Учебное пособие подготовлено по дисциплине «Рациональное использование и охрана природных ресурсов». Приведена классификация антропогенных факторов, оказывающих влияние на изменение окружающей среды при открытых горных работах. Последовательно изложены технически возможные, экономически целесообразные и экологически необходимые мероприятия при открытой разработке угольных месторождений, обеспечивающие рациональное использование и охрану природных ресурсов. Приведены примеры расчетов размеров зон антропогенного воздействия на окружающую среду.

В издании представлены научные исследования, направленные на повышение эксплуатационной надежности и экологической безопасности автомобильного транспорта.

Дано систематизированное краткое описание способов, устройств и составов для пылеулавливания, пылеподавления, каталитической, электрической, биологической, термической, сорбционной очистки воздуха от газов. Сформулированы основные тенденции и направления развития технических решений в данных областях.

Если  подсчитать  общее количество  выбросов  в  Кемеровской  области,  то  на  каждого  её  жителя приходится    свыше  четырех  сот  килограммов  выбросов. Решение  проблем экологической безопасности связано с активной деятельностью как на уровне предприятий,  загрязняющих  природную  среду,  так  и  на  образовательном уровне.   Необходимо   не   только   модернизировать   промышленное оборудование  для  уменьшения  доли  ядовитых  выбросов  в  окружающее пространство, но и формировать экологическую культуру населения. На  вопрос,  как  улучшить  окружающую  среду Кузбасса,  пытались ответить в КузГТУ им. Т.Ф.Горбачева, создав экспериментальный стенд на основе каталитической очистки дымовых газов(NOх,  SOх, твёрдых частиц и ртути), которые присущи угольным ТЭЦ. Данная установка состоит из узла подготовки  и  дозирования  газовых  смесей, блока  управления  и  контроля, реакторного  блока,  в  которого  помещают блочный  катализатор, и аналитического блока.

Авторы анализируют наибольшее количество запатентованных изобретений по способам и устройствам для очистки воздуха от загрязнения вредными газами на предприятиях горной отрасли, защищенных авторскими свидетельствами и правами.

Выполнено численное и экспериментальное исследование нестационарного трехмерного турбулентного течения в модели лабиринтного золоуловителя, установлена адекватность математической модели процесса и определена эффективность улавливания частиц для разных конструкций и режимов работы лабиринтного золоуловителя.

Авторы статьи анализируют связь усиления заболеваемости ОРВИ и гриппом у детей с загрязнением атмосферного воздуха.

В данной статье приведены различные виды оценки загрязнения окружающей среды токсичными соединениями, а также области их применения.

Приведен  обзор  существующих  присадок  для  улучшения качества топлива  в  двигателях  внутреннего  сгорания. Коротко  описаны  свойства различных  присадок  и  их  влияние  на  топливо  и  уменьшение  выбросов, загрязняющих веществ в атмосферу.

Очистка газовых выбросов в атмосферу от пыли для металлургии, энергетики, нефтегазовой и других промышленных отраслей является важнейшей задачей по защите окружающей среды. В данной работе рассмотрены методы золоулавливания в теплоэнергетике.

Приведен  обзор  существующих  присадок  для  улучшения качества  топлива  в  двигателях  внутреннего  сгорания. Коротко  описаны свойства   различных   присадок, их   влияние   на   топливо   и   уменьшение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Сухая  вода – жидкость  с  интересными  и  разнообразными свойствами. Она  состоит  из:  углерода,  кислорода  и  фтора.  Сухая  вода  на самом деле не является жидкостью - это порошок с уникальными свойствами.  Она  может  легко и  быстро  впитывать  в  больших количествах углекислый газ. Так же учёные собираются найти безопасный способ хранения метанового топлива для тех автомобилей, что работают на природном газе. Применение сухой воды  может ускорить каталитические реакции при производстве товаров, а так же сделать химическую обработку при этом более энергоэффективной и менее вредной для окружающей среды.

В данной статье раскрываются проблемы увеличения октанового числа с помощью изомеризации. Рассматривается  влияние различных факторов на процесс  изомеризации.  Выявляется  актуальность  включения  в  схему переработки нефти установки изомеризации легких бензиновых фракций. Установки   изомеризации  исполняют  две  функции: улучшение эксплуатационных  и  экологических  характеристик  автобензина.

В данной работе представлен обзор отечественных и зарубежных методов и подходов к контролю углеродсодержащей пыли в атмосферном воздухе в зоне действия предприятий по добыче и переработке углей. Содержание токсичных элементов в углях может существенно отличаться в пределах даже отдельного угольного месторождения, поэтому изучение элементного состава углей Кузнецкого угольного бассейна и продуктов их переработки необходимо проводить с целью разработки новых геотехнологий комплексного освоения угольных месторождений и планирования мониторинга объектов окружающей среды в зоне действия предприятий по добыче и переработке углей.

Тепловые  электрические  станции  и  котельные  установки  являются  главными загрязнителями промышленно развитых и ресурсодобывающих регионов. При работе ТЭС и КУ загрязняется атмосфера окружающей среды и водоёмы ядовитыми выбросами. Для очистки атмосферы от вредных выбросов крупные промышленные предприятия  устанавливают  воздушные  фильтры. Воздушные фильтры делятся по типам в соответствии с их принципом работы и материалами, из которых они изготавливаются. Лучшим очистителем от загрязняющих веществ является электростатический фильтр.

В  ходе  работы  установлено,  что  уровень  загрязнения атмосферного  воздуха  оксидом  углерода,  диоксидом азота,  углеводородами многократно превышен по сравнению со значения ПДК этих загрязняющих атмосферу  веществ.  Учитывая близость  к  автомагистрали  жилых  и  общественных зданий, район можно отнести к экологически грязным.

В статье изучены основные источники атмосферного воздуха г. Кемерово. Исследована зависимость здоровья человека от состояния окружающей среды. Обоснованы технологические решения для снижения выбросов в атмосферный воздух.

Выделены предприятия, которые вносят наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха в области, основные загрязняющие вещества, источники загрязнения атмосферы. Создание  системы  экологического  мониторинга  и реализация  экологической  программы  позволит  обеспечить  уменьшение доли загрязнения атмосферного воздуха и снижения негативного воздействия на окружающую среду и здоровье населения.

Цель работы: оценить экологическое состояние города Кемерово на примере перекрестка ул. Терешковой - пр. Октябрьский. Исследовать данный участок, разработать методы защиты атмосферного воздуха от загрязнений выбросами автомобильного транспорта. В  данном  исследовании  расчетным  методом  были  определены концентрации  оксида  углерода,  углеводородов,  оксидов  азота  в атмосферном воздухе г. Кемерово на расстояниях 20, 40, 60, 80 и 100 м от автомобильных дорог. Проведенные  исследования  показали,  что  качество  атмосферного воздуха вблизи автодорог в г. Кемерово соответствует экологическим нормативам.  Предложена  программа  по  снижению  загрязненности атмосферного воздуха выбросами автотранспорта.

Основным  загрязняющим  источником  в  современных  условиях становится  автомобильный  транспорт.  По  оценки  специалистов только за последние  8-10  лет  количество транспортных  средств  на  душу  населения увеличилось в 2,5 раза и достигает 31,7 автотранспортных средств на 100 чел. для России. С  увеличением  количества  автотранспорта  закономерно  возрастает количество    выбросов  вредных  продуктов  в  атмосферу. Рассмотрены направления решения данной проблемы. Часть из этих направлений сейчас интенсивно развивается благодаря определенным  достижениям, сделанным в  науке ранее.  Другая  часть, вследствие высокой наукоемкости, дороговизны технологических процессов при  производстве,  требует  долгосрочной  финансовой  поддержки  на государственном уровне и частных инвестиций.

В  статье рассказывается  о  способах  получения  водорода  и  какие из  них применимы в Кемеровской области. Так же более детально рассмотрен один из таких  способов  и  проведено  сравнение  характеристик  и цен  при  получении водорода и покупки дизельного топлива. Сделан вывод.

Рассматривается комплексная эффективность функционирования экологии и экономики под общим названием «Эконология». Сущность эконологических проблем и их решение показаны на примере использования шахтного метана.

При работе предприятий химической промышленности в атмосферу поступают (могут поступать) разнообразные вредные вещества, главным образом, в виде газов, что оказывает существенное влияние на уровень еѐ загрязнения. При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы также зависит от климатических условий. Функции осуществления контроля за соблюдением природоохранного и санитарного законодательства путем проведения инструментального анализа вредных и опасных факторов, влияющих на человека и окружающую среду,  возложены на санитарную лабораторию. Подробно рассмотрены ее задачи.

