НИТУ «МИСиС», кафедра энергоэффективных и ресурсосберегающих технологий, Москва, Россия:

О. С. Нуржанов, аспирант, эл. почта: za852@yandex.ru
А. Л. Петелин, профессор, докт. физ.-мат. наук
А. С. Нуржанов, аспирант
Л. А. Полулях, доцент, канд. техн. наук

Рассмотрена методология контроля концентрации пыли в воздушной среде зоны, находящейся под непосредственным влиянием металлургического производства. Продемонстрированный способ эффективен для определения различных фракций загрязнений, вызванных причинами техногенного и естественного характера. Метод базируется на законе седиментации частиц, также известном как закон Стокса, который описывает движение твердых частиц в газообразной или жидкой среде. В практической части работы приведены расчеты скорости и полного времени оседания аэрозольных включений и концентрации последних в области седиментации, с нанесением зон этих концентраций на географические карты (схемы) для наглядности и удобства работы с полученной информацией. Материалы для анализа, ветровая нагрузка в регионе, количество выбрасываемой пыли с предприятия, химический и фракционный состав пыли взяты из открытых источников и литературы. Рассмотрены вопросы миграции мелкодисперсных частиц различных размеров под действием внешних атмосферных факторов. Проведен оценочный расчет концентраций в воздухе твердых частиц в зоне влияния металлургического объекта на примере доменной печи № 4 ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат». Данная модель расчета позволяет оценить пылевую нагрузку от предприятия на регионы влияния, а также риски превышения концентраций и принять меры по модернизации, оптимизации производственного процесса или систем аспирации.

1. Srivastava А., Elumalai S. P. Assessment of emission-source contribution to spatial dispersion for coal crusher agglomeration using prognostic model // Cleaner Engineering and Technology. 2021. Vol. 3. P. 100113.
2. Fujitani Y., Takahashi R., Saitoh K., Fushimi A., Hasegawa S. et al. Contribution of industrial and traffic emissions to ultrafine, fine, coarse particles in the vicinity of industrial areas in Japan // Environmental Advances. 2021. Vol. 5. P. 100101.
3. Симонян Л. М., Кочетов А. И. Экологически чистая металлургия, курс лекций. — М. : Учеба, 2005. — 130 с.
4. Орёлкина Д. И., Петелин А. Л., Дмитриев И. Э., Подгородецкий Г. С., Юсфин Ю. С. Газовые выбросы металлургических предприятий. Зоны влияния в приземных слояъ атмосферы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 4–6. С. 1062–1068.
5. Ивлев Л. С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. — Л. : Издательство ЛГУ, 1982. — 368 с.
6. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию / пер. с нем. — М. : Мир, 1997. — 232 с.
7. Филов В. А. Вредные вещества в окружающей среде. Элементы I–IV групп периодической системы и их неорганические соединения. — СПб. : НПО «Профессионал», 2005. — 462 с.
8. Lau L. L., Strezov V., Gonçalves M. V. B., Bagatini M. C. Trace elements emission in iron ore sintering: A review // Environmental Advances. 2021. Vol. 6. P. 100123.
9. Liu X., Folk E. Sorption and migration of organophosphate flame retardants between sources and settled dust // Chemosphere. 2021. Vol. 278. P. 130415.
10. Тарасов В. В., Тихонова И. О., Кручинина Н. Е. Мониторинг атмосферного воздуха : учеб. пособие. — М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. — 128 с.
11. Moreno T., Trechera P., Querol X., Lah R, Johnson D. et al. Trace element fractionation between PM10 and PM2.5 in coal mine dust: Implications for occupational respiratory health // International Journal of Coal Geology. 2019. Vol. 203. P. 52–59.
12. Zhang R., Liu S., Zheng S. Characterization of nano-to-micron sized respirable coal dust: Particle surface alteration and the health impact // Journal of Hazardous Materials. 2021. Vol. 413. P. 125447.
13. Профессиональные заболевания легких // Медицинский центр Гармония. URL: https://garmoniyaclinic.ru/professionalnyezabolevaniya-legkikh.html (дата обращения : 02.11.2021).
14. Haas E. J. Using self-determination theory to identify organizational interventions to support coal mineworkers’ dust-reducing practices // International Journal of Mining Science and Technology. 2019. Vol. 29, Iss. 3. P. 371–378.
15. Загороднов С. Ю., Май И. В., Кокоулина А. А. Мелкодисперсные частицы (РМ2,5 и РМ10) в атмосферном воздухе крупнопромышленного региона: проблемы мониторинга и нормирования в составе производственных выбросов // Гигиена и санитария. 2019. Vol. 98. C. 142–147.
16. World Health Organization. Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide Global update 2005 Summary of risk assessment. URL: https://apps.who.int/iris/handle/10665/69477 (дата обращения : 11.08.2022).
17. СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. — Введ. 01.03.2021. — М. : Санитарные правила и нормы, 2021.
18. Аксенова И. А., Доможирова А. С., Новикова Т. С. Динамика показателей заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований легких населения Южного Урала — крупного промышленного региона // Онкология. Журнал им. П. А. Герцена. 2017. № 3. С. 48–51.
19. Россоха Е. В., Кравченко А. В. Утилизация доменных шламов методом брикетирования // VII Международная научная конференция студентов и аспирантов, 2017.
20. Romero J. M., Pardo Y. S., Parra M., Castillo A. D. J., Maury H. et al. Improving the rotary kiln-electric furnace process for ferronickel production: Data analytics-based assessment of dust insufflation into the rotary kiln flame // Alexandria Engineering Journal. 2022. Vol. 61, Iss. 4. P. 3215–3228.