Оценка выбросов металлургических предприятий методом инфракрасной фурье-спектроскопии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Ежегодно металлургические предприятия выбрасывают в атмосферу сотни тысяч тонн вредных веществ. Дистанционный мониторинг отходящих газов дымовых труб металлургических комплексов является актуальной задачей как для самих промышленных предприятий, так и систем экологического контроля близлежащих населенных пунктов. В настоящей работе на основе результатов дистанционного оптического мониторинга выбросов дымовых труб металлургических заводов Заполярного филиала ГМК “Норильский никель” проведена оценка концентрации диоксида серы в отходящих газах. Измерения проводились с использованием инфракрасных фурье-спектрометров, работающих в диапазоне длин волн 7–13 мкм со спектральным разрешением 4 см⁻¹. Предложена новая технология дистанционного оптического зондирования в пассивном режиме отходящих газов металлургических предприятий, включающая измерения как на срезах дымовых труб, так и на шлейфах.

Полный текст

1. ВВЕДЕНИЕ

По мере развития промышленности и ужесточения требований законодательных актов РФ загрязнение окружающей среды становится все более актуальной проблемой. Быстрый рост производства в таких отраслях, как энергетика, металлургия, химическая и текстильная промышленности, фармацевтика и другие, привел к значительным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу [1]. Загрязняющие вещества не только оказывают значительное влияние на повседневную жизнь людей, но и представляют серьезную опасность для здоровья человека [2–4]. Обнаружение и идентификация газов, загрязняющих атмосферу, играют ключевую роль в охране окружающей среды, поскольку они дают ценную информацию для отслеживания источников загрязняющих веществ, классификацию уровней опасности и разработки эффективных способов мониторинга и контроля [5, 6].

Стандартные датчики локального контроля предполагается устанавливать на источник выбросов, что требует регулярного технического облуживания, вызванного загрязнениями чувствительных элементов при непосредственном контакте с выделяемыми газами. В то же время определение выбросов загрязняющих веществ с помощью датчиков дистанционного контроля позволяет исследовать смеси, непосредственно выбрасываемые в атмосферу источником, без необходимости установки газоанализаторов на дымовые трубы. Кроме того, дистанционное зондирование позволяет осуществлять мониторинг выбросов без подготовительных мероприятий на предприятии.

В настоящее время существует большое разнообразие методов активного измерения загрязнений на месте и пассивного дистанционного зондирования, которые могут применяться для мониторинга загрязняющих веществ в атмосфере. В первую очередь к ним относятся: инфракрасная (ИК) фурье-спектроскопия [7, 8], технология электрохимического зондирования [9], использование лидара дифференциального поглощения (ЛДП) [10–16], дифференциальная спектроскопия оптического поглощения (ДСОП) [17–20], недисперсионная ИК-спектроскопия [21, 22] и др.

Лидарный метод [23] позволяет получить данные о концентрациях газообразных загрязняющих веществ в воздухе с высоким пространственным разрешением [12, 13]. В технология ЛДП [10, 11] используется импульсное лазерное излучение с двумя разными длинами волн. Длина волны измерения выбирается таким образом, чтобы интенсивность лазерного излучения уменьшалась за счет поглощения загрязнителем воздуха, подлежащим измерению, а поглощение импульсного излучения опорного канала, наоборот, было бы низким. Различия в поведении рассеяния и затухания (поглощения) другими составляющими атмосферы на обеих длинах волн должны быть незначительными. В противном случае их тоже необходимо принимать во внимание. Концентрация газообразного загрязнителя определяется по разнице значений интенсивности света на обеих длинах волн, а его местоположение — временем действия лазерных импульсов. Для нахождения скорости и направления ветра на разных высотах над уровнем Земли применяется ветровой профилемер (SODAR, sonic detection and ranging), который посылает в атмосферу звуковые импульсы и принимает их после отражения от слоев различной плотности. Анализ отраженного звукового сигнала позволяет определить положение различных неоднородностей тропосферы [24].

Мониторинг атмосферных загрязнений может осуществляться путем объединения информации о распространении загрязнения и пространственном местоположении источника [25]. В начале 2000-х гг. в России была разработана система мобильного лидарного комплекса [26], которая работала как с лазером YAG:Nd3+ на длинах волн 1064 нм, 532 нм, 355 нм, 266 нм, так и с CO₂-лазером с гетеродинным детектором (9–11 мкм). Система позволяла регистрировать концентрацию аэрозоля, химический состав газовой фазы, ветер, турбулентность и т.д. Однако она имела сложную структуру и значительные размеры. В 2017 г. Национальная физическая лаборатория Великобритании представила установленную на транспортном средстве систему ИК-ЛДП, специально предназначенную для мониторинга выбросов метана на свалках [15]. Для получения данных о скорости и направлении ветра в непосредственной близости от места измерения устанавливалась переносная мачта. Следует отметить, что система имела существенные ограничения в получении информации о поле ветра на больших площадях и больших высотах. В 2022 г. впервые была реализована система, которая объединила в себе использование ЛДП и когерентного доплеровского лидара ветра [27]. В этой системе был применен источник излучения с длиной волны 1.55 мкм, что позволило эффективно исследовать пространственное распределение как концентрации CO₂, так и полей ветра, тем самым облегчив точную оценку локализованных выбросов CO₂. Однако ограничение системы по длине волны сузили ее применимость до измерения исключительно концентрации CO₂.

Когда свет распространяется в атмосфере, его интенсивность уменьшается за счет поглощения следовых газов. Поэтому одним из эффективных методов мониторинга атмосферных загрязняющих газов, таких как NOₓ и SO₂, является ДСОП. Пассивный метод дистанционного зондирования ДСОП работает в так называемом диапазоне “отпечатков пальцев”: измеряются излучения молекулами загрязняющих газов на различных длинах волн для определения их концентраций [19, 20].

В последние годы появились наземные, бортовые и мобильные приборы ДСОП, широко применяемые для мониторинга атмосферных загрязняющих веществ. Среди большого разнообразия платформ мониторинга наземные приборы ДСОП используются в основном для определения распределения и изменчивости концентрации загрязняющих газов в атмосфере. Бортовые и мобильные приборы ДСОП обладают более широким спектром возможностей. Они могут одновременно находить распределение концентраций атмосферных загрязняющих газов, определять местоположение их источников и проводить количественную оценку потоков их выбросов. По сравнению с бортовым прибором, мобильный прибор ДСОП имеет достаточно низкую стоимость и более высокое пространственное разрешение. Измерения с помощью мобильных устройств ДСОП можно проводить вокруг основных городских трасс, чтобы определить поток выбросов от локальных источников. Так, например, в работе [17] представлен метод определения общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из районного источника в г. Пекин (Китай) с применением мобильного устройства ДСОП, в котором на основе технологии измерения выбросов точечных источников была предложена расширенная версия метода измерения для поверхностных протяженных источников. Авторы работы [18] использовали мобильную технологию ДСОП для количественной оценки выбросов NOₓ транспортными средствами в г. Шанхай (Китай) и изучили влияние на загрязнение атмосферы условий дорожного движения и ветрового режима. Тан и соавт. [28] продемонстрировали интегральный метод количественной оценки выбросов NOₓ и исследовали его источник в Хэфэе (Китай), также применив мобильную технологию ДСОП.

Как правило, результаты дистанционных измерений выбросов вредных веществ, в том числе диоксида азота NO₂, регистрируются в единицах интегральных концентраций, когда отсутствует точная информация о линейных размерах загрязняющего слоя [29]. Существенный объем данных по концентрациям загрязняющих веществ (NO₂, SO₂, CO и др.) дают измерения с околоземных орбит [30, 31]. В работе [32] приведены результаты 4-летних спутниковых измерений концентрации SO₂ над Норильском, а также исследовано влияние влажности и температурного контраста на измерения в ИК-диапазоне. Однако здесь необходимо учитывать, что спутниковые измерения содержат данные по концентрациям всего атмосферного столба, что предполагает необходимость учета влияния составляющих атмосферы на результаты измерения.

Цель данного исследования – оценка концентраций диоксида серы в отходящих газах дымовых труб (ДТ) металлургических комбинатов с использованием метода ИК-фурье-спектроскопии. Предложена новая технология дистанционного оптического зондирования в пассивном режиме.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дистанционные измерения выбросов вредных веществ из ДТ в дневное время проводились с площадок рабочей зоны Надеждинского металлургического завода им. Б.И. Колесникова и Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель” в период с 3 по 11 июля 2023 г. Температура окружающей среды во время экспериментов варьировалась в диапазоне от 5 до 20 °С. Расстояние от ИК-фурье-спектрометров до верхней точки ДТ составляло 250–760 м. В процессе измерения фурье-спектрометры регистрировали ИК-излучение выбросов ДТ как на срезах, так и в шлейфах отходящих газов.

 

Рис. 1. Принципиальная схема регистрации спектров отходящих газов ДТ с температурой T₁ с помощью ИК-фурье-спектрометра: 1 – отходящие газы дымовых труб, 2 – входящее излучение, 3 – собирающий объектив, 4 – светоделитель, 5 – подвижное зеркало интерферометра, 6 – неподвижное зеркало интерферометра, 7 – КРТ-фотоприемник.

 

Принципиальная схема регистрации ИК-спектров отходящих газов ДТ приведена на рис. 1. Промышленные отходящие газы дымовых труб 1 имеют достаточный температурный контраст относительно подстилающей поверхности, что позволяет регистрировать собственное тепловое излучение 2 с помощью ИК-фурье-спектрометра, который построен на базе интерферометра Майкельсона с подвижным зеркалом 5. Входящее излучение 2 проходит через собирающий объектив 3 и попадает на светоделитель 4. После модуляции в интерферометре Майкельсона излучение попадает на кадмиево-ртутно-теллуровый (КРТ) фотоприемник 7. Охлаждение КРТ-фотоприемника обеспечивается микрокриогенной системой, работающей по циклу Стирлинга.

 

Рис. 2. Схема эксперимента по дистанционной регистрации ИК спектров отходящих газов ДТ: 1 – дымовая труба, 2 – отходящие газы, 3 и 4 – ИК-фурье-спектрометры, 5 – направления регистрации ИК-излучения.

 

На рис. 2 приведена схема эксперимента по дистанционной регистрации ИК-спектров отходящих газов ДТ на Надеждинском металлургическом заводе им. Б.И. Колесникова. Цифрами 3 и 4 обозначены ИК-фурье-спектрометры, имеющие угловые поля зрения 2.0° (ФСР-1) и 0.7° (ФСР-2) соответственно. Основные технические параметры ФСР-1 и ФСР-2 приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Основные параметры ИК-фурье-спектрометров

Параметр

Единица измерения

Значение параметра

Рабочий спектральный диапазон

мкм

7–13

Угловое поле зрения:

ФСР-1

ФСР-2

 

град

град

 

2.0

0.7

Спектральное разрешение

см⁻¹

4.0

Время одного сканирования

с

1.0

Обнаружительная способность ФПУ на λ = 10 мкм

1010

2.0–3.0

 

Рудные месторождения Норильского промышленного района, богатые залежами сульфидных медно-никелевых руд, составляют основную массу исходного сырья для получения меди, никеля и металлов платиновой группы. В процессе пирометаллургического производства основным вредным веществом, образующимся при окислении сульфидных руд, является диоксид серы SO₂ [33]. Так, в 2008 г. на Канадском заводе концерна Thompson выбросы SO₂ составили более 200 тыс. т в виде твердой пыли с газами [34]. По данным Федеральной службы государственной статистики и Министерства экологии и рационального природопользования Красноярского края по состоянию на 2019 г. в атмосферу Норильска ежегодно поступает около 1.7–1.8 млн т загрязняющих веществ [34]. Перечень вредных веществ, подлежащих контролю в Норильске, приведен в докладе Министерства экологии и рационального природопользования Красноярского края за 2019 г. [35].

 

Таблица 2. Значения интегральных концентраций SO₂ в мг/м², измеренные дистанционно на срезах ДТ № 1 и ДТ № 2 Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”

Дата

№ СДТ

Расстояние, м

Медиана

Квартиль 1

Квартиль 3

Температурный контраст, °С

07.07.23

1

475

1197

770

1768

260

07.07.23

2

315

1706

1087

2414

70

10.07.23

1

170

5799

3205

9060

260

10.07.23

2

250

3957

1846

8714

70

 

Таким образом, наиболее важным для определения компонентом отходящих газов ДТ для ГМК “Норильский никель” является SO₂. С целью дистанционного определения концентраций SO₂ предварительно был измерен спектр поверочной газовой смеси диоксида серы в азоте с массовой концентрацией, равной 139 мг/м³ (см. рис. 3). Для анализа в рабочем спектральном диапазоне длин волн 7–13 мкм могут использоваться спектральные полосы в диапазонах волновых чисел 1100–1200 и 1300–1400 см⁻¹. Для n = 1163 см⁻¹ сечение поглощения составляет s = 0.71 · 10⁻¹⁹ см²/молекула, а для n = 1359 см⁻¹ – s = 8.45 · 10⁻¹⁹ см²/молекула. При этом для частот 1165 и 1361 см⁻¹ сечения поглощения воды равны s = 2.71 · 10⁻²³ см²/молекула и s = 2.71 · 10⁻²⁰ см²/молекула соответственно [36]. Стоит отметить, что для трасс протяженностью более 100 м функция пропускания атмосферы составляет 0.7–0.8 в диапазоне длин волн 1100–1200 см⁻¹ и менее 0.1 в диапазоне 1300–1400 см⁻¹. Другими словами, линия поглощения SO₂ в диапазоне длин волн 1300–1400 см⁻¹ существенно маскируется поглощением атмосферы, поэтому для анализа выбросов SO₂ были выбраны спектральные линии, лежащие в диапазоне 1100–1200 см⁻¹.

 

Рис. 3. Эталонный спектр SO₂ с массовой концентрацией, равной 139 мг/м³. Спектральное разрешение – 4 см⁻¹.

 

Эталонный спектр, представленный на рис. 3, был зарегистрирован ИК-фурье-спектрометром, оснащенным многоходовой кюветой типа Уайта с длиной оптического пути 6 м [37]. Эти данные соответствуют интегральной концентрации, равной 834 мг/м².

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Измерения интегральных концентраций SO₂ дистанционным методом проводились 7, 10 и 11 июля 2023 г. на Медном заводе Заполярного филиала ГМК “Норильский никель” с использованием ФСР-1. На рис. 4 приведены термограммы выбросов ДТ № 1 и ДТ № 2. Видно, что температурный контраст между выбросами на срезе трубы и воздушной средой составлял 260°С для ДТ № 1 (см. рис. 4а) и 60–70°С для ДТ № 2 (см. рис. 4б).

 

Рис. 4. Термограммы выбросов дымовых труб Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”: а – ДТ № 1, б – ДТ № 2. Измерения проведены 10.07.2023.

 

На рис. 5 представлены блочные диаграммы распределения значений интегральных концентраций SO₂, полученных дистанционно на срезах дымовых труб (СДТ № 1 и СДТ № 2). В табл. 2 для каждой серии измерений указаны расстояния от местоположения ФСР-1 до СДТ, значения медианы, 1-го и 3-го квартилей распределений интегральных концентраций SO₂, а также оценка значений температурного контраста. Разность в значениях интегральных концентраций отходящих газов ДТ, показанных на рис. 5 и в табл. 2, объясняется различной толщиной поглощающего слоя для представленных серий измерений.

 

Рис. 5. Блочные диаграммы значений интегральных концентраций SO₂, полученных на срезах ДТ №1 и ДТ №2 Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”. Время и условия проведения измерений представлены в табл. 2.

 

Кроме того, столб отходящего газа ДТ состоит из водяного пара, частиц горячей аэрозоли, непрозрачных для ИК-излучения, и газового слоя, в котором определяется концентрация SO₂.

Блочные диаграммы с ограничителями выбросов для значений интегральных концентраций SO₂, полученных дистанционно на шлейфах ДТ (ШДТ № 1 и ШДТ № 2) приведены на рис. 6.

 

Рис. 6. Блочные диаграммы значений интегральных концентраций SO₂, полученных на шлейфах ДТ №1 и ДТ №2 Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”. Время и условия проведения измерений представлены в табл. 3.

 

Аналогично в табл. 3 для каждой серии измерений указаны расстояния от местоположения ФСР-1 до ШДТ, значения медианы, 1-го и 3-го квартилей распределений интегральных концентраций SO₂. При регистрации ИК-спектров по шлейфу отходящих газов в режиме сканирования наблюдалось резкое увеличение значений интегральной концентрации SO₂ при переходе от среза к шлейфу, а далее – экспоненциальное уменьшение по мере удаления по шлейфу от СДТ.

 

Таблица 3. Значения интегральных концентраций SO₂ в мг/м², измеренные дистанционно на шлейфах ДТ № 1 и ДТ № 2 Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”

Дата

№ ШДТ

Расстояние, м

Медиана

Квартиль 1

Квартиль 3

07.07.23

1

1000

7983

4118

16 404

11.07.23

1

450

6477

4610

11 078

11.07.23

2

500

7297

3757

17 157

 

Отметим, что 7 июля 2023 г. сканирование проводилось в диапазонах углов от –120° до 0° по азимуту и от 13° до 23° по углу места. Измерения 11 июля выполнялись в диапазонах углов: 15–133° по азимуту и 5–35° по углу места для шлейфа ДТ № 1 и 14–15° по азимуту и 13–43° по углу места для шлейфа ДТ № 2. На рис. 7 показана динамика интегральных концентраций при сканировании по азимуту ШДТ № 1 и ШДТ № 2. Существенные различия между медианными значениями концентраций, приведенными в табл. 3, и интегральными значениями, указанными на рис. 7, можно объяснить тем, что первые получены в широком телесном угле сканирования, а вторые – вдоль насыщенного шлейфа отходящего газа.

 

Рис. 7. Динамика интегральной концентрации SO₂, измеренная при сканировании по азимуту с углом в 40° в отходящих газах от двух ДТ Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”. Измерения проведены 07.07.2023.

 

Измерения на Надеждинском металлургическом заводе им. Б.И. Колесникова Заполярного филиала ГМК “Норильский никель” проводились 3 и 4 июля 2023 г. с помощью двух ИК-фурье-спектрометров (ФСР-1 и ФСР-2), основные характеристики которых представлены в табл. 1. В этой серии экспериментов ИК-спектры выбросов регистрировались только на срезе одной ДТ. Термограмма ДТ Надеждинского металлургического завода идентична термограмме ДТ № 1 Медного завода (см. рис. 4а) и отдельно в настоящей работе не приводится. На рис. 8 представлены блочные диаграммы с ограничителями выбросов для значений интегральных концентраций SO₂, полученных на срезе ДТ с помощью ФСР-1 и ФСР-2. В табл. 4 приведены значения медианы интегральных концентраций SO₂, значений 1-го и 3-го квартилей блочных диаграмм распределений для каждой серии измерений и типа ИК-фурье-спектрометра соответственно.

 

Рис. 8. Блочные диаграммы значений интегральных концентраций SO₂, полученных на срезе ДТ Надеждинского металлургического завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель” с использованием ФСР-1 и ФСР-2. Время и условия проведения измерений представлены в табл. 4.

 

Таблица 4. Значения интегральных концентраций SO₂ в мг/м², измеренные дистанционно на срезе ДТ Надеждинского металлургического завода им. Б.И. Колесникова Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”

Дата

Тип прибора

Расстояние, м

Медиана

Квартиль 1

Квартиль 3

03.07.23

ФСР-١

250

997

581

1717

03.07.23

ФСР-٢

250

1433

1171

1692

04.07.23

ФСР-١

760

2780

2208

3447

 

Закон Бугера–Ламберта–Бера показывает, что интенсивность излучения, прошедшего через слой поглощающего вещества, линейно зависит от толщины этого слоя [38]:

Dv = - ln IvI0v = i-1Nkivci · l,                                                (1)

где I0(n) – интенсивность излучения, падающего на исследуемый объект, I(n) – интенсивность излучения, прошедшего через исследуемый объект, n – волновое число, D(n) – спектр оптической толщины, i – номер компонента смеси, N – число компонентов, ki(n) – спектральный коэффициент экстинкции (поглощения) данного вещества, l – толщина поглощающего слоя, ci концентрация i-го вещества.

В пассивном методе измерения ИК-спектров, как правило, не известен размер поглощающего слоя. Более того, при измерении концентраций в шлейфе необходимо учитывать динамику геометрии облака газа и массовых концентраций Cмасс его компонентов. Интегральная концентрация

Cинт =Cмас · l                                                                                 (2)

позволяет учитывать единовременно динамику массовой концентрации и линейных размеров поглощающего слоя. При анализе выброса на СДТ необходимо также учитывать наличие частиц горячих аэрозолей и паров воды, что делает прозрачной для ИК-излучения только часть столба выброса. Априорная информация о скорости потока и динамике линейного размера облака газа позволит выполнить вычисление средних массовых концентраций вещества. Информация о мгновенных значениях концентраций вредных веществ, в том числе SO₂ и других промышленных газов, позволит выполнять тарировку измерений концентраций дистанционным оптическим методом. Для тарировки результатов дистанционных измерений могут быть использованы данные спутниковых наблюдений [39, 40].

В настоящей работе описана методика дистанционных измерений интегральных концентраций SO₂ с использованием ИК-фурье-спектрометра. Вопросы определения массовых концентраций, соответствия представленных данных фактическим и оценки валовых выбросов SO₂ выходят за рамки данной работы. Вариации медианных значений интегральных концентраций от шлейфа отходящего газа не превышают 10% и существенно меньше значений 1-го и 3-го квартилей блочных диаграмм, что показывает высокую воспроизводимость результатов измерений.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе на основе результатов дистанционного оптического мониторинга выбросов дымовых труб металлургических заводов Заполярного филиала ГМК “Норильский никель” проведена оценка концентрации диоксида серы в отходящих газах. Мониторинг проводился с использованием ИК-фурье-спектрометров, работающих в диапазоне длин волн 7–13 мкм со спектральным разрешением 4 см⁻¹. Предложена новая технология дистанционного оптического зондирования в пассивном режиме отходящих газов металлургических предприятий, включающая измерения интегральных концентраций диоксида серы как на срезах дымовых труб, так и на шлейфах.

Для всех серий измерений построены блочные диаграммы с ограничителями выбросов значений интегральных концентраций SO₂. Установлены медианные значения концентраций, а также границы 1-го и 3-го квартилей блочных диаграмм с ограничителями выбросов. Определена динамика интегральной концентрации SO₂ при сканировании шлейфов отходящих газов двух дымовых труб Медного завода по азимуту с углом 40°.

Показано, что для независимых измерений двумя ИК-фурье-спектрометрами различия в медианных значениях интегральной концентрации SO₂ соответствуют диапазону 1–3 квартилей распределения, что свидетельствует о хорошей воспроизводимости значений независимых измерений. Установлено, что медианные значения концентрации SO₂, полученные на срезе дымовой трубы, в несколько раз меньше значений в шлейфе отходящих газов. Такая разница объясняется тем, что столб отходящих газов содержит частицы горячей аэрозоли и водяной пар, непрозрачный для ИК-излучения, поэтому вклад в интегральную концентрацию вносит лишь часть газового слоя вокруг столба отходящего вещества. С учетом данных по размеру столба или шлейфа облака отходящего газа, а также оценок динамики движения газовой смеси дымовых труб, полученные значения интегральных концентраций могут быть пересчитаны в массовые концентрации, для корректного вычисления которых необходимо применение газодинамических моделей распространения отходящих газов в атмосфере.

 

Работа выполнена в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № 122040500060–4) и реализации программы стратегического академического лидерства “Приоритет-2030”.

×

Об авторах

А. Н. Морозов

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

С. Е. Табалин

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

Д. Р. Анфимов

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

И. Б. Винтайкин

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

В. Л. Глушков

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

П. П. Дёмкин

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

О. А. Небритова

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

Иг. С. Голяк

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

Е. В. Барков

Заполярный филиал ГМК “Норильский никель”

Email: igfil@mail.ru
Россия, Норильск

А. В. Чеботаев

Заполярный филиал ГМК “Норильский никель”

Email: igfil@mail.ru
Россия, Норильск

М. С. Дроздов

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

С. И. Светличный

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук

Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

И. Л. Фуфурин

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Автор, ответственный за переписку.
Email: igfil@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Голяк Ил.С., Анфимов Д.Р., Винтайкин И.Б. и др. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 4. C. 3; https://doi.org/10.31857/S0207401X23040088
  2. Rossi R., Ciparisse J.F., Gelfusa M. et al. // J. Instrum. 2019. V. 14. № 3. Article C03004; https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/03/C03004
  3. Donateo A., Villani M.G., Feudo T.L. et al. // Atmosphere. 2020. V. 11. № 10. P. 1054; https://doi.org/10.3390/atmos11101054
  4. Морозов И.И., Васильев Е.С., Волков Н.Д. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 10. С. 16; https://doi.org/10.31857/S0207401X22100089
  5. Gaudio P., Gelfusa M., Malizia A. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2015. V. 658. № 1. Article 012004; https://doi.org/10.1088/1742-6596/658/1/012004
  6. Gaudio P., Malizia A., Gelfusa M. et al. // J. Instrum. 2017. V. 12. № 1. C01054; https://doi.org/10.1088/1748-0221/12/01/C01054
  7. Sung L.Y., Shie R.H., Lu C.J. // J. Hazard. Mater. 2014. V. 265. P. 30; https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.11.006
  8. Фуфурин И.Л., Шлыгин П.Е., Позвонков А.А. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 10. С. 68; https://doi.org/10.31857/S0207401X21100046
  9. Kau N., Jindal G., Kaur R. et al. // Results Chem. 2022. V. 4. 100678; https://doi.org/10.1016/j.rechem.2022.100678
  10. Carlisle C.B., van der Laan J.E., Carr L.W. et al. // Appl. Opt. 1995. V. 34. № 27. P. 6187; https://doi.org/10.1364/AO.34.006187
  11. Pierrottet D.F., Senft D.C. // Chemical and Biological Sensing / Ed. Gardner P.J. Proc. SPIE. 2000. V. 4036. P. 17; https://doi.org/10.1117/12.394075
  12. Li J., Yu Z., Du Z. et al. // Remote Sens. 2020. V. 12. № 17. Article 2771; https://doi.org/10.3390/rs12172771
  13. Yang Z., Zhang Y., Chen Y. et al. // Opt. Commun. 2022. V. 518. № 5. Article 128359; https://doi.org/10.1016/j.optcom.2022.128359
  14. Голубков Г.В., Адамсон С.О., Борчевкина О.П. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. С. 53; https://doi.org/10.31857/S0207401X22050053
  15. Innocenti F., Robinson R., Gardiner T. et al. // Remote Sens. 2017. V. 9. № 9. Article 953; https://doi.org/10.3390/rs9090953
  16. Cezard N., Le Mehaute S., Le Gouët J. et al. // Opt. Express. 2020. V. 28. № 15. P. 22345; https://doi.org/10.1364/OE.394553
  17. Johansson M., Galle B., Yu T. et al. // Atmos. Environ. 2008. V. 42. № 29. P. 6926; https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2008.05.025
  18. Wang S., Zhou B., Wang Z. et al. // J. Geophys. Res. Atmos. 2012. V. 117. Article D13305; https://doi.org/10.1029/2011JD016983
  19. Constantin D.E., Merlaud A., van Roozendael M. et al. // Sensors. 2013. V. 13. № 3. P. 3922; https://doi.org/10.3390/s130303922
  20. Tan W., Liu C., Wang S. et al. // Atmos. Res. 2020. V. 245. № 2. 105037; https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105037
  21. Vojtisek-Lom M., Zardini A.A., Pechout M. et al. // Atmos. Meas. Tech. 2020. V. 13. № 11. P. 5827; https://doi.org/10.5194/amt-13-5827-2020
  22. Sun Q., Liu T., Yu X. et al. // Sens. Actuators, B. 2023. V. 390. Article 133901; https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.133901
  23. Фуфурин И.Л., Винтайкин И.Б., Назолин А.Л. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. С. 28; https://doi.org/10.31857/S0207401X2205003X
  24. Schröter M., Obermeier A., Brüggemann D. et al. // J. Air Waste Manage. Assoc. 2003. V. 53. № 6. P. 716; https://doi.org/10.1080/10473289.2003.10466213
  25. Mønster J., Kjeldsen P., Scheutz C. // Waste Manag. 2019. V. 87. P. 835; https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.12.047
  26. Boreisho A.S., Volodenko V.A., Gryaznov N.A. et al. // Laser Optics 2003: High-Power Gas Lasers / Ed. Danilov O.B. Proc. SPIE. 2004. V. 5479. P. 177; https://doi.org/10.1117/12.558393
  27. Yue B., Yu S., Li M. et al. // Remote Sens. 2022. V. 14. № 20. Article 5150; https://doi.org/10.3390/rs14205150
  28. Tan W., Zhao S., Liu C. et al. // Atmos. Environ. 2019. V. 200. P. 228; https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.12.009
  29. Hamilton P.M., Varey R.H., Millán M.M. // Proc. Intern. Sympos. Sulfur in the Atmosphere. Dubrovnik, Yugoslavia, 1977. V. 12. P. 127; https://doi.org/10.1016/B978-0-08-022932-4.50017-3
  30. Theys N., De Smedt I., Yu H. et al. // Atmos. Meas. Tech. 2017. V. 10. № 1. P. 119; https://doi.org/10.5194/amt-10-119-2017
  31. Gamal G., Abdeldayem O.M., Elattar H. et al. // Sustainability. 2023. V. 15. № 12. Article 9362; ttps://doi.org/10.3390/su15129362
  32. Bauduin S., Clarisse L., Clerbaux C. et al. // J. Geophys. Res. Atmos. 2014. V. 119. № 7. P. 4253; ttps://doi.org/10.1002/2013JD021405
  33. Tømmervik H., Johansen B.E., Pedersen J.P. // Sci. Total Environ. 1995. V. 160–161. P. 753;
  34. https://doi.org/10.1016/0048-9697(95)04409-T
  35. Богатырев Д.М., Петров Г.В., Цымбулов Л.Б. // Вестн. Магнитогорского гос. технического ун-та им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. № 1. С. 14; https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-1-14-24
  36. Гос. докл. “О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае” за 2019 год; ttp://www.mpr.krskstate.ru/envir/page5849/0/id/45884
  37. Михайленко С.Н., Бабиков Ю.Л., Головко В.Ф. // Оптика атмосферы и океана. 2005. Т. 18. № 9. С. 765.
  38. Fufurin I.L., Golyak I., Bashkin S. et al. // Proc. SPIE. Optics + Optoelectronics. 2021. V. 11775. Article 1177512; https://doi.org/10.1117/12.2588714
  39. Морозов А.Н., Светличный С.И. Основы фурье-радиоспектрометрии. 2-е изд., испр. и доп. М: Наука, 2014.
  40. Goyal R., Khare M. // J. Civil. Environ. Eng. 2012. V. 1. S1;https://doi.org/10.4172/2165-784X.S1-001
  41. Kashkin V.B., Zuev D.V., Kurako M.A. et al. // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2018. V. 193. № 1. Article 012029; https://doi.org/10.1088/1755-1315/193/1/012029

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Принципиальная схема регистрации спектров отходящих газов ДТ с температурой T₁ с помощью ИК-фурье-спектрометра: 1 – отходящие газы дымовых труб, 2 – входящее излучение, 3 – собирающий объектив, 4 – светоделитель, 5 – подвижное зеркало интерферометра, 6 – неподвижное зеркало интерферометра, 7 – КРТ-фотоприемник.

Скачать (96KB)
3. Рис. 2. Схема эксперимента по дистанционной регистрации ИК спектров отходящих газов ДТ: 1 – дымовая труба, 2 – отходящие газы, 3 и 4 – ИК-фурье-спектрометры, 5 – направления регистрации ИК-излучения.

Скачать (311KB)
4. Рис. 3. Эталонный спектр SO₂ с массовой концентрацией, равной 139 мг/м³. Спектральное разрешение – 4 см⁻¹.

Скачать (84KB)
5. Рис. 4. Термограммы выбросов дымовых труб Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”: а – ДТ № 1, б – ДТ № 2. Измерения проведены 10.07.2023.

Скачать (382KB)
6. Рис. 5. Блочные диаграммы значений интегральных концентраций SO₂, полученных на срезах ДТ №1 и ДТ №2 Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”. Время и условия проведения измерений представлены в табл. 2.

Скачать (102KB)
7. Рис. 6. Блочные диаграммы значений интегральных концентраций SO₂, полученных на шлейфах ДТ №1 и ДТ №2 Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”. Время и условия проведения измерений представлены в табл. 3.

Скачать (92KB)
8. Рис. 7. Динамика интегральной концентрации SO₂, измеренная при сканировании по азимуту с углом в 40° в отходящих газах от двух ДТ Медного завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель”. Измерения проведены 07.07.2023.

Скачать (175KB)
9. Рис. 8. Блочные диаграммы значений интегральных концентраций SO₂, полученных на срезе ДТ Надеждинского металлургического завода Заполярного филиала ГМК “Норильский никель” с использованием ФСР-1 и ФСР-2. Время и условия проведения измерений представлены в табл. 4.

Скачать (99KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».