Теоретические основы создания комплексной системы мониторинга качества атмосферного воздуха в районах размещения тепловых электростанций (ТЭС)

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты воздействия ТЭС на качество атмосферного воздуха

1.1. Источники и механизмы загрязнения атмосферного воздуха на ТЭС

1.2. Состав и характеристики выбросов ТЭС

1.3. Факторы распространения загрязняющих веществ

1.4. 1.4 Нормативно-правовая база мониторинга атмосферного воздуха

Глава 2. Теоретические основы организации системы мониторинга

2.1. Принципы построения мониторинга

2.2. Выбор контролируемых показателей

2.3. Методы контроля качества атмосферного воздуха

2.4. Критерии размещения пунктов наблюдения

Глава 3. Концептуальная модель системы мониторинга

3.1. Структура системы

3.2. Схема размещения пунктов мониторинга

3.3. Программа наблюдений

3.4. Алгоритм обработки и интерпретации данных

3.5. Оценка эффективности системы мониторинга

Глава 4. Теоретические рекомендации и перспективы развития

4.1. Рекомендации по внедрению системы

4.2. Перспективы развития теоретических подходов

4.3. Связь с концепциями устойчивого развития

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Теоретические основы создания комплексной системы мониторинга качества атмосферного воздуха в районах размещения тепловых электростанций (ТЭС)

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена продолжающимся функционированием тепловых электростанций в качестве основного источника электроэнергии в Российской Федерации и их значительным воздействием на состояние атмосферного воздуха. В современных условиях ужесточения экологических требований и реализации национальных проектов в области экологии создание научно обоснованных систем мониторинга становится необходимым условием обеспечения экологической безопасности промышленных зон и прилегающих территорий.

Степень разработанности проблемы в отечественной науке характеризуется наличием фундаментальных исследований в области атмосферной диффузии, методов контроля качества воздуха и нормирования выбросов. Вклад в развитие теоретических основ мониторинга внесли российские научные школы Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, Института глобального климата и экологии, Института физики атмосферы РАН. Однако комплексные теоретические подходы к организации систем мониторинга в зонах влияния ТЭС требуют дальнейшего развития с учетом современных технологий измерений и обработки данных. Проблематика создания эффективных систем наблюдений остается актуальной для обеспечения устойчивого развития энергетического сектора и защиты населения от неблагоприятного воздействия загрязненного воздуха.

Цель курсовой работы – разработать теоретические основы создания комплексной системы мониторинга качества атмосферного воздуха в районах размещения тепловых электростанций.

Задачи исследования:

• изучить источники и механизмы загрязнения атмосферного воздуха на ТЭС;
• проанализировать принципы построения систем мониторинга атмосферного воздуха;
• обосновать методы контроля качества воздуха и критерии размещения пунктов наблюдения;
• разработать концептуальную модель системы мониторинга;
• сформулировать теоретические рекомендации по внедрению системы мониторинга.

Объект исследования – качество атмосферного воздуха в районах размещения тепловых электростанций.

Предмет исследования – теоретические основы организации комплексного мониторинга атмосферного воздуха.

Методологическая база исследования включает теоретическую базу – концепции экологического мониторинга, теория атмосферной диффузии, принципы нормирования качества окружающей среды; инструментальные методы – аналитические методы определения загрязняющих веществ, дистанционные методы контроля, математическое моделирование распространения примесей; нормативно-техническую базу – ГОСТ 17.2.3.01-86, РД 52.04.186-89, СанПиН 1.2.3685-21, методические указания Росгидромета; источниковую базу – научные публикации, нормативные документы, данные наблюдений Росгидромета.

Научная новизна исследования заключается в систематизации теоретических подходов к созданию комплексной системы мониторинга с учетом специфики воздействия ТЭС на атмосферный воздух.

Теоретическая значимость состоит в обобщении методологических принципов организации мониторинга и разработке концептуальной модели системы наблюдений.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования теоретических рекомендаций при проектировании и совершенствовании систем экологического контроля на объектах энергетики.

Структура работы включает введение, четыре главы, заключение и список литературы. Первая глава посвящена теоретическим аспектам воздействия ТЭС на качество атмосферного воздуха, вторая глава рассматривает теоретические основы организации системы мониторинга, третья глава представляет концептуальную модель системы мониторинга, четвертая глава содержит теоретические рекомендации и перспективы развития.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЭС НА КАЧЕСТВО АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

1.1. Источники и механизмы загрязнения атмосферного воздуха на ТЭС

Тепловые электростанции представляют собой крупные стационарные источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, образующихся в процессе сжигания органического топлива для производства электрической и тепловой энергии. Основным источником загрязнения на ТЭС являются котельные агрегаты, в которых происходит окисление углеводородного топлива при высоких температурах с образованием продуктов полного и неполного сгорания. Механизм загрязнения связан с химическими процессами окисления компонентов топлива и термическими реакциями в высокотемпературной зоне факела, приводящими к образованию устойчивых соединений серы, азота и твердых частиц.

Топливный цикл современных ТЭС включает прием, подготовку, транспортировку и сжигание топлива, каждый этап которого сопровождается поступлением загрязняющих веществ в атмосферу. При использовании угля в качестве основного энергоносителя происходит интенсивное пылеобразование на стадиях разгрузки, дробления и транспортировки топлива, что создает дополнительные источники выбросов неорганизованного характера. Сжигание жидкого топлива характеризуется образованием сернистых соединений и оксидов азота, концентрация которых зависит от содержания серы в мазуте и температурного режима горения.

Процесс горения топлива в топочных устройствах котлоагрегатов сопровождается сложным комплексом физико-химических превращений, определяющих качественный и количественный состав выбросов. При температурах выше 1300°C происходит интенсивное образование термических оксидов азота через механизм Зельдовича, в котором молекулярный азот воздуха окисляется атомарным кислородом и радикалами. Содержащиеся в топливе соединения серы окисляются преимущественно до диоксида серы, небольшая часть которого в присутствии катализаторов может окисляться до триоксида серы и образовывать аэрозоли серной кислоты [3, c. 47].

Твердые продукты сгорания представлены летучей золой и несгоревшими частицами топлива, дисперсный состав которых определяется типом топлива и конструкцией горелочных устройств. Зол

…