающей среды при строительстве и эксплуатации МПГТЭС
Выводы
Приложения

Воздействие ЗВ на организм человека при функционировании загрязнняющего объекта довольно продолжительно во времени. Поэтому в практиченских оценках биологического воздействия вменсто величины проще испольнзовать среднегодовую концентрацию :

,

(2)

где  - продолжительность года.

При оценках экологической опасности нестационарного объекта загрязннения следует принимать во внимание две величины - индивидуальное годовое воздействие на человека, проживающего в точке с координатами и относительно точки расположения источника загрязнения, и коллективное годовое воздействие на население, проживающее в районе размещения источнника:

, .

(3)

Здесь - плотность населения.

Сравнительный анализ индивидуальных и коллективных воздействий на население г. Кызыл от работы Кызылской ТЭ - и МПГТЭС показывает, что индивидуальные годовые воздействия в точках достижения максимальных коннцентраций ЗВ в пределах жилой застройки от обоих объектов соизмеримы для всех загрязняющих компонентов (см. табл. 4). При этом коллективные воздейнствия, оказынваемые на население со стороны МПГТЭС, значительно меньшие воздействий от ТЭЦ. Такое различие связано с незначительной продолжительнностью работы МПГТЭС в сравнении с ТЭЦ.

Что же касается рисков поражения фауны и флоры, а также уровней загрязнения почвы, поверхностных и подземных вод от длительного воздейстнвия источников загрязнения воздуха, можно в первом приближении предполангать, что они пропорциональны ПВК загрязняющих агентов.

Таблица 4

Результаты расчета индивидуальных годовых воздействий Кызылской ТЭ - и МПГТЭС

на человека в точках максимальных концентраций ЗВ и коллективных годовых

воздействий на население г. Кызыл

ЗВ	Индивидуальное годовое воздействие, (мг/м3)год	Коллективное годовое воздействие, (мг/м3)чел.год
Кызылская ТЭЦ
SO2	0.085	3020
NO2	0.150	5210
NO	0.029	1040
CO	0.015	540
МПГТЭС
SO2	0.025	10.2
NO2	0.120	48.8
NO	0.019	7.8
CO	0.011	4.5

В 3-й главе Геоэкологические последствия строительства и эксплуатанции МПГТЭС в различных природных условиях России приводятся резульнтаты комплексного исследования воздействия МПГТЭС на компоненты принродной среды. Дается характеристика природно-социо-культурных условий исследованных площадок строительства МПГТЭС (в г. Пушкино, пос. Рублево, г. Кызыл, г. Саяногорск, г. Кодинск) и прилегающих к ним территорий, провондится анализ количественных характеристик воздействия МПГТЭС на природнную среду на этапах строительства МПГТЭС, их эксплуатации и вывода из экснплуатации (демонтажа). 

Отмечается, что сеть МПГТЭС, действующая в  настоящее время на тернритории России, включает 8 станций, еще по 2 завершены проектные работы. При участии автора выполнялись работы по экологическому обоснованию строительства 5 станций, 4 из которых введены в эксплуатацию. Предпроектнные и проектные материалы по всем 5 объектам успешно прошли государстнвенную экологическую экспертизу. 

Негативное воздействие МПГТЭС на окружающую среду происходит на следующих этапах жизненного цикла МПГТЭС: при производстве строительнных работ, ее эксплуатации и демонтажа.

Этап строительных работ. На стадиях подготовки к строительству и при строительстве МПГТЭС происходят следующие основные воздейнствия: загрязнение атмосферного воздуха и акустическое воздействие при работе транспорта и строительной техники, загрязнение атмосферы при производстве сварочных и окрасочных работ, загрязнение поверхнонстных и подземных вод, нарушение геологической среды, образование строинтельных отходов.

По перечисленным ранее 5 объектам на основе климатических данных темперантуры и ветра, а также фоновых значений концентраций ЗВ в атмосфере, были рассчитаны поля их максимальных разовых концентраций в период строительнства. Было установлено, что загрязнение атмосферного возндуха в период строинтельства от работы дорожно-строительной техники и автонтранснпорта, проведенния сварочных и окрасочных работ незначительны. Уровень загрязнения атмосферы по основным загрязняющим агентам не превышает  0.1 долей ПДК.