В августе 2014 года французская компания Alstom совместно с американской компанией 3MTM объявили о созданиизамены элегазу. Такой заменой стал экологически чистый, нетоксичный, негорючий газ g3 с более низким показателем потенциала глобального потепления. Для того, чтобы оценить перспективы использования газовой смеси g3 в качестве замены элегазу в России рассмотрим свойства элегаза и g3 по различным параметрам. Результаты проведенных испытаний показывают, что газовая смесь g3 действительно может применяться в качестве замены элегазу. При этом газовая смесь g3 обладает незначительно худшими техническими характеристиками и,  как следствие, возникает необходимость  выполнения конструктивных модификаций аппаратов, что приводит к их удорожанию. В связи с этим, g3 не может применяться в уже существующих электрических аппаратах, в которых используется элегаз.

Рассмотрены динамики выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Кемеровской и Новосибирской областей, структуры выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Кемеровской и Новосибирской областей в 2012 г. В процессе проведения сравнительного анализа состояния атмосферного воздуха в Кемеровской и Новосибирской областях, авторы отмечают, что  величина  выбросов  загрязняющих  веществ  в  атмосферу  в  Кузбассе значительно выше, чем в Новосибирской области. Проанализирована структура выполненных мероприятий по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по Кемеровской области и значения уменьшения выбросов в атмосферу после проведения мероприятий по Кемеровской области.

Показано,  что  эффективным  способом  сжигания  высокосернистого угля  является    сжигание  приготовленного  на  его  основе  суспензионного водоугольного  топлива  (ВУТ),  в  состав  которого  на  стадии  подготовки введен   серопоглощающий   агент   (СПА). Разработана   методика термодинамического анализа химических реакций при горении ВУТ, в том числе в присутствии СПА. Показано,  что  применение  технологии  подготовки  и  вихревого  сжигания  ВУТ,  полученного  на  основе  высокосернистого  угля,  позволяет обеспечить  высокую  эффективность  снижения  выбросов  оксидов  серы  в дымовых газах.

Создана полупромышленная пилотная установка для приготовления и сжигания суспензионного водоугольного топлива, на которой реализованы следующие  методы очистки дымовых газов при сжигании угольного топлива. Результаты  проведенных  пуско-наладочных  работ  и  предварительных испытаний показали, что созданная установка обеспечивает получение технологических и технических показателей, заложенных в техническом задании. Разработанные и изготовленные экспериментальные образцы основного технологического оборудования - шаровая вибромельница и  водогрейный котел работают надежно и эффективно.

Авторами было выявлено 50 технических решений по способам и устройствам для очистки атмосферного воздуха от пыли, защищенных авторскими свидетельствами и правами. Проанализированы отобранные изобретения.

Коксующаяся промышленность выделяет значительное количество вредных веществ в атмосферу. Цель статьи разработать технические решения для защиты атмосферного воздуха от экологического расчета рисков для здоровья других людей Представлен клапан гидравлический предназначенный для снижения выбросов в атмосферу и для защиты от разрушения контейнеров из продуктов производства кокса и предотвращают коррозию.

В статье представлены результаты исследований физико-химических свойств фракционированных золовых отходов предприятий угольной генерации Кузбасса, таких как Кемеровская ГРЭС, Беловская ГРЭС, Томь-Усинская ГРЭС, Ново-Кемеровская ТЭЦ. Приведены результаты разделения золовых отходов на микросферы, магнитную и немагнитную фракции. Обозначены перспективы использования разделенных фракций золы уноса.

В данной работе представлена полупромышленная установка, предназначенная для исследования процессов очистки смесей в максимальной степени моделирующих газовые выбросы тепловых электростанций. Контроль за концентрациями NO, NH3, O2, N2, SO2, N2, CO+H2 осуществлялся путем измерения концентраций веществ с помощью анализатора газов атмосферного давления QMS300.  После калибровки газов при комнатных температурах, ректор нагрели до 300ºС и проводили анализ состав газовой смеси после реактора при разных скоростях подачи газа. Изменение степени превращения NO и SO2 в исследованном интервале объёмных скоростей подачи газа находится в пределах требований технического задания.

В  данной  работе  представлен  лабораторный  стенд,  предназначенный для исследования  процессов  очистки  смесей  в  максимальной  степени моделирующих газовые выбросы тепловых электростанций. Активность образцов испытывалась на экспериментальном стенде для исследования   реакции   восстановления SO2 синтез-газом. Показано, что наличие оксидов Fe и Mn в составе блоков значительно улучшает  каталитические  показатели  катализаторов  на  основе  титана, вольфрама и ванадия в реакции восстановления SO2 синтез-газом.

Представлены экспериментальные данные по исследованию процесса горения смесей водород–кислород и метан–кислород в среде слабоперегретого (начальная температура около 150°C) водяного пара атмосферного давления. Выявлено влияние соотношения массовых расходов горючей смеси и водяного пара на качественный состав продуктов сгорания и температуру получаемого водяного пара. Установлены основные закономерности при горении водород-кислородной смеси в потоке водяного пара, влияющие на полноту сгорания смеси. Приведены опытные данные по влиянию концентраций водород-кислородной смеси в потоке водяного пара и горючей смеси на полноту сгорания. Установлено, что при сжигании водород-кислородной смеси в потоке водяного пара возможно получение водяного пара с температурой 1000–1200°C путем варьирования расхода горючей смеси. Приведены описание и принцип работы экспериментального стенда для изучения горения метан-кислородной и водород-кислородной смесей в среде водяного пара.

Угольная пыль негативно влияет на окружающую среду и здоровье рабочего персонала, вызывая воспаление кожи и поражение легких. Одним из способов решения проблемы запыленности воздуха рабочих зон отделения топливоподготовки на ТЭЦ является использование аспирационных установок, в состав которых входят пылеулавливающие аппараты.

Для  проведения экспериментальных  и  численных  исследований  по эффективной  технологии  улавливания  вредных  выбросов  дымовых  газов была  разработана  схема  экспериментальной  установки. Произведен  расчет  элементов  основного  оборудования:  скруббера  (трубы) Вентури и циклон. Результаты опытов показали, что при постоянном расходе газо-воздушной смеси и неизменных температурах участвующих в процессе сред степень очистки диоксида углерода увеличивается при повышении расхода воды через скруббер Вентури.

В статье рассматривается вопрос определения интенсивности газовыделения при смешивании компонентов ампул анкерного крепления в условиях горных выработок.

В  последние  годы  выполнено  довольно  большое  количество  работ  по экологической безопасности асфальтобетонных заводов циклического действия, но для АБЗ  со  смесителями  непрерывного  действия  соответствующие  исследования практически не ведутся, хотя в России их эксплуатируется еще достаточно много. Комплекс  технологических  решений,  рассмотренных  в работе,  позволяет максимально  снизить  уровень  запыленности  атмосферного  воздуха  и  создать благоприятные  условия  для  проживания  в  относительной  близости  к  асфальто-бетонному предприятию. При этом следует предусмотреть стимулирование работы операторов по соблюдению экологических требований.

В нашем регионе наиболее значимыми источниками загрязнения, являются коксохимические предприятия. Основные источники выбросов газов в коксовых цехах: технологические операции при загрузке камер коксования, дымовые трубы коксовых батарей; операции по выдаче кокса в коксоприемный вагон, тушению, сортировке готового кокса. В статье рассмотрены наиболее перспективные экономически инструменты ограничения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

В данной работе были исследован источник выбросов коксовой пыли при погрузке коксовой мелочи и коксового орешка на коксосортировки коксового цеха. В настоящее время погрузка на косохимических производствах стран СНГ осуществляется навалом в железнодорожные полувагоны через погрузочную течку, установленную стационарно. При погрузках пылящие продукты КХП (коксовый орешек, коксовая мелочь после установки сухого тушения кокса) падает с высоты 4 метров в вагон, что неизбежно влечет значительное запыление рабочей зоны бункеровщика. Основной проблемой в данном случае является локализация зоны пылеобразования при погрузке. Для этого была разработана установка по беспылевой погрузке коксовой мелочи (орешка). Устройство представляет собой телескопический многосекционный погрузочный желоб, имеющий внешний защитный кожух, систему подвешивания секций, зону локализации выделения пыли.

Россия  входит  в  четверку  стран,  более  всего  выбрасывающих  в атмосферу  углекислый  газ  в  результате сжигания  топлива,  следует из опубликованного   доклада Международного   энергетического агентства (МЭА). Это объясняется тем, что доля вырабатываемой энергии ТЭС, составляет 60 % от всей вырабатываемой энергии в РФ. Рассмотрены мероприятия по энергосбережению одного из химических предприятий Кемеровской области, которые позволили уменьшить объем электропотребления данным предприятием.

В данной статье рассматривается автомобильный транспорт как источник загрязнения окружающей среды, а также вредные компоненты выделяемые при эксплуатации автомобиля.

В статье уделено особое внимание одной из основных антропогенных проблем, это влияние автомобильного транспорта на загрязнение окружающей среды.

Рассмотрены сорбционные методы очистки коксовых газов от сероводорода. Приведены технологические схемы и описаны условия эксплуатации. Проанализированы различные типы известных промышленных адсорбентов, описаны их физико-химические характеристики.

Рассмотрены динамики выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Кемеровской и Новосибирской областей, структуры выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Кемеровской и Новосибирской областей в 2012 г. В процессе проведения сравнительного анализа состояния атмосферного воздуха в Кемеровской и Новосибирской областях, авторы отмечают, что  величина  выбросов  загрязняющих  веществ  в  атмосферу  в  Кузбассе значительно выше, чем в Новосибирской области. Проанализирована структура выполненных мероприятий по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по Кемеровской области и значения уменьшения выбросов в атмосферу после проведения мероприятий по Кемеровской области.

В КузГТУ на кафедре «Эксплуатация автомобилей»  разработана и  испытана  многофункциональная  присадка  к  дизельному  топливу  на основе  оксида  пропилена,  позволяющая  снизить  дымность отработавших газов дизелей до 30, а в некоторых случаях до 70 % . Были проведены всесторонние испытания присадки, начиная со стендовых и заканчивая  многочисленными  ездовыми  испытаниями  на  реальных автомобилях  в  условиях  автотранспортных  предприятий  города  и области,  таких  как  «Спецавтохозяйство»,  «Юнитранс»  и  др.  Также испытания  были  проведены  на  карьерных  самосвалах  в  условиях Барзасского  разреза.  Присадка    является    многофункциональной    и помимо экологического аспекта способна снижать расход топлива на 5 –10%, повышать  ресурс  двигателя  за  счет  моющего  эффекта  и  снижения вибраций  двигателя,  а  так  же  способствует  сохранению  свойств дизельного  топлива  при  хранении  и  транспортировке.

Основным токсичным компонентом отработавших газов, выделяющихся при работе бензиновых двигателей, является окись углерода. Рассмотрены способы снизить вредные выбросы.

Проблема загрязнения окружающей среды в Кемеровской области одна из наиболее острых экологических проблем, так как основная часть населения проживает в районах, где концентрации загрязняющих веществ регулярно превышают предельно допустимые уровни. Загрязнение атмосферного воздуха происходит в процессе угледобычи на угольных разрезах и шахтах, при транспортировке, а также переработке угля на углеобогатительных фабриках. В статье описана оценка воздействий горных работ угольного разреза «Шестаки» на компоненты окружающей среды.

Представлены данные по выбросам загрязняющих атмосферу веществ за 2010 год, среднегодовые концентрации  загрязняющих веществ в городах Кемерово и Новокузнецк за 2006-2010 годы. Разработанная каталитическая очистка отходящих газов от диоксида серы основана на окислении SO2 в SO3, которое используется в производстве серной кислоты  (нитрозном либо контактном способом). В одном из  вариантов  контактного метода  в  окисленные  на  ванадиевом  катализаторе газы вводят аммиак. Образующийся при этом аэрозоль сульфата аммония удаляют из обрабатываемых газов в электрофильтре. Затем обезвреженный газ через дымовую трубу выбрасывают в атмосферу.

Приводятся доказательства возможности использования абсорбционной модели для хемосорбционных процессов, реализуемых в форсуночных скрубберах, с предварительным экспериментальным определением констант фазового равновесия конкретных пар абсорбент-абсорбат в рамках решения обратной задачи уравнений абсорбционной модели.

В статье рассматриваются проблемы загрязнения атмосферы ресурсодобывающего региона на примере Кемеровской области, проводится анализ основных источников и объемов выбросов веществ, загрязняющих атмосферу по видам деятельности, объемам выбросов и улавливания загрязняющих атмосферу веществ отходящих от стационарных источников, пути снижения атмосферных загрязнений атмосферы.

Описано исследование  влияния оксида пропилена в качестве добавки к бензину. Для объективности сравнения полученных результатов, все замеры проводились  в  одинаковых  условиях:  для  замера  расхода  топлива автомобиль помещался на подготовленную площадку и холостые обороты двигателя  были  настроены  на  2000  об/мин.  При  замерах  состава выхлопных газов холостой ход настраивался стандартно. Исследование показало, что максимальная концентрация  оксида  пропилена  в  автомобильном  бензине  не  должна превышать 1%.

В данной статье на примере ТЭЦ АО «ЕВРАЗНТМК» общей мощностью 149,9 МВт произведен выбор оптимального режима работы генераторов. Станция работает на природном и попутном газах и обеспечивает паром, теплом и электроэнергией Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И. Ленина (НТМК), а также обеспечивает горячей водой город Нижний Тагил. Особенностью этой станции является ее автономная работа: она снабжает электроэнергией только комбинат и не подключена к энергосистеме. Самым экономичным вариантом распределения нагрузки между генераторов  является метод  относительных  приростов.