КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 23-29-10135
НазваниеРазработка научных основ модели распространения аэродисперсных систем образованных крупными машиностроительными и химическими кластерами
Руководитель Мельников Павел Анатольевич, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" , Самарская обл
Конкурс №76 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-602 - Моделирование технических систем
Ключевые слова Машиностроение, экология, машиностроительный кластер, химический кластер, механическая обработка, аэродисперсная система, матмоделирование, моделирование, Самарская область
Код ГРНТИ55.01.94
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Для эффективной борьбы с распространением аэродисперсных систем на промышленной площадках и за их пределами необходимо понимание законов их формирования и распространения. Экспериментальные методы исследования процессов формирования и распространения аэродисперсных систем связано со сложностями как чисто технического, так и принципиального характера, и имеют достаточно ограниченные возможности. Поэтому весьма перспективным является подход, основанный на создании механико-математической модели, адекватно описывающей процесс формирования и распространения аэродисперсной системы.
В рамках данной работы планируется разработка научной основы моделей прогнозирования формирования и распространения экологически опасной аэродисперсной системы, формирующейся в результате работы технологического оборудования предприятий и иных источников урбанизированной территории.
На протяжении многих десятилетий загрязнение атмосферы крупных городов токсичными веществами признается одной из глобальных экологических проблем. Хорошо известно, что основными антропогенными источниками загрязнений атмосферы являются двигатели внутреннего сгорания, ТЭЦ, котельные, промышленные предприятия и сельское хозяйство (животноводческие комплексы). Сложное взаимодействие между загрязнителями природного и антропогенного происхождения определяет качество атмосферного воздуха, которое в свою очередь – здоровье населения.
По данным РБК (статья от 17 ноября 2020 года) в России поставлен рекорд по загрязнению воздуха за 16 лет, при этом наиболее загрязненные регионы – Самарская и Оренбургская области, а также Бурятия.
Для большинства урбанизированных территорий свойственно сосредоточение машиностроительных и химических производств, которые обеспечивают хозяйственную деятельность, но и при этом выбрасывают в атмосферный воздух суммарно более десятка тысяч тонн токсичных органических и неорганических соединений ежегодно. В сочетании с выбросами автотранспорта и неблагоприятными метеорологическими условиями, данный фактор вносит огромный вклад в загрязнение городской атмосферы. Сложившаяся система мониторинга загрязнений, в которой используется «стандартный» набор методик химического анализа, не позволяет в полной мере выявить все специфические для урбанизированной территории токсичные вещества, попадающие в воздух от различных источников. Существующие расчетные методики определения приземных концентраций рассеивания загрязняющих веществ в настоящее время не учитывают условия, обеспечивающие качество жизни населения на урбанизированных территориях.
Важной задачей при проведении мониторинга и контроля качества атмосферного воздуха остается локализация (определения местоположения) источников сверхнормативного выброса, что можно сделать с помощью математических моделей, описывающих распространение аэродисперсных систем и используя значения количественных замеров состояния атмосферного воздуха в контрольных точках. Таким образом, для эффективной борьбы с распространением аэродисперсной системы как непосредственно на машиностроительных предприятиях, так и урбанизированных территориях необходимо понимать законы ее формирования и распространения. Экспериментальные методы исследования процессов формирования и распространения аэродисперсных систем связано со сложностями как чисто технического, так и принципиального характера, и имеют достаточно ограниченные возможности. Поэтому весьма перспективным является подход, основанный на создании механико-математической модели, адекватно описывающей процесс формирования и распространения аэродисперсной системы. При наличии такой модели на основе численного эксперимента можно получить исчерпывающую информацию об особенностях источников аэродисперсной системы и ее распространения и выявить оптимальные технические решения, направленные на снижение негативного воздействия аэродисперсной системы на промышленных предприятиях и урбанизированных территориях.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Кунавин Ю.А.,Шашенко В.А.,Гусев Д.М.,Селезнева К.В.,Зимина Т.В.
Increasing the efficiency of atmospheric air control in urban areas with developed engineering and chemical clusters
E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences. VI International Conference on Actual Problems of the Energy Complex and Environmental Protection (APEC-VI-2023). Uzbekistan, Tajikistan, Russia, 2023. С. 02039. (год публикации - 2023)
10.1051/e3sconf/202341102039
2. П.А. Мельников, Д.М. Гусев, К.В. Селезнева, В.А. Шашенко Особенности мониторинга атмосферного воздуха крупных городов с развитой промышленностью Экология и промышленность России (год публикации - 2024)
3.
Шашенко В.А., Мельников П.А., Гусев Д.М., Селезнёва К.В.
The influence of meteorological factors on air pollution in Tolyatti: Results of measurements from a mobile environmental laboratory
BIO WEB OF CONFERENCES, BIO Web Conf.
Volume 126, 2024
International Conference on Advance in Energy, Ecology and Agriculture (AEEA2024) (год публикации - 2024)
10.1051/bioconf/202412601021
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Основные выполненные работы в отчетном году:
1. Разработаны и апробированы новые методики экспериментальных исследований, направленные на выявление корреляционных связей между результатами измерений передвижной экологической лаборатории (аккредитованной в национальной системе аккредитации) и данными онлайн-сетей мониторинга.
2. Проведены натурные исследования состава воздуха, в 2023-2024 году передвижной экологической лабораторией было совершенно 290 выездов (73 на основании жалоб и 217 в период НМУ) с проведением анализов по 26 контролируемым химическим веществам веществ.
3. Разработаны и апробированы две модели прогнозирования уровня загрязнения - на основе выведенных математических зависимостей и на основе алгоритмов искусственного интеллекта.
4. Предложены методы локализации источников сверхнормативных выбросов.
Публикации
1.
Кунавин Ю.А.,Шашенко В.А.,Гусев Д.М.,Селезнева К.В.,Зимина Т.В.
Increasing the efficiency of atmospheric air control in urban areas with developed engineering and chemical clusters
E3S Web of Conferences, E3S Web of Conferences. VI International Conference on Actual Problems of the Energy Complex and Environmental Protection (APEC-VI-2023). Uzbekistan, Tajikistan, Russia, 2023. С. 02039. (год публикации - 2023)
10.1051/e3sconf/202341102039
2. П.А. Мельников, Д.М. Гусев, К.В. Селезнева, В.А. Шашенко Особенности мониторинга атмосферного воздуха крупных городов с развитой промышленностью Экология и промышленность России (год публикации - 2024)
3.
Шашенко В.А., Мельников П.А., Гусев Д.М., Селезнёва К.В.
The influence of meteorological factors on air pollution in Tolyatti: Results of measurements from a mobile environmental laboratory
BIO WEB OF CONFERENCES, BIO Web Conf.
Volume 126, 2024
International Conference on Advance in Energy, Ecology and Agriculture (AEEA2024) (год публикации - 2024)
10.1051/bioconf/202412601021