Шумовое воздействие в период строительства связано с работой строинтельной техники. Было установлено, что при существующем удалении блинжайших жилых домов от площадок МПГТЭС и непродолжительности воздейстнвия периодом строительства (30-40 дней), оно оценено как незначимое и не требует уточненной количественной оценки. Эквивалентный уровень шума возле ближайших к исследованным 5 площадкам домов изменяется в пределах  5-10 дБА и не превышает установленных санитарных норм.

Вода, используемая на хозяйственно-бытовые нужды - привозная. Ее расход на весь период строительства незначителен и составляет всего несколько кубометров на каждую площадку. Соответственно, пренебрежимо мал объем сточных вод.

Производство строительных работ включает разработку котлована, засыпку и нивелировку площадки, дренирование поверхности площадки, техннический и биологический этап рекультивации. Всего за период строительства образуется 0.12-0.50 т отходов, которые в соотнветствии с проектом организации строительства вывозятся с территории плонщадок. 

Таким образом, технология проведения строительных работ не оказывает существенного влияния на состояние атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, геологической среды и не создает значимого шумового воздейнствия.

Этап эксплуатации МПГТЭС. Основным источником выбросов от ГТУ является устройство выхлопа, из которого происходит выброс продуктов сгонрания керосина (оксида и диоксида азота, диоксида серы, угарного газа, угленводородов, взвешенных веществ) в атмосферу. Проведенные расчеты полей концентраций оксида и диоксида азота с учетом их фоновых значений уканзали на необходимость в ряде случаев (для площадок Пушкинской и Рублевнской МПГТС) подавления соединений азота технологией DENOX (впрыска обессоленной воды в камеру сгорания ГТУ). Расчетные концентраций ЗВ от выбросов из дымовых труб МПГТЭС даны в табл. 5.

Таблица 5

Расчетные концентрации ЗВ от выбросов из дымовых труб МПГТЭС

в точках максимальных концентраций без учета фоновых значений

МПГТС	Концентрации (в долях ПДК)
	SO2	NO2	NO	CO	взвешенные вещества
Пушкино, 322.5 МВт	0.042	0.049	0.011	0.024	< 0.01
Рублево, 322.5 МВт	0.051	0.062	0.011	0.028	< 0.01
Кызыл, 22.5 МВт	0.021	0.033	0.011	0.012	< 0.01
Саяногорск, 22.5 МВт	0.021	0.033	0.011	0.012	< 0.01
Кодинск, 22.5 МВт	0.021	0.033	0.011	0.012	< 0.01

Другой источник загрязнения атмосферного воздуха - выброс паров керосина, происходящий при пополнении топливных резервуаров МПГТЭС.

Расчет полей концентраций ЗВ от работы ГТУ и при заправке топливных резервуаров керосином показал, что приземные концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, ниже ПДК для жилой зоны.

Выполненные акустические расчеты показали, что для жилых застроек вблизи исследованных площадок уровни шума составляют 25-30 дБА и не превышают установленных санитарных норм.

При эксплуатации МПГТЭС вода используется как для производственнных нужд (водоподготовки с вариантом технологии DENOX, периодической промывки оборудования), так и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Годонвое водопотребление с вариантом  DENOX составляет 1240 м3, без технологии DENOX Ц  5  м3.

Производственные стоки включают периодические и аварийные. К пернвым относятся ливневые стоки, стоки от промывки оборудования, к аварийным - проливы топлива. Годовой объем периодических стоков составляет 12-25 м3, аварийных не более 25 м3.

Твердые отходы в период эксплуатации МПГТЭС включают производстнвенный мусор, отработанные расходные материалы, смет с территории плонщадки. В течение года образуется 0.7-1.7 т твердых отходов, подлежащих вывозу.

Этап вывода МПГТЭС эксплуатации. Характер загрязнения природной среды при выводе МПГТЭС из эксплуатации аналогичен этапу выполнения строительных работ. Однако комплексное воздействие данного этапа менее значительно, чем этапа строительства и не требует количественных оценок.

Пригодность площадок размещения МПГТЭС подтверждается не только количественными оценками комплексного воздействия МПГТЭС, но и качестнвенными результатами SWOT-анализа*1, широко применяемого при принятии решений в процессе стратегического планирования. Проведенный SWOT-ананлиз состояния природно-социально-производственных систем территорий намечаемого строительства МПГТЭС позволил выделить сильные и слабые стонроны, внешние угрозы и возможности. Соответствующая матрица приведена в табл. 6.

Результаты SWOT-анализа позволили установить допустимость уровня техногенного воздействия МПГТЭС на окружающую среду в процессе их строительства и эксплуатации.

Опыт разработки предпроектной и проектной документации позволил разработать типовую структуру материалов ОВОС и ПМООС, описанную в главе 2.

Таблица 6

Матрица SWOT-анализа намечаемого строительства МПГТЭС

S (cильные стороны)		W (слабые стороны)
S1.	Географическое положение  размещения площадок МПГТЭС вне зон проявления экстремальных природных явлений.	W1.	Сжигание топлива в процессе работы МПГТЭС повысит уровень зангрязнения воздуха (до 0.06 ПДК по NOx, до 0.05 ПДК по SOx, до 0.02 ПДК по CO).
S2.	Мобильность и оперативность ввода в эксплуатацию (период строительства и ввода в эксплуатацию - не более 20-40 дней в зависимости от числа энергоблонков).	W2.	Произойдет усиленние акустических понлей в зоне жилой застройки (приблизинтельно на 5-10 дБА).
S3.	Потребность в минимальных водных ренсурсах (при варианте работы без технолонгии DENOX) - не более 5 м3/год.	W3.	Высокая температура отходящих газов вызовет локальное тепловое загрязнение на площадке МПГТЭС.
S4.	Практическое отсутствие загрязненных сточных вод - не более 50 м3/год.	W4.	Отсутствие непрерывной системы монинторинга техногенного загрязнения.
S5.	Выгодное экономико-географическое понложение относительно существующей транспортной и электросетевой иннфранструктуры.	W5.	Слабая интеграция между промышленнными предприятиями региона по решеннию экологических проблем и использонванию природных ресурсов.
S6.	МПГТЭС  обеспечит необходимый резерв электрической мощности и усилит надежнность энергосистемы региона.
S7.	Сооружение и ввод МПГТЭС в эксплуантацию создаст новые рабочие места.
S8.	Принятые управленческие и технологиченские решения по экологически безопаснному размещению объекта.
S9.	Наличие необходимых специалистов.
S10.	Сооружение МПГЭС не  потребует донполнительного землеотвода.
O (возможности)		T (внешние угрозы)
O1.	Прогнозируемость эколого-социально-экономической ситуации.	T1.	Дефицит инвестиций в строительство МПГТЭС.
O2.	Экономическое стимулирование внедренния ресурсосберегающих и экологичных технологий.	T2.	Кризисное и/или неустойчивое положенние экономики ренгионов намечаемого строительства.
O3.	Рост реального спроса на качественную экологическую среду.	T3.	Эффекты совокупного техногенного возндействия на  окружающую среду.
O4.	Внедрение технологий, ограничивающих выбросы ЗВ и шумовое воздействие.

4-я глава Инженерная защита принродной среды от воздействия МПГТЭС и природоохранные мероприятия посвящена следующим вопросам:

• ранжированию приоритетов по учету воздействий МПГТЭС на принроднную среду;
• разработке предложений по инженерной защите принродной среды от воздействия МПГТЭС и организации соответствующих природоохранных мероприятий;
• всесторонней оценке перспектив развития сети МПГТЭС в России.

Анализ характера негативных воздействий МПГТЭС на природную среду и их количественных характеристик с учетом опыта геоэкологического обоснонвания строительства МПГТЭС позволяет ранжировать эти воздействия экспертно-аналитическим методом для их последующего учета в практике эконлогического проектирования. Раннжирование негативных воздействий МПГТЭС определяет систему приоритетов по их учету при оптимизации разработки инженерной защиты природной среды и организации природоохранных меронприятий на различных этапах жизненного цикла МПГТЭС.

Итоговая таблица рангов воздействий привендена ниже (см. табл. 7). В ней указаны ранги негативных воздействий МПГТЭС на человека и компоненты природной среды при двух вариантах технологии сжигания топлива - с технонлогией DENOX и без нее. Чем выше ранг (степень) воздействия, тем выше его значимость.

Данные, представленные в табл. 7, позволяют оптимально устанонвить приоритеты при исследовании компонентов природной среды в рамках работ, предусмотренных процедурой ОВОС. Кроме того, схема ранжинрования позвонляет оптимизировать разработку технических решенний защиты окружающей среды и природоохраннных мероприятий при подготовке ПМООС в составе проектной документации.

