Комплексная оценка воздействия предприятий химической индустрии на окружающую природную среду
Для всестороннего освещения проблемы, с целью поиска путей решения экологических проблем в химической промышленности и выработки научных методических подходов к изучению сложных вопросов негативного влияния отрасли на экологическую ситуацию в республике нами проведены комплексные экологические исследования. Объектом исследования стали Жамбылская, Актюбинская, Мангистауской области, где интенсивность воздействия хозяйственной деятельности предприятий химической отрасли на экологическую ситуацию достигла таких масштабов, что многие негативные процессы могут перейти в стадию необратимых и среда обитания населения регионов будет непригодной для её жизнедеятельности. В рассматриваемых регионах острота экологической ситуации была предопределена перекосами в народном хозяйстве и, в первую очередь – гипертрофированным ростом химических производств и орошаемых земель.
По данным Жамбылского областного центра гидрометеорологии индекс загрязнения атмосферы по городу Тараз за 2009 года в сравнении аналогичным периодом прошлого года составляет 7,4 против 7,3 единиц.
На уровне прошлого года остались концентрации пыли, растворимых сульфатов, оксидов азота и углерода, фтористого водорода. Превышения по среднесуточным концентрациям диоксида азота остались на уровне 2009 года и составили 1,5ПДК. Концентрации формальдегида увеличились с 2,3 до 2,67 ПДК [88].
Основное загрязнение природных комплексов в юго-западной части области связано с добычей и переработкой фосфоритов. Отходы производства Каратау-Жамбылского промышленного комплекса создали своеобразную биогеохимическую провинцию, границы которой чётко не обозначены.
Основными источниками загрязнения воздушного бассейна города являются предприятия фосфорной промышленности – Новофосфорный завод ЖПО "Химпром" и суперфосфатный завод, ГРЭС, ТЭЦ и другие менее крупные производственные объекты, а также автомобильный транспорт. Всего в городе насчитывается 90 предприятий. В последние годы значительное развитие получили машиностроение и металлообработка, энергетика, лёгкая пищевая промышленность, промышленность стройматериалов. Выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников в году составили 76,5 тыс. т/год, в том числе, твёрдых веществ – 18,4, диоксида серы – 40,9, оксида углерода – 1,9, диоксида азота – 12,0, углеводородов – 0,4, фтористого водорода – 0,4, аммиака – 0,5 и прочих примесей – 2,0 тыс.т./год [89].
Новожамбылским фосфорным заводом кроме основных загрязняющих примесей - диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, в атмосферу выбрасываются и специфические вещества, такие как фосфорный ангидрид (1,84 тыс.т./год) и фосфин (0,17 тыс. т/год). Всего от стационарных источников завода в атмосферу поступили 16,1 тыс. т/год вредных веществ. ЖПО "Химпром" загрязняет фосфорным ангидридом и фосфином воздушный бассейн города в количестве 1,02 и 0,02 тыс. т/год.
Суперфосфатный завод специализируется на выпуске аммофоса, трикальцийфосфата, серной кислоты. Их производство сопровождается выделением сернистого и серного ангидрида, твёрдых веществ, фтористого водорода, аммиака, диоксида серы (таблица 22).
Таблица 22 - Выбросы вредных веществ в атмосферу г. Тараз от стационарных источников, тыс. т/год.
| Загрязняющие вещества | ||||||||
| HF | 3346,84 | 3521,05 | 3236,84 | 3576,05 | 3636,84 | 3711,05 | 3336,84 | 3521,05 |
| NH3 | 2488,12 | 2563, 5 | 2634,78 | 2490,20 | 2481,67 | 2466,54 | 2458,42 | 2493, 7 |
| CO | 3376,45 | 3452,05 | 3389,65 | 3521,05 | 3426,55 | 3452,05 | 3396,15 | 3456,05 |
| NOx | 724,167 | 735,6 | 796,17 | 799,34 | 744,167 | 758,90 | 763,18 | 785,46 |
| Пыль аммофоса | 87,5558 | 88,8 | 85,7 | 87,4 | 86,4 | 88,48 | 89,4 | 90,6 |
| Пыль неорганическая | 121,766 | 122,6 | 123,87 | 124,8 | 123,98 | 122,67 | 122,45 | 123,1 |
| Пыль фосфогипса | 1139,75 | 1145,7 | 1156,9 | 1189,0 | 1165,7 | 1145,7 | 1143,8 | 1145,89 |
| Пыль суперфосфата | 34,965 | 35,7 | 36,45 | 36,90 | 35,67 | 34,74 | 34,32 | 35,45 |
| Примечание – составлено по данным ОТУООС г. Тараз |
Таблица - Выбросы вредных веществ в атмосферу г. Тараз от стационарных источников, тыс. т/год.
На суперфосфатном заводе при производстве удобрений, получаемых путем обработки серной кислоты и измельченной фосфатной руды, в атмосферу выделяется фторид водорода и другие фосфорсодержащие газы. Так, средние концентрации фторида водорода на посту 2 превышали ПДК в 1,4, а на посту 3 - в 2 раза. На стационарных постах также регистрировались случаи, когда среднесуточные величина в июле на посту 1 составляли 3,8, на посту 2– 4,2 и на посту 3 – 3,2 ПДК. Газообразные вещества – диоксид серы и оксид углерода, поступающие в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, ПДК не превышали. Фенол выше нулевых значений не регистрировался, фосфорный ангидрид в отдельные дни и только в утренние часы содержал 0,001 мг/м3 (при ПДК м.р. = 0,15 мг/м3). Нами установлено, что концентрация металлов в атмосферном воздухе города в основном удовлетворяет установленным для населенных мест гигиеническим нормам. Микроэлементы (алюминий, железо, кремний, кальций, магний, титан) являются породообразующими и по этому в больших количествах содержатся в природной пыли. Однако ПДК не превышают [90].
Содержание бензапирена в воздухе определялось количеством сожженного топлива предприятиями и частным сектором. Полученные данные показывают, что наибольшие его концентрации отмечены в центральной и юго-восточной районах города. В холодный период в отопительный сезон наблюдалось превышение ПДК в
6 раз, что соответствует многолетним данным. Летом содержание БЗП в атмосферном воздухе города находилось в пределах нормы.
ПДК.
Общий объем отходов в Актюбинской области в 2007 году составил 28 553,1 тыс.т. В области не производится трансграничная перевозка опасных отходов. На «АЗФ» АО «ТНК Казхром» образуются шлаки высоко, средне и низкоуглеродистые в объеме 479,9 тыс.т в год, из них 55% перерабатывается. Совместно с «Уральским институтом металла» г. Екатеринбург разработана программа «Получение устойчивой структуры шлака при производстве рафинированного феррохрома» и с 1 июня 2007г. запущена технология выплавки рафинированного феррохрома с получением стабилизированного щебня, который реализовывается потребителям, что привело к снижению образования шлаков среднеуглеродистого феррохрома. За отчетный период стабилизировано 29630,0 т. шлака.
В Донском ГОКе АО «ТНК «Казхром» - в течение последних 5 лет производится размещение пустых пород во внутрикарьерном пространстве карьеров «Южный», «Поисковый», что позволит снизить размещение в открытой природной среде отходов на 56 %. За отчетный период размещено 8600 тыс. т пустых пород.
АО «АЗХС» с 2001 года внедрена малоотходная технология, в результате снижена в 4 раза объем складирования монохроматного шлама. По старой технологии при производстве 1 т. монохромата натрия на шламовые пруды складировалось около 3 т. монохроматного шлама, а в 2001г. с момента внедрения объем складирования монохроматного шлама составил 0,75 т. на 1 т. монохромата натрия.
В 2007 г. общее количество образованных промышленных отходов в Жамбылской области составило 6903,741 тыс.т в т.ч., токсичные отходы 3 и 4 классов опасности, 20,1 тыс.т; общее количество образованных ТБО 41,21 тыс.т; утилизация отходов производства составил -12,6%.(таблица 23).
На территории ЗКО образовано за 2007 год 320,5 тыс.т.(2006г- 264,2тыс.т.) токсичных отходов. Полностью обезврежена 13,558 тыс.т отходов. Процент утилизации составил- 85,8%.
В 2007 году объем утилизации ТБО по сравнению с 2006 годом повысился и составил 0,45 % , в 2006 году составлял – 0,21%. Отмечается рост образования отходов на 9,8 % по объему и 5,8 % по массе.
В целом по области объемы размещения отходов по предварительным данным за 2009 год уменьшились на 5,5 % (269,149 тыс. тонн), за счет уменьшение объемов добыча руды на 284,25 тыс.тонн на филиалах ТОО «Казфосфат» ГПК «Каратау» и др. [91].
Таблица 23 - Количество образованных промышленных отходов в Жамбылской области, тыс. тонн.
| Информация об отходах | 2007 год | 2006 год |
| Отходы химической промышленности (образовано за отчетный период), тыс. т | 920,972 | 902,81 |
| Отходы горнодобывающей промышленности (образовано за отчетный период), тыс. т | 4959,6 | 2354,60 |
| Отходы химической промышленности (накоплено за весь период деятельности), тыс. т | 21746,17 | 22184,16 |
| Отходы горнодобывающей промышленности (накоплено за весь период деятельности), тыс. т | 58462,61 | 57558,75 |
| Использовано как вторичное сырье, тыс. т | 870,0 | 831,0 |
| Источник информации ОТУООС г. Тараз |
В 2009 году в ТОО «Казфосфат запланировано по обращению с отходами производства и потребления 3 мероприятия, из них выполнено 1 мероприятие по использованию в технологии ранее заскладированных техногенных минеральных образований (ТМО) с отвалов рудника Центральный на сумму 56,45 тыс.тенге. Ведутся работы по 2-ми мероприятиям:
- утилизация отвалов фосфаритной мелочи ТОО «Химпром» (ТМО) в качестве сырья для производства фосфора желтого (в 2009 году отгружено 70,939 тыс.тонн из исторического отвала «Химпрома»);
- реализация фосфогипса (с начало года реализовано 791,5 тонн фосфогипса) по охране земельных ресурсов выполнено 2 мероприятий на сумму 504,0 тыс.тенге, ведутся работы по 1 мероприятий по очистке шлакоотвала площадью 14,7 га путем реализации граншлака потребителю для проведению в дальнейшем работ по рекультивации очищенной площади. В 2009 году реализовано 145,211 тыс.тонн граншлака.
Анализ технологического процесса образования фосфогипса показал, что с 1тн. фосфорных удобрений выход фосфогипса составляет -2,8-2,9тн. Расчет объемов образования по технологическим переделам показал, что в год образуется около 400 тыс. тонн фосфогипса и к настоящему времени его накопилось 7611,085 тыс. тонн. Необходимо отметить, что степень использования фосфогипса очень низка и составляет порядка 5-7тыс. тонн в год. В основном он используется для мелиорации почв. Гидроотвал фосфогипса занимает площадь 47га, а сухой -25га. (таблица 24) [92].
Негативное влияния фосфогипса на окружающую среду проявляется в загрязнении атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почвенно-растительного покрова вредными веществами, просачивающимися через экран, а также в результате вымывания их атмосферными осадками и пыления. Так, при сухом складировании (без предварительной нейтрализации) в газовой фазе выделяющейся на отвале, содержится в среднем 10г фтора на 1т фосфогипса (радиус распространения пыли до 1,5км); примерно 10% фтора (по обследованным предприятиям) вымывается осадками.
Таблица 24 – Образующиеся техногенные отходы на предприятиях химической отрасли, 2004-2008 гг., тыс. тонн
| № | Наименование отхода | |||||
| Коттрельная пыль | 17,91 | 18,4 | 12,5 | 15,6 | 17,3 | |
| Фосфорный шлак | 739,2 | 517,9 | 386,3 | 403,5 | 410,8 | |
| ТБО | 1,3 | 1,3 | 1,2 | 1,4 | 1,3 | |
| Фосфогипс | 415,5 | 402,7 | 400,7 | 360,0 | 401,8 | |
| Строительные отходы | 3,0 | 2,2 | 3,1 | 2,8 | 2,7 | |
| Отвальные породы | 3559,9 | 3058,4 | 3156,0 | 3276,2 | 3161,9 | |
| Источник информации ОТУООС г. Тараз |
Таблица – Образующиеся техногенные отходы на предприятиях химической отрасли, 2004-2009 гг., тыс. тонн
Установлено, что отвалы фосфогипса являются полностью эрозионно-опасными материалами, так как в их поверхностном слое содержится практически 10% частиц диаметром менее 0,25мм. Жидкая фаза пульпы шламонакопителей содержащая фосфорную кислоту, сульфат и фосфат магния, фтористо-кремниевая кислота, кремнефториды натрия, фосфаты алюминия и железа, а также другие соединения, фильтруясь в процессе намыва загрязняют поверхностные и грунтовые воды. Расчетная оценка накопившихся в шламонакопителе вредных веществ показала, что с 1995 по 2007г. в отвалах находится около железа -1,5тыс.т., фосфора -64,2, фтор -51,2, свинца -31,2т., кадмия -5тн., стронция -15тн. в виде растворимых солей. Анализ загрязнения воздушной среды в районе размещения отвалов фосфогипса велся по следующим веществам: пыль, фтористый водород, соединения фосфора, аммиак, сероводород [93].
Одной из характерных особенностей регионального природопользования является тот факт, что наибольший вклад в дестабилизацию социально-эколого-экономической обстановки вносят несколько крупнейших хозяйствующих субъектов химической промышленности (таблица 28).
В настоящее время в химической промышленности активно развиваются процессы загрязнения воздушного бассейна выбросами хозяйствующих субъектов и сбросов в водные объекты, размещение отходов производства. В связи с этим, возникает необходимость выработки технико-экономических решений, позволяющих оптимизировать природоохранную деятельность крупнейших хозяйствующих субъектов химической промышленности, удельный вклад которых в дестабилизацию социально-эколого-экономической обстановки является наибольшим.
Для выявления вредного воздействия были выбраны следующие критерии:
1. Показатель, характеризующий промышленное развитие территории - объем промышленного производства.
2. Показатели валового воздействия на природную среду (промышленные выбросы и сбросы загрязняющих веществ; потребление свежей воды на производственные нужды; образование отходов).
3. Показатели воздействия на природную среду, скорректированные с учетом плотности населения (удельные сбросы загрязненных сточных вод в расчете на душу населения; удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в расчете на душу населения; образование отходов в расчете на душу населения).
4. Показатели воздействия на природную среду, скорректированные с учетом площади территории (плотность образования отходов; плотность выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух).
5. Показатели интенсивности промышленного производства (интенсивность промышленного загрязнения водных объектов; интенсивность промышленного водопотребления; интенсивность промышленного загрязнения атмосферного воздуха).
Таблица 28 - Влияние крупнейших хозяйствующих субъектов химической промышленности на социально-эколого-экономическое благополучие населения
| Наименование объекта | Факторы негативного воздействия на благополучие населения | ||
| Экологические | Социальные | Экономические | |
| Филиал ТОО «Казфосфат» ГПК «Каратау» | –загрязнение атмосферного бассейна продуктами техногенеза (сера, зола и т. д.); –экстенсивная технология утилизации золы и шлаков. | -сокращение потенциальных возможностей трудоустройства городского населения, вследствие использования земельных угодий для организации золоотвалов; –влияние на уровень заболеваемости населения, проживающего в районе действия объекта | Предположительное снижение перерасхода электроэнергии; Снижение затрат от привлечения рабочей силы со стороны для очистки решеток и бункеров; |
| Филиал ТОО «Казфосфат» (НДФЗ) | –загрязнение атмосферного бассейна | влияние на уровень заболеваемости населения | Снижение себестоимости на 1 тонну фосфора желтого |
| ТОО «Химпром-2030», г. Тараз | удельные сбросы загрязненных сточных вод в расчете на душу населения; образование отходов в расчете на душу населения | – рост заболеваемости населения; – повышение уровня безработицы вследствие снижения продуктивности сельхозугодий | Снижение расхода энергоресурсов |
| Филиал ТОО «Казфосфат» Минудобрения, г. Тараз | удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в расчете на душу населения; | влияние на уровень заболеваемости населения, проживающего в районе действия объекта | Снижение выбросов фторсоединений |
| Филиал ТОО «Казфосфат» Химзавод, г. Степногорск | –загрязнение атмосферного бассейна | распространенность новообразований среди детского населения. | Предположительное снижение перерасхода природного газа |
В таблицах 29, 30 на основе изучение влияния вредного воздействия предприятий химической промышленности на окружающую среду и население нами предложены программы мероприятий направленных на оптимизацию природоохранной деятельности ТОО «Казфосфат»