ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИКИ
ENVIRONMENTAL ASPECTS OF ENERGY
ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ
ENERGY AND ECOLOGY
Статья поступила в редакцию 15.04.15. Ред. рег. № 2231
УДК 504.062
The article has entered in publishing office 15.04.15. Ed. reg. No. 2231 doi: 10.15518/isjaee.2015.17-18.020
О ЗАГРЯЗНЕНИИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТАХ
М.В. Трохимчук1, К.А. Трохимчук2
'Филиал НИУ «МЭИ» в г. Волжском 404110 г. Волжский, Волгоградская обл., пр. Ленина, д. 69 Тел.: (8443) 210160, e-mail: vfmei@vfmei.ru 2Волгоградский государственный архитектурно-строительный институт 400074 Волгоград, ул. Академическая, д. 1 Тел.: 8-961-07-77-95, e-mail: tro232957@mail.ru
Заключение совета рецензентов: 19.04.15 Заключение совета экспертов: 23.04.15 Принято к публикации: 27.04.15
Проведены исследования загрязнения мелкодисперсной пылью атмосферного воздуха городских территорий при выполнении строительных работ, связанных со вскрытием дисперсных грунтовых массивов (глинистых, суглинистых, лессовых и искусственных пылеватых грунтов). Использовалась методика микроскопического анализа дисперсного состава пыли с применением компьютерных технологий. Показаны принципы районирования городских территорий по степени интенсивности пылевыделения дисперсных грунтовых массивов при проведении строительных работ. Районирование выполнено на примере г. Волгограда, характеризующегося преобладанием в зоне оснований и фундаментов дисперсных грунтов (до 70%). Территория г. Волгограда разбита на три типа районов, для которых разработаны рекомендации и мероприятия, обеспечивающие функционирование застраиваемых территорий с минимальной техногенной нагрузкой на атмосферный воздух городской среды.
Ключевые слова: пылевыделение, атмосферные загрязнения, дисперсный грунт, районирование, земляные работы.
ABOUT AIR ENVIRONMENT POLLUTION OF URBAN TERRITORY
DURING EXCAVATION
M.V. Trokhimchuk1, K.A. Trokhimchuk2
Referred: 19.04.15 Expertise: 23.04.15 Accepted: 27.04.15
'Volzhsky Branch of the National Research University «Moscow Power Engineering Institute» 69 Lenin str., Volzhsky, Volgograd reg., 404110, Russia Tel.: (8443) 210160, e-mail: vfmei@vfmei.ru ^Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering 1 Academicheskaya str., Volgograd, 400074, Russia Tel: 8-961-07-77-95, e-mail: tro232957@mail.ru
Researches finely dispersed dust pollution atmospheric air city territories during construction works associated with the autopsy of dispersed soil masses (clay, loam, silty loess soils and artificial). Used the methodology microscopic analysis of particulate dust using computer technology. The principles of zoning city territories by the degree of intensity of a dust dispersed soil masses during construction. Zoning performed by the example of Volgograd, characterized by a predominance in the area of bases and foundations grained soils (70%). Volgograd territory is divided into three types of regions for which developed recommendations and measures to ensure the functioning of the built-up territories with minimal anthropogenic load on atmospheric air of the urban environment.
Keywords: dust emission, atmospheric pollution, dispersed soils, zoning, earthworks.
Сведения об авторе: канд. геол.-минерал. наук, доцент, и.о. зав. кафедрой «Промышленная теплоэнергетика» филиала НИУ «МЭИ» в г. Волжском.
Образование: Волгоградский инженерно-строительный институт (1988). Область научных интересов: теплоэнергетика, экология. Публикации: 112, 11 патентов на изобретения.
Марина Викторовна Трохимчук Marina V. Trokhimchuk
Information about the author: candidate of geol.-mineral. sciences, associate professor, acting head of the department "Industrial power system" Moscow Power «Engineering Institute Branch» in Volzhsky.
Education: Volgograd Institute of Civil Engineering (1988). Research area: heat power engineering, ecology. Publications: 112, 11 patents.
*' dfi >
Катерина Алексеевна Трохимчук Katerina A. Trokhimchuk
Сведения об авторе: аспирант кафедры «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Образование: Волгоградский гос. архитектурно-строительный университет (2012). Область научных интересов: экология городов, охрана атмосферного воздуха. Публикации: 25, 3 патента РФ.
Information about the author: graduate student of department "Safety in Technosphere" Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering.
Education: Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering (2012). Research area: urban ecology, atmospheric air protection. Publications: 25, 3 patents of the RF.
