Научный архив: статьи

Цель. Повышение эффективности прогнозирования распространения аварийно химически опасных веществ (на примере выброса аммиака на предприятии I класса опасности, г. Воронеж) в различных метеорологических условиях и оценки опасности для населения путём интеграции программы расчёта токсических зон ALOHA и базы данных численности населения с учётом его плотности Maps. ie.

Процедура и методы. Алгоритмы ALOHA позволяют с высокой достоверностью прогнозировать распространение в воздухе токсикантов с учётом их физико-химических свойств; типа и масштаба аварии; подстилающей поверхности. Графическая интерпретация результатов моделирования наглядно показывает глубину и площадь распространения облака аварийно химически опасных веществ для 3 уровней токсической опасности. При использовании баз данных Maps. ie возможна точная оценка количества людей, нуждающихся в помощи и экстренной эвакуации при возникновении техногенной аварии.

Результаты. Проведена оценка потенциальных зон токсической опасности при возможной аварии на химически опасном объекте АО «Воронежсинтезкаучук». Рассмотрены различные сценарии аварии: утечка и гильотинный разрыв 10-тонной цистерны с аммиаком в зимний и летний периоды. Расчёты показали, что неблагоприятные условия развития чрезвычайной ситуации характерны при разрушении цистерны в жаркие сухие дни при слабой турбулентной атмосфере. В этих условиях радиус зоны потенциальной токсической опасности составляет 8,9 км, где проживает ~660 тыс. воронежцев, из них смертельной опасности подвергается ~4 тыс. человек на расстоянии 1,9 км от хранилища аммиака. Установлены наиболее неблагоприятные направления ветра, при которых подвергается опасности максимальное число людей. Так как апробация применяемых в работе алгоритмов на реальном объекте невозможна, было смоделировано распространение облака в результате уже свершившейся утечки аммиака. Модельные и известные из открытой печати сведения об аварии показали хорошую сходимость результатов.

Теоретическая и/или практическая значимость. Полученные закономерности распространения аварийно химически опасных веществ в воздухе с учётом особенностей подстилающей поверхности, метеорологических условий, характера, типа и масштаба аварии, а также применение алгоритмов для оценки численности уязвимого населения позволяют расширить теорию геоэкологического мониторинга потенциально химически опасных объектов. Представленная схема интеграции алгоритмов ALOHA и базы данных численности населения Maps. ie может быть использована в качестве готового электронного руководства для лиц, принимающих решения при профилактике и возникновении чрезвычайных ситуаций.

Цель - изучение развития оз. Рамза, расположенного в среднем течении р. Ворона, как проявление долговременных последствий мелиоративных работ по спрямлению речного русла в середине 1960-х годов и в условиях современных климатических изменений. Материалы и методы. Исходными материалами послужили сведения о глубинах, и их замеры, прослеживание прозрачности вод, кислородного режима. Гидроботанический метод связан с изучением макрофитов и фитопланктона, с применением метода биоиндикации. Результаты и их обсуждение. Начало направленных изменений озерной экосистемы связано с проведением спрямления русла р. Ворона (антропогенный фактор). Развитие водоема выражается в обмелении и зарастании озера. Данные процессы активизировались на фоне климатических изменений, проявляющихся с 2010 года (природный фактор). Ниже по течению сформировалась и развивается новая озерная акватория. Неблагоприятная экологическая ситуация связана с накоплением органического вещества. Она подчеркивается присутствием среди макрофитов и фитопланктона представителей загрязненных местообитаний. Заключение. Развитие оз. Рамза показало его обмеление, зарастание и появление ниже по течению новой акватории. Исследования важны для прослеживания природного развития водоемов, обмелевших вследствие антропогенного воздействия на фоне климатических изменений, а также для понимания общей тенденции формирования качества поверхностных вод.

Цель работы - расчет экологических рисков в г. Воронеж при возможной аварии на химически опасном предприятии 1 класса опасности при утечке соляной кислоты. Экологический риск оценивали по соотношению количества людей в зараженных зонах к общей численности населения города. Для установления зон токсической опасности использовали программу Areal Locations of Hazardous Atmospheres; численности населения в этих зонах - базу данных Maps. ie, в которой обработка информации по неравномерности населения осуществляется при помощи искусственного интеллекта, позволяющего быстро и с высокой точностью оценить количество людей, проживающих в выделенных зонах опасности. Программа Areal Locations of Hazardous Atmospheres позволяет прогнозировать закономерности рассеивания облаков и уровни токсической опасности широкого перечня химически опасных соединений при различных сценариях утечек и залповых выбросах токсикантов. При этом учитываются физические свойства соединений и условия их хранения; объемы выбросов; метеорологические параметры; типы подстилающей поверхности; технические особенности аварии. Модель Areal Locations of Hazardous Atmospheres построена на основе классического дисперсионного уравнения непрерывных потоков загрязнения воздуха. Результаты моделирования визуализируются в виде диаграмм распространения токсикантов в течение 1 часа от начала аварии. Полученные геометрические формы облаков токсикантов совмещаются с картами местностей, подверженных потенциальной угрозе заражения. В результате исследования установлены наиболее неблагоприятные условия потенциальной аварии: летний период, инверсия атмосферы, направление ветра - юго-западное.

Цель работы - оценка экологического риска на территории, прилегающей к нефтебазе в Воронеже, где по результатам ранее проводимых исследований складывается неблагоприятная экологическая ситуация вследствие утечек и разливов нефтепродуктов. Для оценки риска исследовали состояние почвы как депонирующей среды, отражающей длительное негативное воздействие эксплуатации нефтебазы на экологическое состояние территории. В качестве аналита-маркера загрязнения почвы рассматривали общее содержание нефтяных углеводородов. Для определения содержания нефтеуглеводородов в почве применяли метод пьезокварцевого микровзвешивания. Метод отличается от известных высокой чувствительностью, точностью и экономичностью, позволяет проводить измерения в полевых условиях без пробоотбора и пробоподготовки почв. На основании известных данных на первом этапе исследуемую территорию разделяли на три участка по степени загрязнения почвы: 1 - высокое; 2 - среднее; 3 - низкое. В каждой зоне отбирали по 3-4 пробы почвы с глубины 0,1; 0,5 и 0,8 м и измеряли в них концентрацию аналита-маркера. На втором этапе проводили оценку риска, связанную с загрязнением почвы нефтеуглеводородами. Для оценки риска использовали методы «доза-эффект» и корректирующих действий. Средние концентрации нефтеуглеводородов в почвах трех участков на глубине 0,5 м составили 2428, 1451 и 95 мг/кг. Оценка рисков позволила сделать вывод о том, что исследуемая территория является экологически опасной по целевому уровню загрязнения почвы. Исключение составляет участок 1. По токсическим характеристикам почвы на всех трех участках опасны для здоровья населения и требуют восстановления. Представленный в работе алгоритм исследования экологического риска на территории, прилегающей к нефтебазе в Воронеже, могут быть использованы для оценки рисков других объектов нефтяной промышленности.