Влияние на природную среду химического нефтехимического и металлургического комплексов реферат

Обновлено: 03.07.2024

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы — той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них — газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

1. Химическое загрязнение биосферы

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

1.1. Основные загрязняющие вещества

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 1 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д) Оксилы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. предельного чугуна выделяется кроме 2,7 кг. сернистого газа и 4,5 кг. пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

1.2. Аэрозольное загрязнение атмосферы

Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже: ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН. Т./ГОД 1. Сжигание каменного угля 93,60 2. Выплавка чугуна 20,21 3. Выплавка меди (без очистки) 6,23 4. Выплавка цинка 0,18 5. Выплавка олова (без очистки) 0,004 6. Выплавка свинца 0,13 7. Производство цемента 53,37 Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия — расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

1.3. Фотохимический туман (смог)

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжащейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

1.4. Контроль за выбросами загрязнений в атмосферу (ПДК)

Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК — такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО — Главной Геофизической Обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя — индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) . Для этого нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (оксилы азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

2. Химическое загрязнение природных вод

Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды).

2.1. Неорганическое загрязнение

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей вод

ной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен в таблице №1.

Экология — одна из самых актуальных повесток дня. Начиная с 20 века и до сегодняшнего дня, численность населения выросла в 4 раза, а темпы промышленного производства — в 18 раз. С каждым годом влияние промышленности на экосистему становится все более масштабным.

Промышленность и экология: в чем актуальность проблемы?
Промышленные источники загрязнения Обрабатывающая промышленность
Электроэнергетика
Транспорт

Кислотные дожди

Основная проблема

Экологические проблемы химической промышленности несут в себе одно очень неприятное свойство. В результате производства этой отрасли хозяйственной деятельности человека появляются или синтезируются вещества, которые на 100% искусственные и не являются пищей для какого-либо организма на Земле. Они не входят в пищевую цепочку, а, значит, не перерабатываются естественным путем. Они могут либо накапливаться, либо утилизироваться или перерабатываться тем же искусственным промышленным способом. На сегодняшний день их переработка существенным образом отстает от выработки и накопления. И это главная экологическая проблема.

Охрана труда

Химическое производство оказывает на окружающую среду многообразное воздействие. В общем случае могут быть выделены три типа воздействия:

загрязнение окружающей природной среды химическими веществами,
истощение природных ресурсов;
изменение природных и возникновение антропогенных (техногенных) ландшафтов.

В действительности все эти три типа взаимодействия связаны между собой и могут быть разделены лишь в крайних случаях. Рассмотрим указанные воздействия более подробно.

Загрязнение природной среды химическими веществами как следствие работы химического предприятия более правильно связывать с бесконтрольным поступлением отходов этого производства в природную среду. К отходам следует в этом случае отнести все выбросы, сбросы, потери основных и вспомогательных продуктов и т.п. По-видимому, более правильно оперировать термином загрязняющее вещество, под которым понимается любой химический продукт, попадающий в окружающую среду или возникающий в ней в количествах, выходящих за рамки обычного содержания, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Химические предприятия являются источниками загрязнения не только воздушной среды, но и водных объектов сточными водами. Так, производства минеральных и неорганических солеи дают сточные воды, содержащие неорганические кислоты, щелочи, соли: фториды, сульфаты, фосфаты и др.

Производства основного органического и нефтехимического синтеза содержат в сбрасываемых сточных водах (сбросах) жирные кислоты, ароматические соединения, спирты.

Нефтеперерабатывающие заводы и предприятия по термической переработке твердых топлив сбрасывают вместе со сточными водами нефтепродукты, масла и смолы, фенолы, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и др. Производства синтетических смол, полимеров, синтетических волокон содержат высокомолекулярные вещества, мономеры, частицы полимеров и т.д.

Твердые отходы химических производств при бесконтрольном поступлении в окружающую среду также вызывают ее загрязнение.

Не только отходы химических производств представляют опасность для окружающей среды, но и их продукция при ее бесконтрольном поступлении в природную среду. Последнее обстоятельство обусловлено токсичностью химических продуктов.

Действительно, синтезированное, например, в Ок-Риджс соединение из группы нитрозоаминов вызывает мутации у мышей в 5 раз большие, чем их облучение дозой в 600 рад. Понятно, что поступление такого вещества в природную среду резко повышает риск возникновения мутаций у живых организмов.

Истощение природных ресурсов — второй тип воздействия химического (химико-металлургического) производства на окружающую среду. Иллюстрацией к этому является представление об интегральном ресурсе, предложенное академиками Н.П.Федорснко и Н.Ф.Рсймсрсом (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Схема, иллюстрирующая ухудшение качества природных ресурсов (интегрального ресурса) в результате техногенного воздействия: а — начальный уровень грунтовых вод; 6 — уровень грунтовых вод как результат хозяйственной деятельности; 1 — сведение лесов; 2 — разрушение рельефа; 3 — гибель рыбы; 4 -заиливание водоема; 5 — понижение речного уровня; 6 — уменьшение выработки электроэнергии на ГЭС как результат понижения уровня реки: 7 — сведение лесов в результате загрязнения атмосферы

Особенность интегрального ресурса состоит в том, что качественное или количественное изменение одного из составляющих интегрального ресурса неизбежно ведет к более или менее заметным переменам в количестве и качестве других составляющих этого ресурса.

Так, строительство химического комбината и эксплуатация им тех или иных конкретных сырьевых ресурсов сопровождается ухудшением качества природных ресурсов, их истощением и загрязнением среды.

Изменение природных ландшафтов и возникновение антропогенных непосредственно вытекает из дальнейшего развития представления об интегральном ресурсе. Ухудшение ценности природных ресурсов (в частности, эстетических и рекреационных) обязательно сопровождает превращение природных ландшафтов в антропогенные (техногенные).

Классификация природно-тсхногенных ландшафтов дана на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Классификация природно-техногенных ландшафтов

Антропогенный ландшафт — ландшафт, возникновение и структура которого определяются деятельностью человека; подразделяется на два типа: культурный (первый) и акультурный (второй).

Культурный — результат целенаправленной деятельности человека, он постоянно поддерживается человеком в нужном состоянии для выполнения тех или иных задач (к таким ландшафтам относятся возделанные поля, парки, сады и т.д.).

Второй тип ландшафта — акультурный — непосредственно не создается и часто является результатом нежелательных природных процессов, обусловленных деятельностью человека: развитие оврагов на полях чаще всего является следствием нарушения агротехники; заболачивание берегов водохранилищ равнинных рек происходит в результате резкого замедления течения воды и подъема уровня подземных вод; образование провальных воронок и просадок грунта нередко связано с обвалами подземных пустот, появившихся в результате подземной добычи полезных ископаемых, и т.д.

История возникновения, виды

Первыми предприятиями, с которых началось рождение новой отрасли –химической, стали заводы по производству серной кислоты в 1736 году в Великобритании и в 1766 году во Франции, а продолжили по кальцинированной соде. В середине XIX века химическая промышленность стала выпускать искусственные минеральные удобрения для сельского хозяйства, пластмассу, синтетические каучук и искусственные волокна.

Химическая промышленность имеет свои подотрасли: неорганическая и органическая химия, керамика, нефте- и агрохимия, полимеры, эластомеры, взрывчатые вещества, фармацевтическая химия и парфюмерия. Основные, производимые ею продукты: аммиак, кислоты и щелочи, минеральные удобрения, сода, хлор, спирты, углеводороды, красители, смолы, пластмассы, синтетические волокна, бытовая химия и многое другое.

Крупнейшие химические предприятия мира: BASF AG (Германия), BayerAG (Германия), ShellChemicals (Голландия и Великобритания), INEOS (Великобритания) и DowChemicals (США).

Источники загрязнения

Проблемы химической промышленности, связанные с экологией не только в выпускаемой продукции, но и в отходах и вредных выбросах, возникающих в процессе и результате производства.

Эти вещества вторичные или побочные продукты, но самостоятельные и, возможно, основные источники загрязнения окружающей среды.

Выбросы и отходы химического производства в основном смеси и потому качественная их очистка или утилизация затруднительна. Это углекислый газ, оксиды азота и серы, фенолы, спирты, эфиры, фториды, аммиак, нефтяные газы и другие, опасные и отравляющие вещества. Кроме того, химическая промышленность выпускает и сами отравляющие вещества. Не только для сельскохозяйственных нужд, но и для вооруженных сил, хранение и утилизация которых требует особого режима.

Технология химического производства нуждается в повышенном потреблении воды. Она здесь используется для различных нужд, но после использования в достаточной степени не очищается и в виде стоков попадает обратно в реки и водоемы.

Внесение минеральных удобрений и веществ по защите растений при проведении сельскохозяйственных работ само по себе негативно воздействует на состав, структуру и связи, сложившейся на данной территории биосистемы. Угнетаются одни виды растительного и животного мира и, в то же время стимулируется рост и размножение других, часто ей несвойственных. Часть остатков отравляющих веществ проникают вглубь почвы и негативно влияют на более глубокие слои земли и на грунтовые воды. Другая часть с талыми снегами и осадками, смываются с поверхности пахоты и попадают в реки и водоемы, где воздействуют на почвы и растительный мир уже других регионов.

Влияние химической промышленности на окружающую среду

Продукция компаний химической промышленности предназначена для народнохозяйственного комплекса. Они производят:

продукцию основной химии;
вещества органического синтеза;
синтетические изделия.

Вещества, которые синтезируются, носят искусственный характер. Экологические проблемы химической промышленности состоят в том, что отходы компаний отрасли неблагоприятно воздействуют на биоферу. Их характерное свойство состоит в том, что они не участвуют в пищевой цепочке экологической системы. Они не перерабатываются в естественных условиях, не служат пищей для живых организмов.

4 класса опасности химических отходов:

Первый класс составляют газы (SO2, СО, NOx, H2S, CS2, NH3, углеводороды и др.).
Ко второму относят жидкие вещества (кислоты, щелочи, органические вещества, жидкие металлы, их соли).
Третий класс представлен твердыми продуктами (сажа, пыль, смолы, свинцовые соединения и др.).
Четвертый класс. Выбросы отрасли содержат множественные виды и комбинации соединений, которые отравляют окружающую природу.

Советуем почитать: Альтернативная энергетика и экология: виды и пути развития

Состав выбросов промышленности в атмосферу
Особое воздействие на экологию оказывают вредные выбросы, которые не поддаются полному обезвреживанию, а также утилизации. Они служат основным источником загрязнения атмосферы, почвы, водных ресурсов. Химическая промышленность производит отравляющие вещества для сельхоз работников и военной отрасли. Они представляют опасность 5 класса, требуют особого содержания, хранения и переработки.

Для персонала особую опасность представляет обращение с химическими отходами на предприятии, так как они работают постоянно в условиях с высокой концентрацией отравляющих веществ. С риском связан сам технологический процесс, который требует от исполнителей профессионализма, технических знаний и мастерства.

Химическая промышленность использует водные ресурсы. Достаточное их количество не очищается, стоки сливаются в водоемы и реки.

Вносятся в почву химические удобрения. Они угнетает рост одних растений и способствует распространению других. Это нарушает естественный баланс в природе.

Средства защиты растений распыляются в воздухе. Отходы проникают в грунтовые воды и отравляют их. Часть удобрений, ядохимикатов смывается с поверхности грунта, загрязняя реки и распространяясь на соседние регионы. Вредители адаптируются к отравляющим средствам, поэтому приходится создавать новые. Утилизация неиспользуемых веществ проблематична. На промышленных отвалах скопились ядовитые соединения со ртутью, фтором, мышьяком, фосфором.

Опасность представляют предприятия нефтехимии, зона загрязнения которых распространяется в радиусе на 20 км.

Количество вредных отходов зависит от возраста оборудования, применяемой технологии, очистки и методов утилизации.

Негативное влияние на окружающую среду оказывают предприятия нефтегазовой отрасли, металлургические компании, машиностроение, комбинаты по производству резины и целлюлозы. Мировой океан загрязняют танкеры, которые перевозят нефтепродукты. Развитие наземного транспорта способствует отравлению воздуха углеводородом и тяжелыми металлами.

Горные разработки извлекают тонны горных пород, которые образуют отвалы и терриконы. Они токсичны. Под воздействием природных условий они горят и пылят. В процессе работы химзаводов и предприятий энергетической промышленности образуются твердые отходы, которые отвозят на полигоны. Там они выделяют токсичные газы и ядовитые вещества, отравляют землю, проникают в почву через грунтовые воды.

Большое значение приобретает индикация токсичных химических веществ. Она распознает и определяет ОВ в воздухе, водоемах, на местности. С помощью методов химического контроля, путем исследования проб в лабораториях определяется степень загрязненности экологической среды. Это помогает природоохранным организациям контролировать уровень степени заражения ОВ и принимать меры по ликвидации последствий.

Советуем почитать: Влияние кислотных дождей на окружающую среду

Промышленность России

Площадь загрязнение нефтехимическими производствами может быть до 20 км от источника выбросов. Объем выбросов зависит в первую очередь от мощности технологического оборудования и его качества, а также от систем очистки воды, отработанных газов и систем утилизации отходов.

В процессе взаимодействия производства и окружающей среды осуществляется обмен веществ между производственной и природными сферами. Он называется антропогенным метаболизмом.

Загрязнение окружающей среды – вывод из системы антропогенного обмена в природу всевозможных отходов, отбросов и использованных изделий.

Виды, источники и пути загрязнения окружающей среды различны и многообразны: выбросы в атмосферу химических соединений и смесей; слив в водную среду всевозможных производственных отходов и сточных вод, попадание в нее нефтяных продуктов; засорение почвы твердыми отходами; повышение уровня ионизирующей радиации, шума, вибрации, а также тепловые выбросы в атмосферу и водный бассейн. Большинство из названных источников загрязнений относится и к химическим производствам.

Для химических и нефтехимических предприятий характерно наличие технологических и вентиляционных, организованных и неорганизованных выбросов вредных веществ в атмосферу. К технологическим относятся хвостовые выбросы технологических процессов, выбросы при продувке оборудования, постоянно действующие дыхательные трубы, периодически действующие предохранительные клапаны, дымовые трубы технологических печей. Технологические выбросы характеризуются высокой концентрацией вредных веществ при небольшом объеме газо-воздушной смеси.

К вентиляционным относятся выбросы общеобменной и местной вытяжной вентиляции. С учетом объема вентиляционного воздуха валовое количество вредных веществ, содержащихся в вентиляционных выбросах, часто превышает таковое в технологических выбросах.

К организованным относятся выбросы, отводимые от мест выделения системой газоотводов, что позволяет улавливать вредные вещества в соответствующих установках.

Неорганизованные выбросы возникают за счет негерметичности оборудования, коммуникаций, пробоотводников, канализационных колодцев и др.

Самыми распространенными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода, диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, летучие растворители (ароматические углеводороды, спирты, эфиры, кетоны, галогенпроизводные углеводороды и др.), а также пыль.

Основной физической характеристикой примесей в атмосфере служит концентрация – количество вещества в единице объема воздуха при нормальных условиях (обычно в мг/м3). Концентрация примесей определяет физическое, химическое и другие виды воздействия их на окружающую среду и является основным параметром при нормировании допустимого содержания примеси в атмосфере и водных объектах.

Предельно допустимые концентрации примесей в атмосфере (ПДК) – это максимальная концентрация примесей в атмосфере, осредненная за определенное время, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него и на окружающую среду в целом вредного действия, включая отдаленные последствия. ПДК загрязняющих веществ регламентированы Министерством здравоохранения России.

Если вещество оказывает на окружающую среду вредное воздействие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую природу.

Выделяют два типа ПДК – максимально-разовые (ПДКраз) и среднесуточные (ПДКсут). Первые относятся в основном к 20-30-минутному интервалу времени и определяют степень кратковременного воздействия примеси на организм человека; вторые – допустимую степень загрязнения воздуха в течение длительного периода без строгого фиксирования его продолжительности.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимально-разовой предельно допустимой концентрации, т.е. С ≤ ПДКраз. При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, их безразмерная суммарная концентрация должна удовлетворять условию

Эффектом однонаправленного действия обладает ряд вредных веществ, например: диоксиды серы и азота; диоксид серы и сероводород; этилен, пропилен, бутилен и амилен; озон, диоксид серы, формальдегид и др.

Для каждого источника загрязнений атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника в совокупности с выбросами других источников города или иного населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создадут приземной концентрации, превышающей ПДК для населения, растительного и животного мира.

При установлении ПДВ для источника загрязнения атмосферы необходимо учитывать значения фоновых концентраций вредных веществ в воздухе от остальных источников загрязнения, действующих в данной местности. Устанавливают ПДВ на основании расчета рассеивания примесей в атмосфере.

Установление ПДВ гарантирует население от возможного неблагоприятного воздействия атмосферных загрязнений, поступающих в приземной слой атмосферы от конкретного предприятия. При этом основным нормативом остается ПДК, а величина ПДВ имеет вспомогательное значение, существенно облегчая контроль над выбросами предприятия. Системы контроля на предприятиях отслеживают источники выбросов и соблюдение ПДВ.

Предельно допустимая концентрация веществ в водных объектах – это концентрация веществ в воде, выше которых вода становится непригодной для использования. В настоящее время органами санитарной службы установлены ПДК в воде водоемов для более 400 различных веществ. Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами запрещено сбрасывать в водные объекты сточные воды, содержащие вещества, для которых не установлены ПДК.

ГОСТ

Химическая промышленность как фактор загрязнения среды

Объекты химических производств относятся к точкам высокой опасности загрязнения среды токсическими веществами. При работе многих из них в окружающую среду поступают опасные вещества. Объемы этих выбросов, по сравнению, например, с отходами горнодобывающей отрасли, относительно невелики, но могут нанести природе существенный вред. Многие отходы токсичны, в связи с чем их хранение представляет собой проблему. На отвальных площадках находятся огромные массы различных остатков переработки, которые продолжают приносить колоссальный вред окружающей среде. При процессах водной и ветровой эрозии опасные вещества попадают в атмосферу, воду и почву.

Опасность предприятий химической промышленности как источников загрязнения окружающей среды в нашей стране определяется не только количеством выбрасываемых веществ в условиях нормальной работы производств, но и неконтролируемыми выбросами токсичных веществ при авариях.

Основные токсические стоки и выбросы предприятий химической промышленности представлены:

органическими растворителями,
аминами,
альдегидами,
хлором и его производными,
оксидами азота,
циановодородом,
фторидами,
сернистыми соединениями (диоксид серы, сероводород, сероуглерод),
металлорганическими соединениями,
соединениями фосфора,
ртутью,
и т.д.

Выбросы вредных веществ в атмосферу увеличиваются в случае размещения химико-технологического оборудования на открытых площадках, нестрогой его герметичности, большого числа наружных технологических коммуникаций. Температура газообразных выбросов многих заводов химической промышленности мало отличается от температуры окружающей атмосферной среды, в результате чего возникает эффект скопления токсических веществ около источников выбросов.

Разнообразными токсикантами перенасыщены сточные воды большинства химических предприятий. Наряду с веществами, выбрасываемыми этими предприятиями в воздушную среду, стоки химических производств содержат и другие очень опасные соединения - органические вещества, минеральные кислоты в различных концентрациях, вплоть до концентрированных, растворимые соли металлов, шелочи и т. д.

Готовые работы на аналогичную тему

К наиболее опасным для окружающей среды и человека химическим производствам можно отнести процессы обогащения руд, коксохимическое и нефтехимическое производства, предприятия по изготовлению различных удобрений, кислот, объекты целлюлозно-бумажной промышленности, заводы искусственного волокна, и многие другие, т.е. почти весь спектр современной химической технологии.

Пути снижения вредного воздействия предприятий химической промышленности на окружающую среду

Основные способы снижения вредного воздействия предприятий химической промышленности на окружающую среду заключаются в экономии природных ресурсов при производстве, организации оборотного водоснабжения, бессточных производственных схем, более качественная очистка выбросов и стоков с применением современных технологий и утилизацией уловленных загрязняющих веществ, которые могут быть вторично использованы в хозяйстве. Одновременно предотвращается загрязнение рек и водоемов токсичными соединениями. К сожалению, в настоящее время утилизируется лишь незначительная доля отходов крупных промышленных комбинатов.

Законодательно внесены более или менее обоснованные требования в плане минимизации сбросов предприятиями и утилизации опасных отходов в целях обеспечения должного уровня безопасности химической промышленности. Однако на практике эти схемы требуют кардинального переоборудования предприятий и применения дорогостоящих технологий.

У большинства предприятий либо просто нет средств на внедрение экологичных технологий, либо, если даже такие средства имеются, предприятия не внедряют их вследствие снижения на этапе переоборудования прибыли, на максимизацию которой направлена их основная цель. В связи с этим экологичные технологии использует только небольшое число крупных предприятий, остальные объекты продолжают работать в прежнем режиме.

Нефтехимическая промышленность является важным источником выбросов химических веществ. Собрано достаточно данных о неблагоприятных последствиях для здоровья жителей, живущих поблизости предприятий нефтяной отрасли.

Нефтехимия встречается в широком ассортименте предметов домашнего обихода, от пластиковой упаковки и мешков для мусора до пластиковых бутылок.

Поскольку люди так сильно зависят от нефтехимических продуктов, их производство находится на высоком уровне, воздействуя на окружающую среду посредством разливов нефти на суше и в море, а также выбросов в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива.

Люди, живущие поблизости от нефтехимических предприятий, могут подвергаться загрязнению в результате деятельности этих предприятий, но остается неизвестным, влияют ли на их продолжительность жизни выбросы или другие факторы, связанные с индустриализацией.

Нефтехимия и водоемы

Крупные разливы нефти наносят широкомасштабный ущерб водной среде. Приливно-отливные места обитания, песчаные равнины, грязевые отмели и солончаки, особенно уязвимы. Нефтяная пленка покрывает поверхность воды, а также поверхности осадочных пород и растительности, уничтожая растения и бактерии, что влияет на остальную часть пищевой цепи. Морские животные также подвергаются опасности.

Нефтехимия в атмосфере

Нефтехимия создается путем манипулирования ископаемыми видами топлива. Сжигание ископаемого топлива и нефтехимической продукции оказывает значительное негативное воздействие на окружающую среду.

При сжигании нефтехимических продуктов в атмосферу выделяется зола, азот, сера и углерод, что способствует образованию смога и загрязнению окружающей среды. Когда эти химические вещества реагируют с водяным паром, они могут вызывать кислотные дожди.

Нефтехимия и климат

Парниковые газы, образующиеся при сжигании нефтепродуктов, в состав которых входит углекислый газ, нагревают Землю, удерживая тепло в атмосфере. Последствия изменения климата и возможного потепления планеты включают повышение уровня моря в результате таяния ледниковых шапок и ледников, а также потенциально драматические погодные изменения.

Нефтехимия и экосистемы

Добыча, использование и транспортировка нефтепродуктов могут нанести вред местным экосистемам. При добыче угля и нефти большое количество соленой воды часто выносится на поверхность, нанося потенциально серьезный ущерб природной флоре и фауне. Добыча может также значительно изменить саму окружающую среду путем рытья и разведки.

Читайте также: