авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ЦЕНТРА ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ (теория, методология,

-- [ Страница 2 ] --

Это позволило выявить ореолы рассеивания загрязнений и выделить зоны сильного, довольно сильного, среднего, слабого влияния и фоновую территорию.

На пробных площадях делались геоботанические описания растительности по общепринятой методике, копались почвенные шурфы и прикопки. Отбирались средние образцы почв, которые в дальнейшем были проанализированы в агрохимическом центре «Московский» и в ГЕАХИ им. В.Вернадского. Часть анализов и опытов проведена в ГУЗе. Обращалось также внимание на реакцию видов флоры на загрязнение, наличие негативных изменений и пр.

В городах с черной металлургией проведено обследование зеленых насаждений для выявления их реакции на техногенное загрязнение. В прибрежной зоне Рыбинского водохранилища сделаны описания водных и прибрежных растительных сообществ и визуальная оценка качества воды. Обобщены литературные данные по загрязнению Шекснинского плеса Рыбинского водохранилища.

При камеральной обработке применялись методы: системный, сравнительный, ретроспективный, обработка геоботанических описаний по экологическим шкалам, проводилось биотестирование техногенно загрязненных почв, выявлялись биоиндикаторы загрязнения оценивалось биоразнообразие. Выявлены основные факторы, вызвавшие изменение ОПС, а также компоненты экосистем, изменившиеся в неблагоприятную сторону. Виды высших и низших растений нами использованы как биоиндикаторы состояния ОПС.

Проведена оценка экологического эффекта от использования установки ТМО, разработанной с участием автора на состояние ОС в цехах прокатного производства.

Обобщены данные по истории развития черной металлургии и её влиянии на ОПС. Черная металлургия – одна из важнейших отраслей тяжелой индустрии, производящая чугун, сталь, ферросплавы и различный прокат. Она является основой средств производства, особенно машиностроения, с развитием которого связан технический прогресс. Для черной металлургии характерно сильно развитое производственное комбинирование. Современные крупные предприятия черной металлургии представляют собой металлурго-энерго-химкомбинаты. Предприятия с полным циклом дают 80 % чугуна и 70 % стали и проката. На производство 1 т чугуна расходуется 1,2…1,5 т угля, до 1,5 т железной руды, свыше 0,5 т флюсовых известняков и до 30 м воды. Предприятия с полным циклом тяготеют к источникам минерального сырья, топливным базам или к пунктам между ними (Череповец). Работа предприятий черной металлургии приводит к возникновению ряда экологических проблем (Осипов, 2001):

  1. Главная экологическая проблема – загрязнение атмосферы;
  2. Загрязнение водных ресурсов;
  3. Образование и накопление промышленных отходов;
  4. Нарушение земель карьерами, отвалами и пр.;
  5. Возникновение техногенных геохимических аномалий;
  6. Неблагоприятное влияние на почвы, растительность и животный мир;
  7. Неблагоприятное влияние на здоровье человека.

По стадиям металлургического цикла образуются газы, шламы, шлаки пыль. Особенно много пыли образуется при работе доменных, сталеплавильных, коксовых печей, агломерационных фабрик, заводов по обжигу извести. Значительное количество пыли образуется в прокатных цехах. Объем выбросов пыли зависит от применяемой технологии и оборудования. Пылевые выбросы являются важным источником эмиссии вредных веществ в ОС. Поступление и накопление пыли приводит к формированию техногенных геохимических аномалий.

Используемые на предприятиях черной металлургии руды (Янин, 2004) в своем составе содержат значительное количество ТМ, которые в дальнейшем обнаруживаются в ореолах рассеивания (табл. 3). Подсчеты показали, что на территории предприятий черной металлургии и угольной промышленности имеется более 12 млрд. м отвалов, вскрыши и хвостов обогащения, более 100 млн. т металлургических шлаков и более 140 млн. т пылей и пр. и ежегодно поступает 2 млрд. м (Вальдберг и др., 2002 и др). При производстве 1 т отливок в атмосферу выбрасывается 40…60 кг силикатной пыли, 200-300 кг СО, 1…2 кг оксидов азота и серы, 0,5…1,5 кг фенола, формальдегида и др., в водоемы поступает до 3 м сточных вод, в отвалы вывозится до 6 т отработанных формовочных смесей.

Таблица 3.

Химические элементы в пыли сталеплавильного завода, мг/кг (Янин, 2004)

Элемент Плавление ферросплавов Травление Вторичный переплав Прессование Плавление стали Кларк осадочных пород
Ti V Cr Mn Co Ni Cu Zn Ca Y Nb Mo Ag Sn W Pb Bi 600 300 2000 10000 1000 6000 500 10000 6 300 30 300 30 300 800 1000 300 2000 300 2000 3000 1000 3000 400 200 3 8 80 300 1 20 1000 300 100 400 1000 5000 5000 1000 10000 4000 600 20 - 100 300 10 10 800 1000 - 800 300 3000 4000 1000 6000 2000 1500 5 8 30 300 10 800 500 - 400 150 1500 8000 1000 4000 300 15 6 - 300 0,1 - 200 150 - 4500 130 100 670 20 95 57 80 30 30 20 2 0,1 10 2 20 0,01

При производстве черных металлов в атмосферу выбрасывается много газов (SO2, NO2, NO и др.), вызывающих вместе с СО2 парниковый эффект и выпадение кислых осадков. Но к подкислению почв, в отличие от цветной металлургии, это не приводит, так как с пылевыми выбросами в почвы поступают карбонаты кальция и магния, нейтрализующие кислотность и подщелачивающие почву. Многие города с черной металлургией входят в список городов с наиболее загрязненным атмосферным воздухом.

Мировая общественность обеспокоена состоянием окружающей среды городов. На 11-й сессии Межгосударственного Экологического совета (МЭС) приняты решения по проектам: «Конвенция об экологической безопасности», «Межгосударственная научно-техническая программа создания и развития системы экологического мониторинга территории государств – участников СНГ», «Программа создания межгосударственной экологической информационной системы», «Концепция экологического образования для государств – участников СНГ» и др. Продолжается работа по проекту «Сохранение биоразнообразия России».

В выбросах и сбросах от черной металлургии преобладает загрязнение веществами 2 класса опасности. К 1 наиболее опасному классу относятся: As, Cd, Hg, Se, Zn, F, бенз(а)пирен; ко 2 классу опасности относятся: B, Co, Ni, Cu, Mb, Sb, Cr; к 3 классу опасности относятся: Ba, V, Vr, Mn, Sr. Из 1 класса опасности в зоне влияния черной металлургии накапливается в экосистемах цинк. Сфера влияния металлургического производства на ОПС обычно имеет форму овала, вытянутого в направлении господствующих ветров. В сфере влияния выделяются зоны, характеризующие разную степень техногенной трансформации экосистем и ландшафтов (табл. 4). Выбрасываемая комбинатами черной металлургии пыль привела к образованию техногенных аномалий. Размер их зависит от объема техногенных выбросов и от длительности (лет) работы предприятий. Например, в выбрасываемой комбинатом «Северсталь» пыль преобладают соединения кальция, магния, железа, цинка, никеля (оксиды, сульфаты, карбонаты). Поэтому осаждение этой пыли формирует техногенную аномалию щелочного типа. Загрязнения аккумулируются в основном в верхнем горизонте почвы, и в некоторых случаях на поверхности почвы формируется техногенный горизонт.

Таблица 4.

Зоны техногенной трансформации экосистем в сфере влияния металлургического комбината в лесной зоне

Зона Техногенного воздействия Расположение Трансформация экосистем и их компонентов и причины этого
1.Сильного и довольно сильного загрязнения На расстоянии 0,5–2–5 км от комбината Высокий уровень загрязнения. Трансформация экосистем, уменьшение охвоения и олиственности, снижение годичных приростов и усыхание отдельных ветвей и деревьев. Обеднение видового состав трав.
2.Среднего загрязнения На расстоянии 5…15 км от комбината У хвойных пород наблюдается хлороз и некроз хвои, уменьшение охвоения, изреживание кроны. Смена видового состава напочвенного покрова и изменение рН почв, накопление в почве и растениях ТМ.
3. Слабого загрязнения На расстоянии 15…55 км от комбината Наблюдается периодическое повышение содержания в воздухе пыли и газов, содержащих оксиды азота и серы. Происходит медленная деградация экосистем.
4. Зона с фоновыми концентрациями веществ Далее 55 км от комбината Экосистемы находятся в экологическом равновесии.

Так, вблизи агломерационной фабрики Ново-Липецкого металлургического комбината сформировалась техногенная пустыня, так как черноземы имеют непромывной водный режим, что обусловило формирование на поверхности из пыли техногенного горизонта с высокими концентрациями ЗВ. В этом горизонте семена растений не прорастают, что подтверждено нами методами биотестирования токсичности техногенно загрязненных почв.

Планом основных мероприятий и мониторинга деятельности Совета Федерации Федерального Собрания Российской Федерации 28 января 2005 года была проведена Международная конференция «Проблемы гармонизации российского законодательства с нормами международного права при разработке технических регламентов». Среди основных проблем на конференции была рассмотрена «концепция наилучшей существующей технологии», как доказательная база выполнения обязательных требований технических регламентов. Она согласуется с Федеральным законом «О техническом регулировании», ФЗ «Об охране окружающей среды» и экологической доктриной Российской Федерации. В них даются установки на внедрение технологий, снижающих негативное воздействие на ОС, что полностью корреспондируется с международным понятием ВАТ (Best Available Technique) – наилучшая существующая технология, впервые введенным в Директиве Совета Европейского Союза 96/61/ЕС от 24 сентября 1996 года. – «О комплексном предотвращении и контроле загрязнений», сокращенно называемой IPPC – директивой

Оценка ВАТ должна осуществляться с использованием как экономических, так и экологических критериев. Развитие производства и внедрение новых технологий отражено в статистических данных (Осн. Показатели…, 2004), по которым в общем количестве ЗВ на выбросы от черной металлургии приходится 13,7% при общей доли продукции 9,8 %. На предприятиях внедряются природоохранные мероприятия, но пока еще около 30 % выбросов поступает в ОС.

Для комбината «Северсталь» характерен полный цикл металлургического производства, за сутки выплавляется 19000 т чугуна, 24000 т стали, производится 20000 т проката. На производство черных металлов тратится 7 млн м воды – для охлаждения оборудования и технологических нужд. В Череповце действует самая мощная доменная печь «Северянка», объемом 5500 м.

В воздушную среду г. Череповца поступает значительное количество диоксида серы, оксидов азота, угарного газа (СО). Концентрация сероуглерода и формальдегида составляет 2 и 4 ПДК, пыли, фенолов, диоксида азота по 1 и 3 ПДК. В наибольшей степени загрязнена северо-западная часть города, где находится «Северсталь» и другие заводы. На данной территории концентрация оксидов азота достигает 6,3 ПДК, фенола 3 ПДК, сероводорода 4,6 ПДК, пыли - -4 ПДК, аммиака 3,1 ПДК, СО –2,2 ПДК.

В настоящее время продолжается загрязнение ОС, хотя его темпы в связи с внедрением природоохранных мероприятий снизились. Но все же уровень загрязнения воздушной среды остается очень высоким. На почвы наиболее неблагоприятное воздействие оказывает накопление карбонатов кальция и магния и ТМ, а для вегетирующих растений особенно вредны газообразные выбросы. Виды растений в разной степени накапливают в своих тканях ТМ, что связано с их наследственностью (Мишкевич, 1988), ТМ в тканях накапливаются в разных соотношениях, обращает внимание способность рудеральных растений накапливать цинк (табл.5).

Таблица 5.

Соотношение аккумуляции растениями ТМ (по: Мишкевич, 1988)

Вид растения Соотношение: Cu-Zn-Cd-Pb
Брусника Хвощ полевой Бодяк полевой Мать-мачеха Лапчатка гусиная Щучка дернистая Мятлик обыкновенный 1065 – 205 – 1 – 9 57 – 217 – 1 – 0 1447 – 140 – 1 – 0 1021 – 73 – 1 – 0 38 – 133 – 1 – 0 28 – 142 – 1 – 12 45 – 105 – 1 – 0

К основным параметрическим изменениям у растений относятся: изменение размеров органов (чаще – уменьшение размера листьев и годичного прироста); появления различных деформаций стеблей, листьев, цветов и плодов: изменение направления роста; общее снижение продуктивности; изменение окраски листьев в результате хлороза, некроза и других причин; раннее пожелтение и опадение листьев; сдвиг в ту или иную сторону фаз развития. Наиболее заметно эти изменения проявляются в зонах сильного и довольно сильного влияния.

По проведенному обследованию выяснено, что наиболее неблагоприятно влияние техногенных выбросов сказывается на клене американском, яблонях и других плодовых деревьях. Их облиственность около 50% от нормальной, листья в 1,5…2 раза мельче. Так, вблизи Косогорского металлургического комбината (северная лесостепь, Тульская область) листья клена начали желтеть уже в середине августа. У яблони неправильно формируется крона (ветви перекручены), наблюдается вторичное цветение и аномалии в развитии плодов (фото 1). У местных пород общий облик удовлетворительный, но влияние техногенного загрязнения здесь проявляется в низких приростах деревьев и кустарников в высоту и по диаметру, ветви растут почти горизонтально, поэтому получаются очень компактные, низкие, с густой кроной и мелкими листьями деревца, листья мелкие и густо покрыты пылью, на них имеются участки некроза. К факторам, способствующим удержанию ТМ почвой, относятся ионный обмен и необменное поглощение ионов металлов глинистыми, железистыми минералами и гуминовыми веществами. Основной вклад в связывание почвой ТМ вносят тонкие гранулометрические фракции почвы.

Фото 1. Нарушения формирования кроны, аномальное развитие плодов и вторичное цветение яблони.

На легких почвах наибольший вклад в общее содержание ТМ приходится на крупнопылеватую фракцию. Крупная пыль (0,005…0,05 мм) обладает слабой способностью к агрегированию, легко может перемещаться под воздействием ветра. Так как ТМ, особенно кадмий и цинк, в составе крупных гранулометрических фракций представлены соединениями, непрочно связанными с почвенными частицами, то существует опасность их воздушной и водной миграции и биологического поглощения, особенно, на зандровых равнинах. Это, в частности, подтверждается высоким содержанием цинка в донных отложениях Шекснинского плеса Рыбинского водохранилища.

Техногенные выбросы «Северстали» формируют зону загрязнения щелочного типа (табл. 6).

Таблица 6.

Изменение почв в зоне влияния комбината «Северсталь»

рН Валовое содержание железа в верхнем слое почвы, %
Фоновое значение На расстоянии 2 км от комбината Фоновое значение На расстоянии 2 км от комбината
6,1…6,2 7,3…7,5 (1995 год) 7,5…7,7 (2006 год) 3…4 10…13 (1995) 13…15 (2006 год)


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.