Determination of Areas of Atmospheric Air Pollution by Sulfur Oxide Emissions from Mining and Metallurgical and Energy Generating Enterprises
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ДВНЗ "Національний гірничий університет", м. Дніпро
Abstract
EN: Purpose. Development of methods and software for determining levels and zones of atmospheric air pollution by emissions from mining and power generating companies that contain significant volumes of sulfur oxides. Methodology. The forecast of the level of atmospheric air pollution by sulfur-containing emissions from mining and power generating companies is based on a mathematical model for calculating the concentration of sulfur dioxide, which takes into account the processes of its oxidation, as well as the formation and evaporation of sulfuric acid in the atmosphere. The numerical method is based on the joint solution of the equations of convective-diffusion transport of pollutants that come directly from enterprises or are formed additionally due to chemical reactions in the atmosphere. The technique is implemented using implicit difference schemes. Findings. The developed methodology and software allow predicting the levels of atmospheric air pollution by large industrial enterprises taking into account chemical transformations of sulfur oxides in the environment. A number of numerical experiments have been carried out to estimate the levels and zones of atmospheric air pollution in the city of Dnipro with sulfur dioxide near industrial enterprises, taking into account various meteorological conditions. Originality. The regularities of atmospheric air pollution by sulfur-containing emissions from industrial enterprises are established on the basis of a joint solution of transport process equations as for impurities coming from sources of pollution and transformation as a result of chemical reactions in the atmosphere. Practical value. The developed forecast method and software allow determining the concentration of pollutants in the atmosphere and assessing the level of environmental hazard of large industrial enterprises. The obtained patterns of dispersion of sulfur oxides make it possible to predict pollution levels of environmental objects on the territory of industrial cities and to introduce air protection measures in a timely manner.
UK: Мета. Розробка методики й програмного забезпечення для визначення рівнів і зон забруднення атмосферного повітря викидами гірничо-металургійних і енергогенеруючих підприємств, що містять значні обсяги оксидів сірки. Методика. Прогноз рівня забруднення атмосферного повітря сірковміщуючими викидами гірничо-металургійних і енергогенеруючих підприємств ґрунтується на математичній моделі для розрахунку концентрації діоксиду сірки, що враховує процеси його окислення, а також утворення й випаровування сірчаної кислоти в атмосфері. Чисельна методика базується на спільному рішенні рівнянь конвективно-дифузійного переносу забруднюючих речовин, що надходять безпосередньо від підприємств або утворюються додатково за рахунок хімічних реакцій в атмосфері. Методика реалізується з використанням неявних різницевих схем. Результати. Розроблена методика й програмне забезпечення дозволяють оперативно прогнозувати рівні забруднення атмосферного повітря викидами великих промислових підприємств з урахуванням хімічних перетворень оксидів сірки в навколишньому середовищі. Проведено ряд чисельних експериментів з оцінки рівнів і зон забруднення атмосферного повітря м. Дніпро діоксидом сірки поблизу промислових підприємств з урахуванням різних метеорологічних умов. Наукова новизна. Встановлені закономірності забруднення атмосферного повітря викидами промислових підприємств на основі спільного рішення рівнянь переносу домішок, що надходять від джерел забруднення, і трансформації в результаті хімічних реакцій в атмосфері. Практична значимість. Розроблені прогнозна методика й програмне забезпечення дозволяють оперативно визначити концентрацію забруднюючих речовин в атмосфері, оцінити рівень екологічної небезпеки функціонування великих промислових підприємств. Отримані закономірності розсіювання оксидів сірки дозволяють прогнозувати рівні забруднення об’єктів навколишнього середовища на території промислових міст і своєчасно впроваджувати повітряохоронні заходи.
RU: Разработка методики и программного обеспечения для определения уровней и зон загрязнения атмосферного воздуха выбросами горно-металлургических и энергогенерирующих предприятий, которые содержат значительные объемы оксидов серы. Методика. Прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха серосодержащими выбросами предприятий основывается на математической модели для расчета концентрации диоксида серы с учетом процессов его окисления, а также образования и испарения серной кислоты в атмосфере. Численная методика базируется на совместном решении уравнений конвективно-диффузионного переноса загрязняющих веществ, которые непосредственно поступают от предприятий или образуются дополнительно за счет химических реакций в атмосфере. Методика реализуется с использованием неявных разностных схем. Результаты. Разработанные методика и программное обеспечение позволяют оперативно прогнозировать уровни загрязнения атмосферного воздуха выбросами крупных промышленных предприятий с учетом химических превращений оксидов серы в окружающей среде. Проведен ряд численных экспериментов по оценке уровней и зон загрязнения атмосферного воздуха г. Днепр диоксидом серы вблизи промышленных предприятий с учетом различных метеорологических условий. Научная новизна. Установлены закономерности загрязнения атмосферного воздуха серосодержащими выбросами промышленных предприятий на основе совместного решения уравнений для процесса переноса примесей, поступающих от источников загрязнения, и трансформации в результате химических реакций в атмосфере. Практическая значимость. Разработанные прогнозная методика и программное обеспечение позволяют оперативно определить концентрацию загрязняющих веществ в атмосфере и оценить уровень экологической опасности функционирования крупных промышленных предприятий. Полученные закономерности рассеивания оксидов серы позволяют прогнозировать уровни загрязнения объектов окружающей среды на территории промышленных городов и своевременно внедрять воздухоохранные мероприятия.
UK: Мета. Розробка методики й програмного забезпечення для визначення рівнів і зон забруднення атмосферного повітря викидами гірничо-металургійних і енергогенеруючих підприємств, що містять значні обсяги оксидів сірки. Методика. Прогноз рівня забруднення атмосферного повітря сірковміщуючими викидами гірничо-металургійних і енергогенеруючих підприємств ґрунтується на математичній моделі для розрахунку концентрації діоксиду сірки, що враховує процеси його окислення, а також утворення й випаровування сірчаної кислоти в атмосфері. Чисельна методика базується на спільному рішенні рівнянь конвективно-дифузійного переносу забруднюючих речовин, що надходять безпосередньо від підприємств або утворюються додатково за рахунок хімічних реакцій в атмосфері. Методика реалізується з використанням неявних різницевих схем. Результати. Розроблена методика й програмне забезпечення дозволяють оперативно прогнозувати рівні забруднення атмосферного повітря викидами великих промислових підприємств з урахуванням хімічних перетворень оксидів сірки в навколишньому середовищі. Проведено ряд чисельних експериментів з оцінки рівнів і зон забруднення атмосферного повітря м. Дніпро діоксидом сірки поблизу промислових підприємств з урахуванням різних метеорологічних умов. Наукова новизна. Встановлені закономірності забруднення атмосферного повітря викидами промислових підприємств на основі спільного рішення рівнянь переносу домішок, що надходять від джерел забруднення, і трансформації в результаті хімічних реакцій в атмосфері. Практична значимість. Розроблені прогнозна методика й програмне забезпечення дозволяють оперативно визначити концентрацію забруднюючих речовин в атмосфері, оцінити рівень екологічної небезпеки функціонування великих промислових підприємств. Отримані закономірності розсіювання оксидів сірки дозволяють прогнозувати рівні забруднення об’єктів навколишнього середовища на території промислових міст і своєчасно впроваджувати повітряохоронні заходи.
RU: Разработка методики и программного обеспечения для определения уровней и зон загрязнения атмосферного воздуха выбросами горно-металлургических и энергогенерирующих предприятий, которые содержат значительные объемы оксидов серы. Методика. Прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха серосодержащими выбросами предприятий основывается на математической модели для расчета концентрации диоксида серы с учетом процессов его окисления, а также образования и испарения серной кислоты в атмосфере. Численная методика базируется на совместном решении уравнений конвективно-диффузионного переноса загрязняющих веществ, которые непосредственно поступают от предприятий или образуются дополнительно за счет химических реакций в атмосфере. Методика реализуется с использованием неявных разностных схем. Результаты. Разработанные методика и программное обеспечение позволяют оперативно прогнозировать уровни загрязнения атмосферного воздуха выбросами крупных промышленных предприятий с учетом химических превращений оксидов серы в окружающей среде. Проведен ряд численных экспериментов по оценке уровней и зон загрязнения атмосферного воздуха г. Днепр диоксидом серы вблизи промышленных предприятий с учетом различных метеорологических условий. Научная новизна. Установлены закономерности загрязнения атмосферного воздуха серосодержащими выбросами промышленных предприятий на основе совместного решения уравнений для процесса переноса примесей, поступающих от источников загрязнения, и трансформации в результате химических реакций в атмосфере. Практическая значимость. Разработанные прогнозная методика и программное обеспечение позволяют оперативно определить концентрацию загрязняющих веществ в атмосфере и оценить уровень экологической опасности функционирования крупных промышленных предприятий. Полученные закономерности рассеивания оксидов серы позволяют прогнозировать уровни загрязнения объектов окружающей среды на территории промышленных городов и своевременно внедрять воздухоохранные мероприятия.
Description
М. Biliaiev: ORCID 0000-0002-1531-7882, T. Rusakova: ORCID 0000-0001-5526-3578
Keywords
industrial enterprise, emission, dispersion, chemical interaction, numerical model, промислове підприємство, викид, розсіювання, хімічна взаємодія, чисельна модель, промышленное предприятие, выброс, рассеивание, химическое взаимодействие, численная модель, КГВ
Citation
Determination of Areas of Atmospheric Air Pollution by Sulfur Oxide Emissions from Mining and Metallurgical and Energy Generating Enterprises / M. М. Biliaiev, T. I. Rusakova, V. Ye. Kolesnik, А. V. Pavlichenko // Наук. вісн. нац. гірничного ун-ту. – 2017. – № 3. – С.100–106.