Загрязнение почвы цветной металлургией

Предприятия цветной металлургии расположены в основном в Восточной Сибири, на Урале и Кольском полуострове. В результате производственной деятельности предприятия отрасли существенно влияют на формирование экологической обстановки в районах своего расположения. Степень воздействия цветной металлургии на состояние природной среды аналогична нагрузке на окружающую среду предприятий черной металлургии.

Ежегодно предприятиями цветной металлургии выбрасывается в атмосферу около 3000 тыс. т вредных веществ. Загрязнения атмосферы предприятиями цветной металлургии характеризуются в основном выбросом диоксида серы.

Источниками образования вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и драгоценных металлов являются различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.), дробильно-размольное оборудование, конверторы, места погрузки, выгрузки и пересыпки материалов, сушильные агрегаты, открытые склады.

Следует отметить, что при переработке сульфидных руд и концентратов в печах образуется большое количество отходящих серосодержащих газов. Содержание серы в них определяется используемым оборудованием и технологией. Для утилизации этих газов отсутствуют экономически оправданные технологии.

Вследствие этого степень улова диоксида серы SC>2 на предприятиях цветной металлургии остается на низком уровне (22,6 %). Учитывая то, что на долю SO2 приходится 75 % всех выбросов, общая степень улавливания загрязняющих веществ в отрасли снижается.

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывают в атмосферный воздух следующие предприятия: концерн «Норильский Никель» (г. Норильск Красноярского края); АО комбинат «ЮжУрал-Никель» (г. Орск Оренбургской области); комбинат «Печенганикель» (г. Никель Мурманской области); комбинат «Североникель» (г. Мончегорск Мурманской области); АО «Среднеуральский медеплавильный завод» (г. Ревда Свердловской области); АО «Красноярский алюминиевый завод» (Красноярский край); АО «Ачинский глиноземный комбинат» (г. Ачинск Красноярского края). Таким образом, цветная металлургия вносит заметный вклад в загрязнение атмосферного воздуха (18% от всех выбросов в России от промышленных стационарных источников). Особенно существенна доля отрасли в выбросах наиболее опасных веществ — свинца (3/4 объема его промышленных выбросов) и ртути (более 1/3 выбросов ртути всей промышленностью России).

Ежегодно в цветной металлургии потребляется около 1200 млн. м3 свежей воды. Сточные воды предприятий цветной металлургии загрязнены минеральными веществами, флотореагентами (цианиды, ксантогенаны, нефтепродукты и др.), солями тяжелых металлов (медь, свинец, цинк, никель и т.д.), мышьяком, фтором, ртутью, сурьмой, сульфатами, хлоридами и т.д.

Крупные комбинаты цветной металлургии являются самыми мощными источниками загрязнения почвенных покровов как по интенсивности, так и разнообразию загрязняющих веществ. Это является следствием того, что на горно-добывающих предприятиях отрасли продолжает преобладать открытый способ добычи минерального сырья.

Выделяется несколько десятков городов с металлургическими предприятиями, вблизи которых в почвенном покрове обнаружены количества тяжелых металлов равные или большие ПДК. По суммарному загрязнению почвенного покрова 1-ое место занимает Рудная пристань (Приморский Край), в котором расположен свинцовый завод. В почвах зоны радиусом 5 км вокруг Рудной Пристани наблюдается загрязнение почв свинцом (300 ПДК), марганцем (2ПДК) и другими веществами.

К чрезвычайно опасной категории по загрязнению почв относятся также города Белово Кемеровской Области (содержание свинца до 50 ПДК) и Ревда Свердловской области (свинца до 5 ПДК, ртути до 7 ПДК).

Утилизация и использование отходов производства продолжают оставаться одной из серьезных проблем на предприятиях цветной металлургии. Наибольшее количество промышленных отходов образуется на Норильском горно-металлургическом комбинате. Ежегодно на комбинате образуется около 4,7 млн. т металлургических шлаков. Образующиеся остатки руды от обогащения практически не используются. В хранилище их накоплено около 350 млн. тонн.

Основное негативное воздействие предприятия нефтедобычи оказывают на атмосферный воздух. Ежегодно отраслью выбрасывается в атмосферу вредных выбросов около 1650 тыс. т. Основная доля выбросов (98 %) приходится на жидкие и газообразные вещества.

Отраслью неудовлетворительно используется попутный газ, извлекаемый при добыче нефти. Ежегодно теряется и сжигается в факелах около 7,1 млрд. м3 нефтяного газа (около 20 % извлекаемого). Основная часть этих потерь приходится на долю Западной Сибири.

Дополнительный ущерб окружающей среде наносят аварии на буровых установках и платформах, а также на магистральных газо- и нефтепроводах. Эти аварии являются наиболее типичными причинами загрязнения нефтью поверхностных вод. Основными причинами аварийных ситуаций являются: прорыв трубопроводов из-за коррозии (90,5 %), наезд строительной техники, технологические и строительные дефекты.

С целью снижения аварий осуществляется комплекс мероприятий. Они направлены на создание эффективных методов борьбы с коррозией, средств по локализации и ликвидации нефтяного загрязнения, а также на диагностику и ремонт трубопроводов.

Для уменьшения отрицательного воздействия производственной деятельности на окружающую среду предприятия и объединения отрасли проводят комплекс природоохранных мер, которые наряду с вышесказанным включают:

внедрение систем диагностики трубопроводов и резервуаров;
восстановление герметичности колонн скважин;
утилизацию нефтяных газов.

На долю нефтедобывающей промышленности приходится всего 2 % используемой свежей воды промышленностью РФ и только 0,1 % сброса сточных вод в поверхностные водоемы. По объему сброс загрязненных сточных вод нефтедобывающих предприятий незначителен. Нефтедобывающая промышленность дает 1/12 всех выбросов в России от промышленных стационарных источников.

Если у вас не очень со здоровьем, холтер мониторинг поможет в диагностике и отслеживании сердечной деятельности.

Источник

Влияние металлургической промышленности на окружающую среду и здоровье человека. Меры по снижению воздействия

Согласно данным Росстата, металлургическая промышленность занимает второе место после энергетической отрасли по степени загрязнения окружающей среды. В самой отрасли лидирует цветная металлургия, за ней следует чёрная.

Первая отвечает за добычу и обогащение руд цветных металлов (алюминий, медь, олово, титан, свинец, магний, никель и т. д.) и производство одноимённых металлов, а также их сплавов. Вторая занимается обработкой железной руды, производством чугуна, стали и ферросплавов, а также их прокатом.

Основные источники экологических проблем металлургии

Металлургические предприятия — это сложные производственные комплексы, состоящие из различных цехов, а зачастую и более мелких заводов. Технологические процессы на металлургических предприятиях сопровождаются большим выделением газов, пыли, шлаков, сточных вод, мусора, окалины и других выбросов.

Старые рабочие технологии

Изношенность оборудования и использование устаревших технологий — главный фактор высокого загрязнения окружающей среды различными видами отходов металлургических производств. Так:

в атмосферу с газом и дымом выделяется большее удельное количество вредных веществ, чем на современных производствах;
устаревшие пыле- и газоочистные установки работают неэффективно;
недостаточно очищаются сточные воды;
на подсобных предприятиях и цехах используются трубы малой высоты, что увеличивает общее количество мелких источников загрязнения.

Также при планировании старых металлургических комбинатов практически не учитывались отрицательные факторы, оказываемые на людей. Поэтому жилые районы строились очень близко к предприятиям.

Вредные выбросы в атмосферу

Согласно данным, приведённым в Бюллетене Росстата «Основные показатели охраны окружающей среды» за 2019 год, в районах расположения крупных предприятий металлургической отрасли на их долю приходится до 50% загрязнения атмосферы. Например, на миллион тонн готовой продукции предприятия чёрной металлургии выделяют в сутки:

пыль — 350 т;
оксид углерода — 400 т;
сернистый ангидрид — 200 т;
оксиды азота — 42 т.

Больше всего выбросов у следующих производств:

коксохимического (оксиды углерода и серы, аммиак, угольная пыль);
агломерационного (железо, оксиды марганца, кремния, железа, серы, частицы меди, свинца, титана и др.);
доменного (оксиды углерода и серы, водород, азот, колошниковая пыль, содержащая окислы различных металлов);
ферросплавного (токсичная и нетоксичная пыль, содержащая окислы металлов);
сталеплавильного (пыль, содержащая железо, марганец, алюминий, хлор, фосфор и др.);

В зависимости от ветра загрязнение территорий от деятельности металлургических предприятий распространяется от 20 до 50 км. Причём на каждый квадратный метр при этом выпадает от 5 до 15 кг пыли. Таким образом вокруг этих предприятий образуются техногенные зоны, где вредные вещества обнаруживаются в почве, воде, растениях.

Сточные воды

Металлургическая отрасль использует воду в огромных количествах. Лидером является цветная металлургия. Так, для производства тонны никеля идёт четыре тысячи кубометров воды, а чугуна — до 200 кубометров.

За загрязнение водных ресурсов ответственны:

солевые растворы;
шламовые воды;
вторичное загрязнение из атмосферных осадков.

Источник

научная статья по теме ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ВЫБРОСАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ Сельское и лесное хозяйство

Цена:

Авторы работы:

Научный журнал:

Год выхода:

Текст научной статьи на тему «ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ВЫБРОСАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ»

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2011, № 2, с. 240-249

ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ВЫБРОСАМИ ПРЕДПРИЯТИЙ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7

2Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992, Москва, Ленинские горы 3Институт экологии растений и животных УрО РАН, 620144, Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 4Геологический институт РАН, 119017, Москва, Пыжевский пер., 7 е-таП: yu.vodyan@mail.ru Поступила в редакцию 26.08.2009 г.

В зоне действия Среднеуральского медеплавильного завода сильнее всего загрязнены верхние горизонты почв. В техногенной пустыне и импактной зоне содержание ряда элементов (Си, /п, Аб, РЬ, Р, Б) многократно превышает кларки и ПДК(ОДК). В этих зонах доля техногенности (7£) данных элементов очень высока. На территории дальней буферной зоны у многих элементов Tg = 0%, но у четырех тяжелых элементов (Си, /п, РЬ, Аб) Tg = 27—42%, а у Р и Б — 81—98%. Буферность гумусового горизонта зависит от положения разреза на пространстве техногеохимической аномалии, а также от элемента-поллютанта. В импактной зоне для свинца и мышьяка она составляет 70—77%, хотя другие техногенные элементы (/п, Сг, Б, Р) слабо закрепляются и активно мигрируют вглубь почвы (буферность 14—25%). Почти все тяжелые металлы поступают в почву в составе сульфидов. Почвы в зоне действия Норильского горно-металлургического комбината подразделяется по загрязнению на две зоны: г. Норильск и его пригород на расстоянии 4—15 км. Почвы города загрязнены максимально: превышение кларка Си для 287, N1 — 78, Сг — 16, Бе — 4.1, Б — 3.5. Основные пол-лютанты поступают в почву из ожелезненных шлаков. В пригороде степень загрязнении почв ниже, сульфиды тяжелых металлов поступают с аэральными выбросами комбината.

Среднеуральский медеплавильный завод (СУМЗ) и Норильский горно-металлургический комбинат (Норникель) относятся к крупнейшим предприятиям цветной металлургии на территории России. Предприятия цветной металлургии загрязняют почвы тяжелыми металлами: /п, Си, N1, РЬ, Сг [12, 13, 19], а также фосфором и серой. Выбросы серы приводят к подкислению почв [19] и тяжелым ожогам растительности. Избыток фосфора ведет к зафосфачиванию почв.

Влияние этих предприятий на окружающую среду изучается давно. Основное внимание уделяется состоянию растительности [2, 3, 9], почвы изучены хуже. Из широкого набора тяжелых металлов в виде подвижных форм в окрестностях СУМЗа изучены Си, /п, РЬ, Сё [3] и в окрестностях г. Норильск в виде валового содержания и подвижных форм — Си, N1, Со, Мп, Бе [13]. Содержание в почвах других тяжелых металлов, а также Б и Р не исследовано.

Определения только подвижных форм металлов (без знания валового содержания) недостаточно. Именно по величине валового содержания определяют степень загрязнения почв [8].

При аэральном загрязнении поллютанты выпадают на поверхностный гумусовый горизонт почвы, после чего значительная их часть задерживается в нем. Буферность гумусового горизонта по отношению к поллютантам варьирует как в зависимости от степени техногенной нагрузки, так и от типа элемента. Степень буферности гумусового горизонта можно определить по данным валового содержания химических элементов в почвенном профиле.

Распространение тяжелых металлов зависит от их минералогического состава и от фаз-носителей. Металлы, относящиеся к сидерофилам или халькофилам, по-разному реагируют на изменение кислотно—основных и редокс условий в загрязненных почвах. Это предопределяет необходимость выявления основных фаз-носителей поллютантов.

Цели работы: 1) изучить влияние аэральных выбросов двух крупнейших заводов цветной металлургии на содержание в почвах тяжелых металлов, фосфора и серы; 2) оценить техноген-ность химических элементов в почве на разном расстоянии от источника загрязнения; 3) оценить степень буферности гумусового горизонта по отношению к тяжелым металлам, фосфору и сере;

4) выявить фазы-носители тяжелых металлов в загрязненных почвах.

Почвы, загрязненные выбросами Средне-Уральского медеплавильного завода. Завод расположен в районе Пер-воуральско-Ревдинского промышленного узла в Свердловской обл.; начал работу в 1940 г. В настоящее время действуют два основных цеха: медеплавильный, дающий основной вклад в загрязнение воздуха (87%), и сернокислотный. Атмосферные выбросы завода содержат двуокись серы, фтористый водород, а аэрозоли включают ряд тяжелых металлов: Си, Zn, Аз, Сё и др. [3]. Территория находится в подзоне южной тайги Среднего Урала, лесистость более 60%. Почвы стационара «Хомутовка», где проводили исследования, серые лесные глинистые и тяжелосуглинистые [12].

Градация территории по реакции на техногенную нагрузку была выполнена по данным экологов, оценивающих состояние растительности. В зоне техногенной пустыни древостой полностью погиб, травяной ярус либо отсутствовал, либо состоял из хвоща и злаков, сильно развит моховой покров. Имеются эродированные участки с почти полностью смытой подстилкой и гумусовым горизонтом почвы. В импактной зоне у деревьев обожжены листья, а вершины засыхают. По состоянию растительности буферная зона разделена на две: ближнюю к заводу и дальнюю. В ближней буферной зоне растительность слабо и средне угнетена, отмечается суховершинность хвойных деревьев. В дальней буферной зоне растительность не повреждена [3].

В согласии с экологической градацией территории нами проанализированы почвы в четырх разрезах. Образцы были отобраны в 2000 г. Разр. 1 вскрыт в техногенной пустыни в 0.5 км к востоку от завода по господствующей розе ветров; разр. 2 — в импактной зоне в 1 км к западу от завода; разр. 3 — в ближней буферной зоне в 7 км к западу от завода; разр. 4 — в дальней буферной зоне в 30 км к западу от завода. В верхнем слое почвы в техногенной пустыне (разр. 1) почва сильно подкислена: рН водной вытяжки 4.6. По мере удаления от завода кислотность почвы уменьшается.

Подчеркнем, что чистых почв на территории Свердловской обл., как и на других заводских областей Урала почти не осталось. Почвы загрязнены повсеместно: зона влияния одного завода часто перекрывает зону влияния другого. Это относится и к Ревдинской техногенной аномалии. В качестве фона использовали литературные данные о содержании тяжелых металлов в гор. А1 почвы на территории заповедника Вишерский на

севере Пермского края на границе со Свердловской обл. [4].

Почвы, загрязненные выбросами Норильского горно-металлургиче -ского комбината. Норильск является центром промышленного района на юге п-ова Таймыр. К городу примыкают три металлургических завода, что определяет высокую техногенную нагрузку и уровень загрязнения почв. Почвы газонов города образованы путем смешенивания металлургических и угольных шлаков с почвой или торфом. Газоны размещаются над проложенными на поверхности земли теплотрассами. За пределами города на почвы влияют газопылевые выбросы комбината.

Почвенные пробы отбирали в июле 2004 г. Исследовали загрязненные почвы г. Норильск и его пригорода, расположенные на разном удалении в северо-восточном направлении от города. Отбирались смешанные пробы поверхностного слоя почв (0—5 см) и образцы из генетических горизонтов по профилю глеевых криоземов, которые образовались на тяжелых и средних морских суглинках. Почвы развиваются в условиях близкого к поверхности залегания многолетней мерзлоты, что ведет к слабому испарению влаги и развитию оглеения. В качестве фона использовали литературные данные, опубликованные в 1970 г. [1], и собственные данные.

Валовой химический состав почв анализировали с помощью энергодисперсионного рентгенфлуоресцентного анализатора Те!а-6111(Ог1ее). В традиционном рентгенфлуорес-центом режиме определяли обычные тяжелые металлы: Мп, N1, Си, Zn, Ga, Аз, РЬ, Rb, 8г, X Zr. В рентгенорадиометрическом режиме с возбуждением образца изотопным источником 241Ат с энергией излучения 59 кэВ и активностью 37 х 109 с-1 определяли сверхтяжелые металлы: Ва, La, Се [18]. Содержание каждого элемента в почвенном профиле оценивали средневзвешенной величиной.

Мы сравнивали валовое содержание элементов с их фоновым значениями, с кларками, а также с ПДК(ОДК) тех элементов, для которых они приняты. При этом в качестве кларков брали значения, предложенные Виноградовым (цит. по [5]), исключая те, для которых более современные кларки сильно отличаются от старых. Кларки N1, РЬ, X La, Се в почвах взяты по Кабата-Пендиас и Пендиас [7], для Аз и Сг — по Боуену [15]. Затем для каждого элемента х подсчитывали коэффициенты концентрации Кк и аккумуляции Ка:

Ка = Сх : ПДК(ОДК)х.

Методика расчета техногенности металлов. Геохимики широко используют коэффициент радиальной дифференциации металла R относительно почвообразующей породы [11]:

где СА и СС содержание металла в гор. А и С. Этот показатель может служить мерой техногенности металла в случае поступления его на поверхность почвы аэральным путем.

Но такой показатель может быть корректным при условии исходно однородного профиля почвы. Это бывает редко. Чаще профиль бывает ли-тологически неоднородным, что находит отражение в варьировании гранулометрического состава и содержания тяжелых металлов, ассоциированных с илистой фракцией. Поэтому для многих почв более надежными является показатель, основанный на учете консервативных минералов или элементов-свидетелей. Роде [11] предложил использовать в качестве нормирующего консервативного элемента такие минералы-свидетели, как кварц, циркон, турмалин, гранат. Можно использовать в качестве нормирующего консервативного элемента А1, Т1, Zr.

На этом основан уточненный коэффициент обогащенности тяжелых металлов (УКО), когда их содержание нормируется на содержание А1 как консервативного элемента, находящегося преимущественно в составе алюмосиликатов [14]:

УКО = (МеА : А1а ) : (МеС : А1с),

где МеА и МеС — валовое содержание данного тяжелого металла (металлоида) в гор. А и гор. С; А1А и А1С — вало

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Пoхожие научные работы по теме «Сельское и лесное хозяйство»

ВОДЯНИЦКИЙ Ю.Н., ЯКОВЛЕВ А.С. — 2011 г.

ВОДЯНИЦКИЙ Ю.Н. — 2013 г.

ВАСИЛЬЕВ А.А., ВОДЯНИЦКИЙ Ю.Н., ЛОБАНОВА Е.С. — 2009 г.

ВАСИЛЬЕВ А.А., ВОДЯНИЦКИЙ Ю.Н., ЛОБАНОВА Е.С., ПРОКОПОВИЧ Е.В., САВИЧЕВ А.Т., ЧАЩИН А.Н. — 2010 г.

Источник