С учетом вышесказанного, функциональное назначение схемы ранжинронвания негативных воздействий МПГТЭС можно представить в виде схемы, изонбраженной на рис. 3.

Необходимо отметить, что при оптимальном выборе вариантов инженернной защиты  окружающей среды, основанном на результатах ОВОС и предлангаемой схемы ранжирования, можно достичь высокого экономического эффекта, поскольку стоимость реализации различных природоохранных технонлогий и их эксплуатации изменяется в широких пределах.

Результаты, полученные в главе 3, позволили предложить ряд рекоменданций и предложений по разработке средств инженерной защиты окружающей среды и природоохранных мероприятий в составе ПМООС. В обобщенном виде эти рекомендации и предложения представлены в табл. 8.

Таблица 7

Ранжирование факторов воздействий МПГТЭС по степени их влияния

на человека и окружающую природную среду

Факторы воздействий	Варианты технологии сжигания топлива
	c технологией DENOX	без технологии DENOX
Загрязнение атмосферы
Общее количество выбросов	1	1
NOx	1.1	1.2
SOx	1.2	1.1
CO	1.3	1.3
Твердые частицы	1.4	1.4
Водопотребление и загрязнение  поверхностных вод
Водопотребление	3	11
Загрязнение поверхностных вод	6	6
Загрязнение и нарушение земель и геологической среды
Загрязнение почв и грунтов	7	5
Загрязнение подземных вод	8	7
Нарушение плодородного слоя почвы	5	4
Нарушение геологической среды	9	8
Складирование и захоронение отходов	4	3
Физические факторы
Шум	2	2
Тепловое воздействие на атмосферу	10	9
ЭМП	11	10

Рис. 3. Функциональное назначение схемы ранжирования факторов

негативных воздействий МПГТЭС

Таблица 8

Основные рекомендации и предложения по инженерной защите окружающей среды

и природоохранным мероприятиям в составе ПМООС на различных этапах

жизненного цикла МПГТЭС

Этапы жизненнного цикла	Рекомендации и предложения
Строительство	1.	Учет и ликвидация источников загрязнения в районе площадки и на приленгающей территории.
	2.	Содержание территории строительства в надлежащем порядке, контроль за периодичностью вывоза отходов. Запрет на мойку машин и механизмов на строительной плонщадке.
	3.	Организация специальной зоны для стоянки автотранспорта и строительнной техники.
	4.	Соблюдение технического регламента при проведении строительных работ.
Эксплуатация	1.	Принятие решения об использовании технологии DENOX с учетом расчета полей концентраций ЗВ.
	2.	Организация возврата паров керосина в автоцистерну при заправке топливнных резервуаров через узел рециркуляции паров.
	3.	Сбор загрязненных сточных вод в дренажные емкости и их вывоз на утилинзацию.
	4.	Разработка регламента по временному хранению отходов на площадке и сроков их вынвоза.
	5.	Принятие решения о пригодности площадки по шумовому воздействию с учетом результатов акустических расчетов для существующей жилой занстройки. Разработка технологических решений по шумопоглощению ГТУ.
Демонтаж	1.	Содержание территории в надлежащем порядке, контроль за периодичнонстью вывоза оборудования и отходов. Запрет на мойку машин и механизнмов на строительной плонщадке.
	2.	Организация специальной зоны для стоянки автотранспорта и строительнной техники.
	3.	Соблюдение технического регламента при проведении демонтажных работ.

Далее в главе оцениваются перспективам развития сети МПГТЭС в Роснсии с учетом планируемого ввода в действие новых генерирующих мощностей. Отмечается, что даже при наличии бездефицитных мощностей потребность в строительстве новых МПГТЭС сохранится. Такая потребность обусловлена возможностью выхода из строя генерирующих единиц вследствие экстремальнных природных явлений и техногенных аварий.

В Приложении представлены акты о внедрении результатов диснсертанции.

