Организация мониторинга содержания мелкодисперсных част и ц пыли в воздухе городской среды и рабочей зоне при ремонтно-строительных и отделочных работах
На правах рукописи
КАЛЮЖИНА ЕКАТЕРИНА АЛЕКСЕЕВНА
ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА СОДЕРЖАНИЯ
МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТиЦ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ И РАБОЧЕЙ ЗОНЕ ПРИ РЕМОНТНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ И ОТДЕЛОЧНЫХ РАБОТАХ
| 05.23.19 | Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства |
| 05.26.01 | Охрана труда (строительство) |
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук
Волгоград-2012
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет».
| Научный руководитель: доктор технических наук, профессор | АЗАРОВ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ |
| научный консультант: доктор медицинских наук, ст. научный сотрудник | БАТМАНОВ ВИКТОР ПАВЛОВИЧ |
| Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор | ЖЕЛТОБРЮХОВ ВЛАДИМИР ФЁДОРОВИЧ ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный политехнический университет, заведующий кафедрой «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» | ||
| кандидат технических наук | КАРАПУЗОВА НАТАЛЬЯ ЮРЬЕВНА ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет», доцент кафедры «Энергоснабжение и теплотехника» | ||
| Ведущая организация: | ОАО «НИИ АТМОСФЕРА» | ||
Защита состоится 29 мая 2012 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.026.05 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»
Автореферат разослан 28 апреля 2012 г.
| Ученый секретарь диссертационного совета |  | Юрьев Ю.Ю. |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Жилищная проблема в нашей стране является одной из наиболее острых. Износ жилищного фонда в настоящее время составляет около 70%. В ветхом и аварийном жилищном фонде проживают более 2,5 млн чел., а его доля в общем объеме составляет 3,8%. При этом ввод нового жилья не перекрывает старение жилищного фонда. Если в 1995 году ветхий и аварийный жилищный фонд составляет 37,7 млн м2, то в настоящее время он насчитываем около 90 млн м2 (рост в 2,4 раза), а еще 300 млн м2 нуждаются в ремонтно-строительных и отделочных работах. В улучшении жилищных условий нуждаются более 80% населения страны. Это жилые дома и здания, возводимы в 40-х и 50-х годах и даже раньше.
В последние годы в России вследствие реализации программы «Ветхое жилье» наблюдается устойчивая тенденция к росту объемов выполнения ремонтно-строительных и отделочных работ. Динамический темп роста ремонтно-строительных и отделочных работ в среднем с каждым годом увеличивается от 2-4 раза.
В результате осуществления ремонтно-реконструктивных мероприятий совершенствуются планировочные решения жилых домов, улучшается их внешний облик и инженерное обустройство, повышается надежность, огне-, тепло- и шумозащита, обновляется благоустройство жилых районов и кварталов.
Однако ремонтно-строительные и отделочные работы являются серьезным источником пылевыделения в окружающую среду и производственные помещения. При осуществлении многих технологических процессов, а именно, при сбивании наружной плитки, штроблении, выравнивании стен после оштукатуривания, замешивание бетона, очистки стен и т.д., в атмосферный воздух и воздух рабочей зоне поступает мелкодисперсная пыль. При этом следует учесть, что при проведении ремонтно-строительных и отделочных работах рабочая зона является атмосферным воздухом городской застройки.
По уровню влияния на качество атмосферного воздуха и здоровье работающих, взвешенные частицы, особенно мелкие, всемирной организацией здравоохранения отнесены к приоритетным загрязняющим веществам, их нормирование известно как РМ10 и РМ2,5. Нормирование в нашей стране содержание мелкодисперсных частиц пыли в воздухе атмосферы городской среды и в воздухе рабочей зоне при ремонтно-строительных и отделочных работах ввели в 2010 г., а мониторинг содержание мелкодисперсных частиц пыли в воздухе до настоящего времени отсутствует.
