авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Разработка методов оценки экосистемных рисков в зонах воздействия выбросов на объектах газовой промышленности

-- [ Страница 2 ] --

Приемлемость атмотехногенного воздействия зависит от ценности затронутых экосистем. Для групп рецепторных участков, которые имеют статус особо ценных и/или уязвимых, величины КН не должны быть превышены на 100% их территории. Для территории санитарно-защитной зоны производственного объекта допустимым можно считать наличие превышений КН на 50% территории. В остальных случаях предложено следовать принципу «95%-ой защищенности» экосистем.

Исследования по оценке экосистемных рисков должны завершаться анализом неопределенности. Качественный анализ неопределенности предполагает выделение источников неопределенности на каждой стадии оценки риска и экспертную оценку достоверности результатов расчетов. Неопределенность, связанную с входными данными, следует, по возможности, оценивать количественно с помощью моделей множественной регрессии.

Разработанные методические подходы позволяют выполнять количест-венную оценку не только величины прогнозируемых изменений в состоянии экосистем, но и вероятности их наступления, учитывают природную вариабельность входных параметров. Результаты оценки рисков для экосистем предложено использовать для расчета безопасных для экосистем уровней эмиссии приоритетных ЗВ (управления экосистемными рисками), а также для ранжирования отдельных проектных альтернатив (технологических, планировочных).

Сферу применения предлагаемых подходов ограничивает современное состояние методологии КН. Спектр поллютантов, для которых разработаны алгоритмы расчета КН, ограничен: в него входят соединения серы, азота, некоторые тяжелые металлы (Pb, Cd, Cu, Zn, Hg); биогеохимические модели ориентированы на наземные (в первую очередь, лесные) и пресноводные экосистемы.

Врезка 1. Алгоритмы и входные параметры для расчета КН поллютантов для наземных экосистем Максимальная КН серы (CLmax(S)): CLmax(S) = BCdep + BCw – Cldep – Bcupt – ANCle(crit); КН питательного азота (CLnut(N)): CLnut(N) = Nim +Nupt + Nle(acc)/(1 – fde) – ANCle(crit); Максимальная КН азота (CLmax(N)): CLmax(N) = Nim +Nupt + CLmax(S)/(1 – fde); КН тяжелого металла (ТМ) (CL(M)): CL (M) = Mupt + Mle(crit)
Условн. обозн. Наименование входного параметра Способ расчета/используемые значения
BCdep Поступление катионов Ca2+, Mg2+, K+, Na+ из атмосферы, экв./га/год Входными параметрами для расчета являются количество атмосферных осадков и концентрации химических элементов в атмосферных выпадениях
Cldep Поступление анионов хлора из атмосферы, экв./га/год
BCw Внутрипочвенное выветривание катионов Ca2+, Mg2+, K+, Na+, экв./га/год Зависит от класса текстуры почв и среднегодовой температуры
Bcupt Долговременное депонирование Ca2+, Mg2+, K+ в древесной биомассе, экв./га/год Рассчитываются на основе показателя ежегодного прироста древесины (Ywood) и концентрации химических элементов в древесине ([Bc]др, [N]др, [M]др)
Nupt Долговременное депонирование азота в древесной биомассе, экв./га/год
Mupt Долговременное депонирование ТМ в древесной биомассе, г/га/год
ANCle(crit) Критическое вымывание щелочности, экв./га/год Определяется величиной слоя инфильтрации осадков (Qle) и крити-ческим значением рН почв для разных видов растительности
Mle(crit) Критическое вымывание ТМ из рассматриваемого почвенного слоя, г/га/год Рассчитывается на основе геохими-ческих характеристик: pH, содержания органического вещества в почве ([OM]S), содержания илистой фракции в почве ([clay]), концентрации растворенных органических веществ в почвенном растворе ([DOC]SS)
Nim Долговременная иммобилизация азота в почве, экв./га/год Определяется режимом увлажнения и типом растительности
Nle(acc) Допустимое вымывание азота, экв./га/год Определяется величиной слоя инфиль-трации осадков (Qle) и критической концентрацией азота в почвенном растворе ([N]acc) (зависит от вида растительности)
fde Коэффициент денитрификации азота в почве Зависит от режима увлажнения почв


В главе 3 представлены результаты апробации предлагаемых подходов к оценке экосистемных рисков на региональном уровне в рамках работ по экологическому обоснованию Генеральной схемы развития ГП Венесуэлы. В работе использованы данные только открытых литературных источников.

Идентификация опасности

Состав природного газа, добываемого на различных месторождениях Венесуэлы, характеризуется наличием таких основных примесей как N2, H2S, C2H6. Технология добычи и транспортировки газа включает его сжигание на компрессорных станциях (КС), что приводит к выбросам оксидов азота (NOx), оксида углерода (CO) и диоксида серы (SO2). Кроме того, при эксплуатации объектов ГП в атмосферу поступает природный газ (его главным компонентом является метан) и меркаптаны.

На сегодняшний день основными источниками выбросов ЗВ в ГП Венесуэлы являются объекты добычи и транспортировки газа, включая КС и дожимные компрессорные станции (ДКС) на промыслах. В связи c плани-руемой модернизацией газотранспортной системы ее вклад в загрязнение атмосферы существенно возрастет, поэтому границы зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы определялись относительно трасс магистральных газопроводов. Согласно экспертным оценкам, вследствие перекрывания зон влияния выбросов отдельных КС, воздействие их выбросов может прослеживаться на расстоянии до 50 км от трассы газопровода.

Ландшафты зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы отличаются природным разнообразием. Преобладающим типом растительности являются саванны, в том числе преобразованные в сельскохозяйственные угодья. Повсеместно встречаются участки разреженных листопадных лесов, на побережье Карибского моря – в сочетании с вечнозелеными тропическими лесами. К востоку от оз. Маракайбо преобладают кустарниковые экосистемы. Северо-западную часть территории занимают опустыненные степи и пустыни. В границах дельты р. Ориноко расположены участки периодически затопляемых и заболоченных лесов.

SO2 и NOx были выбраны в качестве приоритетных ЗВ для детальной оценки атмотехногенных рисков для экосистем. С ними связаны следующие негативные экосистемные эффекты: повышение кислотности почв и изменение видового состава биоценозов вследствие эвтрофирования.

Расчеты экосистемного риска проводились для сценария воздействия, соответствующего современному уровню атмотехногенной нагрузки. В составе зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы выделены две группы рецепторных участков: 1) зона воздействия «Запад» с высокими уровнями атмотехногенной нагрузки в районе оз. Маракайбо в связи с деятельностью предприятий химической промышленности; 2) зона воздействия «Центр-Восток», для которой повышенная атмотехногенная нагрузка характерна только для столичного региона и отдельных районов штатов Монагас и Анако.

Оценка экспозиции

Оценка экспозиции включала определение величин аэрогенного поступления (выпадений) серы (Sdep) и азота (Ndep)1, а также основных катионов (BCdep) и анионов хлора (Cldep), по данным исследований химического состава атмосферных осадков. Расчетные величины выпадений представлены в табл. 1.

Таблица 1

Величины выпадений основных катионов (BCdep), анионов хлора (Cldep), серы (Sdep), азота (Ndep) для зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

Группа рецепторных участков BCdep Cldep Sdep Ndep
экв.
/га/год
Зона воздействия «Запад» 370
(45-1480)
n =12
138
(50-330)
n =12
219
(169-800)
n =8
443
(150-957)
n =8
Зона воздействия «Центр-Восток» 71
(31-244)
n =8
120
(69-238)
n =8

Примечание: в скобках даны максимальные и минимальные значения каждого параметра, жирным шрифтом выделены значения, которые использовались для детерминистического расчета величин КН и их превышений; n – число пунктов опробования.

Оценка эффектов

Оценка экосистемных рисков, связанных с выбросами этих поллютантов, потребовала расчета величин максимальной критической нагрузки серы (CLmax(S)), которая определяет устойчивость к кислотности, критической нагрузки питательного азота (CLnut(N)) и максимальной критической нагрузки азота (CLmax(N)) (врезка 1).

Расчетные значения величин максимальной КН серы для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы варьируют от 100 до 3000 экв./га/год. Для большей части территории исследования допустимый уровень кислотных выпадений составляет 2000 экв./кг в год и выше. Лесные экосистемы, включая заболоченные леса на востоке территории исследования, характеризуются достаточно высокой устойчивостью к подкислению (CLmax(S) от 1000 до 2000 экв./кг в год). Самые низкие значения CLmax(S) (менее 250 экв./га/год) установлены для участков на побережье Карибского моря, занятых как лесами, так и опустыненными степями и пустынями, и горных лесов на маломощных почвах. Доля таких экосистем не превышает 2% от площади территории исследования.

Величина КН питательного азота в наибольшей степени зависит от относительно долговременного депонирования данного элемента в древесной биомассе растительности (Nupt). Ареалы с низкими значениями CLnut(N) (ниже 250 экв./га/год) составляют участки с травянистой растительностью. Большей устойчивостью отличаются кустарниковые экосистемы; для лесных экосистем характерны высокие значения CLnut(N) (1000 экв./га/год и выше). Пространственное распределение величин CLnut(N) иллюстрирует рис. 1.

Рис. 1. Величины КН питательного азота (CLnut(N)) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

На 70% площади исследуемой территории величины максимальной КН азота составляют 2000 экв./га/год и выше, что сопоставимо с современным уровнем нагрузок в Европе. Наиболее высокие значения CLmax(N) (3500 экв./га/год и выше) определены для тропических и мангровых лесов в районе дельты р. Ориноко и побережья Карибского моря. Минимальные значения данного показателя характерны для района опустыненных степей и пустынь и урбанизированных территорий, где рассчитаны низкие значения CLmax(S). Суммарная площадь этих экосистем составляет менее 1% площади зоны территории исследования.

Характеристика риска

В рамках характеристики рисков для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы были проведены: 1) расчет превышений КН соединений серы (Ex(S)), превышений КН соединений азота (Ex(N)) и совместных превышений КН соединений серы и азота (Ex(S+N)) с использованием оптимальных значений входных параметров (детерминисти-ческий расчет) и 2) моделирование этих величин по методу Монте-Карло (вероятностный расчет).

В качестве вариабельных входных параметров при вероятностном расчете превышений КН были выбраны показатели содержания основных катионов и азота в древесной биомассе ([Bc]др, [N]др) и величины выпадений основных катионов, анионов хлора, а также соединений серы и азота (BCdep, Cldep, Sdep, Ndep) ввиду отсутствия пространственно распределенных данных по выпадениям. Для всей территории исследования был принят единый критерий приемлемости воздействия – 95%-ая защищенность экосистем.





Результаты детерминистического расчета превышений КН показали, что величины современной нагрузки соединений серы и азота для отдельных рецепторных участков превышают расчетно-допустимые уровни. Положительные значения Ex(S) отмечены только для зоны воздействия «Запад», превышения КН по азоту установлены для экосистем в пределах обеих групп рецепторных участков. Пространственное распределение величин Ex(S+N) для территории исследования показано на рис. 2.

Рис. 2. Величины совместных превышений КН соединений серы и азота (Ex(S+N)) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

Рецепторные участки с наибольшими значениями Ex(S+N)>0 относятся к бассейну оз. Маракайбо (зона воздействия «Запад») и приурочены к природным комплексам опустыненных степей и пустынь и территориям с городской застройкой. В зоне воздействия «Центр-Восток» выделено небольшое число рецепторных участков с минимальными значениями совместных превышений КН серы и азота (менее 100 экв./га/год) (рис. 2).

Для рассматриваемой территории исследования площадь ареала совместных превышений КН соединений серы и азота (M(Ex(S+N)>0)) составляет менее 5%, поэтому уровень современной нагрузки этих ЗВ может считаться приемлемым (табл. 1). Однако для зоны воздействия «Запад» величины M(Ex(N)>0) и M(Ex(S+N)>0) составили около 7,0%, превысив установленный критерий приемлемости атмотехногенного воздействия.

Площади ареалов превышений КН, полученные в результате вероятностного расчета, в два и более раз выше значений, полученных на основе оптимальных значений входных параметров (табл. 2). Для зоны воздействия «Центр-Восток», где детерминистический расчет показал отсутствие превышений КН соединений серы, также выявлены рецепторные участки с Ex(S)>0.

Таблица 2

Площадь ареалов превышений критических нагрузок (M(Ex(S)>0), M(Ex(N)>0), M(Ex(S+N)>0), %) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

Детерминисти-ческий расчет Вероятностный расчет (pi'>0)
Факторы опасности Группа рецепт. участков S N S+N S N S+N
Зона воздействия «Запад» 2,5 6,9 7,0 29,1 23,6 64,4
Зона воздействия «Центр-Восток» 0,0 4,0 4,0 5,2 9,8 14,7
Зона атмотехногенного воздей-ствия объектов ГП Венесуэлы <0,1 4,1 4,1 5,5 10,0 15,3

Было установлено, что для всех рассматриваемых групп рецепторных участков функции экосистемного риска RS, RN и RS+N могут иметь вид функций нормального распределения. На основе функций экосистемного риска были выведены 6 классов значений M(Ex(X)>0) и проведен расчет вероятностей превышения КН для отдельных интервалов значений M(Ex(X)>0) ((P(Ex(S)>0), P(Ex(N)>0) и P(Ex(S+N)>0)). В табл. 3 представлены значения параметра P(Ex(S+N)>0). Только для зоны воздействия «Запад» результаты детерминистического и вероятностного расчетов существенно расходятся.

С вероятностью 92,9% площадь ареала совместных превышений КН соединений серы и азота варьирует в пределах 15-20% от площади данной группы рецепторных участков, в то время как детерминистическое значение M(Ex(S+N)>0) составляет 7,0%. Для зоны воздействия «Центр-Восток» ареал совместных превышений КН соединений серы и азота занимает менее 5% от площади группы рецепторных участков с P = 100%.

Таким образом, приемлемость атмотехногенного воздействия для зоны воздействия «Центр-Восток» показывают результаты и детерминистического, и вероятностного расчетов. Вместе с тем, для зоны воздействия «Запад» с вероятностью свыше 99% размер ареала превышений КН больше допустимого критерия приемлемости. Наиболее вероятно, что величины М(Ex(S)>0) и М(Ex(N)>0) составят от 5 до 10% площади данной группы выделов, величина М(Ex(S+N)>0) – от 15 до 20%.

Таблица 3

Вероятности совместных превышений КН соединений серы и азота (P(Ex(S+N)>0), %) для наземных экосистем зоны атмотехногенного воздействия объектов ГП Венесуэлы

Группа рецепторных участков M(Ex(S+N)>0), %
0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-100
Зона воздействия «Запад» <0,1 <0,1 <0,1 92,1 7,1 0,0
Зона воздействия «Центр-Восток» 100 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Зона атмотехногенного воздей-ствия объектов ГП Венесуэлы 100 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0


Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.