Состав и свойства промышленных загрязнений атмосферы. Виды и состав промышленных газовых выбросов (по отраслям промышленности и регионам)

Весомый вклад в загрязнение  воздуха городов вносят и металлургические комбинаты полного цикла. В частности: Череповецкое ОАО «Северсталь» и  тульские чугунолитейные заводы.

Значительное уменьшение уровня загрязнения воздуха наблюдается  в городах с трубными и передельными заводами: Златоусте, Первоуральске и Ижевске, – а также в городах с неактивными заводами: Петровске-Забайкальском.

Для 56% городов с плохой экологией промышленность, воплощённая  чаще всего в объектах чёрной и  цветной металлургии, а также  угольной энергетики, является основным источником загрязнения атмосферы.

Важно отметить, что среди  городов, являющихся центрами регионов, нет ни одного, который характеризовался бы низкой плотностью промышленного  загрязнения. Чаще всего встречаются  региональные центры со средней или  пониженной степенью загрязнения атмосферы. Причём, тенденция такова, что, чем  больше население города, тем выше плотность его загрязнения.

Загрязнение воздуха в  городах автомобильными выхлопами.

Есть в Российской Федерации  и такие города, атмосфера которых  на 90% загрязняется выхлопными газами автомобилей. К этой категории принадлежат, в частности, центральные города южных регионов России: Назрань (99,8%), Нальчик (свыше 95%), Элиста, Краснодар, Ростов-на-Дону, Ставрополь, туристический Сочи, а  также Воронеж, Калуга и обе столицы: Москва и Санкт-Петербург, где загрязнение  атмосферы автотранспортом достигает 90 – 95%.

Самая высокая плотность  загрязняющих выбросов от автотранспорта отмечается в городах, являющихся:

1. центрами регионов: Казань, Тверь, Тамбов и т.п.;
2. крупными портовыми и курортными центрами: Сочи, Новороссийск;
3. населёнными пунктами с повышенным количеством автомобилей: например, Тольятти.

Наименее загрязнены автомобильными выхлопами такие города, как Карабаш, Орск, Нижний Тагил, Астрахань, Брянск, Пенза. Не сильно загрязнён автотранспортом воздух дальневосточных городов, активно использующих японские машины.

Города, в равной степени  загрязнённые промышленными выбросами  и автомобильными выхлопами:

В России 46 городов, атмосфера  которых в одинаковых пропорциях загрязняется выбросами со стационарных источников и автотранспортом. В  основном это крупные региональные столицы: Новосибирск, Красноярск, Омск, Волгоград, Барнаул, Оренбург, Уфа, Хабаровск, Ярославль, Кемерово, Челябинск, Рязань.

Также в равной степени  загрязняются от стационарных источников и от машинных выхлопов  города, в которых одинаково успешно и развивается промышленность, и увеличивается автопарк: Салехард, Новороссийск, Новомосковск.

Кроме того, к этой категории  принадлежат города, испытавшие спад промышленного развития: Бийск, Черемхово, Выборг, Бокситогорск.

Природные факторы загрязнения  атмосферы городов:

В Приоритетный список городов  с плохим качеством воздуха попали 8 городов с низким уровнем выбросов с промышленных предприятий и  с малым количеством автомобилей  на дорогах: Магадан, Уссурийск, Соликамск, Карабаш, Ставрополь, Чита, Петровск-Забайкальский  и Южно-Сахалинск. Всё дело в природном  факторе: в этих городах очень  низкая рассеивающая способность воздуха.

К сожалению, высоким потенциалом  загрязнения атмосферы характеризуется  большое число городов восточной  части России. Расположение в межгорных  пространствах способствует формированию высокой степени концентрации загрязняющих веществ в воздухе даже при самом незначительном выбросе.

Выбросы с промышленных предприятий  и выхлопные газы автомобилей  страшны тем, что содержат токсичные  вещества. Не так опасны объёмы загрязнений  атмосферы, как высокая концентрация вредных веществ в выбросах.

Исследователи изучили уровень  выпадения серной кислоты во время  эмиссии в разных городах России. Наибольшего уровня концентрация SO2 достигла в городах: Архангельск, Мурманск, Кемерово, Омск, Сызрань, Уфа, Троицк, Кириши, Нижнекамск, Норильск, Медногорск, Новокузнецк, Череповец, Нижний Тагил.

Только в Ставрополе и  Нальчике коэффициент выпадений  загрязняющих веществ выше единицы, в то время как в Новороссийске  он превышает 0,75, в Екатеринбурге  – превышает отметку 0,5, а в  большинстве исследуемых городов  не достигает 0,25.

Коэффициенты нагрузки выпадения SO2 в городах России

Уровень	Коэффициент	Города
Очень высокий	Более 1	Ставрополь, Нальчик.
Высокий	0,75 – 1	Новороссийск.
Средний	0,5 – 0,75	Екатеринбург.
Низкий	0,25 – 0,5	Йошкар-Ола, Казань, Краснодар, Красноярск, Лесосибирск, Майкоп, Махачкала, Междуреченск, Ростов-на-Дону, Ульяновск.
Очень низкий	Менее 0,25	82 города: Архангельск, Тула, Тамбов, Санкт-Петербург, Брянск, Москва, Сочи  и др.
Примечание: Коэффициент 0,75 говорит о том, что на территории города оседает 75% выбросов.

 

 

Виды и состав промышленных газовых выбросов по отраслям промышленности в Российской Федерации.

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.