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 ||

Количественная оценка поступления радионуклидов в окружающую среду при работе угольных тэц (на примере тэц-1 г. северодвинска)

-- [ Страница 2 ] --

2. На исследуемой ТЭЦ от всего объема поступающего топлива 92% составляет уголь Интинского месторождения. В изучаемый период доля угля этого месторождения в общем объеме составила 87%. Поэтому, с высокой долей вероятности, отобранные для исследования пробы золы и шлака являются продуктами сжигания именно Интинского угля. Таким образом, можно сделать вывод, что при пылевидном сжигании угля происходит обогащение радионуклидами продуктов сжигания топлива: золы и шлака. Коэффициенты обогащения для золы составили: 40К – 2,8; 226Ra – 2,6; 232Th – 2,1; для шлака соответственно 2,6; 2,9; 2,6 (рис. 3).

 Средние значения концентраций 40К, 226Rа, 232Th в угле Интинского месторождения и-23

Рис. 3. Средние значения концентраций 40К, 226Rа, 232Th

в угле Интинского месторождения и продуктах его сжигания

3. За изучаемый период для угля Интинского месторождения активность альфа-активных изотопов составила: для 238U – 0,4089 Бк, для 235U – 0,0191 Бк, для 234U – 0,4745 Бк; масса 238U составила 0,66 г/т (диапазон: 0,38 – 0,89 г/т), данная концентрация не превышает средне-кларковых значений этого элемента (1 – 2 гр/т) для углей, не относящихся к группе ураноносных.

В четвертой главе определены пути поступления и разработаны основные положения количественной оценки радионуклидов, поступающих в окружающую среду при работе угольных ТЭЦ. Согласно разработанным положениям произведена оценка количества радионуклидов, поступающих в окружающую среду при работе ТЭЦ-1 г. Северодвинска.

Для проведения количественной оценки поступления радионуклидов в окружающую среду при сжигании угля на ТЭЦ необходимо:

1. Определить технические характеристики станции (масса топлива, потребляемого в 1с, т; высота дымовой трубы, м, диаметр устья, м; скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; объем выбрасываемых газов, м3/с; температура отходящих газов, 0С; годовой выход золы и шлака, т/год).

2. Дать метеорологическую характеристику района расположения ТЭЦ.

3. Определить удельные активности радионуклидов: 40K; 226Ra; 232Th и других, для угля, золы-основания, шлака. При длительном использовании угля одного месторождения с приблизительно равной зольностью, пробы не отбирать, а определять удельную активность золы-основания и шлака по формулам:

(1)

где и – коэффициенты обогащения радионуклида r, для золы-основания и шлака; – удельная активность радионуклида r в угле, Бк/кг.

4. Определить удельную эффективную активность золы-основания, шлака, или золошлаковых отходов по формуле:

(2)

Сделать вывод о возможностях использования продуктов сжигания угля, согласно СН. 2.6.1. 758-99 и ГОСТу 30108-94 Межгосударственные стандарты. Материалы и изделия строительные (табл. 1).

Таблица 1

Возможности использования продуктов сжигания угля,

согласно СН. 2.6.1. 758-99

Удельная эффективная активность, Бк/кг Возможность использования
до 370 Все виды строительства
370 - 740 Дорожное строительство в пределах населенных пунктов и зон перспективной застройки, строительство производственных сооружений
740 - 1350 Дорожное строительство вне населенных пунктов
выше 1350 Вопрос об использовании решается по согласованию с Санэпидемнадзором
более 7000 Считать радиоактивными отходами и направлять на захоронение

5. Произвести, согласно ОНД - 86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий», расчет приземных концентраций радионуклидов за счет выбросов золы-уноса исследуемой ТЭЦ:

(3)

Для этого рассчитать массу радионуклида r, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени - Мr (г/с), по формуле:

(4)

где k – концентрация элемента в топливе, г/т; В – масса топлива, сжигаемого в единицу времени, т/с; – выход радионуклида r в газовую фазу:

6. Согласно ОНД - 86: определить расстояние Хм (м) от исследуемой угольной ТЭЦ, на котором приземная концентрация радионуклидов при неблагоприятных метеорологических условиях достигнет максимального значения См,; рассчитать значение опасной скорости ветра – им (м/с), при которой достигаются наибольшие значения приземных концентраций радионуклидов – См, на расстоянии Хм (м) от исследуемой ТЭЦ; определить максимальное значение приземной концентрации радионуклидов Сми (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра и (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра иМ (м/с); рассчитать расстояние от источника выброса Хми (м), на котором при разных скоростях ветра приземная концентрация радионуклидов будет максимальной Сми (мг/м3).

