Transcript PPT
FLANDERS - BULGARIAN PROJECT BUL / 017 / 02 ЗАМЪРСЯВАНЕ НА ВЪЗДУХА И ВОДИТЕ В ПРИСТАНИЩНИ РАЙОНИ Николай Козарев Стоян Стоянов Нина Илиева Химикотехнологичен и металургичен университет - София Доц. д-р Николай Козарев Център по екология – ХТМУ, София СЪДЪРЖАНИЕ ЗАМЪРСЯВАНЕ НА ВЪЗДУХА • Емисии от корабите • Вредно влияние на замърсяването със SO2 и NOx върху околната среда • Сравнение между емисиите от тежкотоварни камиони и кораби • Математично моделиране и компютърно симулиране • Методи за намаляване на емисиите на SO2 и NOx от кораби ЗАМЪРСЯВАНЕ НА ВОДИТЕ • Замърсяване на водите с нефтопродукти • Проблеми на околната среда, причинени от нефтените • • • • разливи във водите Съдба на нефтените разливи в морето Поведение на нефта в морето Как да бъде намален броят на инцидентите и негативните ефекти върху околната среда? Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Особености на пристанищните райони 1. Големи населени места 2. Висока степен на развитие на: ► ► ► ► Въздушен Транспорт Енергетика Горива ЖП транспорт Автомобилен транспорт Енергетика Химическа и металургична промишленост Автомобилен, въздушен и ЖП транспорт Туризъм 3. Замърсена околна среда Суровини, материали стоки Индустрия Емисии от корабите Сяра (SO2) Разпределение на емисиите на SO2 и NOx Азот (NOx) от корабоплаване Емисии на SO2 и NOx от наземни източници и от кораби, kt 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 SO2, наземни изт. SO2, кораби NОx, наземни изт. NОx, кораби 1990 2000 2010 Прогнозите за 2010: наземни източници - съгласно Европейската директива СЕС, 2002b Кораби – според тенденцията на изменение Влияние на DMS върху климата 1. Дифузия на DMS от морската повърхност към атмосферата 2. Окисление на DMS до сулфатни аерозоли 3. Кондензни ядра в облаците 4. Увеличена отразяваща способност 5. Намаляване на глобалната температура 6. Намаляване на фитопланктона 7. Намаляване на емисиите на DMS 8. Намаляване съдържанието на сулфатни аерозоли 9. Намаляване отразяваща способност на облаците 10. Повишаване на глобалната температура, количеството планктон и емисиите на DMS Влияние на SO2, емитиран от кораби Какво показва сравнението на емисиите от кораби и тежкотоварни камиони? SO2 N Ox ? SO2 N Ox Емисии от тежкотоварни камиони при различни европейски стандарти за емисии и товарни кораби с различни размери, g/tone-km СО2 Сажди SO2 NOx ЛОС Тежкотоварни камиони с ремарке Преди 1990 50 0.058 0.0093 1.00 0.120 EURO 0 (1990) 50 0.019 0.0093 0.85 0.040 EURO 1 (1993) 50 0.010 0.0093 0.52 0.035 EURO 2 (1996) 50 0.007 0.0093 0.44 0.025 EURO 3 (2000) 50 0.005 0.0093 0.31 0.025 Големи (над 8000 т) 15 0.02 0.26 0.43 0.017 Средни (2000-8000 т) 21 0.02 0.36 0.54 0.015 Малки (под 2000 т) 30 0.02 0.51 0.72 0.016 Ro-Ro (2-30 т) 24 0.03 0.42 0.66 0.029 Товарни кораби Емисиите са средни за всеки от случаите. Камиони: максимално общо тегло 40 т., товар 70 %, използващи дизелово гориво със съдържание на сяра 300 ppm. Кораби: използват корабно гориво със средно съдържание на сяра 2.6 %, без очистване от на азотни оксиди (www.ntm.a.se) Математично моделиране и компютърно симулиране на замърсяването на въздуха • Същност на математичното моделиране Независими променливи Математичен модел Зависими променливи (Концентрации) • Цели и области на приложение 1.1. Изследване, оценка и мениджмънт на Аналитични (детерминирани) • Типове математични модели качеството на околната среда Експериментално-статистически 2.2. Оценка на проекти и прогнозиране на • Компютърни пакети (принцип на черната кутия) бъдещи състояния на ОС 3.3. Симулиране на инцидентни ситуации Аналитико-експериментални 4. Повишаване на плътността на PLUME – силно опростен модел на Гаус“измерванията” PHOENICS – симулиране на флуидни потоци, съпроводени с масо- и топлопренасяне, химична реакция и свързани с тях явления Математично моделиране и компютърно симулиране на замърсяването на въздуха Концентрация на SO2 в приземния слой на атмосферата, определена от три кораба със среден тонаж Математично моделиране и компютърно симулиране на замърсяването на въздуха Изоповърхнина за стойност на концентрацията на SO2 125 g/m3 Методи за намаляване на емисиите на SO2 и NOX от кораби • Намаляване на емисиите на SO2 1. Намаляване на съдържанието на сяра в горивата • Ценова премия за производство на горива с ниско съдържание на сяра • икономически мерки от страна на пристанищните власти – диференцирани такси 2. Разработване и прилагане на необходимата нормативна база Методи за намаляване на емисиите на SO2 и NOX от кораби • Намаляване на емисиите на NOx 1. Инжектиране и емулгиране на вода 2. Двигатели с влажен въздух 3. Селективна каталитична редукция (СКР) ЗАМЪРСЯВАНЕ НА ВОДИТЕ • Изхвърляне на отпадъци в пристанищата; • Изхвърляне на отпадъци в морето; • Употреба, товарене и разтоварване на • • • • нефтопродукти от кораби; Използване на бои, предпазващи корабите от обрастване с миди и водорасли; Разливи на нефт и нефтопродукти; Транспорт на радиоактивни материали; Товаро-разтоварване на насипни материали и др. Замърсяване на водите с нефт и нефтопродукти • Основни причини за сериозно увреждане на околната среда при разливи на нефт и нефтопродукти – Дългосрочно влияние (устойчивост на нефтените остатъци) – Съдържание на отровни компоненти (ПАВ) • Последици – Смърт на риби, бозайници, птици и тяхното потомство – Унищожаване на растенията – Намаляване на хранителните запаси на оцеляващите организми. Какво се случва с нефта в морето? Скорост на очистване на нефта от повърхността на морето в зависимост от типа му Часове Дни Седмици Група Плътност Примери Група І под 800 Бензин, Керосин Група ІІ 800 - 850 Газьол, Нефт от Абу Даби Група ІІІ 850 - 950 Арабски лек нефт, Нефт от Северно море Група ІV над 950 Тежко котелно гориво, Венецуелски нефт Как да се намали броят на инцидентите и негативните ефекти върху ОС? • Превантивни мерки – Еднокорпусни двукорпусни танкери или други кораби – сегрегирани баластни резервоари ниски пристанищни такси – Усъвършенстване на застрахователната система гарантирана компенсация при нанесени щети – Избор на оптимални маршрути на корабите за избягване на неоправдани рискове – Дублиране на важно корабно оборудване • два двигателя • два винта • двойна рулева система – Оптимално позициониране на спасителните влекачи по крайбрежието Как да се намали броят на инцидентите и негативните ефекти върху ОС? • Правни мерки – Държави, които не са го направили, трябва да се присъединят към: • Международна конвенция за гражданска отговорност за щети от • • • замърсяване с нефт и нефтопродукти (Брюксел, 1969); Международна конвенция за създаване на международен фонд за компенсации при замърсяване с нефт и нефтопродукти (Брюксел, 1971); Протокол за изменение на Международна конвенция за създаване на международен фонд за компенсации при замърсяване с нефт и нефтопродукти (Лондон, 1992), Протокол за изменение на Международна конвенция за гражданска отговорност за щети от замърсяване с нефт и нефтопродукти (Лондон 1992); – Държавите трябва да предприемат всичко необходимо за популяризиране на присъединяването към Международната конвенция за отговорност и компенсация за щети във връзка с пренасянето на опасни и вредни вещества по море (Лондон, 1996). Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Място на разлива Област на симулиране Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Условия на симулиране Количество на нефта - 7500 kg Плътност - 900 kg/m3 Място на разлива – както е показано на предишния слайд време на изпускане – 15 сек. Размери на изследваната област 10000 м запад-изток Характеристики на потока • Ламинарен • Двуфазов • Скорост на вход в областта – 0.25 m/s Триене с бреговете – пренебрегнато Период на симулиране – 30 часа Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Резултати от компютърната симулация Вектори на скоростите Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Резултати от компютърната симулация Нефтено петно, 5 часа след инцидента Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Резултати от компютърната симулация Нефтено петно, 10 часа след инцидента Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Резултати от компютърната симулация Нефтено петно, 15 часа след инцидента Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Резултати от компютърната симулация Разстояние по направление запад - изток Нефтено петно, 20 часа след инцидента Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Резултати от компютърната симулация Разстояние по направление запад - изток Нефтено петно, 25 часа след инцидента Математично моделиране и компютърно симулиране на разпространението на нефтено петно при инцидентен разлив Резултати от компютърната симулация Разстояние по направление запад - изток Нефтено петно, 30 часа след инцидента Изменение на максималната концентрация на нефта във времето Време след инцидента, h 5 Максим. концентрация на нефта на повърхността на езерото, mg/l 10 141 15 77 20 69 25 63 30 54 570 Максимална концентрация, mg/l Изменение на максималната концентрация на нефта във времето 600 500 400 300 200 100 0 5 10 15 20 Време, ч 25 30 ЗАКЛЮЧЕНИЕ • Корабоплаването и пристанищните операции могат да бъдат причина за значително замърсяване на въздуха и водите в пристанищните зони • Корабите, използващи гориво с високо съдържание на сяра, предполагат значително замърсяване на въздуха със серен диоксид в пристанищните зони • Регистрирани са и големи емисии на азотни оксиди, които зависят от конструкцията на двигателите, тяхното състояние и режим на работа • Емисиите се изпускат на малка височина, поради което влиянието им върху околната среда може да бъде твърде сериозно. • Специално внимание трябва да бъде обърнато на инцидентните разливи на нефт и нефтопродукти • Математичното моделиране е мощен и полезен подход при планирането и организацията на необходимите действия при инцидентни разливи и други замърсявания на водите • За намаляване на негативното влияние на корабоплаването и пристанищните операции върху ОС могат да се прилагат технически, икономически и правни мерки БЛГОДАРЯ ЗА ВНИМАНИЕТО THANK YOU FOR THE ATTENTION