Курсовая Проблемы экологии в черной металлургии

Жизнь начинается с дыхания и заканчивается с его прекращением. Человек может отказаться от приёма недоброкачественной пищи, не пить загрязнённую воду, но не дышать он не может. Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооружённости в корне изменили ситуацию на Земле. Современная цивилизация осуществляет невиданное воздействие на природу. Загрязнение природной среды промышленными выбросами оказывает вредное воздействие на людей, животных, растения, почву, здания, сооружения, снижает прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает число дней с туманами и т. д.

Актуальность  данной темы заключается в том, что черная металлургия является одним из основных загрязнителей окружающей природной среды (ОПС) во многих городах России и мира. Наибольший вред ОПС приносят техногенные выбросы от предприятий черной металлургии. В результате длительного поступления в ОПС техногенных выбросов почвы прилегающих к предприятиям территорий все больше накапливают тяжелых металлов (ТМ) и других загрязняющих веществ (ЗВ). Выбрасываемая пыль содержит значительное количество кальция и магния, и её поступление в почву приводит к увеличению рН почвы до 7,2-8,3, особенно, на черноземах. Масштабы изменения ОПС в зоне действия предприятий черной металлургии зависят не только от состава и объема техногенных выбросов, но и от положения предприятия в определенной природной зоне и подзоне. По данным Росгидромета к чрезвычайно опасной категории загрязнения ТМ отнесено 0,5 % населенных пунктов России, к опасной категории – 3,7 %, к умеренно опасной – 10 %. Объект нашего исследования («Магнитогорский металлургический комбинат»  отнесен к  опасной зоне загрязнения.

Масштабы и характер загрязнения ОПС предприятиями металлургического комплекса связаны с уровнем применяемых технологий, их экологичностью, качеством и количеством используемого сырья, объемом и составом выбросов, сбросов и твердых отходов, географическим положением предприятий, характером рассеивания загрязнений и влиянием на ландшафты, экосистемы и их компоненты.

Необходимость улучшения состояния ОПС делает актуальным исследование и оценку техногенного воздействия черной металлургии на ландшафты природных зон и поиск путей оптимизации состояния ОПС в регионах с черной металлургией. При этом очень важна оценка влияния на ОПС внедрения новых технологий, что позволит оптимизировать стратегию и тактику природоохранной деятельности с учетом зонального и регионального положения предприятий черной металлургии.

Цель и задачи исследования.

Цель исследования:

- выявить основные источники загрязнения атмосферного воздуха в черной металлургии;

- изучить биологическое действие вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух от предприятий черной металлургии;

- на основе комплексного, регионального подхода провести исследование и оценку техногенного воздействия предприятий черной металлургии, на примере ММК на окружающую природную среду центра Европейской России и дать практические рекомендации оптимизации состояния ОПС;

- проанализировать способы сокращение загрязнения атмосферы на предприятиях черной металлургии.

Соответственно с целью были поставлены и выполнены следующие задачи:

- выявить объемы, состав, структуру и рассеивание загрязнений от предприятий черной металлургии, том числе ММК;

- на основе применения биоиндикации и химического мониторинга определить зоны влияния техногенных выбросов черной металлургии;

- выявить виды технологий, применяемых в производстве проката черных металлов, сравнить их влияние на ОПС.

1. Подготовка основных исходных материалов черной металлургии

Подготовка основных исходных материалов для производства чугуна, стали и ферросплавов является составной частью первичного производства черных металлов. Эта подготовка выполняется в коксовых печах и батареях, а также на агломерационных установках, на которых осуществляются механические и термические процессы переработки металлолома, и окускования рудной шихты путем ее спекания, гранулирования, обжига и брикетирования. Функционирование этих производств характеризуется значительными выбросами вредных веществ, подпадающих под действие Конвенции, однако, к настоящему времени разработаны и нашли широкое практическое применение эффективные методы и технические средства сокращения этих выбросов.

Производство кокса (РИВ, SNAP КОД: 010406)

Производство агломерата (РИВ, SNAP КОД: 030301)

Производство железорудных окатышей

Очистка металлолома от масел и покрытий (РИВ, SNAP КОД: 060201)

1.1. Первичное производство черных металлов

Под первичным производством черных металлов подразумеваются выплавка передельного чугуна в традиционных доменных и электродоменных печах, выплавка различных сортов стали в мартеновских печах, в кислородных конвертерах, в дуговых печах прямого действия и других типах электрических печей, а также производство ферросплавов.

