Производство  ->  Металлургия  | Автор: | Добавлено: 2015-05-28

Техногенное загрязнение атмосферы города Выксы

Рост города, развитие промышленности, транспорта и торговли создали немало экологических проблем. Фактически создана искусственная природная среда, являющаяся зоной экологического риска. От того, насколько такая техногенная среда соответствует условиям существования человека, зависит не только возможность развития города, но и само существование в современном виде Выксунского района.

Загрязнение атмосферы способно оказывать на человека мутагенное, канцерогенное, токсичное и аллергенное действие. По степени воздействия на здоровье различают обратимое и необратимое влияние негативных факторов. Необходимо принять все возможные меры для исключения мутагенного влияния загрязнения воздуха, которое наносит непоправимый ущерб не только ныне живущим людям, до и всем последующим поколениям. Важно также исключить влияние канцерогенов на человека. Токсичные (ядовитые) вещества влияют на сердечно - сосудистую, иммунную, нервную системы и на органы дыхания. При относительно высоких концентрациях их действие может оказаться необратимым. К наиболее опасным токсичным веществам относятся бенз(а)пирен, ртуть, свинец, кадмий, которые вредны даже в ничтожно малых концентрациях. Оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода при меньшей токсичности выбрасываются предприятиями энергетики и автотранспортом в огромных количествах и также могут служить причиной серьезных заболеваний. -

Сегодня в Выксе живет около 67 тысяч человек.

Площадь города составляет около 0,98 тыс. кв. км. К сожалению, зеленых насаждений у нас в 2,7 раза меньше, чем рекомендовано Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Они составляют лишь 46 % территории города в основном это пригородные леса. Около 7 % площади занимают промышленно-складские территории.

Основная часть промышленные зоны расположена в западной части города.

Значительное число предприятий и небольших промкомплексов движение, которого происходит по жилым массивам всех районов города. Все пять главных улиц города являются напряженными автомагистралями с интенсивным. движением. (более 78 автомобилей в час). Особенно тяжелая ситуация складывается в транспортных узлах, не обеспеченных современными развязками.

Схема города, представленная на рис2, показывает уязвимость многих районов города с точки зрения перечисленных выше факторов. Металлургический комплекс является источником загрязнения районов восточной части города благодаря преобладанию западных и юго западных ветров.

Экологическая обстановка в городе является сложной. Но насколько действительно велика угроза для здоровья каждого выксунца с учетом его профессии, места и образа жизни? Вся история развития человеческого общества – это история взаимодействия человека с природой. Общество использует природные богатства, нанося природе часто непоправимый ущерб. Поэтому в процессе общественного производства на всё больших территориях применяются специальные меры по охране окружающей среды. Создание эффективных программ регулирования качества природной среды и управления природой, прежде всего, требует адекватной оценки её наблюдаемого состояния и прогноза изменений этого состояния.

Цель этой исследовательской работы является: получение объективной информации об уровне техногенного загрязнения атмосферы города Выксы промышленными предприятиями.

Объект, задачи и методы исследования.

Объектом исследования является воздушный бассейн города Выксы.

Задачи:

1. Сбор материалов о состоянии воздуха.

2. Определение основных источников загрязнителей воздуха города Выксы и их влияние на природную среду города и района.

3. Оценка эффективности мероприятий по защите воздушной среды, Методы: полевой, литературно-поисковый, картографический, статистический.

Географические особенности природного комплекса г. Выксы

Неужели может среди обаятельной природы удержаться в душе человека чувство злобы, мщения или страсти истребления себе подобных? Всё недоброе в сердце человека должно бы, кажется, исчезнуть в соприкосновении с природой – этим непосредственным выражением красоты и добра.

А. Н. Толстой

В голубом ожерелье прудов, окаймленных рамкой сосновых боров, лежит старейший центр отечественной металлургии город Выкса. Пруды придают городу характерный, индивидуальный, отличный от других городов Нижегородской области облик. От Нижнего Новгорода город удален примерно на 200 км. Выкса – один из четырех средних городов области с 61 тыс. жителей. Хотя известен с середины семнадцатого века, но городом стал только в 1935 году. Выкса возникла как центр феодальной металлургии Приокского горного округа, когда владельцами всей округи считались промышленники братья Баташевы. Город раскинулся на ровной низменной местности в 8 км от реки Оки, вдоль системы Выксунских прудов, образованных плотинами в долинах речек Железницы и Выксунки – правых притоков реки Оки.

Атмосфера и ее загрязнение

Атмосфера внешняя оболочка геосферы. Масса её ничтожна – всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако роль атмосферы во всех природных процессах огромна. Наличие атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности Земли, защищает её от вредных космических излучений. Циркуляция атмосферы влияет на местные климатические условия, а через них на режим рек, почвенно-растителный покров, а также на экзогенные процессы рельефообразования. И, наконец, воздух – необходимое условие жизни на Земле. Атмосферный воздух относится к категории неисчерпаемых ресурсов. Действительно, как физическое тело воздух практически неисчерпаем. Однако, изменения его состава в отдельных районах настолько сильны, что происходит качественное истощение, как бы «исчерпание» этого ресурса. Поэтому в природоохранительной практике воздух рассматривают как ресурс, о возобновлении которого (о поддержании благоприятного для органической жизни состава) необходимо постоянно заботиться.

Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят:

✓ пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли);

✓ туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров;

✓ газы вулканического происхождения;

✓ различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения и др.

Естественные источники загрязнения бывают либо распределенными, например выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные и степные пожары, извержение вулканов и т. п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Более устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале двадцатого века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а к началу двадцать первого века – практически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжёлых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе, радиоактивными, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами. С развитием промышленности, городов и транспорта появился новый источник поступления вещества в атмосферу – техногенное загрязнение, которое по мощности выбросов многими исследователями ставится в один ряд с современной вулканической деятельностью. Только в результате несоответствия технологии очистки и использования отходов современного производства его гигантским масштабам (производственные мощности удваиваются через каждые 14-15 лет) в атмосферу ежегодно выбрасывается 700 млн. т аэрозолей и газов, не считая твердых частиц размером более 10 мкм, которые оседают вблизи источников загрязнения.

Все антропогенные загрязнители делятся на материальные (пыль, шлаки, зола и т. д. ) и физические или энергетические (тепловая энергия, шум, вибрация, электрические и электромагнитные поля и т. д. ). Материальные загрязнители подразделяются на механические, химические и биологические.

К механическим загрязнителям относятся пыль и аэрозоли атмосферного воздуха, твердые частицы в воде и почве. Например, металлическая пыль, стружка, бытовые отходы и т. д. Они часто вызывают аллергические заболевания.

Химическими загрязнителями являются всевозможные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу и гидросферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой. Например; кислоты, щелочи, сернистый газ, эмульсии и т. д. В районах расположения химических предприятий имеют место заболевания бронхиальной астмой, аллергическими болезнями.

Биологические загрязнители – все виды организмов, появляющиеся при участии человека и наносящие ему вред (грибки, сине-зеленые водоросли, бактерии и т. п. ). Загрязнение питьевой воды бактериями вызывает желудочно-кишечные заболевания.

Энергетические загрязнители имеют физическую природу. К ним относятся все виды энергии, теряемой в виде отходов различных производств: тепловая, механическая, ионизирующие излучения, электромагнитные и звуковые волны и т. д. Шумовое загрязнение, например, приводит к гипертонической болезни, стрессовым состояниям.

Ежедневно с пищей и водой, а также через дыхательные пути в организм человека поступают микроколичества самых разнообразных соединений, необходимых для жизнедеятельности. Однако известно, что избыток какого-либо элемента вызывает определенное расстройство или заболевание. Разница между физиологической потребностью и тем количеством элемента, которое может вызвать патологию, как правило, очень невелико.

Основные загрязнители атмосферы – оксид углерода CO (1/3 вредных выбросов) и диоксид серы SO2 (1/8 вредных выбросов при среднем однопроцентном содержании серы в углях и нефти). Ниже всего концентрация CO у озонового слоя (озон O3 - активный окислитель) на высотах 9-17 километров, а также у земной поверхности, особенно на суше. В почве существует обильная микрофлора, которая живет за счет окисления CO (угарный газ). Чем выше его концентрация, тем обильнее развивается эта микрофлора. Угарный газ и продукты его фотохимических превращений в атмосфере очень токсичны. Попадая в организм, он вытесняет кислород из его соединений с гемоглобином. На степень отравления оказывают влияние концентрации угарного газа в воздухе и длительность воздействия его не человека. И не удивительно, что регулировщики движения на напряженных перекрестках время от времени заходят в будку, чтобы подышать кислородом из баллона.

