Анотація до роботи:

Камаєва І.О. Екологічна безпека гірничо-хімічних виробництв в умовах аеротехногенного забруднення довкілля (на прикладі Калуського промислового району). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – “Екологічна безпека”. – Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, 2008.

Дисертація присвячена вивченню проблеми аеротехногенного забруднення навколишнього середовища в районі дії гірничо-хімічних підприємств.

У дисертаційній роботі вирішено важливе науково-практичне завдання встановлення особливостей формування екологічної небезпеки гірничо-хімічних виробництв та виявлення масштабів їх впливу на довкілля, а також розроблено природоохоронні заходи та засоби зменшення впливу відходів калійних виробництв на довкілля.

Побудовано математичну модель розсіювання шкідливих речовин в атмосфері з врахуванням висоти джерела викиду, швидкості вітру, густини та розміру частинок. Наведено результати експериментальних досліджень аеротехногенного забруднення зони аерації солевідвалами Домбровського кар’єру та обґрунтовано явище підвищення водопроникності глинистих грунтів у випадку зростання концентрації сольового фільтруючого розчину. Для спрощеної моделі балансу маси речовини, розчиненої в елементі водоносного пласта, запропоновано методику визначення рівня забруднення підземних вод на основі розрахунку концентрації мігруючої речовини. Винайдено спосіб очищення повітря від пилу, який буде використано у процесі реконструкції калійних виробництв ВАТ “Гірхімпром”.

У результаті виконання дисертаційної роботи вирішено важливе екологічне науково-прикладне завдання, що полягало у розробці та впровадженні заходів та засобів із забезпечення екологічної безпеки у районі розташування гірничо-хімічних виробництв в умовах аеротехногенного забруднення довкілля.

Наукові і практичні результати дисертаційної роботи такі:

1. Проведено аналіз сучасних досягнень стосовно вирішення проблеми аеротехногенного забруднення довкілля гірничо-хімічними виробництвами, розташованими на Прикарпатті та у країнах СНД. Серед калійних виробництв Калуського промислового району основними джерелами забруднення є: магнієве виробництво (І клас небезпеки), солевідвали Домбровського кар’єру та виробництва з транспортування та переробки калійних руд (ІІ клас небезпеки).

2. Розроблено методи прогнозування розсіювання шкідливих речовин в атмосферу з врахуванням їх густини, діаметру частинок, швидкості вітру та висоти джерел викиду шляхом математичного моделювання. Зокрема, розрахунки показали, що за швидкості вітру 8 м/с та висоти труби 120 м частинку діаметром 10^-4 м та густиною 1,8210³ кг/м³ може віднести на відстань близько 2400 м.

3. Розроблено методику дослідження рівня забруднення приземного шару атмосфери, використовуючи рівняння Лапласа з крайовими умовами типу Діріхле (задача Діріхле), з подальшою апробацією цієї методики при визначенні концентрації шкідливих речовин у населених пунктах Калуського промислового району. Результати розрахунків підтвердили достатню ефективність даної методики.

4. Проведено дослідження поля ризику від точкового джерела небезпеки при неконтрольованих (аварійних) викидах шкідливих речовин та виявлено, що характер розподілу ймовірності потенційної небезпеки має вигляд колового параболоїду.

5. Проведено комплекс експериментальних досліджень аеротехногенного забруднення зони аерації (грунтів та підземних вод) солевідвалами Домбровського кар’єру. Зокрема, проведено лабораторні дослідження процесів молекулярної дифузії солей у глинистих і піщаних грунтах та водопроникності глинистих грунтів. Встановлено, що коефіцієнт дифузії солей у глинистих грунтах змінюється від 0,18 до 0,28 см²/добу, а у піщаних – від 0,40 до 0,59 см²/добу. Коефіцієнт фільтрації зростає із збільшенням мінералізації вод з (1-9,7)10^-5 м/добу у разі фільтрації прісної води до (6,1-8,7)10^-4 м/добу – у разі фільтрації розчинів з мінералізацією 15 г/дм³. Отримані результати дають можливість зробити аналіз екологічного стану грунтів залежно від їх гранулометричного складу та мінералізації вод.

6. Одержано розв’язок рівняння балансу маси речовини, розчиненої у підземних водах, методом скінченних різниць, що дозволяє у будь-який момент часу у межах водоносного пласта оперативно визначити мінералізацію вод.

7. Удосконалено метод очищення повітря від пилу та розроблено автоматизовану пилознешкоджуючу установку на дробильно-сортувальних комплексах з використанням поверхнево-активних речовин (ПАР) з концентрацією у робочому розчині 4-6 %. Висока ефективність знешкодження пилу (до 99 %) досягається при кратності піни 800-1200 об’ємних одиниць. Запропонований нами спосіб очищення повітря від пилу захищений патентом України та буде використаний у процесі реконструкції калійних виробництв ВАТ “Гірхімпром”.

Публікації автора:

1. Семчук Я. М. Математична модель розсіювання шкідливих речовин у приземному шарі атмосфери / Я. М. Семчук, І. О. Камаєва // Вест. Херсон. гос. техн. ун-та. – 1999. – Спец. вып.: Прикладные проблемы математического моделирования. – С. 155-158.

2. Камаєва І. О. Чисельний аналіз забрудненості території в результаті промислових викидів / І. О. Камаєва // Методи та прилади контролю якості. – 2000. – № 5. – С. 62-63.

3. Камаєва І. О. Побудова поля ризику від точкового джерела небезпеки / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук, Л. І. Камаєва // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – 2000. – №4. – С. 191-192.

4. Камаєва І. О. Дослідження процесів засолення грунтовіх вод в районах впливу калійних виробництв / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук // Хім. пром-сть України. – 2001. – №6. – С. 10-12.

5. Методологія імпактного хімічного моніторингу в контексті техногенної безпеки теплоенергетичного комплексу / І. Смоленський, Г. Зоріна, В. Клід, І. Камаєва, О. Гевка // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ: держ. міжвід. наук.-техн. зб. / Івано-Франк. держ. техн. ун-т нафти і газу. – Івано-Франківськ, 2000. – С. 73-78. – (Серія : Енергетика ; вип. 37, т. 9).

6. Камаєва І. О. Методика визначення концентрації шкідливих речовин забрудненої території / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук // Методи та прилади контролю якості. – 2002. – №9. – С. 72-75.

7. Математична модель розсіювання викидів промислових підприємств / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук, Л. І. Камаєва, О. М. Лев // Вест. Херсон. нац. техн. ун-та. – 2005. – Вып. 2(22). – С. 143-147.

8. Математична модель міграції речовини у підземних водах / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук, Л. І. Камаєва, О. М. Лев // Вест. Херсон. нац. техн. ун-та. – 2006. – Вып. 25. – С. 217-221.

9. Модель розповсюдження шкідливих речовин внаслідок вітрової ерозії / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук, Л. І. Камаєва, О. М. Лев // Вест. Херсон. нац. техн. ун-та. – 2007. – Вып. 2(28). – С. 131-136.

10. Камаєва І. О. Моделювання динаміки розповсюдження шкідливих речовин на межі системи «повітря–грунт» / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук, Л. І. Камаєва // Вест. Херсон. нац. техн. ун-та. – 2008. – Вып. 2(31). – С. 212-215.

11. Пат. України на корисну модель, МПК Е 21 F 5/06. Спосіб очищення повітря від пилу / Семчук Я. М., Камаєва І. О. ; заявник та патентовласник Івано-Франк. нац. техн. ун-т нафти і газу. – № 21750 ; заявл. 26.01.07 ; опубл. 15.03.07, Бюл. № 3. – 4 с.

12. Семчук Я.М. Особливості формування сольового забруднення в підземних водах у районах розміщення калійних підприємств / Я. М. Семчук, І. О. Камаєва // Наук. вісн. Івано–Франків. нац. техн. ун-ту нафти і газу. – 2000. – № 2. – С. 131-136.

13. Екоаналітична діагностика АТЗ на території впливу небезпечних об’єктів біогеохімічними методами / І. М. Смоленський, Н. Є. Котюшко, Г. П. Зоріна, В. В. Клід, І. О. Камаєва // Екологічні проблеми нафтогазового комплексу : Наук.-практ. конф., Київ, 23-27 лют. 2003 р. : тези доп. – К., 2003. – С. 126-129.

14. Біогеохімічний моніторинг аеротехногенного забруднення екосистеми Карпатського регіону / І. М. Смоленський, Н. Є. Котюшко, В. В. Клід, І. О. Камаєва, В. М. Случик, Я. Є. Штиркало, І. Й. Случик // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. – 2004. – №6 (24). – С. 70-77.

15. Камаєва І.О. Моделювання вітрової ерозії солевідвалів Домбровського кар'єру / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук, Л. І. Камаєва // Наук. вісті ІМЕ «Галицька академія». – 2006. – Вип. 2(10). – С. 122–127.

16. Кострюкова І. О. (Камаєва І.О.) Дискретні моделі в екологічних дослідженнях / І. О. Кострюкова (І. О. Камаєва), Л. І. Камаєва, Т. Г. Лавінюкова; Івано-Франк. держ. техн. ун-т нафти і газу. – Івано-Франківськ, 1998. – 6 с. – Деп. в ДНТБ України 20.07.1998, № 332 – Ук. 98.

17. Аеротехногенні та біоіндикаційні дослідження антропогенного впливу Калуської ТЕЦ та хлорнебезпечних виробництв концерну «Оріана» в контексті сталого розвитку регіону / І. Смоленський. Я. Штиркало, Г. Зоріна. І. Камаєва. // Галицька земля : історія та сучасність : Наук. конф., Івано-Франківськ, 1998 р. : тези доп. – Івано-Франківськ, 1998. – С. 116-117.

18. Семчук Я. М. Методика з визначення рівня забрудненості приземного шару атмосфери / Я. М. Семчук, І. О. Камаєва // Наука і освіта –99 : II Міжнар. наук.-практ. конф., Дніпропетровськ, 15-30 січ. 1999 р. : тез. доп. – Дніпропетровськ, 1999. – Т.З. – С. 45-46.

19. Камаєва І. О. Математична модель дослідження поля концентрації забрудненості при наявності джерела викидів / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів : ІХ Всеукр. студ. наук. конф., Донецьк, 13-15 квіт. 1999 р. : тез. доп. – Донецьк, 1999. – С. 274-275.

20. Смоленський І. Концепція ІХМ АТЗ та техногенно-екологічна безпека теплоенергетичного комплексу / І. Смоленський, Г. Зоріна, І. Камаєва // Тези науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу університету, ІФДТУНГ, 2000. – Івано-Франківськ, 2000. – С. 87-88.

21. Семчук Я. М. Дослідження дифузійного переміщення хлоридів в алювіальних суглинках у районі калійних підприємств концерну «Оріана» / Я. М. Семчук, І. О. Камаєва // Тези науково–технічної конференції професорсько–викладацького складу університету, ІФДТУНГ, 2000 р. – Івано-Франківськ, 2000. – С. 91-92.

22. Камаєва І. О. Задачі Діріхле в екологічних дослідженнях / І. О. Камаєва, Л. І. Камаєва, Я. М. Семчук // Тези науково–технічної конференції професорсько–викладацького складу університету, ІФДТУНГ, 2000 р. – Івано-Франківськ, 2000. – С. 92-93.

23. Камаєва І. О. Методика побудови поля ризику / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук // Тези науково–технічної конференції професорсько–викладацького складу університету, ІФНТУНГ, 2001 р. – Івано-Франківськ, 2001. – С. 163.

24. Смоленський І. М. ОВНС теплоенергетичного комплексу в районі господарської діяльності екологічно–небезпечних виробництв / І. М. Смоленський, І. О. Камаєва, В. В. Клід // Нафта і газ України: VII Міжнар. наук.–практ. конф., Київ, 31 жовт. - 1 листоп. 2002 р. : матеріали. – К., 2002. – Т 2. – С. 381-383.

25. Камаєва І. О. Апробація методики по визначенню концентрації шкідливих речовин забрудненої території / І. О. Камаєва, Л. І. Камаєва, Я. М. Семчук // Тези науково–технічної конференції професорсько–викладацького складу університету, ІФНТУНГ, 2002 р. – Івано-Франківськ, 2002. – С. 30–31.

26. Камаєва І. О. Основні джерела забруднення підземних вод у Калуському промисловому районі / Камаєва І. О, Семчук Я. М. // Безпека життєдіяльності : Наук.-метод. конф., Харків, 27-28 лист. 2002 р. : тези доп. – Харків, 2002. – С. 67-69.

27. Камаєва І.О. Аеротехногенне забруднення зони аерації від промислових підприємств м. Калуша / І. О. Камаєва, Я. М. Семчук // Україна наукова – 2003 : Міжнар. наук.–практ. конф., Дніпропетровськ, 16-20 черв. 2003 р. : тези доп. – Дніпропетровськ, 2003. – Т. 15 : Екологія. – С. 11-12.