7. Согласно ДВ-98 (Руководство по установлению допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферу. Том 1, ДВ – 98 Госкомэкология России. Минатом России – М., 1999) рассчитать годовые выпадения радионуклида r на поверхность земли на расстоянии X м от источника выброса в направлении n-го румба СS,r,n (x), Бк/ м2 год, по формуле:

(5)

8. Оценить количество радионуклида r, попадающего в окружающую среду с углеуносом, Бк/год:

(6)

9. Рассчитать количество радионуклида r, поступающего на золоотвал с золой и шлаком в течение года, Бк/год:

(7)

Расчет многих предложенных величин может быть реализован с помощью программы расчета загрязнения атмосферного воздуха на ПЭВМ, которая позволяет в полном объеме просчитать неблагоприятные метеорологические состояния атмосферы, ухудшающие условия рассеивания.

Используя разработанные положения, была проведена количественная оценка поступления радионуклидов в окружающую среду от ТЭЦ-1 г.Северодвинска, работающей на угле Интинского месторождения Печорского угольного бассейна (табл. 2).

В ходе исследований было определено, что для изучаемого района расположения ТЭЦ-1 северо-восточное и юго-восточное направления ветра будут являться наиболее опасными. Так как именно при этих направлениях ветра факел выбросов будет направлен в сторону жилого сектора, что обеспечит максимальные концентрации радионуклидов в приземном слое воздуха на территории жилого комплекса города и создаст дополнительную радиационную нагрузку в зоне дыхания людей.

ТЭЦ-1 г. Северодвинска работает на угле Интинского месторождения более 60 лет. Проведенные исследования образцов почв районов непосредственного воздействия ТЭЦ-1 не выявили в них превышение фоновых концентраций радионуклидов. Которые обязательно должны были бы существовать за счет накопления радионуклидов в верхнем слое почв при длительном периоде работы станции, если бы выбросы радионуклидов с дымовыми газами были больше рассчитанных величин.

Таблица 2

Количественная оценка поступления радионуклидов

в окружающую среду при работе угольной ТЭЦ-1 г. Северодвинска

Расчетные параметры для ТЭЦ-1 40К 226Rа 232Th
Количество радионуклида, поступающее в среду с углеуносом, Бк/год 12,18105 1,19105 1,41105
Количество радионуклида, поступающее на золоотвал, Бк/год 24,641010 2,481010 2,511010
Удельная эффективная активность золошлакоотходов, Бк/кг 259,64
Годовой выброс радионуклида с дымовыми газами, Бк/год 31,45103 3,45103 4,28103
Максимальные приземные концентрации радионуклидов в приземном слое воздуха, образующиеся за счет дымовых газов ТЭЦ-1, при среднегодовой скорости ветра – 4,6 м/с, которые могут быть обнаружены на расстоянии 5401 м от станции, Бк /м 3 1,5010-7 0,0210-8 2,0410-8
Годовые выпадения на поверхность земли радионуклида, при средней скорости ветра, на расстоянии 5401 м от ТЭЦ-1, Бк/ м2 год при северо-восточном ветре
0,5410-5 0,0610-5 0,0710-5
при юго-восточном ветре
0,4110-5 0,0410-5 0,0610-5

Полученные данные подтверждают состоятельность расчетных величин выбросов в окружающую среду радионуклидов 40K, 226Ra, 232Th с дымовыми газами ТЭЦ-1. Что позволяет сделать вывод о достоверности предлагаемой количественной оценки поступления радионуклидов в окружающую среду при работе ТЭЦ-1 на угле Интинского месторождения и возможности ее использования для количественной оценки радиационного воздействия на среду любых других угольных теплоэлектростанций.

Балансовое уравнение распределения радионуклида r в продуктах сжигания угля будет иметь вид:

(8)

где: Qr угля – удельная активность радионуклида r в угле, Бк/кг; Qr шлака – удельная активность радионуклида r в шлаке, образующегося при сжигании этого угля, Бк/кг; Qr золы – удельная активность радионуклида r в золе, образующейся при сжигании этого угля, Бк/кг; Ad – зольность используемого угля (в долях единиц); h – коэффициент шлакообразования (в долях единиц).

Заключение. В течение 7 месяцев, по мере поступления топлива на ТЭЦ-1 города Северодвинска, были отобраны и проанализированы пробы угля Печорского угольного бассейна Интинского месторождения, а также продукты его сжигания: зола и шлак. Результаты исследований показали:

Средние концентрации радионуклидов в исследуемом угле Интинского месторождения не превышают их среднемировых значений и составляют, Бк/кг: для 40К – 151,73 ± 33,9; для 226Ra – 14,93 ± 3,18; для 232Th – 17,53 ± 3,60.

Анализ геологии и полученные диапазоны изменения концентраций данных радионуклидов в угле позволяют охарактеризовать пласты и состав угля Интинского месторождения выдержанными в пространстве, что может определять их устойчивую радиоактивность в процессе добычи.

Концентрация урана в исследуемом угле составила 0,5 – 0,7 г/т, что не превышает его кларкового содержания, и данный уголь не относится к группе ураноносных углей.

При сжигании угля на ТЭЦ-1 коэффициенты обогащения для золы составили: 40К – 2,8; 226Ra – 2,6; 232Th – 2,1; для шлака соответственно: 2,6; 2,9; 2,6.