Поэтому актуальным является разработка основ организация мониторинга мелкодисперсных частиц пыли в воздухе городской среды и рабочей зоне при ремонтно-строительных и отделочных работах, направленная на снижение запыленности воздуха.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Цель работы – снижение экологической и производственной опасности при ремонтно-строительных и отделочных работах и риска возникновения профессиональных заболеваний работающих посредством организации системы мониторинга содержания частиц пыли РМ10 и РМ2,5 в атмосферном воздухе городской среды и в воздухе рабочей зоне.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
- оценка ремонтно-строительных и отделочных работ как источника поступления пыли в атмосферу и рабочую зону;
- исследования дисперсного состава пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах в воздушную среду жилых и рабочих зон;
- обобщение данных об основных физико-химических свойствах образующейся пыли;
- проведение теоретических и экспериментальных исследований аэродинамических характеристик пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах, и разработка на их основе расчетной модели распространения пыли в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны;
- разработка математической модель для описания дисперсного состава пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работ в воздушной среде;
- разработка принципов и схемы организация мониторинга частиц пыли РМ10 и РМ2,5 при ремонтно-строительных и отделочных работах.
Основная идея работы состоит в организации мониторинга частиц пыли РМ10 и РМ2,5 при ремонтно-строительных и отделочных работах на основе уточнения дисперсного состава, аэродинамических характеристик пыли и оценки в ней доли мелкодисперсных фракций.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПК, лабораторные исследования.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована применением классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментальных исследований, и подтверждена удовлетворяющей сходимостью теоретических результатов с результатами полученных экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и натурных условиях с результатами теоретических обобщений и данными других авторов.
Научная новизна работы состоит в том, что:
- получены экспериментальные зависимости, характеризующие концентрацию частиц пыли РМ10 и РМ2,5, в зависимости от влажности воздуха и расстоянии от источника пылевыделения в условиях штиля;
- по результатам экспериментальных исследований определены скорости витания и скорость оседания мелкодисперсных частиц пыли, характерных для процессов ремонтно-строительных и отделочных работ;
- получены зависимости для описания дисперсного состава пыли выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах;
- разработана математическая модель для описания дисперсного состава пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работ в воздушной среде и оценки в ней доли РМ10 и РМ2,5;
- предложена схема мониторинга содержания мелкодисперсных частиц пыли в атмосферном воздухе городской среды и в воздухе рабочей зоне.
Практическое значение работы:
- усовершенствованна система оценки интенсивности пылевыделения с уточнением дисперсного состава пыли для предприятий строительной индустрии;
- разработана методика для определения массы частиц пыли РМ10 и РМ2,5 при производстве ремонтно-строительных и отделочных работах;
- обоснованы схема и основные принципы проведения мониторинга содержания мелкодисперсных частиц пыли в воздухе, образующихся при ремонтно-строительных и отделочных работах.
Реализация результатов работы:
- система исследований источников и применения дисперсного анализа пыли для мероприятий по снижению экологической нагрузки на окружающую среду внедрена в ОАО «Промстройконструкция», ОАО «Волгохимремонт», ООО «Волгмехстрой», ОАО «Югспецстрой»;
- методика для определения массы частиц РМ10 и РМ2,5 внедрена в ПТБ ПСО «Волгоградгражданстрой» для разработки ОВОС и разделов проектов «Мероприятия по охране окружающей среды»;
- материалы диссертационной работы использованы кафедрой «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» в учебном процессе ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета при подготовке инженеров по специальности подготовке инженеров по специальности «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» (280101); «Инженерная защита окружающей среды» (280202), бакалавров по специальности «Защита окружающей среды» (280200).
На защиту выносятся:
- полученные экспериментальные зависимости, характеризующие изменения концентраций частиц пыли РМ10 и РМ2,5, в зависимости от влажности воздуха и расстоянии от источника пылевыделения в условиях штиля;
- результаты экспериментальных исследований по определению скорости витания и скорость оседания мелкодисперсных частиц пыли, характерных для процессов ремонтно-строительных и отделочных работах;
- зависимости для описания дисперсного состава пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах;
- математическая модель для описания дисперсного состава пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах в воздушной среде и оценки в ней доли РМ10 и РМ2,5;
- схема мониторинга содержания мелкодисперсных частиц пыли в атмосферном воздухе городской среды и в воздухе рабочей зоне
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на: III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях». Секция - Экологическая безопасность: целостность биогенных систем и антропогенное воздействие (Ставрополь, 2012); Международной научно-технической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития» (Одесса, 2011 г.); во второй международной научно-практической конференции «Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы» (Воронеж, 2011;. ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (Волгоград, 2010-2012 г.г.,).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 6 работах, в том числе в 3 статьях, опубликованных в изданиях рекомендуемых ВАК России.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы – 133 страниц, в том числе: 121 страниц - основной текст, содержащий 10 таблиц на 12 страницах, 15 рисунков на 11 страницах; список литературы из 112 наименований на 13 страницах, 6 приложения на 7 страницах.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность исследований, сформулированы цель, задачи и основная идея работы, ее научная новизна и практическая значимость.
В первой главе проведен анализ влияния мелкодисперсных частиц пыли, выделяющихся при ремонтно-строительных и отделочных работах в воздух городской среды и рабочую зону, на качество атмосферного воздуха и на здоровье работающих. Особенность таких частиц является способность находиться во взвешенном состоянии от нескольких дней до нескольких недель. Содержание твердых частиц, особенно мелких, в атмосфере города, ослабляет проникающую способность солнечной радиации, снижает видимости, увеличивает вероятность образование туманов и смогов.
Для здоровья человека, наибольшую опасность представляют частицы пыли размером до 5 мкм. Они легко проникают в легкие и там оседают, вызывая бронхиты, астму и разрастание соединительной ткани, которая не способна передавать кислород из вдыхаемого воздуха гемоглобину крови и выделять углекислый газ. В международной практике принято нормирование частиц с диаметром 10 мкм (РМ10) и с диаметром 2,5 мкм (РМ2,5), которые практически не оседают и находятся в постоянном броуновском движении.
Проанализирован зарубежный опыт мониторинга мелкодисперсной пыли в воздушной среде жилы зон. Нормирования частиц пыли РМ10 и РМ2,5 в России отсутствовал до 21 июня 2010 г., когда были введены ГН 2.1.6.2604-10. Мониторинг содержания частиц пыли РМ10 и РМ2,5 не осуществлялся и фактически отсутствует в настоящее время.
Во второй главе проведены исследования особенностей свойств пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах в атмосферный воздух городской среды и в воздух рабочей зоны
В качестве исследуемых объектов были выбраны: жилые здания по улице Фруктовой, построенные в 50-60 гг. ХХ века, при облицовке фасада зданий и учебный корпус по ул. Академической 1 и др. В натурных условиях был проведен 3-факторный эксперимент по плану В3. В качестве параметров оптимизации была принята концентрация мелкодисперсных частиц пыли атмосферного воздуха и в воздухе рабочей зоны. Варьируемыми факторами являлись: время суток, расстояние от ремонтируемого здания и влажность атмосферного воздуха. В качестве функций отклика выбраны: концентрации РМ10 и РМ2,5, отнесенные к ПДКм.р. и скорость оседания частиц Измерения содержания мелкодисперсной пыли, осуществлялись в атмосферном воздухе городской среды и воздухе рабочей зоне при помощи электроаспираторов ПУ-3Э/12. Для вычисления коэффициентов уравнения регрессии использован модуль “Нелинейное оценивание” пакета программ статистического анализа “STATISTICA 6.0”. Значимость коэффициентов проверяли, сопоставляя табличные значения критерия Стьюдента с расчетными при доверительной вероятности p=95% и числе степеней свободы 
Проверка адекватности уравнений, проводилась по критерию Фишера
На рис. 1, 2, 3 представлены полученные экспериментальные зависимости, анализ которых показал, что концентрация пыли, отобранная в разные суток времени уменьшается с увеличением влажности воздуха, что можно объяснить агрегацией частиц в более крупные.
 | |
| Рис. 1. | Изменение концентрации пыли в зависимости от влажности атмосферного воздуха и времени суток. |
Концентрация мелкодисперсных частиц пыли по мере удаления от источника пылевыделения уменьшается, и во всех случаях соответствовала ПДКм.р. на расстоянии 50 м.
 | |
| Рис. 2. | Изменение концентрации пыли РМ10 (при влажности 40 % и скорости ветра 9 м/с) и РМ2,5 (при влажности воздуха 80 % и скорости ветра 1,5 м/с) в воздухе городской среды при сбивании наружной плитки |
Проведены экспериментальные исследования по определению скорости оседания. На рис. 3 представлены зависимости скорости оседания частиц пыли РМ10 и РМ2,5 от среднего эквивалентного диаметра и среднего геометрического коэффициента формы.
Медианный диаметр частиц пыли, выделяющийся при ремонтно-строительных и отделочных работах составляет: через 2 сек - 52 мкм; через 4 сек - 35 мкм; через 6 сек - 23 мкм; через 8 сек - 16 мкм; через 10 сек -11мкм ; через 12 сек - 6,5 мкм.
V, м/с  | ||
| Рис. 3. | Зависимость скорости оседания частиц цементной пыли от среднего эквивалентного диаметра частиц | |
V, м/с  | ||
| Рис. 4. | Зависимость скорости оседания частиц пыли от среднего геометрического коэффициента формы | |
В результате математической обработки экспериментальных зависимостей получено уравнение для скорости оседания частиц, образующейся при проведении ремонтных работ (с коэффициентом корреляции - 0,96):
 . | (1) |
Третья глава посвящена проведению исследования дисперсного состава пыли, образующейся при ремонтно-строительных и отделочных работах в атмосфере и в воздухе рабочей зоне.
С целью оценки значений РМ10 и РМ2,5 был исследован дисперсный состав пыли, поступающей в воздух городской среды и рабочей зоне, выделяющейся при следующих технологических процессов: штробления, при этом образуется кирпичная пыль; сбивания наружной плитки (цементная); очистки стен (бетонная); выравнивание стен после оштукатуривания (известь, гипс). Был проведен натурный эксперимент, в ходе которого были определены концентрация мелких частиц и дисперсный состав пыли. Концентрация пыли определялась электроаспиратором ПУ-3Э/12 по стандартным методикам, а дисперсный состава пыли, отобранной при проведении ремонтно-строительных и отделочных работах, по усовершенствованной методике микроскопического анализа с применением ПК и программы цифровой обработки отсканированного изображения DUST.
Результаты исследований показали, что наиболее удобно описывать дисперсный состав пыли можно с помощью интегральных кривых в вероятностно-логарифмической сетке. На рис. 5 представлены интегральные функции распределения массы частиц, по диаметрам отобранные в воздухе городской среды и рабочей зоны при ремонтно-строительных и отделочных работах.
Анализ результатов дисперсного состава пыли (рис. 5) показал, что процентное содержание частиц пыли РМ10 и РМ2,5 которая выделяется в атмосферном воздухе городской среды и в воздухе рабочей зоны при ремонтно-строительных и отделочно-строительных работах, составляет:
а - доля частиц РМ10 и РМ2,5 17% и 0,33% от массы частиц до 24 мкм соответственно;
б - доля частиц РМ10 и РМ2,5 будет составлять 65% и 1.0% от массы частиц до 13 мкм соответственно;
в - доля частиц РМ10 и РМ2,5 будет составлять 37% и 0,4% от массы частиц до 20,5 мкм соответственно;
г - доля частиц РМ10 и РМ2,5 будет составлять 86% и 1,1% от массы частиц до 12 мкм соответственно.
 |  | ||
| а | б | ||
 |  | ||
| в | г | ||
| Рис. 5. | Интегральные функции распределения массы частиц по диаметрам для пыли, образующейся при ремонтно-строительных и отделочно-строительных работах: а - очистка стен; б - сбивание наружной плитки; в - штробление стены; г - выравнивание стен после оштукатуривания | ||
На основании проведённых исследований (рис. 6) представлены функции плотности распределения значений D(dч) в сечениях случайной функции прохода D(dч,) для пыли, содержащейся в воздухе городской среды и воздухе рабочей зоны при ремонтно-строительных и отделочных работах.
 |  | ||
| а | б | ||
 |  | ||
| в | г | ||
| Рис. 6. | Функции плотности распределения значений D(dч) в сечениях случайной функции прохода D(dч,) для пыли содержащейся в воздухе жилой зоны при ремонтно-строительных и отделочно-строительных работах: а - очистка стен; б - сбивание наружной плитки; в - штробление стены; г - выравнивание стен после оштукатуривания, 1 – для dч = 2,5 мкм, 2 – для dч =10 мкм. | ||
Как правило, дисперсный состав пыли, не может описываться в вероятностно-логарифмических координатах одной прямой, т.е. логарифмически-нормальным законом. Одним из приближенных описаний может быть, например, кусочно–линейная функция.
Для описания нахождения интегральных функций распределения массы частиц по диаметрам для пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах воспользуемся аппроксимацией экспериментальных значений интегральной функции распределения массы частиц по диаметрам, представленной в вероятностно-логарифмической сетке кривой из 3-х функций: линейной, параболы и гиперболы. Рассмотрим область значений всех размеров частиц на трех участках: первый участок узл.1, второй участок узл.1 < узл.2, третий участок узл.2 < узл.3 (рис. 7).
Задача описания аппроксимации экспериментальных значений состоит в нахождении функции 
, где i = 1 N, по выбранным функциям:
 | (2) |
где 
, 
- квантиль интеграла вероятности.
 | |
| Рис. 7. | Аппроксимация интегральной функции распределения дисперсного состава пыли из 3-х функций: 1 – линейная; 2 – парабола; 3 – гипербола |
Задача аппроксимации сводится к нахождению 9 параметров: 6 коэффициентов: k, p, a, b, c, S, 3-х узловых точек 
. В качестве связей для 3-х участков воспользуемся дополнительными требованиями:
1. Равенство функций y1 и y2 в точке хузл.1:
 | (3) |
2. Равенство производных функций y1 и y2 в точке хузл.1:
 | (4) |
3. Равенство функций y2 и y3 в точке хузл.2
 | (5) |
4. Равенство первых и вторых производных функций y2 и y3 в точке хузл.2
 | (5) |
 | (7) |
Данные требования приводят к 5-ти уравнениям, с помощью которых можно выразить коэффициенты: k, p, a, b, c, 3-х узловых точек 
и коэффициент S.
 | (8) |
где 
– вектор значений интегральной функции.
 | (9) |
Проведя ряд преобразований, получим следующую систему уравнения:
 | (10) |
где 
.
Последовательно находя коэффициенты: k, p, c, b, a, S, при которых для заданных значений в узловых точках 
отклонение функций вида 
от экспериментальных значений будет минимальным. Таким образом, данный алгоритм позволяет получить более точное представление интегральной функции распределения массы частиц пыли.
Второй подход к нахождению функции D (i) состоит в следующем: предположим, что значения интегральных функций распределения массы частиц по диаметрам для пыли D (i), полученные в результате замеров разбивается на 3 участка следующим образом: 
находится на 1-ом отрезке [о; ехр хузл.1]; 
находится на 2-ом отрезке [ехр хузл.1; ехр хузл.2]; 
находится на 3-ем отрезке [ехр хузл.2; ехр хузл.3]. Тогда задача на первом этапе сводится к поиску минимума 
, который будем искать следующим образом.
Введем следующие обозначения: 
- вектор состоит из значений квантилей интеграла вероятности интегральной функции; F(xузл.1, хузл.2, хузл.3, S), – матрица размером (N 6); 
- вектор неизвестных параметров; = (1…N)Т – вектор отклонений (Т – символ транспонирования):
 | (11) |
Задача нахождения вектора 
l (k, p, с, b, а, S) для каждого фиксированного набора 
сводится к задаче оптимального планирования, которая в матричной форме имеет вид:
 | (12) |
Согласно теореме Гаусса-Маркова, при условии det FT ·F 0, оценки 
метода наименьших квадратов определены однозначно, являются наилучшими линейными несмещенными оценками и имеют вид:
 . | (13) |
Поэтому для каждого набора 
наименьшее по параметрам k, p, с, b, а, S значение Т определяется следующим образом:
 | (14) |
На втором этапе определяют величины 
из условий, например, (3) – (5). На основании полученных значений коэффициентов в зависимости от того на каком из участков [о; ехр хузл.1], [ехр хузл.1; ехр хузл.2], [ехр хузл.2; ехр хузл.3] находятся значения = 2,5 мкм и = 10 мкм выбирается соответствующая расчетная формула из (2) для нахождения доли мелкодисперсных фракций D ( = 2,5) и D ( = 10). Затем находятся значения РМ2,5 и РМ10.
В работе рассмотрены также другие подходы к аппроксимации функций дисперсного состава мелкодисперсных частиц пыли
Четвертая глава посвящена практической реализации результатов проведенных исследований.
Для расчета валовых выделений пыли от источников при ремонтно-строительных и отделочных работах использована формула
 , т/год | (15) |
| где |  | - | удельные выделения пыли, при работе единицы оборудования, г/с·м2; |
 | - | число дней работы оборудования в год; | |
 | - | среднее «чистое» время работы оборудования в день, час; | |
| S | - | площадь ремонтируемой поверхности, м2. |
На основании проведенных исследований уточнено 
с учетом содержания частиц пыли РМ10 и РМ2,5 в воздухе.
| Таблица 1 - | Величины удельных пылевых выбросов при ремонтно-строительных и отделочных работах | |||
| Источники выбросов | Удельный выброс  , г/с (экспер-ное) | МТВЧ по методике | МТВЧ, т/год, с (учетом  экспер-ного) | |
| Сбивание наружной плитки | 8,7 | отсутствует | 18,7 | |
| Выравнивание стены после оштукатуривания | 20 | отсутствует | 43 | |
| Штробление стены | 2,8 | отсутствует | 6,1 | |
| Очистка стен | 20 | отсутствует | 43 | |
Предложена схема организации мониторинга содержания мелкодисперсных частиц пыли при ремонтно-строительных и отделочных работах представленная на рис. 8.
 | ||
| Рис. 8. | Схема организации мониторинга мелкодисперсных частиц пыли при ремонтно-строительных и отделочных работах | |
На основе организованного мониторинга мелкодисперсных частиц пыли, анализа воздействия на воздух в городской среде и рабочей зоне предложены рекомендации по обеспечению экологической безопасности жилой застройки и работающих в производственных помещений.
Определен предотвращенный экологический ущерб, который составил 58000 руб. и социально-экономического эффекта от организации мониторинга по снижению запыленности воздуха атмосферы городской среды и в воздухе рабочей зоны цеха при ремонтно-строительных и отделочных работах составил 24000 руб.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе дано решение актуальной проблемы, снижение экологической опасности строительного производства и риска возникновения профессиональных заболеваний работающих, посредством организации системы мониторинга содержания частиц пыли РМ10 и РМ2,5 в воздухе городской среды и рабочей зоне в выбросах предприятий строительной индустрии.
Основные выводы по работе
- Проведена оценка технологических процессов ремонтно-строительных и отделочных работ, как источника поступления пыли в воздух атмосферы и рабочей зоны. Установлено, что в местах работ концентрация в воздухе атмосферы и рабочей зоны превышает ПДКрз, что повышает риск возникновения загрязнения атмосферы и профессиональных заболеваний органов дыхания.
2. Исследован дисперсный состав пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах, методом микроскопии с использованием программы Dust для обработки полученных результатов. На основании измерений получены характеристики интегральных функций распределения массы частиц пыли, выделяющейся при ремонтно-строительных и отделочных работах по диаметрам, как случайных функций. Получены функции распределений случайных величин РМ10 и РМ2,5.
3. Получены экспериментальные изменения концентрации пыли, характеризующие зависимости от влажности воздуха, расстояния от источника и времени суток при ремонтно-строительных и отделочных работах.
4. Получена экспериментальная зависимость скорости оседания пыли от эквивалентного среднего диаметра и среднего геометрического коэффициента формы частиц.
5. Предложена математическая модель для аппроксимации экспериментальных интегральных функций распределения массы частиц по диаметру и на ее базе оценка доли мелких фракций.
6. Для контроля содержания мелкодисперсных частиц пыли предложена схема организации мониторинга, которая позволяет оперативно реагировать на изменение ситуации в воздухе городской среды и в воздухе рабочей зоны.
7. Определен предотвращенный экологический ущерб, который составил 58 тыс. руб/год и социально-экономический эффект, который составил 24 тыс. руб./год.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
dч, - эквивалентный размер частиц; D(dч) - интегральная функция распределения массы частиц пыли по диаметрам, %; С – концентрация пыли в воздухе, мг/м3; – относительная влажность воздуха, %; F(xузл.1, хузл.2, хузл.3, S), – матрица размером (N 6); 
- вектор неизвестных параметров; = (1…N)Т – вектор отклонений (Т – символ транспонирования);
- удельные выделения пыли, при работе единицы оборудования; 
- число дней работы оборудования в год; 
- среднее «чистое» время работы оборудования в день, час; 
- валовых выделений пыли, т/год.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ
Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях, определенных ВАК России по направлению "Строительство"
1. Калюжина, Е.А. Исследования значений РМ10 и РМ2,5 выбросах в атмосферу воздуха и рабочую зону при ремонтно-строительных работах [Текст] /В.Н. Азаров, Г.В. Несветаев, Е.А. Калюжина // Интернет-вестн. ВолгГАСУ. Политемат. сер. 2012. Вып. 5 (20). URL: www.vestnik.vgasu.ru.
2. Калюжина, Е.А. Об организации мониторинга РМ10 и РМ2,5 на примере г. Волгограда [Текст] / В.Н.Азаров, Е.А. Калюжина // Вестник Волгогр. гос. арх.-строит. ун-та; Сер.: Строительство и архитектура. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2011. - Вып. 25 (44) С. 398-402.
3. Калюжина, Е.А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (РМ10 и РМ2,5) в воздушной среде [Текст] / В.Н.Азаров, И.В. Тертишников, Н.А. Маринин, Е.А. Калюжина // Вестник Волгогр. гос. арх.-строит. ун-та; Сер.: Строительство и архитектура. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2011. - Вып. 25(44) С. 402-407.
Отраслевые издания и материалы конференций
4. Калюжина, Е.А. Анализ факторов, влияющих на запыленность атмосферного воздуха [Текст] // «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях». Экологическая безопасность: целостность биогенных систем и антропогенное воздействие.: матер. III Международной научно-практической конференции. г. Ставрополь. / Северо-Кавказ. гос. технич. университет – Ставрополь: СКГТУ, 2012. – С. 45-48
5. Калюжина, Е.А. Применение сводных расчетов при нормировании запыленности воздуха (PM2,5 и PM10) / Недре Ю.А. // Вторая международная научно-практическая конференция. Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы, октябрь 2011 г. / Воронежский государственный университет. – Воронеж, 2011. С. 378-380.
6. Калюжина, Е.А. Анализ особенностей нормирования запыленности атмосферного воздуха в странах ЕС и РФ [Текст] / Н.С. Барикаева, Е.А. Калюжина // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2011: сб. науч. тр. Sworld /Одесса: Черноморье – С. 75-77.
КАЛЮЖИНА ЕКАТЕРИНА АЛЕКСЕЕВНА
ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА СОДЕРЖАНИЯ
МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЧАСТЦ ПЫЛИ В ВОЗДУХЕ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ И РАБОЧЕЙ ЗОНЕ ПРИ РЕМОНТНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ и ОТДЕЛОЧНЫХ РАБОТАХ
| 05.23.19 | Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства |
| 05.26.01 | Охрана труда (строительство) |
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата
технических наук
Подписано в печать 20.04.2012 г. Заказ № 230 Тираж 100 экз. Печ.л. 1,0
Формат 6084 1/16
Бумага писчая. Печать плоская.
Волгоградский государственный архитектурно–строительный университет
400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1
