Раздел 2. ГОРОДСКИЕ ЭКОСИСТЕМЫ В ПРОМЫШЛЕННЫХ УЗЛАХ

Антропогенное загрязнение регионов России

Аннотация

В данном дипломном проекте рассмотрено влияние промышленности на городские экосистемы, в частности проблемы экологической обстановки города Орска. Дан подробный анализ количества валовых выбросов от предприятия ООО Строймонтаж и их влияние на окружающую природную среду. На основании проведенных исследований была составлена характеристика уровня загрязнения атмосферы, а также зависимость концентрации загрязняющих веществ от различных факторов.

В ходе проведенной работы, была дана гигиеническая оценка антропогенного загрязнения атмосферного воздуха промышленного города Орска. Рассмотрено влияние экологического воздействия на различные социальные факторы, такие как демографический показатель, заболеваемость населения, влияние факторов экологии на культурное наследие. А так же был дан сравнительный анализ данных по индексу загрязнения атмосферы на протяжении 5 последних лет, начиная с 2012 г.

На основании полученных данных разработана комплексная система мероприятий по защите воздушного бассейна промплощадки. А также современные методы контроля за состоянием атмосферного воздуха, которые позволяют искать рациональные подходы к технологическому процессу производства.

Объём – 61 стр., таблиц – 24, печатных источников – 30, электронных ресурсов – 21.

Атмосферный воздух – это жизненно важный компонент окружающей природной среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Загрязнение атмосферы – выброс (принесение) в атмосферу новых, иных нехарактерных для воздуха химических, физических, биологических веществ и изменение (повышение или понижение) их естественной концентрации [9—12].

Современное индустриальное производство оказывает значительное воздействие на природу в глобальных масштабах. Загрязнение природной среды промышленными выбросами негативно влияет на здоровье людей и на состояние окружающей среды. При этом огромными выбросами как твердых, так и газообразных загрязняющих веществ отличаются предприятия по производству цемента.

Проект нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) в атмосферу разработан в соответствии с Законами РФ от 21.02.1992 №2397—1, от 02.06.1993 №5076—1, Федеральным Законом «Об охране атмосферного воздуха» от 10.01.2002 №7-ФЗ в ред. Законов РФ от 27.12.2009, действующими нормативными и методическими документами в части охраны атмосферного воздуха, перечисленными ниже [1—7]:

– «Положение о нормативах выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и вредных физических воздействий на него». Утв. Постановлением Правительства Российской Федерации от 2 марта 2000 г. №183;

– ГОСТ 17.2.3.02—78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями»;

– «Рекомендации по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно-допустимых выбросов в атмосферу (ПДВ) для предприятия», М., 1989 г.;

– «Методика расчёта в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» ОНД-86, Л., 1987 г.;

– РД 52.04.52—85. «Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях», Л., 1987 г.;

– Пособие к СНиП 11-01-95 по разработке раздела проектной документации «Охрана окружающей среды», М., 2000 г.;

– Методическое пособие по расчёту, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, СПб, 2005 г.

Актуальность данного дипломного проекта заключается в том, что современное состояние атмосферы города Орска заставляет задуматься о его дальнейшем благополучии. Ведь в данных городе сосредоточено 60% всей промышленности Оренбуржья, таким образом, город Орск можно охарактеризовать как промышленный узел Оренбургской области. Здесь сосредоточены предприятия химической промышленности, металлургического производства, машиностроения, дробильно-сортировочного производства и др. [8,28]

Промышленное производство всегда сопровождается негативным воздействием на окружающую среду, как химическими веществами, так и физическим загрязнением (шумы, вибрации). Химическое загрязнение окружающей среды на протяжениимногих лет остается актуальным. Как известно, индекс загрязнения атмосферы Оренбуржья остается довольно высоким. Поэтому целью современной экологии является снижения уровня антропогенного воздействия промышленности. [18, 19, 13—16]

Целью данной работы является исследование зависимость уровня загрязнения атмосферы города Орска и всего региона от различных факторов. Увеличение объёмов производства не сказывается положительно на экологической обстановке. Поэтому проблема современности заключается в снижении негативного воздействия промышенности на экосферу.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

– рассмотреть городские и промышленные экосистемы;

– определить уровень воздействия загрязняющих веществ на атмосферу;

– исследовать воздействие экологической обстановки на различные объекты городских экосистем;

– предложить мероприятия по снижению негативного воздействия промышленности.

Предметом исследования является уровень выбросов вредных веществ предприятия, а объектом исследования – выбросы предприятия ООО «Строймонтаж». В работе представлены сведения о предприятии, дана оценка выбросов его вредных веществ в атмосферу Оренбуржья, приведены максимальные приземные концентрации от существующих источников выбросов, предложены нормативы ПДВ.

Идея работы заключается в том, чтобы при выборе направлений экологизации данного производства использовать системный подход, учитывающий, помимо последних достижений и тенденций развития производства, экологические проблемы региона.

Сделаны важные, практически применимые выводы по рассматриваемой проблеме, которые изложены в конце каждой из глав, а в обобщённом виде – в конце работы. Собрана обширная библиография, которая приведена в списке использованной литературы. Отдельно выделены научные труды преподавателя В. Ф. Куксанова, в которых непосредственно затрагивается рассматриваемая проблема.

ГЛАВА 1. ГОРОДСКИЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

1.1 Общие сведения

Степень загрязнения атмосферы зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, и от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.

Источники загрязнения атмосферы различаются по мощности выброса (мощные, крупные, мелкие), высоте выброса (низкие, средней высоты и высокие), температуре выходящих газов (нагретые и холодные). К мощным источникам загрязнения относятся производства типа металлургических и химических заводов, заводов строительных материалов, тепловые электростанции и др. К мелким источникам загрязнения – небольшие котельные и предприятия местной и пищевой промышленности, трубы печного отопления и т. п. Большое количество мелких источников может значительно загрязнять воздух. Под низкими источниками понимают такие, в которых выброс осуществляется ниже 50 м, под высокими – выброс выше 50 м. Нагретыми условно называют источники, у которых температура выбрасываемой газовоздушной смеси выше 50 °С; при более низкой температуре выбросы считаются холодными. [11,15,24]

В выбросах предприятий различных отраслей промышленности и транспорта содержится большое число различных вредных примесей. Почти из всех источников в атмосферу поступают диоксид серы (SO2), пыль, оксид углерода (CO), оксиды азота (NO, NO2). Много вредных веществ образуется при сжигании топлива. Только тепловые электростанции являются источником почти половины (45%) общего количества сернистых соединений, поступающих в воздушный бассейн. При сжигании топлива в атмосферу выбрасываются также в большом количестве оксид углерода, оксиды азота и несгоревшие твердые вещества в виде золы и сажи. В меньших количествах при сжигании как твердого, так и жидкого топлива могут выбрасываться хлористый натрий и магний, оксиды железа, ванадий, оксиды никеля и кальция, ртуть и ряд других веществ. При сжигании газообразного топлива в основном выбрасываются оксиды азота. При нарушении режима горения, т.е. при сжигании газа в условиях недостаточного количества воздуха или при охлаждении пламени горелки, в атмосферу выбрасываются углеводороды. При этом могут выделяться и ароматические углеводороды, часть которых относится к канцерогенным веществам. [9, 14—16,19,]

Значительное количество топлива сжигается автомобильным, железнодорожным, морским, речным и авиационным транспортом. Основными вредными примесями, содержащимися в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, являются: оксид углерода, оксиды азота, углеводороды (в том числе канцерогенные), альдегиды и другие вещества. При работе двигателей, использующих бензин, выбрасываются также свинец, хлор, бром, иногда фосфор, при работе дизельных двигателей – значительное количество сажи. Авиационные двигатели выбрасывают в атмосферу оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, углеводороды, оксиды серы и сажу.

Большой вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия черной металлургии. Выбросы предприятий этой отрасли составляют 10—15% общих выбросов промышленности в целом по стране. В выбросах предприятий черной металлургии содержатся пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероводород, фенол, сероуглерод, бенз (а) пирен и др. Наибольшее количество диоксида серы содержится в выбросах агломерационных фабрик, энергетических установок и предприятий по производству чугуна.

При производстве цветных металлов в атмосферу выбрасываются диоксид серы, оксид углерода и пыль, оксиды различных металлов (особенно, свинец, медь, никель). Производство алюминия электролизным методом сопровождается выбросами в атмосферу фтористых соединений и оксида углерода. [11,15,18]

От предприятий химической промышленности в атмосферу поступают разнообразные вредные вещества, главным образом в виде газов. При производстве серной кислоты с отходящими газами выбрасываются в атмосферу сернистые соединения, оксиды азота, соединения мышьяка и токсичная пыль. При производстве азотной кислоты – оксиды азота, аммиак и оксид углерода, при производстве хлора – хлор и соляная кислота, при производстве суперфосфата – фтористоводородная и кремнийфтористоводородная кислота, при производстве целлюлозы и бумаги – диоксид серы, дисульфид, сероводород, сероуглерод, хлор, формальдегид и меркаптаны, при производстве искусственного волокна – сероводород и сероуглерод.

Большое количество вредных веществ выбрасывается в атмосферу предприятиями нефтяной промышленности, в том числе оксиды серы и азота, оксид углерода, углеводороды, сероводород, меркаптаны и несгоревшие твердые частицы, содержащие бенз (а) пирен. Производство цемента связано с выбросами из печей обжига пыли и диоксида серы. [19,24,28]

Экосистема, или экологическая система – биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Это одно из основных понятий экологии.

Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии, фиксированная городскими растениями или солнечными батареями, расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источники энергии для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан расположены за его пределами. Это – месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции.

Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть которой человек использует для непосредственного употребления. Основную часть воды тратят на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на одного гражданина приходится до 1000 л в сутки.

Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии – она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т. д. В ней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней воды попадают в водные экосистемы. [10,18,19]

Растения, в составе городских экосистем растут в парках, садах, на газонах, их главное назначение – регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в неё при работе промышленных предприятий и транспорта. Растения имеют также большое эстетическое и декоративное значение.

Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка; млекопитающие: полевки, белки и представители других групп животных), но и особой группой городских животных – спутников человека. В её составе – птицы (воробьи, скворцы, голуби), грызуны (крысы и мыши), и насекомые (тараканы, клопы, моль). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, воробьи). Это санитары города. Разложение органических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы. [11—15]

Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен регулировать как потребление городом энергии и ресурсов – сырья для промышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности промышленности и транспорта. Наконец, он определяет и размеры этих экосистем, которые в развитых странах, а последние годы и в России, быстро «расползаются» за счет загородного коттеджного строительства. Районы низкоэтажной застройки уменьшают площадь лесов и сельскохозяйственных угодий, их «расползание» требует строительства новых шоссейных дорог, что уменьшает долю экосистем, способных производить продукты питания и осуществлять круговорот кислорода. [23—26]

ООО «Строймонтаж» расположено в северном промышленном районе города Орска и имеет одну промплощадку.

Расположение предприятия с указанием хозяйственных объектов, жилой зоны, авто- и железных дорог, природных объектов представлено на схеме «Расчётной санитарно-защитной зоны».

Климат местности расположения участков предприятия резко-континентальный.

Климатическая характеристика района расположения ООО «Строймонтаж» предоставлена Оренбургским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в письме №594-л от 17.08.2009 года. [8,28]

Температурный режим характеризуется следующими величинами: самый холодный месяц январь со средней месячной температурой -16,2 °С, самый теплый месяц июль со средней месячной температурой +21,5 °С. Среднегодовая температура 3,5 °С. (Таблица 1.1)

Таблица 1.1

Средняя месячная и годовая температура воздуха

По количеству выпадающих осадков рассматриваемая территория относится к зоне неустойчивого увлажнения, большей частью недостаточного. В год выпадает осадков около 306 мм. Наибольшее количество осадков приходится на август – 41 мм, а наименьшее на февраль -8 мм. (табл. 1.2)

Таблица 1.2

Среднее месячное и годовое количество осадков