трусы женские хлопок купить
Grāmatas ārsti
Головна → 
Екологічні дисципліни → 
Експертиза, аудит, сертифікація → 
« Попередня Наступна »

10.7.Тіпи та сфери впливу чорної металургії на природне середовище

Екологічні особливості технологій чорної металургії. Чорна металургія характеризується високими землеемкости, водоємністю, енергоємністю і є однією з найбільш забруднюючих природне середовище галузей промисловості. Основний техногенний потік в природне середовище за масою - це шлаки і шлами, а також викиди в атмосферу і скидання у водойми. Щорічно на металургійних заводах утворюються десятки мільйонів тонн шлаків і шламів. Площі шлаковідвали порівняти з площею, займаної металургійними переділами. Сучасний великий металургійний завод повного циклу займає територію 20-30 км2, включаючи основні і допоміжні виробництва, під'їзні шляхи, шлаковідвали, золошламонакопітелі та інші споруди. Одним з реальних шляхів зниження землеемкости галузі є скорочення площ, відведених під шлаковідвали.
Металургійний завод повного циклу потужністю 1 млн т сталі на рік, що включає основні виробництва - доменне, мартенівське (конверторне або електросталеплавильне), коксохімічне, агломераційне, прокатне і ТЕЦ, щодоби постачає в природне середовище 200-300 т золи і 500 т шлаків в золошлаковідвалами і 280 т шламів у шламонакопичувачі, скидає в річки та водойми 3000 м3 теплих очищених вод; викидає в атмосферу 50 т пилу, 10 т окислів азоту і від 10 до 100 т сірчистого ангідриду. У порівнянні з викидами в атмосферу, потік техногенних речовин у воду на так званий «рельєф» більш значний (рис. 14). Проте саме забруднення атмосфери являє собою провідну екологічну проблему галузі.

Чорна металургія - водоємна галузь. Маючи високий рівень оборотного використання води, заводи чорної металургії є потужними джерелами стічних вод. В даний час питома обсяг стічних вод становить 11,3 м3 на 1 т сталі. На 1 млн т сталі на рік потужності металургійний завод щодоби скидає у водойми в середньому 18 000 м3 стічних вод. Навіть після очисних споруд стічні води характеризуються значним перевищенням санітарних показників.
Розглянемо насамперед екологічно значимі характеристики стоків. У водойми надходять теплі води з перевищенням природної температури в зимовий час в місцях скидання на 15-20 ° (до 25 °). Влітку «ножиці» температур зазвичай менше. Як наслідок, створюються екологічні умови, аналогічні ставка-охолоджувача теплоелектростанцій, де перебудова водних систем досягає рівня природної зони. Стоки характеризуються високим вмістом зважених речовин, в середньому на порядок перевищує фонові параметри. У місцях скидання стічних вод значення рН досягають 8-9, причому стоки ряду виробництв являють собою сильнотоксичні лугу (рН12-13). Екологічно несприятливі високі концентрації ефірорастворімих речовин (перевищення ГДК досягає двох порядків), фенолів і роданидов. Цікаво відзначити, що вміст рухомого (двовалентного) заліза в стічних водах знаходиться майже в межах норми, що, ймовірно, пов'язано з несприятливими умовами міграції заліза.
Найбільш небезпечні для природи залпові скиди стічних вод, які пов'язані з недообліком зливових опадів, здатних викликати переповнення очисних споруд, шламонакопичувачів. Інше джерело залпових скидів - промливневой каналізація, стічні води якої на ряді заводів безпосередньо надходять в гідромережа.
Центри чорної металургії виділяються високим рівнем забруднення повітряного басейну. Великий металургійний завод щодоби викидає сотні тонн пилу, сірчистого ангідриду, окислів азоту, окису вуглецю (див. рис. 14). До менш масовим, але більш токсичним відносяться викиди хлору, фтору, миш'яку, фенолів, різних канцерогенних речовин, проте концентрації цих речовин перевищують гранично допустимі, як правило, тільки на проммайданчику. Викиди марганцю, міді, нікелю, цинку, хрому, свинцю порівняно невеликі. Незважаючи на це, рівень забруднення важкими металами на заводах, що виробляють леговані сталі, зростаємо, наближаючись до кольорової металургії.
Викиди в атмосферу підрозділяються на організовані і неорганізовані. Організовані викиди в атмосферу здійснюються через труби і аспіраційні установки. Неорганізовані викиди - викиди, що не потрапили в систему пило-газоуловлювання і виділяються допоміжними технологічними переділами (ділянками подрібнення, транспортування, складування матеріалів і технологічними прорізами агрегатів).
Організовані викиди відносяться до гарячих (t ° - 150-200 ° С) і надходять в атмосферу з труб від 100 до 250 м. Пилові викиди домінують над газоподібними сполуками сірки та азоту в співвідношенні 3:1 . Дисперсний склад пилу визначається виробництвом. Пил коксохімічного, доменного і прокатного виробництв крупнодисперсная і осідає поблизу від джерела впливу. Мартенівське і електросталеплавильне виробництва постачають в атмосферу дрібнодисперсні викиди, що поширюються на десятки кілометрів, частки дрібно-і крупнодисперсних частинок у викидах агломераційних і конверторних виробництв рівні, тому їх вплив здійснюється як поблизу виробництва, так і на видаленні від нього.
Неорганізовані викиди полідісперсни і політемпературни. Вони надходять в атмосферу з невеликої висоти, слабо розсіюються. Неорганізовані викиди «відповідальні» за забруднення атмосфери поблизу металургійних переділів. Великий металургійний комбінат повного циклу потужністю 6-7 млн ??т сталі на рік, з двомастами високими і низькими трубами має десятки джерел неорганізованих викидів в атмосферу. Ці викиди в силу їх 50-100-кратного розведення повітрям не можуть бути піддані очищенню. Скоротити неорганізовані викиди можна тільки шляхом вдосконалення технологій.
Хімічний склад пилу і газів у чорній металургії наступний: пил на 50-70% складається з заліза та його сполук, на 1-20% із з'єднань кальцію і магнію, містить алюміній, калій, титан і вигляді оксидів, сульфідів, карбонатів, фосфатів і силікатів. Мікроелементів у викидах небагато. Так, пил агломераційного, мартенівського та доменного цехів лише на 0,3-0,9% складається з окислів марганцю, а викиди мартенівського цеху містять до 0,6% Сг2О3 і до 2% ZnО, частка інших мікроелементів значно нижче.
Таким чином, тип впливу чорної металургії на при рідне середовище визначається структурою викидів: газоподібних, пилових, що сприяють подщелачиванию грунтів та природних вод. При переважанні пилових викидів виділяють лужний тип і кислий, за провідної ролі газоподібних викидів - ній тральний. Для лужного типу впливів характерні високі значення рН грунтів і вод, підвищений вміст в них заліза і кальцію. До кислого типу впливу відносяться заводи, що переробляють сировину з високим вмістом сірки. В цілому чорної металургії притаманний лужної тип впливу з переважанням макроелементів в техногенних потоках. Сфера впливу металургійних виробництв обмежується територіями з інтенсивним надходженням техногенних викидів у природне середовище. Інтегральний показник інтенсивності віз дії - надходження викидів в одиницю часу на єднає площі, найчастіше він розраховується т/км2 на рік. При виявленні сфери впливу використовують біотестування, біологічну індикацію, прийоми ландшафтної індикації забруднення природному середовища.
Обмеження сфери впливу виробляють по одному або декільком елементам ландшафту, наприклад, сніжному покриву, по чвам, торфу, мохам і лишайникам, епіфітна рослинності і т.д Біологічні індикатори впливу працюють навіть при низькому його інтенсивності , основні вимоги до них - здатність відображати (фіксувати) вплив і зберігати в «пам'яті» з мінімальною трансформацією в часі, тобто акумулювати в собі техногенну інформацію. Ландшафтна індикація забруднення природного середовища в порівнянні з біотестуванням і компонентної індикацією більш складний вид досліджень, так як вимагає не тільки виявлення компонентів індикаторів впливу, а й пошуків показників нарушенности зв'язку в ландшафтах. Суть її полягає в тому, що станом ландшафту та його морфоструктури встановлюють рівень забруднення, при цьому можливі і зворотні побудови.
Структура сфери техногенного впливу (кількість, вираженість, геометрія зон) залежить від сумісності техногенних і природних потоків речовин, від величини і токсичності техногенних потоків, тривалості впливу і стійкості ландшафтів до даного типу техногенеза. У межах сфери виділяють зони ареали дії певного каналу впливу рухомого компонента і ареали перетвореного компонента або елемента ландшафту. Для сфери впливу металургійних центрів з перевагою повітряного каналу зв'язку характерні повні і не повні. До перших відносять сфери, які з трьох зон: геоматіческого, біотичного і геохімічного впливу. У неповних сферах найчастіше представлені одна або дві останні зони (рис. 15).

Зона геохімічного впливу металургійних виробництв може становити кілька тисяч квадратних кілометрів; інтенсивні надходження викидів викликають перевищення фонових концентрацій в компонентах і елементах ландшафтів (повітрі, воді, снігу, чве, торфі і т.д.).
Зона біотичного впливу виділяється при фіксуванні змін до біотичних елементах ландшафтів, викликаних геохимическим впливом, це насамперед зменшення видового різноманіття в ярусах рослинності, грунтової фауні і т.д. Так як порушення або випадання елементів біоти пов'язано з накопиченням інгредієнтів викидів в грунтах, то проводять діагностування стану грунтів, в першу чергу зміна їх хімічного складу. Усередині зони по нарушенности елементів біоти можливі виділення подзон, наприклад підзони поразки епіфітна рослинності мохів та лишайників, підзони гноблення деревостанів і т.д.
Зона геоматіческого впливу (інтенсивного надходження викидів протягом тривалого часу і внаслідок цього структурної перебудови ландшафтів). Геохімічні дії і порушення біоти ландшафтів викликають зміну їх літогенної основи (геома), тобто практично відбувається їх трансформація і формування «техногеом», в яких повністю відсутні біотичні компоненти.
Надходження викидів в сферу впливу простежимо на прикладі Череповецкого металургійного комбінату. Сфера впливу Череповецкого комбінату являє собою еліпс, витягнутий з південного заходу мул північний схід, максимальне осадження пилу - 30 мг/м3 на рік, що перевершує фонове значення в 3-4 порядку, спостерігалося безпосередньо на території заводу, тут осідає 25-30% викидів пилу, 50% осідає в радіусі 7 км. На північний захід від заводу надходження пилу зменшується в 2 рази через 0,5 км, а на північний схід через 1 км, досягаючи на відстані 50-55 км фонових значень (рис. 16).

Часовий аналіз сфери впливу такий: після початку експлуатації заводу (потужність 1 - 1,5 млн т чавуну на рік) середній радіус впливу протягом п'яти років не перевищував 10 км. Збільшення виробництва до 3 млн т на рік розширило сферу впливу до 20-25 км, подальше нарощування потужностей до 5,5 млн т на рік збільшило радіус впливу до 40-45 км.
У сфері впливу площею 8000 км2 виділяються:
  • зовнішня зона - зона геохімічних порушень, площею близько 7000км2 в радіусі від 15 до 50 км, де надходження пилу 35110 т / км2 в рік викликає підвищення вмісту викидів і грунтах і рослинах, спостерігаються періодично високі концентрації в повітрі пилу, оксидів азоту і сірки, бенз (а) пірену,
  • середня зона - зона локальних ушкоджень площею 6000 км2 , радіус 5-15 км, надходження пилу 35-110 т/км2 на рік викликає підвищення вмісту викидів в грунтах і рослинах, концентрації в повітрі пилу, оксидів азоту і сірки, бенз (а) пірену;
  • внутрішня зона, яка безпосередньо примикає до виробництва, зона трансформації ландшафтів, в якій багаторічний високий рівень забруднення привів до техногенної трансформації грунтів, значення рН підвищилося на дві-три одиниці. Високий рівень забруднення повітря, води, грунтів, накопичення токсичних речовин у рослинах становлять небезпеку для біоти ландшафтів і людини.

Розміри санітарно-захисних зон (від 1000 до 5000 м) не порівнянні з розмірами сфери впливу металургійного центру, тому за межами санітарно-захисної зони пропонується створювати ну санітарного розриву, яка повинна досягати 20-25 км .
Нова технологія отримання сталі методом прямого відновлення заліза є більш екологічною, оскільки вона позбавлена ??таких великих забруднювачів, як коксохімічне і доменне виробництво, екологічність цієї технології розглядається в наступному розділі.
Електрометалургія в порівнянні з традиційними металургійними технологіями менш екологічно небезпечне виробництво. Електрометалургійний комбінат являє собою екологічесческі чисте виробництво, так як його технологічна схема виключає великі джерела забруднення - агломераційне, доменне, до геохимическое виробництва. Застосування непилящіх гідротранспорту, переклад енергетичного господарства на газ також помітно знижують викиди в атмосферу.
Порівняння електрометалургії з традиційною технологією в чорній металургії на користь електрометалургії, так як відбувається:
  • зниження питомих викидів пилу в 2-4 рази, сірчистого газу в 18-60 раз, окису вуглецю в 3,5-4,5 рази;
  • зниження токсичності повітряних викидів в 300 раз за рахунок відсутності в технологічній схемі коксохімічного виробництва, що викидає в атмосферу фенол, бензол, ціанисті сполуки;
  • виняток неорганізованих викидів в атмосферу.

У силу цього розміри санітарно-захисної зони електрометалургійного виробництва малі (радіус 2 км).
Реальну екологічність технології електрометалургії оцінимо за результатами В. Н. Калуцкова, що вивчав в 1992 р. вплив Оскольського електрометалургійного комбінату на ландшафти лісостепу.
Найбільш характерні елементи-забруднювачі електрометалургійного виробництва - залізо, кальцій, кремній і магній. У межах санітарно-захисної зони рослини та грунту накопичують інгредієнти викидів комбінату. Рівень забруднення рослин важкими металами поки відносно невисокий, максимальні концентрації цинку, міді і нікелю в середньому в два рази вище фону.
У зелених мхах зміст 11 елементів перевищує фонові значення, в хвої сосни фон перевищений для семи елементів, в нагрунтових лишайниках - для п'яти. Пошкодження лісовою рослинністю відбувається також і за межами санітарно-захисної зони, підвищується кислотність атмосферних випадінь.
Невисокий обсяг викидів, в десятки разів менший, ніж на звичайному металургійному заводі, обумовив і невисокий в цілому рівень забруднення. Випадання пилу в радіусі 3 км за все в два-три рази перевищує фонове значення, в снігових водах в два-три рази підвищений вміст заліза, в три-чотири разу - кальцію. Для металургійних виробництв традиційної технології характерне підвищення рН. Така ж картина спостерігається при фонових нейтральних значеннях рН в радіусі 6 км, реакція снігових вод стає слабо лужний. Середній радіус впливу не перевищує 6-10 км.
 « Попередня  Наступна »
 = Перейти до змісту підручника =

енциклопедія  Баранина  по-мисливськи  Котлети  сардина