Необходимо отметить, что разделение на первичное и вторичное производство черных металлов не вполне определенно, так как под вторичным производством металлов подразумевается получение металла в результате переплавки металлического лома и отходов производства. Однако, например, в мартеновских печах, сталь производится из чугуна и стального лома, при этом доля каждого из них может изменяться от 0 до 100%.

Для установок производства передельного чугуна и стали, (первичной или/и вторичной плавки), включая непрерывное литьё производительностью более 2,5 тонн в час, протоколом по борьбе с подкислением, эвтрофикацией и приземным озоном предельные значения выбросов оксидов азота в атмосферный воздух ограничены 400 мг /м3 н.у.

Выплавка стали в мартеновских печах (РИВ, SNAP КОД: 040205)

Выплавка передельного чугуна в доменных печах (РИВ, SNAP КОД: 040202)

Выплавка стали в кислородном конвертере (РИВ, SNAP КОД: 040206)

Производство стали в электродуговой печи (РИВ, SNAP КОД: 040207)

1.2. Вторичное производство черных металлов

В протоколе по тяжелым металлам подчеркивается, что весьма важно обеспечить эффективное улавливание всех выбросов. Это можно обеспечить с помощью установки специальных уловителей или передвижных колпаков или посредством оснащения всего здания вытяжной системой. Улавливаемые выбросы необходимо подвергать очистке.

При всех процессах вторичного производства черных металлов, связанных с пылевыделением, НИМ считается пылеулавливание тканевыми фильтрами, при использовании которых содержание пыли снижается до уровня менее 20 мг/м3.

При использовании НИМ и при минимизации выбросов вне системы дымовых труб удельные выбросы пыли (с учетом выбросов вне системы дымовых труб, непосредственно связанных с этим технологическим процессом) не превышают диапазона 0,1-0,35 кг/Мг стали.

Существует много примеров, когда концентрация пыли в очищенном газе при использовании тканевых фильтров составляла менее 10 мг/м3. Удельные выбросы пыли в таких случаях, как правило, бывают менее 0,1 кг/Мг.

Для переплавки лома используются два различных вида печей: мартеновские печи и электродуговые печи, причем мартеновские печи постепенно выводятся из эксплуатации. Для электродуговых печей протоколом по тяжелым металлам предельные значения выбросов твердых частиц установлены в размере 20 мг/м3 отходящих газов.

Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности [Текст]: Учеб. пособие / С. В. Белов. - М.: Высшая школа, 1999 г.

Данилов-Данильян, В.И. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать [Текст]: Учеб. пособие / В. И. Данилов-Данильян. - М.: МНЭПУ, 1997 г.

Загрязнение атмосферного воздуха городов Челябинской области в 2006-2011 гг. / ФГУ Челябинский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. - http://www.chelpogoda.ru/pages/188.php

Загрязняющие вещества 1-4 класса опасности // http://www.chelpogoda.ru/pages/606.php

Качество атмосферного воздуха в городах Челябинской области в 2007 году / ФГУ Челябинский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. - http://www.chelpogoda.ru/pages/517.php

Комплексный доклад о состоянии окружающей природной среды Челябинской области в 2010 году. / Челябинский областной комитет по экологии и природопользованию // Челябинский областной государственный экологический фонд. – Челябинск, 2010. – 83 с.

Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2009 г. / Министерство природных ресурсов и экологии РФ; Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды; Росгидромет. – М.: 2010. – 177 с. 

Орлов, Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении [Текст]: Учеб. пособие / Д. С. Орлов, Л. К. Садовникова, И. Н. Лозановская. - М.: Высшая школа, 2002. - 334с.

Протасов, В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России [Текст]: Учеб. пособие / В. Ф. Протасов. -  М.: Финансы и статистика, 1999 г.

Хотунцев, Ю. Л. Человек, технологии, окружающая среда [Текст]: Учеб. пособие / Ю. Л. Хотунцев. - М.: Экология и жизнь, 2001- 224 с.

Хотунцев, Ю.Л. Экология и экологическая безопасность [Текст]: Учеб. пособие / Ю. Л. Хотунцев. - М.: ACADEMA, 2002. - 480с.

Экология, охрана природы, экологическая безопасность [Текст]: Учебное пособие для системы профессиональной подготовки и повышения квалификации госслужащих, руководителей и специалистов промышленных предприятий и организаций / Под редакцией проф. А.Т. Никитина, проф. МНЭПУ С.А. Степанова. - М.: МНЭПУ, 2000.- 648 с.