Влияние отраслей народного хозяйства на состояние окружающей среды. Общая характеристика структуры промышленного техногенеза

 

В настоящее время основной вклад в загрязнение окружающей среды на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.); предприятия черной металлургии, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.

Все более определенную роль в состоянии воздушного бассейна крупных городов играет дорожно-транспортный комплекс, в котором выброс от передвижных и стационарных источников составляет более 60% от общего объема всех выбросов.

Основная доля энергии производиться за счет сжигания или переработки органического сырья–угля, нефти, природного газа, горючих сланцев, торфа, а также использование энергии рек путем строительства гидроэлектростанций и сооружения водохранилищ.

Энергетические предприятия в зависимости от свойств используемых первичных ресурсов оказывают существенное влияние на состояние окружающей среды; загрязняют воздушный бассейн продуктами сгорания, вызывают тепловое загрязнение атмосферы, загрязнение водных объектов сточными водами, оказывают электромагнитное влияние (высоковольтные линии), радиоактивное загрязнение (атомная электростанция) и др. При этом происходит и частичное изъятие территории из использования.

В энергетике основными источниками загрязнения окружающей среды являются тепловые электростанции, деятельность которых сопровождается в первую очередь выделением вредных веществ в атмосферу воздуха.Энергетика–наиболее крупная отрасль по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (26,6 %общего количество выбросов всей промышленности России). Характерными загрязняющими веществами энергетического комплекса являются сернистый газ, оксид углерода, оксиды азота, сажа, а также наиболее токсичные ингредиенты –оксид ванадия (V₂О₅) и бенз(а)пирен. Основными источниками образования летучих выбросов в энергетике являются установки обогащения и брикетирования угля.

В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и вода) и неполного (оксиды углерода, серы азота, углеводороды) сгорания. Объем выбросов вредных веществ тепловыми станциями очень велик. Современная электростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тысяч тонн угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680тонн SO₂ SO₃, 120–140 тонн твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 тонн оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.

Угольная промышленность является одной из сложных отраслей промышленности по воздействию на природную среду. Добываемый уголь содержит много примесей и негорючих материалов. Состав и количество примесей от типа месторождения, методов добычи и типа угля. В выбросах предприятий угольной промышленности преобладают твердые вещества (28,2 % суммарного выброса в атмосферу), диоксид углерода (16,4 %), диоксид серы (14,5 %), оксиды азота (3,9 %), сероводород (0,05%), фториды (0,02 %) и другие вещества.

Наиболее водоемкими технологическими процессами в отрасли являются процесс гидродобычи угля, а также процессы мокрого обогащения угля и сланца, где водоснабжение, основано на оборотной системе. Предприятия отрасли сбрасывают в поверхностные водоемы сточные воды с большим количеством взвешенных частиц, сульфатов, хлоридов, нефтепродуктов, соединений железа, меди, алюминия, кобальта, марганца и других элементов.

При добыче, переработке, хранении, транспортировке природного газа наибольший вред окружающей среде наносится выбросами вредных веществ в атмосферный воздух. Выбросы в атмосферу предприятиями отрасли характеризуются наличием в них диоксида углерода (28,1 %), углеводородов (25,1 %), оксидов азота (7,1 %), диоксида серы (5,3 %).

На действующих магистральных газопроводах имеют случаи аварий с большими потерями газа. Наибольшая аварийность обусловлена браком строительно-монтажных работ и наружной коррозией сплава труб.

Черная металлургия занимает второе место по общему количеству выбросов в атмосферу. Основными источниками выбросов являются: дробильно-размольное оборудование, места разгрузки, погрузки и пересыпки материалов; доменные, мартеновские печи, установки непрерывной разливки стали и т. д. В атмосферу поступают: диоксида углерода (67,5 % суммарного выброса в атмосферу), твердые вещества (15,5 %), диоксида серы (10,8 %), оксиды азота (5,4 %). Особенно существенна доля отрасли по выбросам, содержащих токсичный хром. По данным аэрокосмической съемки снежного покрова зона действия предприятий черной металлургии прослеживается на расстоянии до 60–100 км от источника загрязнения.

При выплавке 100 тонн стали в атмосферу выбрасывается 4 тонны вредных частиц, 3 тонны оксидов серы, 5 тонн оксида углерода, а также такие опасные загрязнители, как соединения марганца, свинца фосфора, мышьяка, ванадия, ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

Водопользование в черной металлургии составляет около 1700 млн. м³/год, большая часть воды используется на охлаждение металлургических печей и оборудование. Ежегодно в поверхностные объекты сбрасывается около 1,0 млн. м³ сточных вод. Вместе со сточными водами сбрасываются значительное количество загрязняющих веществ, в том числе взвешенные твердые частицы, сульфаты, хлориды, соединения железа, тяжелых металлов.

Воздействие на окружающую среду аналогично воздействию предприятий черной металлургии. Загрязнение атмосферы характеризуется в основном выбросами диоксида серы (75 %), диоксида углерода (10,5 %) и пыли (10,4 %). Источниками образования вредных выбросов при производстве алюминия, свинца, меди, олова, цинка, никеля и других драгоценных металлов являются различные виды печей, дробильно-размольное оборудование, места погрузки, выгрузки, пересыпки материалов, сушильные агрегаты и т. д.

Наибольшие количества загрязняющих веществ выбрасывают следующие предприятия: концерн «Норильский Никель», АО комбинат «ЮжУрал-Никель», комбинат «Североникель», медеплавильный завод (г. Ревда, Свердловской области), АО «Красноярский алюминиевый завод».

Предприятия цветной металлургии вносят существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха (до 20 % всех выбросов от промышленных стационарных источников. Особенно существенна доля отрасли в выбросах наиболее опасных веществ–соединений свинца (75 % массы его промышленных выбросов) и ртути (более 30 % выбросов ртути всей промышленностью России).

Ежегодно в цветной металлургии потребляется около 1200 млн. м³ воды. Сточные воды предприятий цветной металлургии загрязнены минеральными веществами, большинство из которых токсичны (цианиды, ксантогенаты, нефтепродукты), солями цветных металлов, соединениями мышьяка, ртути, сурьмы и т. д.

Крупные комбинаты цветной металлургии являются самыми мощными источниками загрязнения почвенных покровов как по интенсивности, так и по разнообразию загрязняющих веществ. По суммарному индексу загрязнения почвенного покрова первое место занимает Рудная пристань (Приморский край), в которой расположен завод по переработке свинцовых руд. В почвах зоны радиусом 5 км вокруг предприятия наблюдается загрязнение почв свинцом (300 ПДК), марганцем (20 ПДК) и другими веществами. Наибольшее количество твердых отходов образуется на Норильском горно -металлургическом комбинате, около 5 млн. тонн отвальных металлургических шлаков ежегодно.

Утилизация и использование отходов производства продолжают оставаться одной из серьезных проблем на предприятиях цветной металлургии.

Химическая и нефтехимическая промышленность. Химический комплекс включает 26 отраслей химической, нефтехимической, агрохимической, микробиологической промышленности. Многообразие продукции, применяемых технологий и видов сырья, определяет широкий спектр загрязнений атмосферного воздуха, водных бассейнов и почв. Ряд выбросов, сбросов и отходов производства характеризуется большими объемами и высокой точностью. Из-за разнообразия технологических процессов химическая промышленность является одной из самых трудных для уменьшения выбросов. Основными источниками вредных веществ в атмосферу являются производство кислот, резинотехнических изделий, фосфора, пластмасс, красителей и моющих средств, искусственного каучука, минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола). Решение экологических проблем в отрасли осложнено эксплуатацией значительного числа морально и физически устаревшего оборудования.

Для химической и нефтехимической промышленности характерными являются выбросы соединений ртути (50 % от общего объема выбросов), а также соединений хрома, ванадия и других элементов, относящихся к веществам I класса опасности. Основное количество оксидов азота и диоксида серы выбрасывается предприятиями агрохимической промышленности; сероводород и сероуглерод–промышленностью химических волокон; хлорорганики–хлорной промышленностью; олефинов–промышленностью синтетического каучука и т. д.