Согласно разработанным положениям количественной оценки поступления радионуклидов в окружающую среду от угольной ТЭЦ, для ТЭЦ-1 г. Северодвинска, работающей на угле Интинского месторождения Печорского угольного бассейна, было определено:

1. За счет золы-уноса, образующейся при пылевидном сжигании угля Интинского месторождения, в приземном слое воздуха максимальные концентрации радионуклидов составят (мг/м3): 40К – 6,45 10-10; 226Ra – 0,0510-16; 232Th – 55,3210-10.

2. При неблагоприятных метеорологических условиях и среднегодовой скорости ветра, максимальные концентрации радионуклидов в приземном слое воздуха могут быть обнаружены на расстоянии 4 – 5 км от исследуемой ТЭЦ. Годовые выпадения на поверхность земли для данной территории в черте города составят: при северо-восточном ветре, Бк/ м2 год: 40K - 0,5410-5; 226Ra - 0,0610-5; 232Th - 0,0710-5; при юго-восточном ветре, Бк/ м2 год: 40K - 0,4110-5; 226Ra - 0,0410-5; 232Th - 0,0610-5. Исследование образцов почв района расположения и непосредственного воздействия ТЭЦ-1 не выявили в них превышение фоновых концентраций данных радионуклидов, что подтверждает состоятельность полученных низких значений расчетных величин возможных годовых выпадений.

3. Суммарная удельная эффективная активность золы и шлака исследуемого угля составила 259,64 Бк/кг, что не превышает установленных нормативных значений ограничивающих использование золошлакоотходов. Однако, с учетом длительности и интенсивности работы станции, приобретает значение накопление радионуклидов в черте золоотвала.

4. По значимости основными источниками поступления радионуклидов в окружающую среду при работе угольной ТЭЦ-1 г. Северодвинска являются: золоотвал, углеунос и дымовые газы.

Составленное балансовое уравнение распределения радионуклида в продуктах сжигания угля позволяет в зависимости от технологического процесса теплоэлектростанции, зольности угля и исходной концентрации радионуклида в угле определить его возможное содержание в шлаке и золе.

Предложенные положения количественной оценки поступления радионуклидов в окружающую среду при работе ТЭЦ-1 г. Северодвинска могут быть использованы и для других угольных теплоэлектростанций.

Список опубликованных работ

1. Мауричева Т.С. Возможность радиоактивного загрязнения окружающей среды угольными ТЭЦ. // Экология – 2003. Тезисы молодежной международной конференции (17 – 19 июня). Архангельск, 2003 г. С. 50-51.

2. Мауричева Т.С., Киселев Г.П. Использование каменного угля как источник дополнительной радиационной нагрузки на окружающую природную среду. // Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание: сборник материалов IV Всероссийской научно – практической конференции. – Пенза, 2004 г. С. 50 - 52.

3. Мауричева Т.С., Киселев Г.П. Каменный уголь как источник радиационной нагрузки на природную среду. // Инженерная геология и охрана геологической среды. Современной состояние и перспективы развития. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (23-24 марта 2004). Выпуск 6. – М.: ГЕОС, 2004 г. С. 285-288.

4. Мауричева Т.С., Киселев Г.П. Оценка радиационного воздействия на среду угольных ТЭЦ // Химическое загрязнение среды обитания и проблемы экологической реабилитации нарушенных экосистем. Сборник материалов II Всероссийской научно – практической конференции. 25 -26 марта 2004. Пенза: РИО ПГСХА, 2004 г. С. 121 - 123.

5. Мауричева Т.С., Киселев Г.П. Источники радиоактивного загрязнения окружающей среды при добыче и использовании каменного угля. // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека. Материалы II Международной конференции. Томск, 18-22 октября. – Томск: Тандем-Арт, 2004 г. С. 367-370.

6. Мауричева Т.С., Киселев Г.П. Основы мониторинга радиационного воздействия угольных ТЭЦ на окружающую среду. // Урал атомный, Урал промышленный. Труды Симпозиума на русском и английских языках. – Екатеринбург: Институт промышленной экологии, 2005 г. С. 79-81.

7. Мауричева Т.С., Киселев Г.П. Методика расчета количества радионуклидов, попадающих в окружающую среду за счет дымовых газов угольных ТЭЦ. // Инженерно экологические изыскания в строительстве: теоретические основы, методика, методы и практика. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (23 марта 2006).Выпуск 8. – М.: ГЕОС, 2006 г. С. 184-186.

8. Мауричева Т.С. Расчет максимальной приземной концентрации радионуклидов, попадающих в окружающую среду при сжигании угля на ТЭЦ. // Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил в северных регионах России. Всероссийская конференция с международным участием (19-21 июня), секция «Пространственно-временное взаимодействие эндогенных и экзогенных процессов, глубинного строения и физических полей». Архангельск, 2006 г., электронная версия.

9. Мауричева Т.С. Киселев Г.П. Основные положения количественной оценки радиоактивного воздействия угольных ТЭЦ на окружающую среду. // Вестник Поморского университета. Архангельск, №1 (9) 2006 г. С. 110 - 114.



Pages:     | 1 ||
 





 
© 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.