Основные источники загрязнения

В зависимости от конкретных условий качество воды в водохранилищах может быть и выше, и ниже по сравнению  с реками. Улучшению качества способствуют процессы самоочищения вследствие седиментации, отстоя, разбавления, разрушения органических веществ и т.д. Снижение качества обусловлено замедлением водообмена, развитием органической жизни и процессами кислородной и термической стратификации. Водохранилища более подвержены загрязнению по сравнению с реками.

Для водохранилищ характерен процесс переформирования берегов, который особенно интенсивен в первые годы после их наполнения. Потери земли вследствие переработки берегов могут достигать значительных величин.

Еще один результат создания водохранилищ - подтопление земель вследствие подъема уровня грунтовых вод. На разных водохранилищах такие территории составляют от 3 до 15% от площади затопления. Подтопление, в свою очередь, вызывает изменение видового состава растительности в прибрежной зоне.

Создание водохранилищ вызывает также кардинальное изменение высшей водной растительности и фитопланктона. Для многих водохранилищ серьезной проблемой является бурное развитие сине-зелёных водорослей. Наполнение водохранилищ обычно отрицательно сказывается на фауне.

Создание водохранилищ существенно  отражается на ихтиофауне. Меняются скорость роста рыб, численность и структура популяций, продолжительность жизни, условия размножения и созревания особей и т.д. Образование водохранилищ имеет и положительное влияние на ихтиофауну, так как происходит значительное увеличение площади биотопов, подходящих для нагула и размножения рыб.

Создание водохранилищ отражается на климате прилегающих территорий. Суть изменений заключается в снижении континентальности климата. Сглаживается суточный ход температур, возрастает влажность воздуха, меняется скорость и направление ветра, резко уменьшается число дней со штилем, в безледоставный период года меняются режим облачности и количество выпадающих осадков.

Хорошо известно, что создание больших водохранилищ (с толщиной водного слоя более 100 м и площадью в сотни квадратных километров) в  районах тектонической активности приводит к землетрясениям. Считается, что причиной землетрясений является увеличение гидростатического давления внутри горных масс.

На водохранилищах возрастает интенсивность экзогенных геологических  процессов (оползни из-за подъема  грунтовых вод).

Таким образом, водохранилища  оказывают воздействие практически  на все компоненты природной среды. Характер влияний водохранилищ во многом обусловлен их параметрами и морфологией.

Гидроэлектростанции - относительно безопасные источники получения  электроэнергии, но аварийные ситуации на них отнюдь не редкость. Наиболее опасны прорывы плотин. Обрушение  плотин обусловлено тремя основными  причинами:

1) перелив воды через  край плотины из-за отсутствия  хорошего водосброса;  2) внутреннее обрушение земляных плотин;

3) геологические особенности.

Меры смягчения последствий  строительства и эксплуатации ГЭС  могут иметь общий и частный  характер. К мерам общего характера  можно отнести различные альтернативы проекту ГЭС:

1) сокращение спроса на  электроэнергию (экономия энергии,  повышение КПД оборудования и  т. д.);

2) использование альтернативных источников энергии;

3) строительство электростанций  на реках, где уже имеются  плотины; 

4) правильный выбор места  сооружения плотины, ее высоты  и конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Цветная металлургия: основные технологические циклы; источники и виды воздействия на окружающую среду.

Вклад черной и цветной  металлургии металлургии в загрязнение 

• воздушного бассейна России  составляет 14,6  и  22 %  соответственно
• водного бассейна (сточные воды) 9,9 и 5,5%

Металлургические  процессы основаны на восстановлении металлов из руд, где они находятся преимущественно в виде окислов или сульфидов, с помощью термических и электролитических реакций. Наиболее характерные главные суммарные (упрощенные реакции):

Fe₂O₃ + 3C + O₂                 2Fe ₊ CO + 2CO ₂

Cu₂S + O ₂          2Cu + SO₂

Al₂O₃ + 2C          2Al + CO + CO₂

В реальных металлургических процессах участвуют многие другие, вспомогательные вещества и материалы, продукты которых вместе с топливом и рудными примесями дают широкий спектр загрязняющих эмиссий.

Цветная металлургия.  Предприятия ЦМ  расположены в основном в Восточной Сибири, на Урале и Кольском полуострове. Производственная деятельность этих предприятий  оказывает существенное влияние на формирование экологической обстановки в районах своего расположения  и в некоторых случаях полностью ее определяет.

Степень воздействия ЦМ на состояние природной среды аналогично нагрузке на ОС предприятий ЧМ.

Ежегодно предприятиями  ЦМ выбрасывается в атмосферу  около 30000 тыс т вредных веществ. Загрязнение атмосферы при этом характеризуется в основном выбросом диоксидов серы ( 75%) оксида углерода (10,5%) и пыли (10,4%).

Источниками образования  вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия, меди, свинца, цинка, никеля и драгоценных металлов являются

• различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.),
• дробильно-размольное оборудование,
• конвекторы,
• места погрузки, выгрузки и пересыпки материалов,
• сушильные агрегаты,
• открытые склады.

При пирометаллургической переработке  сульфидных руд и концентратов образуется большое количество отходящих серосодержащих газов, содержание серы в которых определяется технологией. Для утилизации этих газов отсутствуют экономически оправданные технологии. Вследствие этого степень улова диоксида серы на предприятии ЦМ остается на низком уровне (22,6%), а с учетом того, что на его долю приходится 75% всех выбросов, это снижает общую степень улавливания загрязняющих веществ в отрасли.

Наибольшее количество загрязняющих веществ в атмосферу дают: концерн «Норильский никель», комбинат «Юж-Урал-Никель» (Орск), Печенганикель (Никель) Североникель (Мончегорск) Среднеуральский медеплавильный завод (Ревда) Красноярский алюминевый завод Ачинский глиноземный комбинат.

Особенно существенна  доля ЦМ в выбросах свинца (3/4 его  промвыбросов) и ртути (1/3)

Ежегодно потребляется около 1200 млн.т свежей воды. Сточные воды загрязнены:

• минеральными веществами,
• флотоагентами (цианиды, ксантогенаты, нефтепродукты и др.)
• солями тяжелых металлов (медь, свинец, цинк, никель)
• мышьяком
• фтором
• ртутью
• сурьмой
• сульфатами
• хлоридами и др.

Крупные комбинаты ЦМ являются самыми мощными источниками загрязнения почвенного покрова как по интенсивности так и по разнообразию загрязняющих веществ. Это является следствием того, что на горнодобывающих предприятиях отрасли продолжает преобладать открытый способ добычи минерального сырья.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 6. Рассчитать выбросы при плавке металла в  литейном цехе

Таблица 1. Исходные данные

Исходные данные	Вариант задания ,12
Производительность вагранки,т.ч.	10
Годовой фонд рабочего времени, ч.	910
Степень очистки загрязняющих веществ	0,9

 

Таблица 2.Удельное выделение загрязняющих веществ (кг/т) при плавке чугуна в открытых чугунолитейных вагранках производительностью до 25 т/ч

Производительность вагранки,т/ч	пыль	СО,оксид углерода	Сернистый ангидрид	углеводороды	оксиды азота
10	19	180	1,4	2,20	0,014

 

Решение

Расчёт валового выброса  загрязняющих веществ (кг/год)

М_i^пл = q`_I *B*β*,

гдеq`_I - удельное выделение веществ на единицу продукции, кг/т (таб.2)

В =10*910=9100 т в год –количество  выплавляемого металла в год;

β=1 – поправочный коэффициент  для учёта условий плавки (кислый процесс);

η_т – эффективность очистки улавливающих аппаратов,% (табл.1);

А – коэффициент, учитывающий  исправную работу очистного оборудования.

Рассчитываем для каждого  вещества

М_пыль^пл = 19 *9100*1* = 171499 кг/год

М_со^пл = 180 *9100*1* = 1621620 кг/год

М_SO2^пл = 1,4 *9100*1* = 12727 кг/год

М_{углеводороды}^пл = 2,20 *9100*1* = 20000 кг/год

М_{оксидазота}^пл = 0,014 *9100*1* = 127 кг/год

Расчёт максимально разоввых выбросов загрязняющих веществ

G_i^пл =

где В – производительность вагранки

G_пыль^л =

G_со^пл =

G_SO2^пл =

G_{углеводороды}^пл =

G_{оксид азота}^пл =

С учетом неорганизованных выбросов (при разливе стали в  ковши, формы, выделения за счет неплотностей оборудования) валовые и максимально разовые выбросы составят:

М^пл_пыль = 1,4⋅171499 = 240098,6 кг/год;

М^пл_СО = 1,4⋅1621620 = 2270268 кг/год;

М^пл_NOx= 1,4⋅127 = 177,8 кг/год;

М^пл_SO2 = 1,4⋅12727 = 17817,8 кг/год;

М^пл_{углеводороды}= 1,4⋅20000 = 28000 кг/год;

G^пл_пыль = 1,4⋅5,272 = 7,381 г/с;

G^пл_СО = 1,4⋅499,5 = 699,3 г/с;

G^пл_NOx= 1,4⋅0,038 = 0,0532 г/с;

G^пл_SO2 = 1,4⋅3,885 = 5,439 г/с;

G^пл_{углеводороды}= 1,4⋅6,105 = 8,547 г/с;

Задание 7.Рассчитать выбросы при механической обработке металлов

Исходные данные	Вариант задания,12
Тип станка	Фрезерные
Мощность двигателя,кВт	9
Количество станков, шт.	5
в т.ч. работающих с применением СОЖ	2
Степень очистки  оборудованием	0,95
Годовой фонд времени работы оборудования,ч	910

 

Решение

Количество загрязняющих веществ, выделяющихся при механической обработке металлов без применения СОЖ за год, определяется по формуле:

М_выд =3,6 · К · Т · 10^-3, т/год                                     

где: К - удельные выделения пыли технологическим  оборудованием, г/с (к=2.8,т.к. мощность двигателя 9 кВт);

Т - фактический годовой фонд времени  работы оборудования, ч.

М_выд =3,6 · 2.8 · 910 ·3· 10^-3 = 27,52 т/год  

где 3- количество станков работающих без применения СОЖ

(5-2)                                   

Валовый выброс пыли при наличии  газоочистки вычисляется по формуле:

М_выб = 3,6 · К · Т (1 - j) · 10^-3, т/год                            

где: j - степень очистки воздуха  пылеулавливающем оборудованием (в  долях единицы).

М_выб = 3,6 · 2.8 · 910·3· (1 –0,95) · 10^-3 =1,38 т/год                            

Валовый выброс загрязняющих веществ  при обработке металлов в случае применения СОЖ и газоочистки рассчитывается по формуле:

М = 3,6 · К · N · Т (1 - j) · 10^-3, т/год