Екологічний стан повітря у районі розташування підприємства

Чернігівський національний педагогічний університет імені Т.Г. Шевченка

Хіміко-біологічний факультет

Кафедра екології та охорони природи

 

 

Дипломна робота

на тему:

Техногенний вплив на довкілля підприємств машинобудівної галузі м. Чернігова (На прикладі ЧАД)

 

Виконав: студент V курсу, групи 55

напряму підготовки (спеціальності)

7.040106. Екологія та охорона навколишнього

Сушко Івана

 

Науковий керівник:

д.т.н., проф. кафедри екології та охорони природи Старчак В.Г.

 

Рецензент__________________

 

 

Чернігів – 2016 року

 

 

Зміст

 

ВСТУП.. 3

РОЗДІЛ 1. ТЕХНОГЕННЕ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВІТРЯНОГО БАСЕЙНУ.. 3

1.1. Інгредієнте забруднення. 3

1.2. Енергетичне забруднення. 3

РОЗДІЛ 2. ЕКОЛОГІЧНИЙ СТАН ПОВІТРЯ У РАЙОНІ РОЗТАШУВАННЯ ПІДПРИЄМСТВА.. 3

2.1. Основні джерела забруднення. 3

2.2. Техногенний вплив на довкілля

РОЗДІЛ 3.ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНИХ ЗАБРУДНЮВАЧІВ У ВИКИДАХ ЧАД 3

3.1. САНІТАРНО-ТОКСИКОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАБРУДНЮВАЧІВ

3.2. ГРАНИЧНО ДОПУСТИМІ КОНЦЕНТРАЦІЇ ЗАБРУДНЕНЬ

 

РОЗДІЛ 4. КАТЕГОРІЯ НЕБЕЗПЕКИ ДЖЕРЕЛ ЗАБРУДНЕННЯ (КНД) 3

4.1. ВИЗНАЧЕННЯ КАТЕГОРІЙ НЕБЕЗПЕЧНИХ ДЖЕРЕЛ ЗАБРУДНЕННЯ

4.2. ПРОПОЗИЦІЇ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ЕКОЛОГІЧНОЇ СИТУАЦІЇ

 

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ДОДАТОК

 

 

ВСТУП

 

На машинобудівних і приладобудівних підприємствах джерелами викидів шкідливих речовин в атмосферне повітря є технологічне обладнання й агрегати, що застосовуються у виробництві заготовок, у ковальсько-пресових, термічних, гальванічних, механоскладальних, зварювальних, лакофарбових і ливарних цехах. Частка підприємств машинобудування в загальному обсязі викидів шкідливих речовин в атмосферу не перевищує 3%. Передусім, це відхідні гази чавуноливарного та сталеливарного виробництва. На 1 т чавуну припадає 10–12 кг пилу і 150 кг чадного газу, а на 1 т сталі, відповідно, 6–8 і 50 кг [1-4].

Внаслідок роботи технологічного устаткування в атмосферу надходять масла, пари, аміак, ціаністий водень, аерозолі, фториди, металевий та абразивний пил, уайт-спірит, сірководень, діоксид сірки, оксиди азоту й інші шкідливі речовини[5-8].

На підприємствах машинобудування накопичується значна кількість твердих відходів, зокрема: амортизаційний брухт, як результат заміни зношених деталей і модернізації обладнання; відходи від виробництва прокату; відходи лиття; відходи від механічної обробки заготівок на верстатах[6-10].

Тому дослідження техногенного впливу на довкілля підприємств машинобудівної галузі м. Чернігова є актуальним.

Об ’ єкт дослідження: процеси забруднення повітряного басейну     м. Чернігова

Предмет дослідження: техногенний вплив машинобудівної галузі наприкладі ЧАД.

Мета роботи: дослідити особливості техногенного впливу на довкілля м. Чернігова машинобудівної галузі, на прикладі ЧАД.

Завдання роботи:

1. Описати основні аспекти техногенного забруднення повітряного басейну.

2. Розглянути екологічний стан повітря у районі розташування ЧАД підприємства ВАТ «Автодеталь».

3. Охарактеризувати основні джерела забруднення.

4. Визначити категорію небезпеки джерел забруднення атмосферного повітря.

 

 

 

РОЗДІЛ 1

ТЕХНОГЕННЕ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВІТРЯНОГО БАСЕЙНУ

ВАТ «Чернігівавтодеталь ЧАД» є представником ЄНВ(екологічно небезпечних виробництв) у м. Чернігів.

ВАТ «Чернігівавтодеталь» розвиваеться на базі великих виробничих об’єднань, що включають заготівельні, ковальсько-пресові, ливарні, опоряджувальні цехи, цехи термічної, механічної, гальванічної обробки металів та інші виробничі дільниці.

Інгредієнте забруднення

 

Інгредієнтне забруднення - це потрапляння в біосферу речовин, якісно і кількісно не притаманних їй. Ці речовини можуть бути газо- та пароподібними, рідкими і твердими.

Інгредієнтне забруднення довкілля вивчали за сумарним коефіцієнтом небезпеки (КНS), індексом забруднення атмосферного повітря (ІЗА)

Динаміка викидів забруднюючих речовин (ЗР) в атмосферне повітря від стаціонарних джерел у регіоні та м. Чернігові свідчить про стабільність їх надходження.

Таблиця 1.1

Динаміка викидів ЗР в атмосферне повітря, тис. т

а. від стаціонарних джерел забруднення
Місто Чернігів	2011		2012		2013		2014		2015
	23,041		21,357		21,060		20,027		20,002
б. найбільш поширених ЗР (SO2, пил)
Місто Чернігів	2011		2012		2013		2014		2015
	SO2,	пил	SO2,	пил	SO2,	пил	SO2,	пил	SO2,	пил
	13,721	4,573	2,369	4,337	12,269	4,100	11,560	4,057	11,01	4,510

 

Серед населених пунктів регіону найбільшого антропогенно-техногенного навантаження зазнала атмосфера м. Чернігова –270т/км², 71.05кг у розрахунку на душу населення.

Рівень забруднення атмосферного повітря в м. Чернігів, в цілому за значеннями ІЗА, характеризується як допустимий.

Проте, забрудненість атмосфери зросла в десятки разів відносно початку 20-го століття, як наслідок міста одержали < на 10...20% сонячної енергії, більше на 10...15% опадів, посилюваність захворювання легень. Опади часто дають кислотні дощі, що призводить не тільки до загибелі флори та фауни, а й до руйнування архітектурних пам’яток, технічних споруд, виникають техногенні аварії – що призводить до загибелі людей. Більше 30% населення України проживає в містах, де С3р > 1ГДКсд...10ГДК.

ІЗА визначаемо за формулою:

ІЗА=n/i=1(Сі/ГДКсді)/n

За [24.25] прийнята така градація ступеня небезпеки забруднення повітря:

Безпечний <100

Слабо небезпечний 100...200

Помірно небезпечний 200...450

Небезпечний 450...800

Дуже небезпечний 7800

Авторами [26] запропонована оцінка забруднення (в балах) на основі ІЗА (таб.1.1.)

Інтецальна оцінка техногенного забруднення атмосферного повітря

РівеньТ3	Допустимий	Середній	Високий	Дуже вис.	Надзв. Високий
Балл	1-2	3-5	6-8	9	10
ІЗА	<100	100...200	200...450	450...800	7800

 

Енергетичне забруднення

Енергетичне забруднення - це дія на людину з навколишнього середовища різного виду випромінювань: електромагнітного, радіаційного, шумового, які мають як природне, так і штучне походження.

Одним із найбільш поширених проявів випромінювання є шум та вібрація – одна з форм фізичного забруднення природного середовища, до якого організм пристосуватись не в змозі. Шуми шкідливо впливають на здоров’я людей, знижують їх працездатність, викликають нервові розлади, появу і прогресування виразкової хвороби шлунку, гіпертонію та інші захворювання.

Технологічна вібрація діє на весь організм, локальна (місцева) вібрація діє на окремі частини тіла . При тривалій дії вібрації виникають зміни в опорно-руховій, серцево-судинній та нервовій системах.

Біологічна дія вібрацій у діапазоні частот f<15 Гц проявляється в порушенні вестибулярного апарату, в зміщенні органів. Вібраційні коливання до 25 Гц викликають кістково-суглобні зміни. Вібрація в діапазоні f=50…250 Гц шкідливо впливає на серцево-судинну та нервову системи. Часто викликає вібраційну хворобу (болі в суглобах, підвищена чутливість до охолодження, судоми). Страждає нервова система, виникають головні болі, порушення обміну речовин, залоз внутрішньої секреції.

Основні нормуємі параметри вібрації: середньоквадратичні величини рівнів віброшвидкості (V, м/с; LV, дБ), віброприскорення (м/с²) та віброзміщення (м) в октавних смугах з середньогеометричними частотами (ДСТУ 2300-93):

LV=20.lg(V/V0), 

де V – фактична віброшвидкість, м/с; V0 – порогове значення, V0=5.10-8 м/с, 1 м/с – викликає больовий синдром. Порогові значення віброприскорення – 3.10-4 м/с², віброзміщення – 8.10-12 м. Певну екологічну небезпеку складае ЕМП. Вони виникають при генеруванні, передачі, використанні ЕМ – коливань.

Основні джерела ЕМП поділяються на 1. точечні – радіо – і телецентри 2. вузлові - 3. магнітні – ЛЕП, антенни.

 

Нормування ЕМП (Табл.1.2.)

 

Клас небезпеки	Назва	RƩ		Ні, 2008 Грн/т	Лд50
		За ГДК
1	Надзвичайна небезпека	<2	<1.3	780	15
2	Висока небезпека	2...16	1.3...3.3	30.5	150
3	Помірна небезпека	16...30	3.3...10	6.8	5000
4	Малонебезпечні	>30	>10	2.7	75000
Нетоксічні	-	-	-	0.27	-

 

Ступінь і характер впливу ЕМП на організм людини визначаеться ƛ, ƒ інтенсивністю випромінювання режимом (безперервної, переривчатою тривалістю, індивідуальна властивість людини, наявністтю зовнішних небезбечних :іонів випромінювання .

ЄМП більш небезпечне ніж ЄП. ЄП обумовлює наведення потоків на предметах ізольованих від землі .ЄМП задіяного діапазону 60кГц...300кГц здійснюють на людину тепловий вплив і локальний нагрів тканин ,окремих органів, клітин.

 

 

РОЗДІЛ 2

ЕКОЛОГІЧНИЙ СТАН ПОВІТРЯ У РАЙОНІ РОЗТАШУВАННЯ ПІДПРИЄМСТВА

 

Основні джерела забруднення

 

Викиди забруднювальних речовин в атмосферне повітря від діяльності підприємств машинобудівного комплексу становлять приблизно 1-2% від загального обсягу промислових забруднень – це, переважно, викиди газів металургійної складової машинобудівного комплексу [4,8,10 ].

Ливарне виробництво. До основних джерел забруднення атмосферного повітря у ливарному виробництві відносять:

• плавильні агрегати ливарних цехів;

• дільниці ливарних цехів, що пов’язані із складуванням, переробкою та використанням шихтових та формівних матеріалів;

• шихтові подвір’я;

• сумішоприготувальні дільниці;

• дільниці формування та приготування стержнів та ін.

3 тонн відходів, які містять відпрацьовану та невикористану суміш, шлаки, пил, гази. Хоча основна частина відходів – відпрацьовані суміші та шлаки, але відносно забруднення навколишнього середовища найбільшу небезпеку мають пил та гази у зв’язку з тим, що їх важко вловлювати та відводити.

У закритих печах-вагранках для виливків чавуну виробничою здатністю 5-10 т/год в середньому на одну тонну виливків викидається в атмосферне повітря: пилу – 11,5 кг/т; СО – 193 кг/т; SO₂ – 0,4 кг/т; CmHn – 7,7 кг/т.

У відкритих печах-вагранках для виливків чавуну виробничою здатністю 2-25 т/год. в середньому на одну тонну виливків викидається в атмосферне повітря: пилу – 17,0-20 кг/т; СО – 185-200 кг/т; SO₂ –1,3-1,5 кг/т; CmHn – 2,1-2,6 кг/т; NOx – 0,012 кг/т.

Хімічний склад пилу вагранки становить: SiO₂ – 20-50%; СаО – 2-12%; Al₂O₃ – 0,5-6 %; Fe₂O₃ + FeO – 10-36%; С – 30-45%. Розмір частинок пилу становить 5-150 мкм. Під час розливу з вагранок у ковші однієї тони чавуну в атмосферу викидається близько 130 г СО та 18-22 г графітового пилу. Питомі викиди на одну тонну готової продукції забруднювальних речовин в електродугових печах під час виплавляння однієї тонни сталі становлять: пилу 7,6-9,5 кг/т; СО – 1,5 кг/т; SO₂ – 1,4 г/т; NOx – 0,25 кг/т; ціаніди – 28,4 г/т; фториди – 0,56 г/т.

У газах, які відводяться від ливарного виробництва та викидаються в атмосферу, пил складається переважно з дрібнодисперсних часток, а вміст вільного діоксиду кремнію доходить до 80 відсотків.

На дільниці розвантаження сипучих матеріалів (ливарного коксу, вапняку, піску тощо) в приймальні ванни виділяється у середньому до 2–2,5кг/год пилу на одиницю працюючого обладнання. Зі сушильних апаратів виділяються 0,2-0,5 кг/год оксиду вуглецю, 0,10-0,15 кг/год окису сірки, до 0,2 кг/год оксиду азоту та інші речовини, таких як акромін, формальдегід та ін. Запиленість газів, які відводяться від сушильних апаратів, становить 10-15 г/м3.

З токсичних газів перше місце посідає оксид вуглецю. Основний спосіб зменшення його кількості, що потрапляє в навколишнє середовище, це – його доокиснювання до діоксиду вуглецю (IV) – СО₂.

Ковальсько-пресове виробництво. В процесі нагрівання та обробки металів у цехах виділяються пил, кислоти і масляні аерозолі (туман), оксид вуглецю, діоксид сірки та ін. Під час використання у ковальсько-пресових цехах для нагрівання металу полум’яних печей в атмосферу викидаються оксиди вуглецю, сірки, азоту та інші продукти згоряння. Для визначення валових викидів шкідливих речовин в атмосферу від нагрівальних печей доцільно користуватися питомими показниками щодо викидів, приведених до одиниці маси (т) або об'єму (м³ або тис. м³) спаленого палива.

Механічна обробка металів. Механічна обробка металів на верстатах супроводжується виділенням пилу, стружки, туманів мастил та емульсій, які викидаються через вентиляційні установки в атмосферу.

Обробка неметалевих виробів. Значне виділення пилу спостерігається під час механічної обробки склопластиків, графіту та інших неметалевих матеріалів. Так, наприклад, під час обробки текстоліту, склотканини, карболіту та органічного скла пил виділяється у значній кількості. Під час механічної обробки полімерних матеріалів одночасно з пилоутворенням можуть виділятися пари різних хімічних речовин і сполук (фенол, формальдегід, стирол та ін.), які входять до складу оброблюваних матеріалів.

Термічні цехи. Суттєво забруднюють середовище термічні цехи підприємств. Щоб надати деталі певних фізичних характеристик, їх піддають термічній обробці (наприклад гартуванню). Суть цього процесу зводиться до того, що металеву заготовку спочатку нагрівають до високої температури, до того ж відбувається вже достатньо обговорене забруднення довкілля внаслідок спалювання палива, або інших засобів нагрівання.

Термічна обробка передбачає швидке охолодження розпеченої деталі. При цьому розжарена деталь занурюється в воду або в масло, яке починає горіти (а вода випаровуватися) з виділенням великої кількості шкідливих газів і оксидів металу. Після термічної обробки метал покривається окалиною (товстий шар згорілого металу), який в механічний спосіб очищають. Галтувальні барабани та піскоструйні машини є джерелами шумового забруднення середовища і великої кількості пилу.

До джерел забруднення атмосфери відносять: ванни, агрегати для термічної обробки, нагрівальні печі, що працюють на рідкому та газоподібному паливі, а також дробоструминні, дробоскидальні камери. У процесі роботи цих агрегатів та установок в атмосферу викидаються пари та продукти горіння мастил, аміак, ціанистий водень, пил тощо.

Концентрація пилу в повітрі, що виділяється від дробоструминних і дробоскидальних камер, де метал зачищається після термічної обробки, досягає 200-700 мг/м3. Під час ціанування металів виділяється до 600 мг/год ціанистого водню на один агрегат ціанування.

Гальванічні цехи. Щоб надати деталям певних хімічних властивостей (наприклад, щоб не піддавалися карозії), або просто надати деталі привабливого вигляду (нікелюванням, хромуванням, цинковим покриттям та ін.) – деталі проходять подальшу хіміко-термічну обробку у гальванічних цехах. Їх занурюють у спеціальні ванни, в які заливають найрізноманітніші хімічні сполуки – кислоти, луги, солі. Далі ці рідини нагрівають і пропускають через них струм. При цьому деталі, що обробляються, виконують роль аноду або катоду в гальванічному процесі.

Таким чином на поверхні деталі створюється необхідне покриття. При цьому утворюється велика кількість дуже шкідливих газів, та парів розчину, що знаходиться у ванні. Після певного часу він стає непридатним до подальшого використання у виробництві і тому являє собою дуже агресивну хімічну сполуку, що потребує утилізації. Для того щоб її знешкодити потрібні відповідні хімічні заходи, але знешкодити їх до кінця неможливо і вони стають дуже небезпечними забруднювачами довкілля.

Основними забруднювачами атмосфери, що виділяються під час гальванічних процесів, є пил, тонкодисперсний туман, пари та гази, особливо в процесі кислотного та лугового плавлення.

Під час нанесення гальванічних покриттів (нікелювання, хроматування тощо) утворюються різні шкідливі речовини – аерозолі важких металів. Під час фосфатування виробів виділяється фтористий водень, концентрація якого у вивідному повітрі досягає 1200-1500 мг/м³. Концентрації НСІ, Н₂SО4, НСN, Cr₂О₃, NО₂, NаОН та ін. у вивідному повітрі коливаються у значних межах, що потребує негайного очищення повітря перед викидом в атмосферу.

Зварювальні дільниці. На дільницях зварювання та різання металів склад та маса викидів шкідливих речовин залежить від виду і режимів технологічного процесу, властивостей зварювальних речовин.

У процесі ручного електродугового зварювання сталі за витрат 1 кг електродів утворюється до 40 г пилу, 2 г фтористого водню, 1,5 г оксидів вуглецю і азоту; під час зварювання чавунів – до 45 г пилу і 1,9 г фтористого водню Під час напівавтоматичного і автоматичного зварювання загальна маса шкідливих речовин, що утворюються, менша в 1,5-2 рази, а під час зварювання під флюсом – в 4-6 разів. Зварювальний пил на 99% складається з часток розміром від 103 до 1 мкм, близько 1% пилу вміщують частки розміром 1-5 мкм. Хімічний склад шкідливих речовин, які виділяються під час зварювання, зумовлений переважно складом зварювальних матеріалів (проволоки, покриття, флюсів) і практично не залежить від складу зварювальних металів.

Фарбувальні роботи. Значним забруднювачем довкілля є виробництво, спрямоване на поліпшення загального вигляду деталей це – фарбувальні цехи підприємств. Фарби крім загального вигляду виробу поліпшують його фізико-хімічні властивості, наприклад – запобігають ржавінню. Фарби разом з розчинниками під час фарбування дуже забруднюють робоче місце. Біля робітника утворюється щільна аерозольна хмара із крапель фарби і випаровувань розчинника. Ці суміші являють собою вибухонебезпечне середовище – тому необхідне їх інтенсивне відведення. З цією метою фарбовий аерозоль уловлюється водяним екраном з подальшим очищенням води. Зрозуміло, очистити воду до її природного стану неможливо і це обумовлює забруднення водного середовища. Гальванічні і фарбувальні цехи є лише малою моделлю тих процесів, що відбуваються на заводах машинобудівного комплексу.

Шкідливі речовини в цих цехах виділяються під час:

• знежирення поверхонь органічними розчинниками перед фарбуванням;

• підготовки лакофарбових матеріалів (ЛФМ);

• нанесення ЛФМ на поверхні виробів;

• сушіння лакованих і фарбованих поверхонь.

Основними джерелами загазованості повітря робочих зон та атмосфери є змішувачі ЛФМ, фарбувальні камери, сушарки, ванни з розчинами для знежирення. Під час знежирення з поверхні дзеркала ванн випаровують пари вуглеводнів (г/(м²·хв)): бензину – 67-83; гасу – 17-34; уайт-спіриту – 83-100.

Концентрація шкідливих речовин, що виділяються з фарбувальних камер, залежить від характеристики ЛФМ, витрат та способу їх нанесення