Введение
Земляные работы составляют до 20% всех видов строительных операций. Они связаны со вскрытием грунтового массива, его перемещением, формированием отвалов и, как следствие, изменением физико-механических свойств, что приводит к интенсивному пылевыделению. Дисперсные грунты занимают около 70% территории юга России и являются важным компонентом геологической среды обитания человека. При проведении земляных работ уровень запыленности на дисперсных породах превышает предельно-допустимые концентрации и величину выбросов в атмосферу. Для жизнедеятельности человека особенно опасны частицы с размерами менее 2,5 мкм (РМ25) и не более 10 мкм (РМ10), относящиеся к мелкодисперсным и обладающие высокой адсорбционной способностью с возможностью поглощения вредных примесей, содержащихся в различных газах. Система обеспыливания во время проведения земляных работ не используется. Такие ра-
боты часто проводятся в черте города, что при воздействии воздушных потоков приводит к загрязнению воздуха внутри кварталов, придомовых территорий, детских площадок, офисов, квартир и т.п. Поэтому исследования запыленности городских зон, особенно жилых районов, при земляных работах являются актуальной задачей.
Теоретический анализ
При производстве земляных работ главным параметром, влияющим на степень пылевыделения, а также основанием для подбора машин, механизмов, способов ведения землеройных работ являются характер и физико-механические свойства грунтового массива. В качестве объекта для исследований выбран г. Волгоград, для которого характерны: своеобразие климата; определенные особенности атмосферной циркуляции, с преобладанием погоды анти-циклонального типа с частым образованием приземных инверсий; значительная повторяемость
высоких скоростей ветра при блокирующих процессах и прохождении атмосферных фронтов; хорошо выраженный широтный перенос воздушных масс; разреженная растительность; преобладание дисперсных горных пород, в частности глинистых, лессовых пород и осадочных несвязанных грунтов, имеющих, в связи с засушливостью климата и высокой испаряемостью, низкую увлажненность и значительную чувствительность к изменению влажности. Землеройные работы чаще всего проводятся в теплое время года, когда грунт «размораживается» [1] и усиливается ветровая нагрузка, приводящая к переносу пылевых выбросов на значительные расстояния. Данные факторы способствуют увеличению уровня загрязнения воздушного бассейна Волгограда.
Анализ динамики заболеваемости населения Волгограда, а также соотношение смертности и рождаемости свидетельствуют о значительном снижении уровня здоровья населения. В атмосферном воздухе Волгограда экологами отмечалось повышенное содержание пыли (1,3 ПДК). По данным официальной статистики, в перечне заболеваемости населения Волгоградской области болезни органов дыхания за последнее десятилетие занимают первое место, в их структуре на хронические обструктивные болезни легких приходится 13,3%.
Методика эксперимента
Для исследования дисперсного состава пыли использовалась методика микроскопического анализа с применением ПК, которая позволяет оценить характер мелкодисперсной пыли [2]. Методика предназначена для измерений дисперсного состава пылевидных частиц путем разностороннего фотографирования через микрофотоприставку образцов, полученных со строительных объектов, ведущих земляные работы, и увеличенных под микроскопом в 200-2000 раз. Снятие изображения с фотоаппарата и последующая обработка производится с помощью графического пакета Adobe PhotoShop.
Авторами выполнен анализ дисперсного состава пыли в воздушной среде в зоне строительных котлованов, траншей, в искусственных выемках для различных видов дисперсных массивов. Общее количество точек отбора - 216. Исследования проводились для глинистых грунтов (морского и аллювиального происхождения), лессовых пород валдайского горизонта и верхнехвалынских-современных лессовых пород, для песчаных и супесчаных отложений, для искусственных переотложенных пород. Они относятся к дисперсным породам и занимают около 70% территории Волгограда [3].
Результаты и их обсуждение
В результате проведенных исследований получены доли мелкодисперсной пыли в воздухе при проведении земляных работ в зоне залегания дисперс-
ных грунтовых массивов Волгограда (табл. 1). Выявлено, что наиболее пылевыделяющими являются искусственные переотложенные породы и лессовые отложения, наименее - глинистые грунты.
Таблица 1
Доли мелкодисперсной пыли в воздухе при проведении земляных работ в зоне залегания дисперсных грунтовых массивов
Table 1
The proportion of fine dust in the air during excavation work in the area of occurrence of dispersed soil masses
Наименование дисперсного грунта Диапазон измерения доли мелкодисперсной пыли, % Максимальный размер частиц, мкм
РМ2,5 РМ10
1. Глинистый грунт 0-0,4 2,0-8,0 60
2. Песчаные и супесчаные отложения 0,3-0,7 7,0-22,0 55
3. Лессовая порода 0,5-1,8 8,0-100,0 15
4. Искусственные породы 0,4-1,8 45-95 18
На основании проведенных исследований выполнено районирование территории Волгограда по степени интенсивности пылевыделения грунтовых массивов при проведении строительных работ. Районирование по степени интенсивности пылевыделения грунтовых массивов при проведении землеройных работ - завершающий этап исследований, который включает системный анализ комплекса различных данных: пылеобразова
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.