<<
>>

Лекция 2. ИСТОЧНИКИ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОСФЕРЫ (В СИСТЕМЕ ТЕХНОСФЕРА - АТМОСФЕРА - ЛИТОСФЕРА - ГИДРОСФЕРА) Характеристика загрязнений


Современные объемы производства и его интенсификация, несмотря на усовершенствование технологии и техники очистки выбросов (отходов),
повлекли за собой увеличение общей массы вредных веществ (ВВ), вносимых в атмосферу.
Возросла энерговооруженность производства и соответственно количество сжигаемого топлива и образующихся дымовых газов: считается, что выработка электроэнергии и объем промышленного производства удваиваются каждые 7-10 лет.
В атмосферу выбрасывается ежегодно 200 млн т оксида углерода, 150 млн т диоксида серы, 50 млн т оксидов азота (в основном N02), более 50 млн т различных углеводородов и 20 млрд т С02 [1]. За последние десятилетия потребление минеральных и органических сырьевых ресурсов резко возросло: в 1913 г. на одного жителя Земли ежегодно расходовалось 5 т минерального сырья, в 1940 г. - 7,4, в 1960 г. - 14,3, а в 2000 г. потребление может достичь 40-50 т [2]. Соответственно возрастают и объемы отходов промышленного и коммунально-бытового происхождения (та б л . 2.1 - по Н. Торочешникову и др.).
Таблица 2.1
Структура и объем отходов производства в мире, млн т

Производство (эксплуатация)
Категория отходов Годы «класси
ческой»
энергии
промыш
ленного
сектора
сельско
хозяйст
венного
сектора
комму
нально-
бытового
сектора
Всего
Основные газообразные вещества атмо 1970 17326 47 1460 873 19706
сферы 2000 43980 226 3780 2773 50459
Выброс твердых час 1970 133 91 14 3 241
тиц в атмосферу 2000 284 382 42 13 721
Твердые отходы 1970 - 4000 - 1000 5000
2000 - 12000 - 3000 15000
Углеводороды 1970 42 14 9 4 69
2000 140 57 27 20 244
Органические отходы 1970 - - 4500 30 4530
2000 - - 13000 50 13050
Фекальные отходы 1970 - - 9400 180 9580
2000 - - 24000 320 24320
Итого 1970 17501 4152 15383 2090 39126
2000 44404 12665 40849 6176 104094

Анализ данных о состоянии окружающей природной среды РФ показывает, что суммарное количество выбросов в атмосферу от промышленных источников в 1991 г.
составило около 32 млн т вредных веществ. Из них около 9,2 млн т падает на диоксид серы, около 3 млн т - на оксиды азота, около 7,6 млн т - на оксид углерода, около 3,5 млн т - на углеводороды,
около 1,7 млн т - на летучие органические соединения, около 6,4 млн т - на твердые вещества. В выбросах содержатся специфические ВВ с достаточно высокой токсичностью: сероуглерод, фтористые соединения, бенз(а)- пирен, сероводород и др. Их количество не превышает 2% от общей массы выбросов.
Общее количество взвешенных частиц, поступающих в атмосферу в результате многообразной деятельности человека (по данным экспертов Европейской экономической комиссии), становится соизмеримым с количеством загрязнений естественного происхождения. Следует отметить, что наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в стране за период 1988 -1996 гг. свидетельствуют о снижении средних концентраций взвешенных веществ, растворимых сульфатов, аммиака, сажи, сероводорода вследствие спада производства и закрытия ряда предприятий [2]. Проведенный в 1990 г. анализ состава промышленных выбросов и автотранспорта в 100 городах СССР показал, что 85% общего выброса вредных веществ в атмосферу составляют сернистый газ, оксиды углерода и аэрозольная пыль. Половина оставшихся 15% специфических вредных веществ приходится на углеводороды, другая половина - на аммиак, сероводород, фенол, хлор, сероуглерод, фтористые соединения, серную кислоту.
Загрязнение биосферы - результат выбросов загрязняющих веществ или некоторых видов энергии (например, электромагнитные поля) из различных источников. Загрязнители (контаминанты) могут иметь естественное (природное) и искусственное (антропогенное) происхождение. По своему физическому состоянию, например, загрязнители атмосферы делятся на твердые (пыли, дымы), жидкие (туманы), газообразные (газы, пары) и комбинированные. От общей массы выбрасываемых в атмосферу веществ газы (пары) составляют около 90%. По оценке ВОЗ (см. лекцию 1), из более чем 6 млн известных химических соединений практически используется до 500 тыс. соединений. Из них около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными. Причем любой химический загрязнитель атмосферы имеет порог действия.
К естественным источникам загрязнений относятся пыльные бури, вулканические извержения, газовые выделения из гейзеров и геотермальных источников, прижизненные выделения в атмосферу растений, животных, микроорганизмов и т.д.
Источники искусственного загрязнения - различные промышленные предприятия, коммунальное хозяйство, утечки из газохранилищ и трубопроводов и т.д. Атмосферные загрязнители подразделяются на п е р - вичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом их превращений. Например, поступающий в атмосферу диоксид серы окисляется кислородом воздуха до триоксида серы, который затем, взаимодействуя с водяными парами образует капельки серной кислоты. При оценке загрязнения атмосферы учитывается период пребывания загрязняющих веществ в ней. В атмосферу одновременно могут поступать вещества, оказывающие на живые организмы сходное воздействие, то есть обладающие эффектом суммации вредного действия.
Все вредные вещества (ВВ) в соответствии с ГОСТ 12.1.0.07-76 по степени воздействия на организм человека подразделяют на четыре класса опасности: 1-й - вещества чрезвычайно опасные, ПДК менее 0,1 мг/м3; 2-й - вещества высокоопасные, ПДК 0,1-1 мг/м3; 3-й - вещества умеренно опасные, ПДК 1,1-10 мг/м3; 4-й - вещества мало опасные, ПДК более 10 мг/м3 [3].
Основным элементом загрязнения атмосферы являются аэрозольные образования. Аэрозоли - это дисперсные системы, в которых дисперсионной средой служит газ, а дисперсионными фазами являются твердые или жидкие частицы. Обычно размеры частиц аэрозолей ограничивают интервалом 10"7—10"3 см. Аэрозоли делятся на три группы. К первой относятся пыли - коллективы, состоящие из твердых частиц, диспергированных в газообразной среде. Ко второй группе относятся дымы - все аэрозоли, которые получаются при конденсации газа. К третьей группе относятся туманы - коллективы жидких частиц в газообразной среде.
Сейчас в земной атмосфере взвешено около 20 млн т частиц, из которых примерно три четверти приходится на долю выбросов промышленных предприятий.
Из многочисленных контаминантов атмосферы (по определению комитета экспертов ВОЗ) основными являются взвешенные частицы - аэрозоли различного состава, затем следуют сернистые соединения и оксиданты, то есть вещества, образующиеся в атмосферном воздухе в результате фотохимических превращений. Например, уже в 1975 г. в атмосферу во всем мире выбрасывалось около 100 млн т твердых веществ.
Особое значение пыли и других взвешенных частиц объясняется тем, что они загрязняют атмосферу не только в результате прямых выбросов, но в большей мере в результате различных превращений газообразных веществ, выбрасываемых в атмосферу (сернистых соединений, оксидов азота, углеводородов) с образованием мелкодисперсных аэрозолей.
Источники загрязнения атмосферы выбросами могут быть классифицированы:
  1. По назначению: а) технологические, содержащие хвостовые газы после установок улавливания (рекуперации, абсорбции и т.д.); б) вентиляционные выбросы - местные отсосы, вытяжки.
  2. По месту расположения: а) незатененные или высокие (высокие трубы, точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 и более раз); б) затененные или низкие, то есть расположенные на высоте, в 2,5 раза меньшей высоты здания; в) наземные - находящиеся у земной поверхности (открытое технологическое оборудование, проливы, колодцы производственной канализации и т.д.).
  3. По геометрической форме: а) точечные (трубы, шахты, вентиляторы); б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, факелы).
  4. По режиму работы: непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные.

Залповые выбросы возможны при авариях, сжигании быстрогорящих отходов производства. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды и часто на значительную высоту. Это возможно при взрывных работах и авариях.
  1. По дальности распространения: внутриплощадочные, то есть создающие высокие концентрации только на территории промышленной площадки, а в жилых районах не дающие ощутимых загрязнений (для таких выбросов предусматривается санитарно-защитная зона достаточных размеров); внеплощадные, когда выбрасываемые загрязнения способны создать высокие концентрации (порядка ПДК для воздуха населенных пунктов) на территории жилой застройки.

Газовые промышленные выбросы могут быть организованными и неорганизованными.
Организованный промышленный выброс - выброс, поступающий в атмосферу через специальные сооружения - газоходы, воздуховоды, трубы, а неорганизованный выброс - выброс, поступающий в атмосферу в результате нарушения герметичности оборудования, неудовлетворительной работы вентиляционной системы, местных отсосов.
Сточные воды, содержащие растворенные и взвешенные вещества, отводящиеся (отходящие) в гидросферу или литосферу, рассматриваются как сбросы. Сбросы разделяются на неорганизованные, если они стекают в водный объект непосредственно с территории промышленного предприятия, не оборудованного специальной, например, ливневой канализацией или иными устройствами для сбора, а также на организованные, если они отводятся через специально сооруженные источники - водовыпуски. Выпуски классифицируются по следующим признакам: по типу водоема или водотока; по месту расположения выпуска; по конструкции распределительной части; по конструкции оголовка или сбросного устройства [4].
Большую опасность представляет биологическое накопление и аккумуляция загрязняющих жидких веществ, выбрасываемых предприятиями. В городских сточных водах (смеси бытовых и производственных) содержатся минеральные (глина, песок, окалина, сажа, сульфаты, хлориды, соли тяжелых металлов и т.д.) и органические (белковые вещества, углеводы, жиры, масла, нефтепродукты, синтетические ПАВ и т.д.) загрязнения. Биогенные элементы - соединения азота и фосфора находятся в сточных водах в органической и неорганической форме.
Все перечисленные загрязнения могут находиться в грубодисперсном (оседающем под действием силы тяжести), коллоидном и растворенном состояниях. Большая часть органических загрязнений городских сточных вод находится в грубодисперсном (15-20%) и коллоидном (50-60%) состоянии.
По степени загрязнения и происхождению сточные воды можно разделить на следующие группы [4]:
  1. загрязненные; представляющие собой смесь отработанных жидкостей после технологических процессов, а также после мытья оборудования и полов (75-80%);
  2. условно-чистые воды от охлаждения оборудования, компрессорных и холодильных установок, вентиляционных устройств и т.д. (6-18%);
  3. хозяйственно-фекальные (5-6%);
  4. ливневые воды от мытья территории, автотранспорта и т.д. (2-3%).

Твердые отходы представляют собой гетерогенную смесь сложного
морфологического состава: черные и цветные металлы, макулатуросодержащие и текстильные компоненты, отходы стекла, пластмассы, кожи, резины, дерева, камней, а также остатки непрореагировавшего твердого сырья, смолы, кубовые остатки от перегонки, различные осадки и шламы, отработанные катализаторы, фильтровальные материалы, адсорбенты, не подлежащие регенерации, общезаводской мусор и др. На удаление таких отходов производства затрачивается в среднем 8-10% стоимости производимой продукции. Для складирования твердых отходов московских предприятий ежегодно в Московской области выделяется 20 га земли. Транспортирование и складирование отходов ежегодно поглощает миллиарды рублей.
Условно предприятия можно разделить на три группы, учитывая их потенциальные возможности загрязнения биосферы. К первой группе относятся предприятия с преобладанием химических технологических процессов. Ко второй группе - предприятия с преобладанием механических (машиностроительных) технологических процессов. К третьей группе - предприятия, на которых осуществляется как добыча, так и химическая переработка сырья.
Например, предприятия химической промышленности (I г р у п п а) отличаются разнообразием токсичных газовых выбросов и жидких стоков. Главные из них - органические растворители, амины, альдегиды, хлор и его производные, оксиды азота, циановодород, фториды, сернистые соединения (диоксид серы, сероводород, сероуглерод), металлоорганические соединения, соединения фосфора, мышьяка, ртуть. Перечень некоторых опасных для окружающей среды отходов предприятий I группы представлен в т а б л . 2.2 [2, 5].
Таблица 2.2
Характерные выбросы в атмосферу основных производств химической промышленности
Производство Вредные выбросы в атмосферу
Кислот:
- азотной NO, N02, NH3
- серной NO, NO2, S02l SO3 H2S04gt; Fe203 (пыль)
- соляной HCI, Cl2
- щавелевой NO, N02, C2H204 (пыль)
- сульфаминовой NH3, NH(S03NH4)2i h2so4
- фосфорной (фосфора) P2O5, H3P04, HF, фосфогипс (пыль)
- уксусной СНзСНО, СНзСООН

Производство Вредные выбросы в атмосферу
Удобрений:
- сложных NO, N02, NH3i HF, H2S04, Р2О5, HNO3, пыль
- карбамида NH3, СО, (NH2)2 СО (пыль)
- аммиачной селитры СО, NH3, HN03, NH4N03 (пыль)
- аммиачной воды NH3
- суперфосфата H2S04gt; HF, пыль
- хлорида кальция HCI, H2S04t CaCI2 (пыль)
- хлористой извести Cl2, CaCI2 (пыль)
Т етрахл орэти лена HCI, Cl2
Ацетона CH3CHO, (CH3)2CO
Аммиака NH3, CO
Метанола CH3OH, CO
Капролактама NO, NOz, S02l H2S, CO
Диоксида титана Ti02t FeO, Fe203
Ацетилена C2H2, сажа
Катализаторов NO, N02, пыль
Искусственных волокон H2S, CS2
Стеклянных волокон B203, As205 (As203), SiF4gt; пыль

К числу отходов химической промышленности и производства минеральных удобрений относятся гипсосодержащие отходы (фосфогипс и др.), фосфорные шлаки, пиритные огарки, галитовые отходы и глинистые шла- мы, содовые плавы, отходы нефтехимии и др. Отвалы и шламохранилища, занятые отходами химических производств, занимают тысячи гектаров земли.
Крупнотоннажными гипсосодержащими отходами являются в первую очередь фосфо-, боро- и фторогипс, титаногипс, а также сульфогипс. В т а б л. 2.3 представлен химический состав фосфогипса [6].
Таблица 2.3
Химический состав в пересчете на сухое вещество, масс. %
CaO S03 P2O5 общ. P205 вод. Fe203 Al203 MgO F r2o3
26-55 40-50 0,8-1,6 0,15-0,90 0,1-3,2 0,14),8 0,03-0,08 0,2-0,5 0,15

Фосфогипс (основной компонент CaS04x2H20) - побочный продукт, получаемый при производстве ортофосфорной кислоты и минеральных удобрений - двойного суперфосфата, аммофоса и нитроаммофоски. Фосфогипс получают в виде шлама с влажностью до 55%, твердая фаза шлама содержит более 90% частиц размером менее 80 мкм.

При производстве капролактаме образуется побочный продукт и «щелочные стоки» - растворы натриевых солей моно- и дикарбоновых кислот. При их разложении получают плав соды, содержащий обычно более 85% Na2C03. Так, отход Щекинского ПО «Азот» имеет следующий состав, % масс.: Na2C03 - 95,43; Na2S04 - 2,51; NaOH - 0,57; NaCI - 1,69; Fe203 - 0,017; Al203 — 0,03.
К отходам резинотехнических изделий относятся остатки резиновых смесей, резиновые и резинотканевые, невулканизированные и вулканизированные, текстильные и резинометаллические отходы. Например, резиновые невулканизированные отходы содержат до 50% каучука.
Отходы производства асбестотехнических изделий образуются при изготовлении тормозных колодок, прокладок, кровельного материала и др. Основными ингредиентами отходов являются асбест, каучук, смолы, латек- сы, а также бракованные готовые изделия, например, паронит.
Ежегодно в стране накапливается около 500 млн м3 отходов растительного происхождения (лесосырьевые ресурсы, опилки, стружка, костра льна и др.), всех ресурсов, из них 160 млн м3 остаются невывезенными на лесопилках, 120 млн м3 теряется при последующей обработке. Лишь шестая часть всех отходов перерабатывается в товарную продукцию [6].
В промышленных процессах переработки различного сырья и полуфабрикатов путем механического, термического и химического воздействия образуются отходящие (отбросные) газы, в которых содержатся взвешенные частицы. Они обладают всем комплексом свойств твердых отходов, а газы (в том числе и воздух), содержащие взвешенные частицы, относятся к аэро- дисперсным системам (Г-Т, т а б л . 2.4). Промышленные газы обычно представляют собой сложные аэродисперсные системы, в которых дисперсная среда является смесью разных газов, а взвешенные частицы полидисперс- ны и имеют различное агрегатное состояние.
Таблица 2.4
Возможное агрегатное состояние отходов
Дисперсионная среда Дисперсионная фаза Название системы
Газ (Г) Твердая(Т) Пыль, дым
Жидкая (Ж) Туман
Г азообразная (Г) Г аз
Жидкость (Ж) Т Суспензия
Ж Эмульсия
г Пена
Твердое тело (Т) т Твердая суспензия, сплав
ж Твердая эмульсия
г Пористое тело

Пыль в газах, отходящих от сырьевых и цементных сушилок, мельниц, грануляторов, смесителей, печей обжига колчедана, в аспирационном воздухе транспортных устройств и тому подобное является следствием несовершенства оборудования и технологических процессов. В дымовых, генераторных, доменных, коксовых и других подобных газах содержится пыль, образующаяся в процессе горения топлива. Как продукт неполного сгорания органических веществ (топлива) при недостатке воздуха образуется и уносится сажа. Если в газах содержатся какие-либо вещества в парообразном состоянии, то при охлаждении до определенной температуры пары конденсируются и переходят в жидкое или твердое состояние (Ж или Т). Примерами взвесей, образовавшихся путем конденсации, могут служить: туман серной кислоты в отходящих газах выпарных аппаратов, туман смол в генераторных и коксовых газах, пыль цветных металлов (цинка, олова, свинца, сурьмы и др.) с низкой температурой испарения в газах. Пыли, образующиеся в результате конденсации паров, называются возгонами.
Некоторые характеристики наиболее распространенных промышленных пылей приведены в табл. 2.5. Несмотря на внешнее разнообразие исходного сырья, используемого в порошковых технологиях, ингредиенты пыли не только подчиняются одним и тем же теоретическим законам инженерной реологии, но и на практике обладают сходными технологическими свойствами, условиями их предварительной подготовки и последующей вторичной переработки.
При выборе метода переработки твердых отходов существенную роль играют их состав и количество. Количество промышленных твердых отходов составляет огромную величину (без учета 130 млн м3 бытовых твердых отходов).
Предприятия механического профиля (II группа), включающие заготовительные и кузнечно-прессовые цехи, цехи термической и механической обработки металлов, цехи покрытий, литейное производство, выделяют значительное количество газов, жидких стоков и твердых отходов. Например, в закрытых чугунолитейных вагранках производительностью 5- 10 т/ч на 1 т выплавленного чугуна выделяется 11-13 кг пыли (масс. %): Si02 (20-50), СаО (2-12), А1а03 (0,5-6), МдО (0,5-4), Fe0+Fe203 (10-36), МпО (0,5-2,5), С (30-45); 190-200 кг оксида углерода; 0,4 кг диоксида серы; 0,7 кг углеводородов и др. Концентрация пыли в отходящих газах составляет 5-20 г/м3 при эквивалентном размере 35 мкм [7].
При литье под действием теплоты расплавленного (жидкого) металла и при охлаждении форм из формовочных смесей выделяются ингредиенты, представленные в т а б л . 2.6 [7].
Токсичные вещества в окрасочных цехах выделяются в процессе обезжиривания поверхностей органическими растворителями перед окраской, при подготовке лакокрасочных материалов, при их нанесении на поверхность изделий и сушке покрытия. Характеристики вентиляционных выбросов из окрасочных цехов приведена в т а б л . 2.7.

Таблица 2.5
—. Характеристики Наименование пыли^^-^^ Размер d, мкм Плотность материала ум, кг/м3 Насыпная плотность у„, кг/м3 Угол естественного откоса (угол обрушения) Ост, 0 Разрывная прочность пылевого слоя Р, Па Удельное сопротивление пыли, Омхм
Пыль печи спекания бок- ситной шихты* 1-40
(СІ50Г-8)
2400 800 63 151 6x10® (Т-20 °С) 1,2x10® (Т-250 °С)
Пыль печи кальцинации алюминиевого завода* 2,5-25
(dsor-9,6)
3220 889 66 403 ""
Пыль при помоле известняка в шахтной мель 2,5-40
(dso-25)
2706 924 67 178
6,4x10® (Т-20 °С) 1,2x10® (Т-250 °С)
нице на аглофабрике
Пыль при сушке известняка в сушильном бара 1,0-10
(d5a-2,9)
2900 550 62 880
бане***
1,8хЮ1О(Т-20 °С) 6,5х101°(Т-110 °С)
Летучая зола от сжигания эстонских сланцев*** 2,5-40
(СІ50-13)
2560 880 50 34
Зола от сжигания угля Подмосковного бассейна* 2,5-40
(dso-15)
2240 780 58 134 1,5х107 (Т-20 °С) 2,7x10® (Т-250 °С)
Пыль при рассеве и транспортировке формо 1,6-25
(deo-9)
2400 590 59 63
вочных песков в литейном цехе**
Пыль вращающейся печи обжига клинкера*:
¦
1x10® (Т-20 °С) 4x10® (Т-250 °С)
а) при мокром способе производства цемента 1,0-10
(dw-2.8)
2750 561 78 320
б) при сухом способе производства цемента 1,0-16 (dgo—4,9) 2890 735 57,5 635 2,6x107 (Т-20 °С) 9x107 (Т-250 °С)

к
Характеристики наиболее распространенных промышленных пылей
Пыль обжига колчедана 1-10 4500
(огарок) в печи типа КО450 lt;d5o-3,7)
сернокислотного произ
водства*
Двухосновная соль ги 16-250 1980
похлорита кальция (ДСГ (dso-98)
ПК), выделяющаяся при
сушке продукта в сушиль
ном агрегате содового про
изводства**
Белая сажа марки У-333 0,4-4 2120
в цехе синтетического кау (dw-1.15)
чука*
Пыль печных газов в 1,6-40 2400
производстве желтого (dsor-6)
фосфора в электропечи
ОКБ-640***
Пыль, выделяющаяся 4,0-40 1410
при развеске ингредиентов (dso-20)
резиновой смеси завода
резинотехнических изде
лий****
То же, при просеве на 2,5—40 2150
ситах**** (dso-6,7)
Эпоксидный порошок П- 6,3-63 1300
ЭП, выделяющийся при (dso—31)
нанесении защитных по
крытий на лакокрасочном
заводе****
Пыль распределитель 100-400 1800
ной сушилки производст (dsor-150)
ва стирального порошка
«Нева» на заводе СМС**

570 57 397
520 61 310
122 72 132
210 56 730 3,5х108 (Т-20 °С) 3x10е (Т-250 °С)
350 65 921
493 63 409 _
509 60 80
300 50 304


Продолжение таблицы 2.5
Характеристики Наименование пыли^ч'\^^ Размер d, мкм Плотность материала yM( кг/м3 Насыпная
ПЛОТНОСТЬ Ун.
кг/м3
Угол естественного откоса (угол обрушения) Ctcr, ° Разрывная прочность пылевого слоя Р, Па Удельное сопротивление пыли, Омхм
Пыль распределительной сушилки производства энтобактрина** 2,5-40 (dso-31) 1480 563 64 122,6
Пыль при сушке и упаковке кормовых дрожжей** 4,0-25
(dee-13)
1350 467 66 50
Пыль от прокаливания катализаторной массы НТК-4 в электропечи ЭП БВ-15 на заводе азотных удобрений* 1-14
(dso-1,55)
3800 760 73 526
Пыль при сушке калийного удобрения в трубе- сушилке калийного комбината* 1,6-40
(dso-18,5)
2050 640 90 376
Пыль при сушке флотационного калийно-магниевого концентрата в аппарате КС калийного комбината** 4-100
(dso-18)
2500 780 56,5 lt;30
Пыль стекольной шихты* 3-150
(dso-37)
2240 1300 42,5 lt;620

* - пыль перед системой газоочистки; ** - пыль из бункера батарейного циклона; *** - пыль из бункера электрофильтра; **** - пыль из бункера рукавного фильтра

Удельные газовыделения в зависимости от марки связующего вещества формы, мг/кг смеси
Наименование выделений
Формовочная смесь
ОФ-1 БС-40 УКС
Бензол 390 -
Фенол - - -
Фурфурол 5,5 2 -
Метанол - 11 207
Аммиак - 702 823
Цианистый водород 8,7 1,2 -
Формальдегид 920,0 34,0 34,2
Оксид углерода 688,0 496,0 1921,0
Диоксид углерода 204,0 3260,0 8563,0
Метан 111,0 82,0

Таблица 2.7

Концентрации выбросов вредных веществ

Лакокрасочный
материал

Объем отсасываемого воздуха, м3/ч

Концентрация, мг/м3
ксилол толуол
Эмаль МЛ-1-03 5000 400
Эмаль МЛ-25 1700 170 -
Г рунт ФЛ-ОЗк 27000 - 390
Нитроэмаль №924 33000 - 70

Нефтегазовые и горнодобывающие объекты, металлургическое производство и теплоэнергетику условно относят к предприятиям III груп- п ы.
При нефтегазовом строительстве основным источником техногенных воздействий является опорно-двигательная часть машин, механизмов и транспорта. Они разрушают почворастительный покров любого типа за 1-2 прохода или проезда. На этих же этапах происходит максимальное физико-химическое загрязнение почв, грунтов, поверхностных вод горюче-смазочными материалами, твердыми отходами, бытовыми стоками и др. Плановые потери добытой нефти составляют в среднем 50%. Ниже приведен перечень веществ (в скобках дан класс их опасности), выбрасываемых: а) в атмосферный воздух: двуокись азота (2), бенз(а)пирен (1), сернистый ангидрит (3), оксид углерода (4), сажа (3), ртуть металлическая (1), свинец (1), озон (1), аммиак (4), хлористый водород (2), серная кислота (2), сероводород (2), ацетон (4), окись мышьяка (2), формальдегид (2), фенол (1) и др.;

б)              в сточные воды: азот аммиачный (аммония сульфат по азоту) - 3, азот общий (аммиак по азоту) - 3, бензин (3), бенз(а)пирен (1), керосин (4), ацетон (3), уайт-спирит (3), сульфат (4), фосфор элементарный (1), хлориды (4), хлор активный (3), этилен (3), нитраты (3), фосфаты (2), масла и др. [8].
Горная промышленность использует практически невозобновимые минеральные ресурсы далеко не полностью: 12-15% руд черных и цветных металлов остается в недрах или складируется в отвалы.
Так называемые плановые потери каменного угля составляют 40%. При разработке полиметаллических руд из них извлекают лишь 1-2 металла, а остальные выбрасываются с вмещающей породой.
При добыче каменных солей и слюды в отвалах остается до 80% сырья. Массовые взрывы на карьерах являются крупными источниками пыли и ядовитых газов. Например, пылегазовое облако рассеивает 200-250 т пыли в радиусе 2-4 км от эпицентра взрыва.
Выветривание горных пород, складированных в отвалы, приводит к значительному повышению концентраций - S02, СО и С02 в радиусе нескольких километров.
В теплоэнергетике мощным источником твердых отходов и газообразных выбросов являются теплоэлектростанции, паросиловые установки, то есть любые промышленные и коммунально-бытовые предприятия, связанные с процессом сжигания топлива.
В состав отходящих дымовых газов входят диоксид углерода, диоксид и триоксид серы и др. Хвосты углеобогощения, золы и шлаки формируют состав твердых отходов. Отходы углеобогатительных фабрик содержат 55- 60% Si02, 22-26% АІ20з, 5-12% Fe203, 0,5-1,0 СаО, 4-4,5% К20 и NazO и до 5% С. Они поступают в отвалы и степень их использования не превышает 1-2% [2].
Опасно использование бурых и других углей, содержащих радиоактивные элементы (уран, торий и др.), в качестве топлива, так как часть их уносится с отходящими газами в атмосферу, часть - через золоотвалы поступают в литосферу.
К промежуточной комбинированной группе предприятий (f +11 +111 гр.) относится муниципальное производство и объекты коммунально-городского хозяйства. Современные города выбрасывают в атмосферу и гидросферу около 1000 химических соединений.
Атмосферные выбросы текстильной промышленности содержат оксид углерода, сульфиды, нитрозамины, сажу, серную и борную кислоты, смолы, а обувные фабрики выделяют аммиак, этилацетат, сероводород и кожевенную пыль. При производстве строительных материалов и конструкций, например, выделяется от 140 до 200 кг пыли на 1 т произведенных строительного гипса и извести соответственно, а отходящие газы содержат оксиды углерода, серы, азота, углеводороды. Всего предприятия по производству стройматериалов в нашей стране выбрасывают ежегодно 38 млн т пыли, 60 % которых составляет цементная пыль [2].
Загрязнения в сточных водах находятся в виде взвесей, коллоидов и растворов. До 40% загрязнений составляют минеральные вещества: частицы грунта, пыли, минеральные соли (фосфаты, азот аммонийный, хлориды, сульфаты и др.). В состав органических загрязнений входят жиры, белки, углеводы, клетчатка, спирты, органические кислоты и т.д. Особый вид загрязнения сточных вод - бактериальный.
Количество загрязнений (г/чел. сут.) в бытовых сточных водах определяется в основном физиологическими показателями и составляет примерно [9]:
Биологическая потребность в кислороде (ВПК полн.) - 75 Взвешенные вещества - 65 Азот аммонийный - 6
Фосфаты - 3,3 (из них 1,6 г - за счет моющих средств)
Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) - 2,5 Хлориды - 9.
Наиболее опасными и трудноудаляемыми из стоков являются СПАВ (иначе - детергенты) - сильные токсиканты, устойчивые к процессам биологического разложения. Поэтому в водоемы сбрасывается до 50-60% их первоначального количества [2].
К опасным загрязнениям антропогенного характера, способствующим серьезному ухудшению качества окружающей среды и жизни человека, следует отнести радиоактивность. Естественная радиоактивность - это закономерное явление, обусловленное двумя причинами: наличием в атмосфере радона 222Rn и продуктов его распада, а также воздействием космических лучей. К продуктам распада ^Rn относятся 220Rn (торон Тп, т1/2 = 54 с) и 219Rn (актинон Ап, ті/2 = 3,9 с). Образуясь в группы, они затем через поры почвы проникают в приземный слой атмосферы, создавая так называемую естественную (природную) радиоактивность. Что касается антропогенных факторов, то они связаны главным образом с искусственной (техногенной) радиоактивностью (ядерные взрывы, производство ядерного топлива, аварии на атомных электростанциях).
Представляет практический интерес уровни радиоактивного риска, обусловленного естественным сроком и некоторыми искусственными источниками облучения (табл. 2.8).
Таблица 2.8
Средний индивидуальный риск облучения населения Земли и бывшего СССР [10]
Источник облучения Население Земли Население бывшего СССР
Естественный фон 1,8x10’5 1,6x105
Технологический естественный фон, в том числе: 2,1x10 й 1,7x10‘5
- радон и торон в помещениях 2,1х10'5 1,7x10 s
- удобрения в с/х - 1,2x10'^

Источник облучения Население Земли Население бывшего СССР
- выбросы угольных электростанций - 3,3x10®
- пользование автотранспортом 1,6x10'8 -
- употребление радиолюминесцент- ных товаров 1,6x10"®
Искусственные источники облучения, в том числе: 6,6x10"® — 1,6х10"7 2,5x10®
- медицинское облучение 6,6x10"8 - 1,6x10'7 2,3x10"®
- радиоактивные выпадения от испытаний ядерного оружия 1,6х10'7 1,6x10"*
- ядерная энергетика 1,0x10"® 2,3x10"®
Всего 4,6x10"®- 5,6x10"® 5,8x10®

Таким образом, радиоизотопы так или иначе попадают в атмосферу, многие из которых по существу вечны. В связи с этим важной является проблема обезвреживания отходов ядерной энергетики. При этом необходимо знать, насколько уменьшится ущерб, наносимый экономической деятельностью здоровью человека.
К числу техногенных загрязнений, представляющих опасность для биосферы и человека, относятся и электромагнитные излучения (ЭМИ) и поля (ЭМП). Они являются весьма сложным загрязнением как с точки зрения анализа, так и с позиций ограничения интенсивности облучения. Кроме того, органы чувств человека не воспринимают ЭМП до частот видимого диапазона, в связи с чем оценить степень опасности облучения практически невозможно [11]. Бурное развитие научно-технического прогресса привело к тому, что созданные человеком ЭМП в сотни раз выше среднего естественного поля, В условиях современных производств и городских условий на организм человека оказывают влияние ЭМП, источниками которых являются различные радиопередающие устройства, производственная электроэнергетика, линии электропередач, электрофицированный транспорт, офисная и бытовая техника. Интенсивность фона зависит от следующих причин: близости к электроэнергетическим источникам, расписания работы радиостанций, состояния ионосферы и др. Виды воздействия ЭМП:
  • изолированное (от одного источника);
  • сочетанное (от двух и более источников одного частотного диапазона);
  • смешанное (от двух и более источников различных частотных диапазонов);
  • комбинированное (в случае дополнительного воздействия какого-либо другого неблагоприятного фактора).

Шум, инфразвук, ультразвук и вибрация оказывают самые различные воздействия на живой организм; в подавляющем большинстве они являют-

ся нежелательными. С точки зрения классических методов оценки звука интенсивность или пережитая воспринятая громкость, является не только наиболее важной характеристикой любого вида шума, но и в значительной мере определяет степень его вредного воздействия (Schick А., 1998 г.).
На предприятиях источниками шума являются вентиляторные установки, компрессорные станции, газотурбинные установки и др. устройства. Наиболее значительные уровни шума наблюдаются на частотах 500-1000 Гц, то есть в зоне наибольшей чувствительности органа слуха. В возрасте до 27 лет на шум неадекватно реагируют 46,3% людей, в возрасте 28-37 лет - 57%, в возрасте 38-57 лет - 62,4%, а в возрасте 58 лет и старше 72%. Ниже приведены расчетные уровни звука некоторых промышленных предприятий, дБА (по И.Л. Карагодиной):
- мотороиспытательные станции и клепально-штамповочные цехи 110
- металлургия, машиностроение 100
- деревообработка 90
- пищевая и химическая 85
- швейная и ткацкая 80

Установлено, что потеря слуха обычно наступает при воздействии шума в диапазоне частот 3000-6000 Гц, а нарушение разборчивости речи - при частоте 1000-2000 Гц [12]. За счет негативных акустических воздействий общая заболеваемость населения, например, в городах возрастает на 30%.
Источниками вибрации являются: промышленные установки, технологические трубопроводы, строительные и др. объекты, в которых доминируют динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т.п. Разрушительное влияние вибрации с сопутствующим ей фактором - шумом - одна из самых трудноразрушимых проблем промышленной экологии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  1. Конаков С.П. Экология промышленности будущего. М.: РЭФИА, 1998. 158 с.
  2. Лозановская И.Н., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высшая школа, 1998. 287 с.
  3. Зюзин А.В., Семенов В.И. Защита производственного персонала и населения от сильнодействующих ядовитых веществ на химически опасных объектах. М.: Меди- нор, 1994. 240 с.
  4. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. СПб: Химия, 1996. 240 с.
  5. Назаров В.И., Мелнонян Р.Г., Калыгин В.Г. Техника уплотнения стекольных шихт. М.: Легпромбытиздат, 1985. 128 с.
  6. Кикава О.Ш., Щекина Н.С. Методические рекомендации по изготовлению строительных материалов из промотходов. М.: ГП «Промотходы», 1994.156 с.
  7. Охрана окружающей среды/Под ред. С.В. Белова. М.: Высшая школа, 1991. 319 с.
  8. Мазур И.И.. Шишов В.М. Основы охраны окружающей среды при строительстве нефтегазовых объектов. М.: Недра, 1992.150 с.
  9. Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод и обработка осадковІА.Ф. Афанасьева и др. М.: Изограф, 1997. 96 с.
  10. Чухин С.Г. Социально-экономические критерии приемлемости радиационного риска новых радиационных технологий. М.: Энергоатомиздат, 1991.
  11. Рудаков М.Л. Электромагнитные поля и безопасность населения. СПб.: Русское географическое общество, 1998. 32 с.
  12. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленно- стиIA.C. Бобков и др. М.: Химия, 1997. 400 с.

<< | >>
Источник: Калыгин В.Г.. Промышленная экология. Курс лекций. - М.: Изд-во МНЭПУ,2000. - 240 с.. 2000

Еще по теме Лекция 2. ИСТОЧНИКИ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ БИОСФЕРЫ (В СИСТЕМЕ ТЕХНОСФЕРА - АТМОСФЕРА - ЛИТОСФЕРА - ГИДРОСФЕРА) Характеристика загрязнений:

  1. Загрязнение атмосферы в результате работы подвижных источников выбросов
  2. Защита населения и территорий в условиях электромагнитного загрязнения окружающей среды техногенными источниками
  3. Лекция 10. НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ: ОПАСНОСТЬ, ОЦЕНКА, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ
  4. 2.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕХНОСФЕРЫ
  5. 2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
  6. 1.1. Химическое загрязнение атмосферы
  7. Аэрозольное загрязнение атмосферы.
  8. Радиационное излучение и загрязнение биосферы
  9. Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и животный мир.
  10. Электростатические поля и загрязнение биосферы
  11. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ
  12. Характеристика основных видов загрязнения