Разработка дистанционных методов оценки и прогноза состояния атмосферного воздуха на территориях горнопромышленных агломераций

Актуальность работы. Интенсивное развитие промышленности неразрывно связано с увеличением объемов добычи топливно-энергетического сырья с эквивалентным ростом мощностей утилизирующих предприятий ТЭК, оказывающих негативное техногенное воздействие на окружающую природную среду. На долю предприятий ТЭК приходится до 48 % выбросов вредных веществ в атмосферу и до 23 % сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты, до 22 % образования отходов и до 70 % общего объема парниковых газов. При этом на долю предприятий по добыче, обогащению и утилизации угля приходится около 4 % всех выбросов от промышленных источников. Согласно данным Минэнерго России и сведениям, представленным в Государственном докладе о состоянии окружающей среды, Россия занимает шестое место в мире по добыче угля (около 4,5% мирового производства), при этом в последние годы имеются четкие тенденции к росту объемов добычи, что с учетом снижения степени метаморфизма добываемых углей, приводит к увеличению эмиссии загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Так, например, на долю угольной промышленности Челябинской области приходится 33-39 % валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух региона. До настоящего времени крупнейшим предприятием по добыче угля в Южно-Уральской горнопромышленной агломерации являлся Коркинский буроугольный разрез – самый глубокий в Европе и второй по глубине в мире. Динамика загрязнений за 2013-2018 гг. показывает увеличение валовых выбросов в атмосферный воздух г. Челябинск с 140,9 до 157,6 тыс. т/год; в том числе рост выбросов в городе-спутнике Коркино (муниципалитет в составе агломерации Большой Челябинск) с 9,7 до 11,4 тыс. т/год. Среди приоритетных загрязняющих веществ, наибольшие превышения зафиксированы по пыли, оксидам углерода, азота, серы, углеводородам. Несмотря на высокий уровень техногенной нагрузки, оказываемой на атмосферный воздух рассматриваемого региона, на данной территории расположено лишь 8 постов экологического мониторинга в черте г. Челябинск, что недостаточно для получения объективной картины сложившейся ситуации. В связи с этим, на территориях горнопромышленных агломераций особое значение приобретает развитие систем оперативного производственного мониторинга и эффективного обеспечения экологической безопасности, в частности с применением беспилотных авиационных систем. Вопросы применения беспилотных воздушных судов в гражданских целях отражены в трудах отечественных и зарубежных ученых (Алексеенко Н.А., Медведева А.А., Карпенко И.А., Юнкерман В.Ю., Alvarado M., Gonzalez F., Cliff D.). Значительный вклад в совершенствование методики моделирования характеристик загрязнения атмосферного воздуха внесли такие ученые, как Генихович Е.Л., Оникул Р.И., R. Wilson, J. Spengler. Тем не менее, несмотря на актуальность данной проблемы, на сегодняшний день не в полной мере разработаны методы оперативной оценки распространения аэрозолей и прогнозирования состояния атмосферного воздуха на территориях горнопромышленных агломераций с высокой степенью техногенной нарушенности. В связи с этим целью работы является обеспечение экологической безопасности на территориях горнопромышленных агломераций, основанное на повышении степени достоверности результатов измерений и оперативности мобильных систем экологического мониторинга. Идея работы: оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха в зоне воздействия производственных объектов горно-перерабатывающих предприятий следует осуществлять путем внедрения в систему экологического мониторинга дистанционных методов с применением беспилотных воздушных судов.