Заключение содержит перечень основных результатов, полученных в работе и общие выводы:

1. Выполнена комплексная количественная и качественная оценка геоэколонгических условий территорий размещения МПГТЭС в различных ренгионах России. Подобное исследование для территорий размещения 5 МПГТЭС (г. Пушкино, пос. Рублево, г. Кызыл, г. Саяногорск, г. Кодинск) выполнено впервые.
2. Впервые обоснована необходимость использования среднегодовых коннцентраций выбросов ЗВ в атмосферу при работе МПГТЭС как критериев их воздействия на человека и окружающую природную среду.
3. Впервые разработана типовая структура предпроектных и проектных мантериалов ОВОС и ПМООС, относящихся к МПГТЭС.
4. Впервые дано обоснование экологичности проектов строительства МПГТЭС в различнных регионах России на основе SWOT-анализа и установнлена пригодность площадок МПГТЭС для их строительства с учетом природно-социо-культурных условий территорий и технологических характеристик МПГТЭС.
5. Впервые установлена система приоритетов по учету факторов негативных воздейстнвий МПГТЭС на челонвека и окружаюнщую природную среду, позволившая разработать комплекс рекомендаций и предложений по инженерной защите окружающей среды и природоохранным мероприятиям.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Брюхань А.Ф., Черемикина Е.А. Оценка экологичности проекта вренменнного разнмещения мобильных пиковых газотурбинных электронстаннций в Московском регионе // Вестник Московского государственного обланстного университета. Сер. Еснтественные науки. 2007. № 2. С. 109-114.
2. Брюхань Ф.Ф., Черемикина Е.А. Оценка экологичности проекта строительства мобильной пиковой газотурбинной электростанции в Реснпублике Тыва // Вестник МГСУ. 2010. № 2. С. 115-119.
3. Черемикина Е.А. Программа экологического мониторинга при эксплуатанции мобильнных газотурбинных электростанций (ГТЭС) // Сборник статей IV Всероссийской научно-практической конференции Мониторинг природных экосистем. Пенза, 2010. С. 124-127.
4. Черемикина Е.А. Природоохранные мероприятия в процессе монтажа  и эксплуатанции мобильных передвижных газотурбинных электростанций (МПГТЭС) // Материалы  международной конференции Проблемы экологии в современном мире в свете учения В.И. Вернадского. Тамбов, 2010. С. 224-227.
5. Черемикина Е.А. Комплексная оценка влияния мобильных пиконвых газотурбиннных электростанций на природную среду в процессе их монтажа и эксплуантации // Вестник Московнского государственного обланстного университета. Сер. Естенственные науки. 2010. № 3. С. 136-140.
6. Черемикина Е.А. Природоохранные мероприятия в процессе моннтажа и эксплуантации мобильных пиковых газотурбинных электростанций  // Вестник МГСУ. 2010. № 4. С. 290-293.
7. Черемикина Е.А. Акустические воздействия и шумозащитные мероприянтия при экспнлуантации мобильных пиковых газотурбинных электростанций // Материалы международнной научно-технической конференции  Автомобиле- и тракторостроение в России: приоринтеты развития и подготовка кадров, посвященной 145-летию МГТУ МАМИ. Кн. 10. - М.: МГТУ МАМИ, 2010. С. 137-139.
8. Черемикина Е.А. Ранжирование типов воздействий мобильных пиковых газотурбиннных электростанций на компоненты природной среды по степени их значимости // Сборник докладов на VII Всероссийской научно-технической конференции Современные проблемы экологии. Тула, 2010. С. 39-41.
9. Брюхань А.Ф., Черемикина Е.А.  Мобильные пиковые газотурбинные элекнтростаннции и окружающая среда // М.: Форум, 2011. - 128 с.
10. Брюхань А.Ф., Черемикина Е.А. Типовое содержание материалов ОВОС и разндела проекта Охрана окружающей среды временного разнмещенния мобильных пиконвых газотурбинных электростанций // Вестник Московнского государственного областнного университета. Сер. Естестнвеннные науки. 2011. № 2. С. 126-128.
11. Брюхань А.Ф., Черемикина Е.А. Среднегодовая концентрация загрязнняющих веществ, поступающих в атмосферу от нестационарного источника, как критерий его воздействия на человека и окружающую природную среду // Вестник Московнского государственного областного университета. Сер. Естестнвенные науки. 2011. № 2. С. 129-134.

 

---

* Аббревиатура SWOT обязана своим происхождением 4 англоязычным словам: сила - strength, слабость - weakness, возможности - opportunity и угрозы - threat.

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле