УДК 504.05

Непоправимый вред окружающей среде и здоровью от вредных выбросов литейного производства

Карасев Денис Александрович – студент кафедры Техносферной безопасности Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.

Аннотация: В данной работе рассмотрены основные вредные вещества, выделяемые при плавке металла. За образец взято такое предприятие, как АО «Муромский стрелочный завод», в состав которого входит сталелитейных цех с электродуговыми печами. Рассмотрено влияние вредных выбросов на организм населения, проживающего в непосредственной близости от предприятия. Предложены решения по снижению данного негативного воздействия.

Ключевые слова: здоровье человека, литейное производство, негативное воздействие, металлургия, плавка металла, вредные вещества.

Введение

Технологический процесс по производству сердечников и других составляющих частей стрелок и контррельс на АО «Муромский стрелочный завод» (далее – АО «МСЗ») представляет из себя огромное количество операций, в процессе которых присутствует выделение значительного объема пылевых частиц и газа. Плавка металла на АО «МСЗ» осуществляется в четырех электродуговых печах типа ДС-6Н1, оборудованных местными отсосами. При этом две печи являются углеродистыми, т.е. расплавление шихты идет в печах с кислой футеровкой, температура разлива составляет 1730 0С. На двух других печах расплавление шихты идет в бассейне с основной футеровкой, температура разлива составляет 1480 0С. Все печи оборудованы коагуляционными мокрыми пылеуловителями КМП-3,2 (далее – КМП).

Эффективность пылеуловителей согласно проведенных расчетов составляет:

  • ист. №И-108/0016 – фактическая – 77,8%, проектная – 96,0%;
  • ист. №И-113/0018 – фактическая – 81,6%, проектная – 96,0%;
  • ист. №И-105/0019 – фактическая – 80,8%, проектная – 96,0%;
  • ист. №И-107/0020 – фактическая – 82,5%, проектная – 96,0%.

В процессе плавки, во время загрузки печи и слива готовой стали в ковши происходит выделение различных вредных газов. Газы, которые выделяются из печей, содержат в своем составе пыль, азот (II) оксид, азота диоксид, сера диоксид и углерод оксид. В состав шихты, применяемой на предприятии для литья, входит большое количество ферромарганца (1,49-17,87%), что обусловлено технологическими требованиями к маркам выплавляемых сталей. Поэтому в выбросах технологических газов также присутствует марганец и его соединения. Еще одним немало важным критерием опасности выделяемых газов является оценка уровня запахов. За пределами территории завода постоянно присутствуют загрязняющие вещества в виде густого дыма кирпичного цвета с характерным тяжелым запахом. В связи с чем от жителей близлежащих домов ежегодно поступают жалобы в Росприроднадзор Владимирской области.

Проведя анализ статистических данных можно сделать вывод, что на воздушные слои атмосферы нашей планеты ложится в районе 70% разных негативных воздействий литейных предприятий, в водоемы каждый год сбрасывается до 3 м3 сточных вод, а на свалки привозят до 6 тонн отходов в виде формовочных смесей [1].

Воздействие вредных выбросов на человеческий организм и природную среду

Максимальное влияние на природную среду в зоне металлургических предприятий, в число которых входит АО «МСЗ», оказывают техногенные выбросы, в которых содержатся как газообразные, так и твердые вещества (пыль). Выбросы в виде токсичных газов отрицательно влияют на состояние растительности. Существенное воздействие оказывают такие вещества как: оксид серы IV (SO2), оксид азота IV (NО2), оксид азота (NO) [2]. Исходя из проведенных исследований доказано, что вредному воздействию подвержены листья у вегетирующих растений, что проявляется следующим образом:

  • хлороза, это болезнь растений, при которой происходит нарушение появления хлорофилла в листьях, а также идет уменьшение активности фотосинтеза;
  • некроза - вымирание клеток в живущем организме;
  • уменьшается прирост в течение года чуть ли не в двое.

Разберем, какое воздействие выбрасываемые вредные вещества оказывают по отдельности:

  • ДиЖелезо триоксид. ДиЖелезо триоксид является аэрозолем в основном фиброгенного воздействия. Оказывает отрицательное влияние на дыхательные пути человека. Если на протяжении долгого времени его вдыхать, то он оседает на легких и способствует развитию сидероза. Вдобавок к этому он обжигающе воздействует пищевой тракт и может спровоцировать рвоту.
  • Сернистый газ. Основной вред от сернистых соединений из за их токсичности. «Продолжительность действия» сернистого газа в воздухе небольшая и колеблется в районе 16 дней, а если воздух относительно чистый, то и того меньше. Влияет сернистый газ в основном на дыхательные пути, а если быть точным, то на их верхнюю часть. Если рассматривать его воздействие на растения, то у них происходит замедление роста, у сельскохозяйственных культур падает процент урожайности, а в случае больших доз они и вовсе погибают [3];
  • Марганец. По токсичности марганец стоит отнести ко второму классу опасности по ГОСТ 12.1.007–76. Продолжительное воздействие марганца на человека вызывает непоправимые с медицинской точки зрения изменения в центральной нервной системе. Отравиться мельчайшими частями марганца возможно только в случае высочайшей концентрации, которая в разы должна превышать предельно допустимые значения. Металлический марганец в виде пыли может вызвать взрывные реакции. Вдобавок ко всему марганец оказывает негативное воздействие на печень, легкие, сердечнососудистую и нервную систему человека. Последнее проявляется в чувстве постоянной усталости, желании спать, а в редких случаях даже потерей памяти [4].
  • Оксиды азота. Оксид азота это естественная часть атмосферного воздуха. Парниковая активность закиси азота в 298 раз больше, чем у углекислого газа. Оксиды азота стоит отнести к третьему классу опасности. Поражает его наркозный эффект и именно поэтому его относят к сильнейшим ядам, который непредсказуемо действует на нервную систему, а также может вызвать поражение крови. Особенно выраженной и сильной токсичностью (при концентрации выше 0,05 мг/л) владеет оксид азота NO2. Оксиды азота способны негативно действовать на здоровье человека как сами по себе, так и в комплексе с другими загрязняющими веществами. Оксиды азота расположены на второй ступени, следом за диоксидом серы по вкладу в участившихся случаев кислотных дождей.
  • Углерод диоксид. В случае концентрации углекислого газа свыше 0,1% возможно легкое ощущение духоты, которое сопровождается состоянием дискомфорта, упадком сил, головокружением и понижением концентрации. Также учащается дыхание, возникает уменьшение бронхов, а при концентрации превышающей 16% - провоцирует спазм голосовой щели. В случае долговременного нахождения в замкнутом пространстве с избытком углекислого газа происходят изменения в кровеносной, центральной нервной и дыхательной системах. Но несмотря на все выше сказанное углекислый газ нужен нашему организму. К примеру, если содержание кислорода упадет до 15% или увеличится до 80%, наш организм этого существенно не почувствует. В то же время если поменяется всего лишь на 0,1% концентрация углекислого газа организм человека получит негативное воздействие. Из этого следует вывод о том, что необходимость углекислого газа во много раз важнее кислорода.

Пути решения

Общий объем оборудования для литейного производства в последние 15-20 лет на большинстве предприятий если и обновляется, то не значительно, а средний срок его службы составляет 28-30 лет. Такая же обстановка и в АО «Муромский стрелочный завод», где преобладающая часть оборудования, используемого как для плавки металла, так и для очистки от вредных выбросов выработала свой ресурс. Достаточно провести визуальный осмотр, чтобы понять, что трубы, подводящие воду к КМП от времени, сгнили, а отводящие шлам каналы забиты песком. Это явно не позволяет качественно производить очистку вредных выбросов от сталеплавильных печей. Не мало важным фактором в том числе послужило резкое снижение объема производства новых литейных машин и оборудования, а именно по качеству изобретательской деятельности в данном направлении можно судить об уровне состояния отросли. В нынешней жизни, когда в экономической составляющей присутствует небольшой кризис, характер изобретательской активности приобретает отличительные и значимые черты. Закономерностью для литейного производства стал общий спад числа изобретений, и единичные, даже высокотехнологические изобретения не могут преодолеть отрицательного влияния снижения творческого потенциала.

В сложившейся ситуации просматривается два основных пути решения данной проблемы. Основополагающим и первоочередным для снижения энергоемкости и негативного влияния на окружающую среду производства литья является всеобъемлющая модернизация технологий и оборудования литейных цехов. На рынке присутствует масса предложений как по мокрым, так и сухим системам очистки под любое производство.

Другой, но не менее важный путь решения напрямую связан с ужесточением законодательных мер воздействия на руководителей предприятий данной отрасли промышленности. Первые шаги уже просматриваются. К примеру, не так давно появился на свет такой документ, как комплексное экологическое разрешение. В соответствии с п.16 ст. 1 Федерального закона от 21.07.2014 № 219-ФЗ «О внесении изменений в ФЗ «Об охране окружающей среды» и отдельным законодательным актам Российской Федерации» объектам I категории предписано требование получить комплексного экологического разрешение. Данный вид документа выдается уполномоченным федеральным органом исполнительной власти юридическому лицу или индивидуальному предпринимателю, осуществляющим хозяйственную и (или) иную деятельность на объекте, который оказывает вредной воздействие на природную среду и включает в себя беспрекословные для выполнения указания в части охраны окружающей нас природной среды [5]. Дополнительно к этому предприятиям требуется на регулярной основе проводить замеры вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Касаться это будет тех, на территории которых значатся источники с организованным выбросом, представляющие из себя дымовые и вентиляционные трубы, шахты и дефлекторы. Данные замеры, согласно изменениям, внесенным в Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ законами от 21.07.2014 N 219-ФЗ и от 29.07.2018 N 252-ФЗ, проводятся с помощью систем автоматического контроля [6]. Остается надеяться, что законодатели и дальше не будут стоять на месте, а дальше продолжат работу в данном направлении.

Вывод

Таким образом, источники выбросов загрязняющих веществ, в особенности сталеплавильных цехов, существенно влияют на загрязнение природной среды и здоровье человека, размеры которого чаще всего выражаются в выбросах плавильных и стержневых участков. Проведя модернизацию и достигнув эффективной очистки вредных выбросов предприятие получает множество преимуществ. В первую очередь это сохранение окружающей среды: эффективная очистка выбросов позволяет снизить воздействие загрязнений на атмосферу, водные ресурсы и почву. Также это способствует сохранению чистоты и качества природной среды для будущих поколений. Во-вторых, эффективная очистка выбросов помогает предприятиям соблюдать установленные нормативы и требования к качеству воздуха, воды и почвы. Это предотвращает возможные штрафы и претензии со стороны как контролирующих органов, так и граждан, проживающих в непосредственной близости от предприятия. В-третьих, это повышение репутации. Компании, осуществляющие эффективную очистку выбросов, заслуживают доверия со стороны общественности и партнеров. Это способствует повышению престижа предприятия и его конкурентоспособности на рынке. И наконец, эффективная система очистки выбросов позволяет снизить затраты на производство и соблюдение экологических требований. Это обеспечивает экономическую выгоду предприятию и повышает его конкурентоспособность.

Список литературы

  1. Кривицкий, В. С. Экологические проблемы литейного производства и пути их развития (ЗАО «ЦНИИМ-Инвест») [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://ci.crtm.ru/examples/mycomponents/news/329/ (дата обращения: 22.04.2024).
  2. Гутько Ю.И. анализ безопасности и экологичности производственных процессов в литейных цехах/ Ю.И. Гутько, Шинкарева Т.А., Бобкова С.Г.// Вісник СНУ ім. В. Даля. – Луганськ : Вид-во СНУ ім. В.Даля, 2010. – № 3 (145). – С. 111–116.
  3. Сернистый газ: симптомы отравления и первая помощь: статья // Экология сегодня: интернет- журнал. Москва, 2024. URL: https://ecologynow.ru/knowledge/zdorove-cheloveka/sernistyy-gaz-simptomy-otravleniya-i-pervaya-pomosch.
  4. Волобуева Е.Е., Пимонова С.А., Булычева О.С. Токсические свойства марганца // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 6. – С. 87-87 URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33760 (дата обращения: 22.03.2024).
  5. Федеральный закон "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации" от 21.07.2014 N 219-ФЗ (последняя редакция) – Режим доступа: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_165823.
  6. Федеральный закон "Об охране окружающей среды" от 10.01.2002 N 7-ФЗ (последняя редакция) – Режим доступа: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34823.

Интересная статья? Поделись ей с другими: