Влияние предприятий черной металлургии на окружащую среду

 

 

 

 

Введение

 

К середине 20 века и, особенно в последние десятилетия в  результате быстрого развития промышленности, транспорта, энергетики резко усилилась  антропогенная нагрузка на природу; стала очевидной опасность истощения естественных ресурсов, необратимого загрязнения и изменения окружающей среды.

Статистические данные свидетельствуют о том, что на планете ежегодно сжигается около 1 млрд. тонн условного топлива, выбрасывается  в атмосферу десятки млн. тонн окислов азота и серы (часть из них возвращается в виде кислотных дождей), более 400 млн. тонн золы, сажи и пыли. Загрязнение атмосферного воздуха, пресной воды, плодородной почвы приняло глобальный характер. При этом масштабы загрязнений столь велики, что естественные способности биосферы к нейтрализации вредных веществ и самоочищению практически исчерпаны.

В России источником интенсивного загрязнения окружающей среды являются, в ряду прочих, предприятия металлургической отрасли.

Крупнейшие металлургические заводы России - это, как правило, градообразующие предприятия. При этом металлургические предприятия из-за своего устаревшего оборудования являются главными источниками загрязнения.

Особенностью отечественного металлургического производства является негативное воздействие на все составляющие окружающей среды. Это загрязнение почв по причине массового складирования отходов, сброс недостаточно обработанных производственных вод в естественные водоемы, а также выбросы в атмосферу большого количества вредных веществ.

Сложившаяся ситуация требует  поиска новых путей и подходов к решению экологических проблем, связанных с промышленным производством. Очевидно, что это должен быть целый  комплекс организационных и технических  мероприятий, направленных на предотвращение или существенное снижение неблагоприятного воздействия производственной деятельности на окружающую среду и, как следствие, на здоровье человека.

Тем не менее, российские металлурги в силу своих возможностей начали предпринимать меры для охраны природы, сокращения вредных выбросов в атмосферу и водоемы. Для улучшения экологии металлургическим комбинатам, прежде всего, необходимо провести техническую реконструкцию производства, заменить устаревшее оборудование, построить новые очистные сооружения.

Целью данной  работы - изучение влияния предприятий черной металлургии на окружающую среду. Для достижения цели данной работы были поставлены следующие задачи:

1. Изучить топливно-сырьевые базы черной металлургии и классифицировать типы металлургических предприятий.
2. Изучить  воздействие предприятий черной металлургии на окружающую среду и рассмотреть путеи решения экологических проблем.
3. Проанализировать комплекс мероприятий по защите окружающей среды на примере конкретных предприятий.

 

 

1. Топливно-сырьевая база черной металлургии и типы металлургических предприятий

1.1 Топливно-сырьевая база черной металлургии

 

Сырье характеризуется относительно большим содержанием полезного компонента - от 17% в сидеритовых до 53-55% в магнетитовых железняках.

На долю богатых руд  приходится почти пятая часть промышленных запасов, которые используются для обогащения; разнообразие сырья в видовом отношении (магнетитовые, сульфидное, окисленное и др.), что дает возможность использовать разнообразную технологию и получать металл с самыми различными свойствами; различные условия добычи (как шахтная, так и открытая, на долю которой приходится до 80% всего добываемого в черной металлургии сырья); использование руд, сложных по своему составу (фосфористые, ванадиевые, титаномагнетитовые, хромистые и др.).

При этом более 3/5 составляют магнетитовые, что облегчает возможность  обогащения.

Произошли структурные  сдвиги в производстве стали. В настоящее  время основной способ выплавки стали - мартеновский. На долю кислородно-конвертерного  и электросталеплавильного способов приходится только около 1/2 общего объема производства.

Изменения в черной металлургии  обусловлены ростом производства металлических  порошков, использование которых  дает возможность улучшить качественные характеристики выпускаемой продукции, снизить её трудоемкость и металлоемкость.

Исключительно важно освоение в  промышленных масштабах технологии получения железа из руд методом  прямого восстановления, которое  к тому же является значительно менее  энергоемким, чем доменное производство.

 

1.2 Типы металлургических  предприятий и факторы размещения

 

Комбинаты - основной тип  предприятий черной металлургии  большинства индустриально развитых стран. Предприятия с полным циклом дают свыше 9/10 чугуна, около 9/10 стали  и проката. Кроме того, есть заводы, выпускающие чугун и сталь, сталь и прокат (включая трубные и метизные заводы), а также раздельно чугун, сталь и прокат. Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. Особую группу по технико-экономическим параметрам составляют предприятия с электротермическим производством стали и ферросплавов.

Черная металлургия  с полным технологическим циклом служит важным районообразующим фактором. Кроме многочисленных производств, возникающих на основе утилизации разного  рода отходов при выплавке чугуна и коксовании угля - тяжелого органического синтеза (бензол, антрацен, нафталин, аммиак и их производные), производства строительных материалов (цемент, блочные изделия), томасовской муки (при переделе железных руд с повышенным содержанием фосфора), черная металлургия притягивает к себе сопутствующие отрасли. Наиболее типичные её спутники: тепловая электроэнергетика, прежде всего установки, которые входя в состав металлургических комбинатов и могут работать на побочном топливе (излишки доменного газа, коксит, коксовая мелочь); металлоемкое машиностроение (металлургическое и горное оборудование, тяжелые станки). Черная металлургия формирует вокруг себя такие мощные и разносторонне развитые промышленные комплексы, которые возникли на Урале и в Кузбассе.

Металлургия полного  цикла, передельная и "малая" отличаются друг от друга по условиям размещения. Для размещения первой особенно большое  значение имеют сырье и топливо, на них приходится 85-90% всех затрат по выплавке чугуна, в том числе примерно 50% на кокс и 35-40% на железную руду. На 1т чугуна требуется 1,2-1,5т угля (с учетом потерь при обогащении и коксовании), 1,5т железной руды, свыше 0,5т флюсовых известняков и до 30м³ оборотной воды. Это подчеркивает важность взаимного транспортно-географического положения сырьевых и топливных баз, источников водоснабжения и вспомогательных материалов.

Балансовые запасы железных руд составляют 107,1 млрд.т, в том  числе разведанные - 63,7 млрд.т, или  свыше 2/5 мировых ресурсов (1975г). Из них  примерно 15% - богатые руды (с содержанием железа свыше 55%), используемые без обогащения. В пределах КМА (16,7 млрд.т) и Криворожского бассейна (15,5 млрд.т) сосредоточено более 1/2 общих разведанных запасов. Выделяются также Качканарская группа месторождений (6,1 млрд.т) на Урале.

Положительный фактор в  отношении эффективности размещения предприятий - территориальные сочетания  коксующихся углей и железных руд: Донбасс - КМА, Южно-Якутский бассейн - Алданский бассейн и др. Взаимное расположение ресурсов железной руды и коксующегося угля, их количество, качество, условия эксплуатации, близость к промышленным центрам и транспортным магистралям определяют значение каждой сырьевой и топливной базы металлургического производства в территориальном разделении труда. Европейская часть стоит далеко впереди восточных районов по разведанным запасам железных руд, а по разведанным запасам коксующегося угля заметно им уступает. В восточных районах, наоборот, топливных ресурсов значительно больше по сравнению с сырьевыми.

Особыми чертами размещения отличается производство ферросплавов и электросталей. В первом случае - на металлургических предприятиях полного цикла, а также с двумя (чугун - сталь) или одним (чугун) переделом, во втором - на специализированных заводах. Электротермическое производство ферросплавов из-за высоких расходов электроэнергии (до 9 тыс.кВт*ч на 1т продукции) оптимально в районах, где дешевая энергия сочетается с ресурсами легирующих металлов. Производство электросталей развито близ источников энергии и металлического лома.

Исторически отечественная  черная металлургия впервые возникла в центральных районах европейской  части страны. Начиная с XVIII века производство черных металлов переместилось  на Урал, который в течение длительного  времени являлся основным металлургическим районом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Воздействие на окружающую среду предприятий чёрной металлургии. Пути решения экологических проблем.

2.1. Требования руководящих документов в области экологии предприятий металлургической промышленности.

 

В основе существующей на сегодняшний день законодательной  базы, в области экологической  безопасности металлургического производства лежит Закон РФ «Об охране окружающей среды». В нем сформулированы общие  требования, обязывающие предприятия  принимать необходимые меры по соблюдению технологических режимов и проведению мероприятий по охране окружающей среды.

Кроме того, действующими санитарными правилами и нормами  Минздрава (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200 - 03) предписано создание вокруг предприятий санитарно - защитных зон (СЗЗ). Размер которых зависит от класса предприятия, который определяется исходя из оценки потенциальной опасности его производственной деятельности для здоровья человека, результатом которой может стать загрязнение атмосферного воздуха.

Таблица 1. Санитарная классификация предприятий по размеру санитарно-защитных зон.

Санитарная классификация  предприятий	Размеры СЗЗ (м)
Предприятия первого  класса	1000
Предприятия второго  класса	500
Предприятия третьего класса	300
Предприятия четвертого класса	100
Предприятия пятого класса	50

 

 

При этом границы СЗЗ  указывают величину оптимального санитарного  разрыва между предприятиями  и жилой застройкой и являются гарантией качества атмосферного воздуха  даже в случае выброса вредных  веществ без очистки.

Важнейшим документом в  области природоохранной деятельности металлургических предприятий в  РФ является экологический стандарт ГОСТ Р ИСО 14001, разработанный на базе международной системы стандартов ISO 14000, которой, в свою очередь, руководствуются  страны Европейского Союза, Японии, США и мн.др. Особенностью данной системы стандартов является ее ориентирование не на конкретные технологии или количественно - качественные показатели (объем выбросов, концентрации веществ и т.п.), а на систему экологического менеджмента (СЭМ) (или СУОС - система управления охраной окружающей среды - в редакции ГОСТ Р ИСО 14001).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.  Характер загрязнений и их воздействие на человека.

 

По материалам Всероссийской  научной конференции «Проблемы  экологически обусловленных нарушений состояния здоровья населения промышленных городов Южного Урала с развитой отраслью черной металлургии», прошедшей в ноябре 2004 года и организованной Магнитогорским государственным университетом и Южно-Уральским научным центром Российской Академии Медицинских Наук.

Химические загрязнения  в условиях промышленного города с развитой отраслью черной металлургии (загрязнения воздуха, воды, почвы) имеют  глобальный  стабильный, постоянно  действующий характер.

Токсическую ситуацию в  регионе определяет устойчивая совокупность органических (ПАУ, диоксиды азота, фенола, формальдегид) веществ и солей тяжелых металлов (Cr,Ni, Be, As, Sb, Pb, Cd, Cu, Fe, Si). Основными загрязнениями являются органические и неорганические химические токсические вещества, большая часть которых обладает канцерогенным, мутагенным, тератогенным действием, эмбрио- и гонадотоксичностью.

В результате этого в  Магнитогорске наметилась негативная медико-демографическая тенденция. Средний возраст умерших в  городе мужчин – 57,5 лет, женщин – 70,9 лет. В структуре общей смертности населения более 30 процентов составляют лица трудоспособного возраста; 86,6 процента смертности определяют: болезни системы кровообращения, новообразования. В среднем каждый мужчина в городе Магнитогорске не доживает до пенсионного возраста по причине болезни 2,5 года. Работающий на металлургическом предприятии не дорабатывает до пенсионного возраста по причине инвалидности от осложнения сосудистых заболеваний 6 лет; онкологических: мужчины – 4,8 лет, женщины –8,8.

Постоянная техногенная  нагрузка на городскую популяцию  и работающих заводов определила: высокий уровень онкологической заболеваемости и риск развития опухолей, особенно, рак молочной железы у  женщин; нарушение репродуктивной функции  женщин, детей и подростков; высокий риск развития у детей заболеваний органов дыхания; нервной и эндокринной системы; органов пищеварения; ВПР и новообразований от воздействия факторов окружающей среды; экологическую обусловленность данных нарушений здоровья.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Выбросы в атмосферу.

 

Основными загрязняющими  веществами, поступающими в атмосферу  от мартеновских печей, являются те же газообразные продукты сжигания топлива, что и на предприятиях теплоэнергетики. Значительными являются выбросы пыли, основная составляющая которых оксиды железа. Наибольшее пылевыделение - при погрузочно-разгрузочных работах, приготовлении шихты; пыли и газов - при обжиге известняка и производстве стального проката.