Со сточными водами предприятиями химической и нефтехимической промышленности сбрасываются нефтепродукты, взвешенные вещества, сульфаты, фосфаты, роданиды, спирты, бензол, фенол, фурфурол, пестициды и множество других органических и неорганических соединений.

Производственная деятельность предприятий нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности оказывает серьезное воздействие на окружающую среду. Процесс добычи нефти сопровождается выделением попутного газа (бутан-пентановая фракция), которой обычно не улавливается, а сжигается.

Предприятия нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (73 % суммарного выброса), диоксида серы (18 %), оксида углерода (7 %), оксидов азота (2 %).

Предприятия нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности требуют большого количества воды, поэтому их размещают вблизи водоемов и предпринимают меры по защите водных объектов от загрязнений.

Со сточными водами в водоемы поступает значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, фенолов, соединений азота, солей тяжелых металлов. Нефтеперерабатывающие заводы являются источниками загрязнений почвы нефтепродуктами.

Строительная индустрия производит множество различных материалов: цементов, вяжущих материалов, асбестоцементных изделий, строительной керамики, тепло– и звукоизоляционных материалов, строительной керамики и др. материалов. Наиболее сильно загрязняют воздух цементные, асбестоцементные, известковые предприятия, а также керамзитобетонные заводы. На цементные заводы приходится 20 %, а на предприятия по производству строительных материалов–50 % общего объема выбросов по отрасли.

Вредные вещества при производстве извести, цемента, гипса выделяются из обжиговых печей, сушильных барабанов различных видов, реакторов гашения извести и т. д. Источниками выбросов загрязняющих веществ при производстве стекла и керамических изделий являются дробильно-размольное оборудование, сушильные машины, стекловаренные печи и т. д. При производстве асфальта вредные вещества выделяют битумно-плавильные агрегаты, сортировочные машины, сушильные агрегаты, смесители и т. д.

Вокруг заводов, производящих цемент, асбест, гипс и другие строительные материалы образуются зоны максимального загрязнения окружающей среды радиусом до 2 км с повышенным содержанием в воздухе пыли и частиц цемента, асбеста, кварца и других вредных веществ.

Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозо -бумажная промышленность.

Основной проблемой лесной и деревообрабатывающей промышленности является сокращение потерь древесного сырья в процессе заготовки и переработки древесины.

Наиболее характерными загрязняющими веществами данной отрасли являются твёрдые вещества (29,8 % суммарного выброса в атмосферу), диоксид углерода (28,2 %), диоксид серы (26,7 %), оксиды азота (7,9 %), толуол (1 %), сероводород (0,9 %), ацетон (0,5 %), ксилол (0,45 %), бутилацетат (0,4 %), этилацетат (0,4 %), формальдегиды (0,1 %), метилмеркаптан (0,2 %)

Целлюлозно -бумажная промышленность является одной из самых водоёмных отраслей народного хозяйства, поэтому оказывает сильное воздействие на состояние поверхностных вод. Ежегодное потребление свежей воды в отрасли составляет около 2,0- 2,1 млрд. м³. Главным источником образования загрязнённых сточных вод в отрасли является производство целлюлозы, основанное на сульфатном и сульфитном способах получения древесины. Загрязнённые сточные воды предприятий отрасли характеризуются наличием в них таких вредных веществ, как сульфаты, хлориды, нефтепродукты, формальдегид, метанол, фурфурол, диметилдисульфид.

Основная причина негативного воздействия на окружающую среду данной отрасли – это использование старых технологий и устаревшего оборудования.

Большой объём сточных вод и высокая концентрация в них загрязнений вынуждают использовать громоздкие очистные сооружения, на которых образуется большое количество осадков, основная часть которых поступает в накопители, что приводит к их перегрузки и соответственно воздействию на подземные воды.