Диоксид серы тоже очень ядовит, он раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательного тракта человека. Длительное вдыхание воздуха даже с малыми концентрациями SO2 ведет к хроническим бронхитам, эмфиземе, воспалению легких и другим заболеваниям. Воздух, содержащий 400-500 мг/м3 SO2, считается высокотоксичным. Диоксид серы ядовит и для растительности, особенно для хвойных и фруктовых деревьев. Даже каменные облицовочные породы нередко подвергаются разрушению под влиянием постоянного воздействия SO2. Во влажном воздухе он образует сернистую кислоту, которая затем окисляется в серную и выпадает на землю с дождями (кислотные дожди), вызывающими окисление вод внутренних водоемов и почв. При наличии в воздухе и почве металлической пыли или растворенных в воде металлов образуются соли серной кислоты, поражающие все живое. Особенно опасны соли свинца, ртути и кадмия. Свинец. Разница между его средними концентрациями, безвредными для людей, и теми, что вызывают симптомы отравления, самая маленькая среди тяжелых металлов. Первыми под удар попадает нервная и кровеносная системы. Особенно чувствительны к свинцовым отравлениям дети. В среднем в организме человека содержится 120 мг свинца. Внутри тела свинец распределяется по всем органам и тканям, но скелет играет наиболее важную роль в аккумулировании свинца.

Благодаря хозяйственной деятельности человека миграция свинца в окружающей среде, в частности в системе почва-вода-атмосфера-живое вещество, приобретает гигантские масштабы. До 90% от общего количества выброса свинца принадлежит к продуктам сгорания бензина с примесью свинцовых соединений. Появление значительных количеств рассеянного свинца в геосфере привело к повышению накопления этого металла в организмах растений, животных и человека.

Важнейший источник повышенного количества свинца в гидросфере – выпадение его из атмосферы. Городская пыль может содержать до 1% металла. Содержание свинца в дожде и снеге колеблется от 1,6 до 350мкг/л.

Ртуть может попадать в организм при вдыхании, с пищей и через кожу. Особенно токсичны органические соединения ртути, образующиеся в природе. В организме ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками, частично откладывается в печени, почках, селезенке, ткани мозга. Соединения ртути легко проникают в кровь через плаценту и в материнское молоко и поэтому особенно опасны для грудных детей. Из организма ртуть выделяется через почки, кишечник, потовые железы. При хронических отравлениях наблюдаются признаки поражения центральной нервной системы, эмоциональная неустойчивость, раздражительность, снижение работоспособности, нарушение сна, дрожание пальцев, снижение обоняния, головные боли. Характерный признак отравления – появление по краям десен каймы сине-черного цвета.

Новые химические вещества. Современное промышленное производство создает новые материалы, вырабатывает отходы нового типа, не существовавшие ранее в природе и во многом чуждые живым организмам по своей физико-химической структуре. К воздействию некоторых из них человеческий организм эволюционно не подготовлен. К ним относятся новые химические вещества, виды энергии, разнообразные физические излучения. Действие этих новых факторов на человека привело к возникновению неизвестных ранее генетических, токсикологических, аллергических, респираторных, эндокринных и других заболеваний.

В течение последних десятилетий получили широкое распространение в окружающей среде полихлорированные бифенилы/ПХБ/ и полибромированные бифенилы/ПББ/.

ПХБ губительно действует на печень, почки, селезенку, органы размножения. Степень токсичности этих веществ увеличивается по мере увеличения числа атомов хлора в молекуле ПХБ. У людей эти вещества уже в низких концентрациях вызывают потерю веса, высокую утомляемость, выпадение волос, боли в суставах. Токсические свойства и широкое распространение в природе ПХБ и ПББ вызывают серьезную озабоченность, тем более что ничего не известно об отдаленных последствиях действия этих веществ на людей.

В настоящее время население земного шара подвергается воздействию огромного и постоянно растущего числа химических веществ, с которыми ранее оно не сталкивалось. Очень многие из них обладают канцерогенной активностью. В большинстве случаев эти вещества способны влиять на наследственные признаки людей, приводить к росту числа наследственных заболеваний.

Канцерогенными свойствами обладают многие загрязняющие вещества: некоторые тяжелые металлы, газы. Наиболее распространенные из них - полициклические ароматические углеводороды /ПАУ/. Сейчас известно около 600 ПАУ. Наиболее распространенным и стойким в окружающей среде является бензопирен. Большое влияние уделяется контролю содержания бензопирена и других ПАУ в продуктах питания – главного источника поступления этих канцерогенных соединений в организм человека. Загрязнение урожая сельскохозяйственных культур – зерна, овощей, фруктов - вызвано поступлением в них бензопирена из воздуха, почвы и воды. Вероятность того, что зерно, овощи, мясо и рыба будут загрязнены, значительно увеличивается, если эти продукты произведены и выловлены в районе с повышенным загрязнением. Пищевые добавки и упаковочные материалы – это дополнительный источник загрязнения бензопиреном. Сушка, вяление, выпечка, жарение и копчение пищевых продуктов являются важным источником появления ПАУ в пищевом рационе. Практически любая термическая обработка пищи способствует образованию в ней бензопирена.

Техногенное влияние на атмосферу города Выксы

Выкса – город в Российской Федерации, Нижегородская область, расположен в 15 км от пристани Досчатое на реке Ока и в 28 км от железнодорожной станции Навашино, в 186 км к юго-западу от Нижнего Новгорода. Является районным центром. Население 62,2 тыс. человек (2001). Основан в 1767. Получил статус города в 1934. Возник как поселок в 60-х гг. 18 в. , когда в этих краях братьями Баташевыми была открыта железная руда. Вскоре Выкса стала центром металлургического района: вокруг нее были выстроены железоделательные заводы (в Велетьме, Сноведи, Досчатом, Виле, Вознесенском, Кулебаках), сооружены рудники-дудки. Для нужд производства была создана система огромных прудов площадью 280-585 га и глубиной до 9 м в бассейнах Железницы и Велетьмы (крупнейшие пруды — Запасный, Велетьминский и Вильский). Заводы выпускали оружие, листовое железо, гвозди, проволоку, литье, сортовое железо и трубы. В 90-х гг. девятнадцатого века для производственных нужд была сооружена узкоколейная железная дорога.

Основные промышленные предприятия: металлургический завод (производство труб, железнодорожных колес), предприятия «Дробмаш» и «Завод корпусов» (созданы в 1992 на базе машиностроительного завода, производившего дробильно-размольное оборудование). Производство стройматериалов: заводы легких металлоконструкций, железобетонных конструкций, крупнопанельного домостроения, ОАО «Теплоизол» (минераловатные плиты). В Выксунском районе находятся судостроительно-судоремонтный завод (поселок Шиморское), завод медицинского оборудования и леспромхоз (поселок Досчатое). В окрестностях Выксы обнаружены месторождения глины, песка, доломита, щебеночного материала, торфа.

Воздушная атмосфера является первоочередным приемником техногенных выбросов, которые являются токсичными для человека и растений. При длительном воздействии промышленных и автотранспортных выбросов всё большее значение для растительности приобретает вторичное загрязнение среды, идущее через почву, причём это отрицательное воздействие обладает кумулятивными свойствами и поэтому оказывается наиболее устойчивым. Среди приоритетных загрязнений города Выксы выделяются: взвешенные вещества, включающие сажу, цементную и песчаную пыль, двуокись азота и сернистый ангидрид. Гораздо меньше загрязнения идет от выбросов толуола, паров бензина и т. д. Т. е. , первыми тремя названными загрязнителями формируется основная геохимическая нагрузка на местную растительность города. Из всех промышленных предприятий города около 77 % валовых выбросов приходится на Выксунский металлургический завод, однако существенный вклад в пылевое загрязнение атмосферы вносят также заводы асфальтобетонный и ДРО Сталь. Значительный суммарный объем, загрязняющих веществ в атмосферу, приходящийся на небольшую площадь, приводит к концентрациям загрязнителей в воздушном бассейне города и ближайших пригородов, многократно превышающим предельно допустимые санитарные нормы.

Простейшие расчеты показывают, что при данной площади города (20 кв. км) для достижения средней ПДК загрязнителей воздушного бассейна суммарный годовой газопылевой выброс не должен превышать 5 тыс. т. , что в шесть с лишним раз меньше существующего. Между тем, климатические условия района исследований определяют в целом умеренный потенциал загрязнения атмосферы. Неблагоприятные для рассеивания примесей метеорологические условия данного района могут создать средний фон концентрации загрязняющих веществ, примерно в 1,5 раза превышающий концентрации, обусловленные минимальными суммарными выбросами. Для оценки локального геохимического воздействия на сосноволесные экосистемы территорий были проведены расчеты и схематичное картирование концентраций трех приоритетных загрязнителей. При расчетах использовались исходные данные по техногенным выбросам промышленных предприятий, а также метеорологические характеристики. Как показывают полученные картосхемы, участки ландшафтно-экологической съемки расположены по градиенту концентраций основных загрязнителей атмосферы.

По данным Выксунской городской санэпидемстанции, концентрация пыли в промышленной зоне достигает 6,5 ПДК, что соответствует расчетным цифрам в «очаге» рассеивания взвешенных веществ. Эпизодические измерения, проведенные передвижной лабораторией Верхне-Волжского ЦК ЗПС в 1981-1985гг. , выявили среднюю для промышленной зоны города Выксы концентрацию сернистого альдегида и двуокиси азота, что для растений составило соответственно 7-22 ПДК. В условиях высокого техногенного загрязнения атмосферы находятся 2 парка, расположенные с подветренной стороны от промышленной зоны. Судя по «очагу» загрязнения, расчетные данные по двуокиси азота достаточно близки к фактическим, между тем как по so2 они оказались значительно заниженными. В расчетах не учитывалось дополнительное поступление SO2 от котельных и печных труб. В целом, сернистого ангидрида выбрасывается в атмосферу города в 2 раза больше. Таким образом, расчетные и фактические данные на весьма высокий уровень техногенного загрязнения атмосферы города. Не только городские парки, но и практически весь лесопарковый пригородный район имеют среднегодовой уровень загрязнения, превышающий ПДК для растительности. Прежде всего, это касается взвешенных веществ, доминирующего по массе загрязнителя. В городском парке и лесопарке средняя концентрация пыли достигает 4-6 ПДК, что не может отрицательно не сказаться на состоянии древостоев сосны – одной из наиболее чувствительных пород к загрязнению атмосферы. Кроме органических и минеральных компонентов(силикатов, сульфатов, хлоридов) техногенная пыль содержит многие металлы, в том числе свинец, кадмий, железо, алюминий, никель, медь, чугун, хром, ванадий. При этом свинец и, в меньшей степени, кадмий, поступает не только от промышленных выбросов, но и от выхлопных газов, Легкая растительность играет исключительную роль в очищении воздуха от пыли. Лесные массивы поглощают до 70% пыли. Из древесных пород хвойные обладают максимальной поглощающей способностью, что и определяет необходимость сохранения хвойных лесных массивов в санитарных и рекреационных зонах индустриальных городов. Климатические условия территории от года к году барируют с многолетними наблюдениями, это зависит от глобального потепления климата + местные загрязнители атмосферы.

Вредные выбросы машиностроительных предприятий

Современное машиностроение г. Выксы развивается на базе крупных производственных объединений, включающих заготовительные и кузнечно-прессовые цехи, термической и механической обработки металлов, цехи покрытий и крупное литейное производство. В состав предприятий входят испытательные станции и вспомогательные подразделения. Наиболее крупными источниками пыле- и газовыделения в атмосферу в литейных цехах являются: вагранки, электродуговые и индукционные печи, участки выбивки и очистки литья. При выплавке одной тонны металла в открытых чугунолитейных вагранках выделяется 900-1200 метров кубических газа. При разбавлении газа воздухом, подсасываемым через завалочное окно вагранки, количество отходящих газов увеличивается в 1,5-3,5 раза. В закрытых чугунолитейных вагранках производительностью 5-10 т/ч на 1 тонну выплавленного чугуна выделяется 11-13 кг пыли, 190-200 кг оксида углерода, 0,4 кг диоксида серы, 0,7 кг углеводородов и др. В сточных водах, поступающих из системы газоочистки мартеновских печей, содержится до 80% частиц пыли. Расход воды на газоочистку составляет 0,3-0,8 л/м3. Средняя концентрация взвешенных твердых частиц в сточной воде составляет 3 г/л, максимальная до 17 г/л, на 93% они состоят из оксидов железа.

В литейных цехах есть существенные источники неорганических и органических выбросов в воздух вредных газов и пыли. Газопылевой поток содержит больше всего оксида углерода, диоксида углерода и серы, различные углеводороды и др. вещества, состав и количество которых зависит от состава шихты и ее загрязнений.

В литейных цехах вода используется для очистки газов, для охлаждения оборудования, гидрогенерации песка, грануляции шлаков, транспортировки отработанных смесей, красителей, при гидравлической и электрогидравлической очистке отливок. При этом происходит загрязнение сточных вод различными химическими соединениями(такими, как хлориды, сульфиды, соединения аммиака, аммония), а также взвешенными частицами, состоящими из чугуна, оксидов железа, известняка, доломита, графита, глинозема и других веществ. Производственные сточные воды литейных цехов (ЛСВ) подразделяются на условночистые (ПСВу) и загрязненные (ПСВг). Условночистые сточные воды - это воды, которыми охлаждается технологическое оборудование. Они направляются для охлаждения в заводские пруды, а затем после очистки от механических загрязнений и масел вновь возвращаются в производство. Естественная убыль из-за испарения незначительна и пополняется свежей водой. Отходами литейного производства являются шлаки, образующиеся при выплавке чугуна; шлам, образующийся при мокрой очистке газа. Шлаки после грануляции используются в строительстве, в производстве строительных материалов. Шлам, обезвоженный после газоочистки и подсушенный в специальной камере, возвращается в вагранку или применяется для других целей. Осадки сточных вод используются в качестве раскислительной лигатуры в металлургическом производстве, так как они содержат до 22% железа, до 6 % хрома, до 27% оксида кальция, до 17% магния, до 18% кремния, до5% никеля.

Около 90% выплавленной стали поступает на прокатку (колесопрокатный цех). Прокатка – это деформации металла, сдавливание его вращающимися валками. В прокатном производстве образуется меньше пыли и газа. Основными источниками загрязнения воздуха в прокатном производстве являются нагревательные печи, машины огневой зачистки и травительные агрегаты, а также станы горячей прокатки. Над ними образуются выбросы пыли, содержащие оксиды железа и другие металлы в зависимости от степени легирования стали и сплава выбрасываются из помещений. Эти выбросы поступают через аэрационный фонарь в атмосферу. Выбросы нагревательных печей содержат оксиды азота.

В воздухе, удаляемом из гальванических цехов, вредные вещества находятся в виде пыли, тонкодисперсного тумана, паров и газов. Наиболее интенсивно вредные вещества выделяются в процессах кислотного и щелочного травления. При нанесении гальванических покрытий (воронение, фосфатирование и т. д. ) образуются различные вредные вещества. Так, при фосфатировании изделий выделяется фтористый водород. Концентрация соляной, серной кислот, оксида хрома и оксида азота (4) в удаляемом от гальванических ванн воздухе колеблется в значительных пределах, что требует специальной очистки воздуха перед выбросом в атмосферу. При проведении подготовительных операций в гальванических цехах (механическая очистка, обезжиривание поверхностей) выделяются пыль, пары бензина, трихлорэтилена, туманы щелочей.

Цехи механической обработки. Механическая обработка металлов на станках сопровождается выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему выбрасываются из помещений. Значительное выделение пыли наблюдается при механической обработке древесины, стеклопластиков, графита и других неметаллических материалов. При механической обработке полимерных материалов одновременно с пылеобразованием могут выделяться пары химических веществ – фенол, формальдегид, стирол и др. (см. табл. 3).

Сварочные цехи. На участках сварки и резки металлов состав и масса выделяющихся вредных веществ зависит от вида и режимов технологического процесса, свойств применяемых сварочных и свариваемых материалов. Наибольшие выделения вредных веществ характерны для процесса ручной электродуговой сварки покрытыми электродами. При расходе 1 кг электродов в процессе ручной дуговой сварки стали образуется до 40 г пыли, 2 г фтористого водорода, 1,5 г оксидов углерода и азота. В процессе сварки чугуна – до 45 г пыли. При полуавтоматической и автоматической сварке общая масса выделившегося вещества меньше в 1,5-2 раза, а при сварке под флюсом в 4-5 раз.

Вредные выбросы предприятий черной металлургии

Выксунский металлургический завод в народном хозяйстве страны играет исключительно важную роль. В то же время все известные технологические процессы производства чугуна, стали, а также процессы, связанные с их последующим переделом, сопровождаются образованием большого количества отходов, в виде вредных газов и пыли, шлаков, сточных вод, содержащих различные химические компоненты, мусора и других выбросов, которые загрязняют атмосферу, воду и почву. Из всех пылегазовых выбросов из сталеплавительных агрегатов наибольшее количество приходится на мартеновские печи. На одну тонну осадки в печах при отоплении их природным газом образуется от 1000 до 4000 м3/ч газа. Химический состав газа зависит от вида применяемого топлива и технологии плавки. В нем содержатся оксид и диоксид углерода, оксиды азота и серы, кислород, водород, азот, водяной пар и другие вещества. Количество оксидов серы зависит от вида применяемого топлива и при отоплении коксодоменным газом может достигать 800 мг/м3. Кроме газообразных примесей, отходящий газ содержит значительное количество пыли. Мартеновская пыль состоит в основном из оксидов железа. Кроме того, в ней содержатся оксиды алюминия, марганца и других веществ, входящих в состав шихты. Оксиды железа придают газу коричневую окраску.

Одним из основных антропогенных источников загрязнения атмосферы является транспорт. Выксунский парк автомобилей насчитывает более 45 тыс. машин и быстро расширяется, выбрасывая ежегодно 5 тыс. тонн углеводородов 20 тыс. тонн оксида углерода.

Характер выделяемых вредных примесей зависит от типа двигателей, их мощности, режима работ, степени износа, условий эксплуатации и обслуживания. Основными вредными примесями, содержащимися в выхлопных газах автомобилей, являются оксид углерода, наиболее характерный для бензиновых двигателей, оксиды азота, различные углеводороды, включая и канцерогенный 3,4-бензапирен, альдегиды, диоксид серы. Бензиновые двигатели, кроме того, выделяют соединения свинца, хлора, брома, а дизельные – значительные количества сажи и частичек копоти.

При сгорании 1 кг горючего карбюраторный двигатель выбрасывает в воздух оксида углерода – 800 г, углеводородов – 90, оксидов азота – 20, альдегидов – 0,7, триоксида серы – 0,6, соединений свинца – 0,5, бензапирена – 0,001 г и др. Особенно опасны для окружающей среды соединения свинца, входящие в состав выхлопных газов автомобилей (соединения свинца широко используются в качестве антидетоационных добавок к бензину).

Влияние загрязнения атмосферы на другие компоненты природного комплекса города Выксы

Неблагоприятное влияние загрязнения атмосферы в первую очередь отражается на растительном покрове. Прямое его влияние проявляется в разъедании кислым газом тканей растений, в закупорке устьиц, нарушении газообмена и всех физиологических функций растительных организмов. В результате у растений снижается интенсивность фотосинтеза, устойчивость против засухи, низких температур и других неблагоприятных факторов. Все это приводит к нарушению формообразовательных процессов, угнетению роста, цветения и плодоношения растений. Косвенное влияние проявляется в изменении биотической среды фитоценозов, что также сказывается на росте и развитии растений. Степень загрязнения растительного покрова зависит от его видового состава. В наибольшей степени страдают от атмосферного загрязнения лишайники. Так при концентрации SO2 0,01-0,02 части на миллион большинство лишайников погибает, так как они способны в отличие от высших растений быстро накапливать вредные вещества вследствие медленного роста и обновления слоевищ. Наиболее восприимчивы к загрязнению из древесных лесообразующих пород хвойные, что связано с большей продолжительностью их жизни и круглогодичным воздействием загрязнителей на хвою.

Ухудшается и качество почв, что в свою очередь также неблагоприятно сказывается на растительности. Особенно следует отметить влияние SO3, который при взаимодействии с водой образует сильную минеральную кислоту (H2SO4). Наиболее значительные изменения происходят в лесных почвах, где в условиях большего содержания серной кислоты в осадках идет непрерывное подкисление почв, что вызывает изменение в направлении химических процессов, почва обедняется основаниями, в ней нарушается газовый режим и микробиологическая деятельность. Исследования показали, что число групп бактерий грибов в подстилке молодых еловых насаждений в районах, не подверженных сильному воздействию атмосферных загрязнителей, почти в 2 раза больше, чем в районах с таким воздействием.

Загрязнение атмосферы также ускоряет разрушение зданий и сооружений, что связано с действием абразивов (твердых частиц), а также коррозией. Отмечено, что в районах крупных комбинатов скорость коррозии железа, а также алюминиевых сплавов во много раз выше, чем в сельской местности.

Сильное влияние загрязнение воздуха оказывает на живые организмы, в первую очередь на человека. Живые организмы поражаются как непосредственно находящимися в атмосфере, так и косвенно, когда эти вещества попадают в организм со съедаемыми растениями. Неблагоприятные действия высоких концентраций вредных веществ в воздухе на людей проявляются в виде острых или хронических отравлений и различного рода заболеваний.

Контроль над состоянием атмосферы

Нормирование примесей атмосферы

Основной физической характеристикой примесей атмосферы является концентрация – масса (мг) вещества в единице объема (м3) воздуха при нормальных условиях. Концентрация примесей определяет физическое, химическое и другие виды воздействия веществ на человека и окружающую среду и служит основным параметром при нормировании содержания примесей в атмосфере.

ПДК – это максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного воздействия (включая отдаленные последствия).

Сухие пылеуловители

Классификация пылеулавливающего оборудования основана на принципиальных особенностях процесса отделения твердых частиц от газовой фазы, это:

- оборудование для улавливания пыли сухим способом, к которому относятся циклоны, пылеосадительные камеры, вихревые циклоны, жалюзийные и ротационные пылеуловители, электрофильтры, фильтры;

- оборудование для улавливания пыли мокрым способом, к которому относятся скрубберы Вентури, форсуночные скрубберы, пенные аппараты и др.

Для очистки воздуха, удаляемого вентиляционными аспирационными системами от твердых и жидких примесей, применяют пылеуловители пяти классов.

Электрофильтры

Электрическая очистка – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах.

Фильтры

Фильтры широко используют для тонкой очистки газовых выбросов от примесей.

Процесс фильтрования состоит в задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении через них дисперсных сред. Для этого часто применяют нетканый материал – волокнистый слой с хаотическим расположением волокон. Это войлоки, полученные на специальных иглопробивных машинах. Тонкость и эффективность очистки войлоков выше, чем у фильтрующих элементов из тканей, изготовленных из нитей того же диаметра.

Мокрые пылеуловители

Аппараты мокрой очистки газов имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей с dч>(0,3-1,0) мкм, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов. Однако мокрые пылеуловители обладают рядом недостатков, ограничивающих область их применения: образование в процессе очистки шлама, что требует специальных систем для его переработки; вынос влаги в атмосферу и образование отложений в отводящих газоходах при охлаждении газов до температуры точки росы; необходимость создания оборотных систем подачи воды в пылеуловитель.

Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность либо капель жидкости, либо пленки жидкости. Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции и броуновского движения.

Туманоуловители

Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры, принцип действия которых основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием сил тяжести. Осаждение капель жидкости происходит под действием всех ранее рассмотренных механизмов отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах.

Проделанная мною работа заставляет задуматься жителей нашего города о проблеме загрязнения атмосферного воздуха. Защита атмосферы от загрязнения важная задача для всех нас. Одним из основных направлений работы по охране чистоты воздуха является внедрение новых технологических процессов производства, переход на экологически-чистые виды топлива, установка фильтров на заводские трубы, пылегазоуловители на трассах. Средствам массовой печати информировать горожан о состоянии атмосферного воздуха по данным СЭС. Исходя из анализов загрязнителей, можно сделать вывод, что одной из причин распространения заболеваний населения: ОРЗ, злокачественная опухоль, бронхиальная астма, нервной системы, кожные, что связано неудовлетворительным состоянием воздуха города Выксы.

Город растет. Строится новый литейный прокатный комплекс, мост через Оку от Мурома. Это создаст еще большую техногенную нагрузку на атмосферу города. Поэтому именно сейчас необходимо учесть все экологические факторы в размещение производства и строительства объездной дороги в южном и восточном направлениях.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)