Предприятия по добыче и переработке щебня загрязняют атмосферу минеральной пылью содержащей свыше 70

Обновлено: 30.04.2024

Как транспорт влияет на окружающую среду?

Экологические проблемы автомобильного транспорта, и не только, – повод пересмотреть отношение к этому и другим секторам инфраструктуры и экономики. Причиняемый здоровью граждан вред сопоставим и даже превышает ущерб, например, от курения. Вместе с машинами проблем добавляет воздушный, водный транспорт, а также воздушные суда.

Негативное влияние транспорта на окружающую среду

Большое количество автомагистралей, крупных морских и воздушных портов, а также железных дорог строилось без внимания и даже без учета ущерба окружающей среде. Проблема была замечена и озвучена сравнительно недавно, когда антропогенные изменения в ландшафте, воде и воздухе стали необратимыми. Для их очистки, приведения в нормальное состояние требуются дополнительные усилия от человека.

Загрязняющие вещества, образующиеся на транспорте, в основном состоят из газов, выбрасываемых из выхлопных систем автомобилей, поездов и судов. Они перемещаются по воздуху. Это оксиды азота, диоксид серы, диоксид углерода, металлы, а также органические соединения (летучие, в том числе некоторые токсичные, стойкие, биологически накопленные).

Выделяют 5 видов транспорта:

автомобильный;
железнодорожный;
морской;
речной;
воздушный.

Например, речной транспорт наносит большой ущерб. Жизнь в реках и других внутренних водоемах уничтожается утечкой вредных химикатов. Реки, которые являются основными коммуникационными артериями, уже мертвы на многих участках.

Для справки! В грунтовые воды попадают и вредные вещества. Загрязнение озер и рек способствует обеднению многих экосистем. Умирают не только рыбы, но и животные и растения, обитающие вокруг водоемов.

На транспортный сектор приходится 40-80% общих выбросов оксидов азота. Экологи в своих исследованиях указывают, что существует около 15 миллионов различных типов загрязняющих веществ, выбрасываемых автомобилями, многие из которых еще не были полностью исследованы.

Превышение допустимых концентраций основных загрязнителей: диоксида серы и пыли, а также максимально зафиксированных концентраций оксидов азота касается в основном крупных городов. Различия в концентрациях диоксида серы в городах и за их пределами в 1996 г. составили более 30%, диоксида азота – 50%.

Влияние автомобильного транспорта на окружающую среду

На качество воздуха в городах в значительной степени влияет организация автомобильного движения и техническое состояние транспортных средств, в том числе общественного транспорта. За последние 30 лет количество легковых автомобилей в России увеличилось с 8,6 млн до 46,5 млн – более, чем в 5 раз.

Если в 1990 году на 1000 россиян приходилось 58,5 машины, в 2020 – этот показатель достиг 320. Наибольший рост количества автомобилей наблюдается в городах, где проживает свыше 75% населения страны. В крупнейших городах России с населением более миллиона человек – Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Новосибирске, Владивостоке – количество автомобилей на 1 000 жителей достигает до 500 и выше.

Расширение уличной сети не поспевает за ростом количества автомобилей. Также отсутствует адекватная организация движения. Эти факторы создают пробки и, как следствие, увеличивают выбросы окиси углерода, окислов азота, углеводородов, соединений свинца и сажи. В присутствии оксидов азота и углеводородов под действием солнечной радиации образуется вторичный загрязнитель с сильно окисляющими свойствами – озон.

Летом, при высокой температуре воздуха и длительном пребывании на солнце в течение нескольких дней, концентрация озона может достигать значений, характерных для летнего смога. Шоссе и дороги, построенные человеком, вносят необратимые изменения в окружающую среду.

Растения, растущие на расстоянии до 200 м от них, испытывают влияние вредных элементов, выделяемых выхлопными газами (свинец, кадмий, кобальт, алюминий, мышьяк и др.). Страдают и животные. Их естественная среда обитания была прорезана сетью автомобильных дорог. Ежегодно на российских дорогах гибнут сотни зайцев, лисиц, оленей и даже лягушек, неспособных преодолеть расстояние в несколько метров, заполненное мчащимися машинами. Умирают не только животные, умирают деревья и леса, луга и поля.

Автомобиль – наименее экологически чистый из всех транспортных средств, используемых в городах. Негативное воздействие автомобильного транспорта на окружающую среду в основном связано с вызванным им увеличением загрязнения воздуха, воды, почвы и растительности.

Влияние железнодорожного транспорта на окружающую среду

В настоящее время железнодорожный транспорт теряет свое значение. Ликвидируются убыточные участки железнодорожных путей. Дорабатываются и поезда. Они становятся менее вредными для окружающей среды, поскольку питаются от экологически чистой электроэнергии.

загрязнение воздуха и воды;
шум;
занятие территории естественной среды обитания для разных видов флоры и фауны;
дорожно-транспортные происшествия.

Железная дорога должна оставаться основным и дешевым видом транспорта. Ее следует улучшать технически, повышать уровень обслуживания и повышать скорость, чтобы сделать ее конкурентоспособной с автомобилями и самолетами.

Влияние водного транспорта на окружающую среду

Морской транспорт составляет более 70% мировой торговли. До появления в море первых танкеров он не причинял больших экологических потерь. Растущий спрос на сырую нефть и продукты из нее привел к внезапному спросу на мощные танкеры (тоннаж от сотен до нескольких тысяч тонн).

В воду попадает большое количество сырой нефти, масел и других вредных веществ, нанося огромный ущерб экосистемам. Мощные участки морей (особенно прибрежные, вблизи портов) превращаются в так называемую «мертвую воду». Разливы нефти способствуют исчезновению многих видов морских растений и животных.

Влияние воздушного транспорта на окружающую среду

Значение воздушного транспорта возросло за последние 50 лет. В основном это касается пассажирского транспорта. Самолет значительно сокращает время в пути и достигает самых отдаленных уголков земного шара.

Вопреки видимости, авиация также оказывает негативное влияние на окружающую среду. Воздушный транспорт является одним из основных факторов парникового эффекта и исчезновения озонового слоя. Хотя напрямую не ощущается это воздействие, загрязнение на большой высоте ухудшает глобальную окружающую среду. Загрязнение воздуха на высоте нескольких тысяч метров остается в стратосфере в течение длительного времени и имеет опасные последствия для окружающей среды.

Количество топлива, сожженного самолетом за час полета, показывает, насколько большое количество вредных веществ попадает в атмосферу, например, Boeing 737-500 – 5 т, Boeing 767-200 – 6 т, ATR 72 – 0,4 т. Это колоссальные цифры, если учесть, сколько самолетов летают над Россией каждый день.

Как снизить вредное влияние транспорта?

Важнейшей целью транспортной политики должно быть соблюдение принципов устойчивого развития. Экологические, социальные и экономические аспекты должны быть в равной степени приняты во внимание.

Необходимо проводить соответствующую политику, влияющую на поведение пользователей транспортных систем, и более широко использовать рыночные инструменты, позволяющие должным образом учитывать экологические издержки. Требуется поощрять более широкое использование экологически безопасных транспортных средств. Такие инновации, как интеллектуальные транспортные системы, новые бизнес-модели и самоходные транспортные средства, повысят эффективность транспорта в будущем.

Глава 7. Транспорт

7.1. Общая характеристика воздействий транспорта на экосистемы

Транспортно-дорожный комплекс (ТДК) является важнейшим составным элементом экономики России. Однако функционирование транспорта сопровождается мощным негативным воздействием на природу.

Земли, занятые под нужды транспорта составляют 12,5 % от общей площади земель несельскохозяйственного назначения.

Таким образом, воздействие транспорта на экосистемы выражается:

Основными потребителями природных ресурсов и источниками загрязнения окружающей среды являются транспортные средства. Например, один грузовой автомобиль при годовом пробеге 15 тыс. км сжигает 1,8 т бензина, на получение которого требуется около 3 т нефти. Для образования нормальной горючей смеси в двигателе на 1 кг бензина необходимо 15 кг воздуха.
С учетом этого соотношения и процентной доли кислорода в воздухе расчетное количество расходуемого воздуха автомобилем составит 27 т (на 1,8 т бензина), в том числе 5,6 т кислорода.

Загрязнение атмосферы происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Транспортные средства для своей работы используют в основном топливо, получаемое из нефти. Продуктами полного сгорания топлива являются углекислый газ, водяной пар и диоксид серы. При недостаточном поступлении кислорода происходит неполное сгорание, в результате чего вместо углекислого газа образуется угарный газ (СО). Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Техническое состояние двигателя непосредственно влияет на экологические показатели выбросов. Отработавшие газы бензинового двигателя с неправильно отрегулированным зажиганием и карбюратором содержат оксид углерода в количестве, превышающем норму в 2-3 раза.

Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4-5 лет. По химическому составу и свойствам, а также характеру воздействия на организм человека их объединяют в группы.

Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компоненты атмосферного воздуха.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, т. е. соединения типа С_хН_у. В отработавших газах содержатся углеводороды различных гомологических рядов: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные), всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе. Несгоревшие углеводороды являются одной из причин появления белого или голубого дыма. Это происходит при запаздывании воспламенения рабочей смеси в двигателе или при пониженных температурах в камере сгорания.

Впервые появление смога было зафиксировано в Лос-Анджелесе в конце 40-х годов XX века. Причиной его явилось чрезмерное загрязнение воздуха промышленными и транспортными выбросами. В 1952 году явление смога, вызвавшее катастрофические последствия, наблюдалось в Лондоне. Его жертвами стали около 4000 человек, погибших из-за увеличения числа респираторных заболеваний.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды. В отработавших газах присутствуют в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Наибольшее количество альдегида образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, когда температуры сгорания в двигателе невысокие.

Шестая группа. В нее входят сажа и другие дисперсные части (продукты износа двигателей, аэрозоли, масла, нагар и др.). Сажа образуется при неполном сгорании и термическом разложении углеводородов топлива. Она не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах. Наибольший вред сажи заключается в адсорбции на ее поверхности бензпирена, который в этом случае оказывает более сильное негативное воздействие на организм человека, чем в чистом виде.

Седьмая группа. Представляет собой сернистые соединения (сернистый ангидрид, сероводород), которые появляются в составе отработавших газов двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Значительно больше серы присутствует в дизельных топливах по сравнению с другими видами топлив, используемых на транспорте.

Негативное воздействие на экосистемы оказывают не только рассмотренные компоненты отработавших газов двигателей, выделенные в восемь групп, но и сами углеводородные топлива, масла и смазки. Обладая большой способностью к испарению, особенно при повышении температуры, пары топлив и масел распространяются в воздухе и отрицательно влияют на живые организмы. В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо на землю или в водоемы. На месте масляного пятна длительное время не произрастает растительность. Нефтепродукты, попавшие в водоемы, губительно воздействуют на их флору и фауну.

Загрязнение окружающей среды стационарными источниками на транспорте происходит от производств, обеспечивающих ремонт транспортных средств, вспомогательных производств, зданий и сооружений хозяйственно-бытового назначения (котельных, гостиниц, вокзалов, столовых, заправочных станций, топливных складов), мест стоянок транспорта.

Процессы технического обслуживания и ремонта подвижного состава требуют энергетических затрат и связаны с большим водопотреблением и сбросом загрязняющих веществ в водоемы, выбросом загрязняющих веществ в атмосферу и образованием отходов, в том числе токсичных.

Используемые в процессах технического обслуживания и ремонта технологическое оборудование, станки, средства механизации и котельные установки являются стационарными источниками выделения загрязняющих веществ (табл. 3).

Глава 2. Горнодобывающая промышленность

2.1. Загрязнение атмосферного воздуха при разработке месторождений

Минеральное сырье добывается в шахтах, рудниках или открытых разработках. Выбросы в атмосферу широко варьируются в зависимости от типа рудника и методов добычи сырья, от содержания влаги в материале и его рыхлости.

Загрязнение атмосферы при подземных работах

Подземная разработка месторождений сопровождается значительным загрязнением атмосферного воздуха. Основными источниками загрязнения являются газопылевые «выбросы» из подземных горных выработок, газопылевые выделения из породных отвалов и складов полезных ископаемых.

В данном случае под выбросом понимается поступление в атмосферу из подземных горных выработок рудничного (шахтного) воздуха; масса этого воздуха может быть весьма значительной, а концентрации в нем загрязняющих веществ обычно не столь велики. Рудничный воздух представляет собой смесь атмосферного воздуха с различными газообразными примесями, выделяемыми из пород, полезных ископаемых или шахтных вод (например, СН₄, СО₂, Н₂, N₂, Н₂S и др.), а также образуемыми при взрывных работах и в ряде других процессов (СО₂, СО, SО₂, Н₂S, NО₂ и др.).

Состав воздуха, поступающего в подземные горные выработки, по мере продвижения изменяется в результате:

1) действия окислительных процессов (СО₂, СО, SО₂, NО₂ и др);

2) выделения газов из разрушаемых пород (СН₄, при разработке угольных месторождений в атмосферу попадает до 90 млн т);

4) процессов дробления горных пород (пыль, в атмосферу Земли из подземных горных выработок шахт и рудников ежегодно поступает около 0,2 млн. т. пыли);

5) пожаров, взрывов метана и пыли (СО₂, СО, SО₂, Н₂S, NО₂);

6) гниения органических веществ, разложения водой сернистого колчедана (Н₂S и др.).

При подземной разработке рудных и нерудных месторождений по сравнению с угольными газовая составляющая выбросов значительно меньше. Она преимущественно представлена газообразными продуктами, выделяющимися при взрывах, производимых при массовой отбойке полезных ископаемых. После массовых взрывов резко увеличивается и содержание пыли в выдаваемом на поверхность рудничном воздухе.

К существенным по своему значению «неорганизованным» источникам пылегазовых загрязнителей атмосферного воздуха относятся также отвалы пород. При подземной разработке месторождений на поверхности земельного отвода располагаются породные отвалы, форма которых зависит от вида транспорта, применяемого для транспортировки породы: конические, так называемые терриконы (узкоколейный транспорт), хребтовые (транспортировка канатными дорогами) и плоские (автотранспорт).

Загрязнение воздушной среды происходит при эрозии, окислении и горении породы, особенно интенсивно протекающих в терриконах; в результате с поверхности отвалов выделяется значительное количество пыли, газообразных (в том числе ядовитых) продуктов и дыма.

После прекращения эксплуатации отвалов поверхностные очаги горения породы довольно быстро исчезают, однако внутри отвалов горение продолжается в течение 7-12 лет.

Загрязнение атмосферы при открытой разработке месторождений

Открытая разработка месторождений полезных ископаемых обычно характеризуется более интенсивным загрязнением атмосферы минеральной пылью и газообразными продуктами.

Выделение минеральной пыли происходит в процессе машинного разрушения пород, бурения скважин, взрывной отбойки, вторичного дробления, резки горных пород, погрузки, транспортировки и выгрузки их на приемных пунктах или отвалах, разрушения дорожного полотна при движении по нему транспортных машин (в некоторых карьерах на долю автомобильных дорог со щебеночно-гравийным покрытием приходится 70-90 % всей выделяемой пыли), эрозии поверхности отвалов и откосов карьеров. Практически всем производственным операциям горных работ сопутствует пылеобразование.

Периодические исключительно мощные выбросы пыли в атмосферу происходят в процессе массовых взрывов. При средних взрывах на рудных карьерах в воздух единовременно выбрасывается на значительную высоту до 100-200 т пыли. Установлено, что на некоторых железорудных карьерах при массовых взрывах в атмосферу поступает больше пыли, чем выделяется при различных производственных процессах, осуществляемых за двухнедельный период времени между массовыми взрывами.

Загрязнение атмосферы газообразными продуктами происходит в результате эксплуатации транспортных и технологических машин с двигателями внутреннего сгорания, при производстве взрывных работ, при выделениях газов из горных пород, при пожарах в карьерах.

К технологическим машинам, эксплуатируемым при открытой разработке месторождений, относятся бульдозеры, буровые установки, тракторы, самоходные скреперы, небольшие драги, экскаваторы, краны, передвижные компрессоры и т. п. Используемые в карьерах автомобили с бензиновыми двигателями загрязняют воздушную среду оксидами углерода, азота и серы, углеводородами, альдегидами, а также свинцом, хлором и другими вредными веществами. В выхлопных газах дизельных двигателей содержится значительное количество сажи и дыма. Следует отметить, что неблагоприятные дорожные условия и резко меняемые режимы работы транспортных и технологических машин приводят к увеличению количества вредных компонентов в выхлопных газах их двигателей.

Массовые взрывы связаны с поступлением в воздушную среду не только пыли, но и значительного количества газообразных продуктов. Заряды массовых взрывов нередко достигают тысячи тонн, при этом в атмосферу выбрасывается от сотен до тысяч кубометров вредных газов. Основная масса газовых продуктов выбрасывается на значительную высоту (до 200-300 м) и распространяется за пределы контура карьера.

Значительные загрязнения атмосферного воздуха наблюдаются при пожарах в угольных и серных карьерах, при этом выделяющиеся газы характеризуются высокой концентрацией вредных и ядовитых веществ (СО, Н₂S, SО₂, NО_x и др.).

Негативное воздействие на естественные экосистемы при строительстве ж/д

В железнодорожной отрасли России функционирует около 100 предприятий по переработке щебня. Щебень добывают открытым способом в карьере с применением взрывных работ. Материалом служат горные породы. Раздробленная после взрыва горная масса грузится экскаватором на автотранспорт и доставляется в дробильно-сортировочный цех завода, где ведется ее дальнейшее измельчение. После сортировки готовый щебень отгружается на склад или потребителям. На всех этапах получения щебня в воздух интенсивно выделяется минеральная пыль, содержащая свыше 70 % диоксида кремния. Для снижения пылевых выбросов используют гидрообеспыливание и аспирацию (принудительный отсос пыли).

При строительстве железных дорог оказывается сильное воздействие на естественные экосистемы. Строительство и функционирование железных дорог связано с загрязнением природных комплексов выбросами в атмосферу, сбросами в водные объекты и на рельеф, с созданием и перемещением отходов. Для строительства железных дорог требуется изъятие из природной среды земельных угодий с почвенным и растительным покровом, недрами, уничтожение или перемещение животных. Ущерб, причиняемый природной среде от строительства и функционирования железных дорог, складывается из следующих составляющих:

истощение природных комплексов;
уничтожение составных элементов природной среды;
загрязнение природной среды выбросами, сбросами, отходами;
нарушение экологических связей в среде обитания;
неиспользование извлеченных из природы ресурсов.

При проектировании железных дорог и других объектов железнодорожной отрасли должны выполняться следующие экологические требования:

под новое строительство следует изымать строго обоснованное количество земель с учетом минимального ущерба для сельскохозяйственных угодий;
плодородный слой почвы должен сниматься, храниться и использоваться для рекультивации нарушенных земель;
нарушенные земли при строительстве должны подвергаться технической и биологической рекультивации;
недопустимы разрушение достопримечательных памятников природы и истории, охраняемых ландшафтов, вырубка лесов.

Укладка балласта при строительстве и реконструкции железнодорожных линий является еще одним негативным аспектом воздействия на здоровье людей. В качестве балласта довольно часто в России используется асбестовый балласт. По сравнению с обычным щебеночным балластом, асбестовый балласт отличается меньшей стоимостью, хорошо уплотняется и имеет малый коэффициент фильтрации в уплотненном состоянии, что препятствует проникновению воды внутрь насыпи.

При ремонте путей на 1 км пути отсев измельченного щебня после глубокой очистки достигает в год 480 м 3 , а древесных опилок — до 1,5 м 3 в год.

Загрязнение атмосферы при разработке полезных ископаемых

Антропогенное загрязнение воздушного бассейна. В последний период существенно увеличилось антропогенное загрязнение атмосферы, под которым понимается поступление в нее и насыщение ее веществами, обычно отсутствующими или содержащимися в ней в меньших количествах, что может привести:

· к ухудшению качества атмосферы;

· нарушению экологического баланса и естественных процессов в биосфере;

· ухудшению условий жизнедеятельности общества;

· причинить вред здоровью людей.

К антропогенным источникам загрязнения относятся:

· автомобильный и железнодорожный транспорт;

· тепловые и энергетические установки, работающие на твердом или жидком топливе;

· промышленные предприятия различного рода;

· пахотные земли;

· воздушный транспорт, космонавтика и пр.

Источники выбросов вредных веществ в атмосферу подразделяют на организованные и неорганизованные, стационарные и передвижные.

Организованные промышленные выбросы в атмосферу обусловлены деятельностью промышленных и коммунально-бытовых котельных; сушильных установок обогатительных, агломерационных и брикетных фабрик; системы аспираций обогатительных и брикетных фабрик, углесортировок и зданий промышленного комплекса, систем аспирации заводов.

Основными источниками неорганизованных промышленных выбросов в атмосферу являются открытые склады полезных ископаемых и продуктов обогащения; горящие породные отвалы; хвостохранилища обогатительных фабрик; технологическое и транспортное оборудование; взрывные работы на разрезах и карьерах.

К стационарным источникам загрязнения окружающей среды относят промышленные и коммунально-бытовые котельные, сушильные установки и аспирационные системы, горящие породные отвалы, вентиляторы главного проветривания.

К передвижным источникам загрязнения относят автотранспорт, экскаваторы, бульдозеры, работающие на бензине или дизельном топливе.

Основными вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу, являются твердые - угольная, рудничная и породная пыль, зола, сажа; газообразные - сернистый ангидрид, сероводород, оксиды азота и углерода, углеводороды.

Общая тенденция изменения показателей по охране атмосферы, например, в угольной отрасли, согласно данным МНИИЭКО (б. ВНИИОСуголь) показывает, что количество образующихся вредных веществ в 1980 г. составило 4,94 млн. т, в 1990 г. - 5,61 млн. т, в том числе твердых соответственно 3,91 и 4,54 млн. т, а газообразных 1,03 млн. т и 1,06 млн. т, количество улавливаемых и обезвреживаемых вредных веществ в 1978 г. составило 3,1 млн. т, в 1990 г.- 4,13 млн. т, из них твердых соответственно 3,09 и 4,12 млн. т, т.е. степень улавливания вредных веществ в 1990 г. составила 73,6 , из них твердых - 90,8, а газообразных всего - 0,6 .

Наиболее важными характеристиками выбросов являются качественный состав, определяемый видом производства и его технологией, концентрация загрязняющих веществ, мощность выброса - количество вещества, выбрасываемое за единицу времени.

При подземной разработке состав воздуха, поступающего в подземные горные выработки, изменяется в результате поступления газов, содержащихся в горном массиве; окислительных процессов; ведения взрывных работ; рудничных пожаров; пылеобразования при разрушении горных пород и полезного ископаемого; взрывов метана и пыли.

В результате перечисленных процессов в воздух выделяются вредные ядовитые примеси: углекислый газ, оксид углерода, сероводород, оксиды азота, сернистые газы, метан, водород, тяжелые углеводороды и др. В отдельных рудниках встречаются аммиак, пары мышьяка и ртути, цианистый водород и различные альдегиды.

Различаются естественные и производственные факторы, определяющие эмиссию вредных веществ в атмосферу. В качестве естественных факторов являются вмещающие горные породы и полезные ископаемые, окислительные процессы, шахтные и карьерные воды. Основным производственным фактором является использование взрывчатых веществ при ведении горных работ.

При разработке угольных месторождений преобладающими являются естественные факторы, а рудных - производственные, среди которых преобладающий объем приходится на выхлопные газы, применяемого самоходного оборудования и буровзрывные работы.

В шахтах основная масса углекислого газа (90-95%) образуется при окислении древесины и угля, разложении горных пород кислыми рудничными водами, выделении углекислого газа из угля и пород. Определяющим фактором является длина горных выработок и объем выработанного пространства. Состав и дебит газа, выделяющегося из горного массива, определяется газовой зональностью месторождения, глубиной разработки и объемом добычи.

Основным источником загрязнения оксидом углерода являются рудничные пожары, взрывы угольной пыли и метана, взрывные работы.

Особую опасность представляют пожары от самовозгорания углей, так как затруднено их обнаружение.

Сероводород в шахтах выделяется при гниении органических веществ, разложении водой сернистого колчедана и гипса, а также при пожарах и взрывных работах.

Сернистый газ выделяется в небольших количествах из пород и угля вместе с другими газами.

Основным газом, выделяющимся из угля и вмещающих пород, является метан, в незначительных количествах могут содержаться тяжелые углеводороды. Если угольные пласты подвергались термометаморфизму (Норильское месторождение), содержание тяжелых углеводородов значительно увеличивается. Основная часть метана в угольных пластах находится в связанном состоянии, в свободном не более 10-15%. При разрушении угля в первую очередь интенсивно выделяется свободный газ, а затем десорбируется связанный. Различают обыкновенное, суфлярное и внезапное выделение метана.

Основным источником загрязнения атмосферы пылью при подземной разработке является поверхностный комплекс шахт и рудников. Наибольшее пылевыделение приходится на процессы, связанные с транспортированием, сортировкой, дроблением, складированием и отгрузкой полезного ископаемого. Максимальная запыленность наблюдается в местах перегрузки. Так, например, над поверхностью угольного склада запыленность воздуха достигает 70 мг/м 3 , а в местах пересыпки колеблется от 125 до 160 мг/м 3 . При отсутствии мер пылеподавления в местах выгрузки угля из бункера она может достигать нескольких тысяч миллиграмм в одном кубическом метре. На интенсивность пылеобразования значительное влияние оказывают фракционный состав, физико-механические свойства, влажность, скорость воздушного потока и ряд других факторов.

При разработке месторождений полезных ископаемых на поверхность извлекается и порода. Технологическая цепочка, обеспечивающая ее выдачу, прием, погрузку, транспортирование и отвалообразование, формирует породный комплекс, являющийся весомым источником загрязнения атмосферы не только пылью но и газами.

При разработке угольных месторождений выдаваемая на поверхность порода содержит горючие вещества (уголь, углистые сланцы, пирит), доля которых колеблется от 5 до 30%. В благоприятных термодинамических условиях (доступ кислорода и аккумулирование тепла) процесс окисления горючих компонент переходит в самовозгорание.

При открытой добыче полезных ископаемых по характеру действия источники загрязнения подразделяются на периодические (взрывные работы) и непрерывно действующие. По геометрическим параметрам выделяют точечные, линейные и равномерно распределенные источники.

Одним из наиболее интенсивных источников загрязнения атмосферы являются массовые взрывы на карьерах, в результате которых образуется пылегазовое облако объемом 15-20 млн.м 3 . В радиусе 2-4 км рассеивается от 200 до 500 т мелкодисперсной пыли, содержащей 93,6-99,6% частиц размером менее 5 мкм. Значительное количество мелкодисперсной пыли образуется при бурении скважин и погрузке горной массы.

Буровые станки шарошечного бурения без пылеулавливания выделяют в атмосферу до 2200 мг/с, с водяной промывкой - 3-5 мг/с, пневмоударного с пылеулавливанием - до 30 мг/с. При выемке угля роторным экскаватором - 8000 мг/с, при погрузке экскаватором - 6000 мг/с.

Одним из основных источников запыления атмосферы при производстве горных работ являются внутрикарьерные дороги, запыленность воздуха в районе которых в среднем составляет 100 мг/м3. Загрязняют воздух отработанными газами также технологические машины и механизмы: бульдозеры, скреперы, погрузчики, тракторы и пр. Около половины выбрасываемых в атмосферу вредных веществ приходится на промышленные и коммунально-бытовые котельные.

В атмосферу поступает значительное количество других газообразных и аэрозольных веществ из антропогенных источников, например в млн.т/год :

· аммиака – 4;

· оксида углерода - 300;

· метана - 100;

· соединений серы – 70;

· углеводородов - 50

Длительность пребывания в атмосфере этих веществ и соединений относительно невелика - от нескольких дней до нескольких лет. Суммарное количество веществ, поступающих ежегодно с поверхности Земли от естественных источников и образующих аэрозоли* в атмосфере, составляет 800 –2200 млн. тонн. В результате антропогенной деятельности добавляется еще от 200 до 400 млн. тонн частиц. Средняя продолжительность пребывания аэрозольных частиц в атмосфере составляет около 10 дней. По расчетам специалистов в атмосфере постоянно содержится 30-70 млн. тонн аэрозолей.

Аэрозоль - дисперсная система, состоящая из частиц твердого тела или капель жидкости, находящихся во взвешенном состоянии в газовой среде обычно в воздухе.

Размеры твердых частиц, выбрасываемых в атмосферу, могут быть различными. Тяжелые крупные частицы, как правило, недолго остаются в атмосфере и выпадают вблизи источника их образования. Мелкие частицы образуют пыль, способную в течение длительного периода находиться в атмосферном воздухе во взвешенном состоянии. Характеризуя дисперсность пыли, выделяют по крупности частиц грубую (d>10 мкм),мелкую пыль(d = 1-10 мкм) и дым (d < 1 мкм),где d - диаметр частицы.

Выбросы радиоактивных веществ в атмосферу наиболее опасны для всего живого на Земле, они попадают в воздушный бассейн с дымовыми газами тепловых электростанций, газопылевыми выбросами некоторых производств, при авариях на атомных электростанциях. Находясь в атмосфере от нескольких месяцев до нескольких лет, радиоактивные вещества переносятся на большие расстояния. Выпадая с атмосферными осадками в виде радиоактивных дождей, они воздействуют на человека, животные организмы и растительность. Известны случаи заболевания людей и их гибели в результате такого воздействия.

Установлено, что основными антропогенным и источниками загрязнения воздушной среды являются:

· тепловые электростанции, выбросы которых составляют 43 % всего количества выбросов, поступающих в атмосферу;

· Выбросы предприятий черной металлургии составляют 14,7%;

· нефтяной промышленности - 10,8 % ;

· предприятий цветной металлургии - 8,4 %;

· прочих промышленных предприятий и транспорта - 23,1 %.

Загрязнение почв и воды свинцом, содержащимся в выхлопных газах автомобилей, происходит в непосредственной близости от дорог.

Нарушение или даже полная деградация растительного покрова наблюдается в радиусе 4-15 км от теплоэлектростанций и металлургических предприятий.

В последний период проявился так называемый "феномен высокой трубы", характерный для промышленно развитых стран Северной Америки и Западной Европы. При выбросах загрязняющих веществ через очень высокие трубы (300-350 м) на территории, прилегающей непосредственно к предприятию, содержание вредных веществ в воздушной среде может и не превышать допустимых пределов. Однако общее количество загрязняющих веществ в атмосфере от этого не уменьшается, они только рассеиваются на большие расстояния, что приводит к ухудшению экологической обстановки в отдаленных районах. Так, выбросы промышленных предприятий США приводят к загрязнению воздушной среды в Канаде, загрязняющие вещества от промышленных предприятий ФРГ и Англии переносятся в Швецию и Норвегию.

Загрязнение атмосферы наносит огромный вред здоровью людей. Подсчитано, что в США вследствие загрязненности воздуха только за пять лет возможно:

· не менее 25 тыс. случаев преждевременной смерти;

· 160 млн. чел-дней, потерянных на производстве из-за легочных и сердечных заболеваний;

· около 50 млн. приступов астмы;

· 2-4 млн. острых респираторных заболеваний и т.д.

Охрану атмосферного воздуха осуществляют по различным направлениям:

· биологическому (проведение работ по воспроизводству природных ресурсов, охрана их от истощения),

· технологическому(совершенствование технологических процессов, систем очистки, организация безотходных производств),

· экономическому (планирование охраны, ее материально-техническое обеспечение, повышение материального стимулирования за выполнение природоохранных мероприятий);

· санитарному (применение мер по оздоровлению окружающей среды

· организационному (организация рационального использования воздушного бассейна и контроля за его состоянием и охраной);

· идеологическому (проведение эколого-воспитательной работы, улучшение экологической подготовки кадров);

· правовому (осуществление системы предупредительных, запретительных, восстановительных, контрольных, карательных и поощрительных законодательных мер, направленных на сохранение оптимального качества воздушной среды).

Все эти направления взаимосвязаны между собой и дополняют друг друга.

Рассматривая мероприятия, относящиеся к наиболее важному технологическому направлению, необходимо выделить следующиеих группы:

• снижение валового количества загрязнителей, поступающих в атмосферу, что достигается посредством перевода технологических процессов на замкнутые циклы (без выделения вредных веществ в атмосферу), улучшение качества топлива, совершенствование топливного баланса и т.д.;

• рассеивание, обработка и нейтрализация вредных выбросов, что обеспечивается сооружением на промышленных предприятиях и тепловых электростанциях сверхвысоких труб (300 м и более), очистных сооружений (фильтров и пылеуловителей), бактериальным разложением и растительным поглощением загрязнителей;

• рациональное размещение предприятий - источников вредных выбросов с учетом природной обстановки и потенциальной возможности загрязнения воздуха.

Снижение пылевого загрязнения атмосферы при производстве щебня

Производство щебня состоит из двух этапов: 1) добыча исходного сырья на карьере; 2) переработка сырья на дробильно-сортировочном комплексе (ДСК). Источниками выбросов являются буровзрывные работы на карьере, технологический автотранспорт, экскавация, вспомогательные технологические операции (дробление, измельчение, классификация).

В качестве объекта исследования рассматривался карьер строительного камня "Громадский", расположенный на территории Уярского района Красноярского края. В результате инвентаризации источников пылеобразования было установлено, что наиболее значительный вклад в загрязнение атмосферы неорганической пылью вносят технологические операции ДСК. При работе ДСК главными источниками пылевыделения являются дробилки максимально разовый выброс пыли равен (5,0 г/с), грохот (0,3 г/с), конвейеры (0,03 г/с).

Расчет рассеивания неорганической пыли (SiO₂>70 %) при работе ДСК показал, что концентрация пыли на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) превышает ПДК в 5-10 раз (компьютерная программа «Эколог 3.0»). Чтобы снизить приземные концентрации неорганической пыли на границе СЗЗ до уровня ПДК с наименьшими затратами, необходимо природоохранное мероприятие, позволяющее снизить выброс пыли от основных источников. В качестве такого мероприятия было выбрано внедрение системы аспирации с пылеулавливающим оборудованием. Аспирационные системы включают в себя местные отсосы, системы воздуховодов, пылеуловители, тягодутьевое оборудование.

На основании предварительных расчётов, с учётом диапазона содержания загрязняющих веществ, было обосновано и выбрано следующее основное оборудование для очистки отходящих газов от дробилок ЩКД-7 и КСД-1750: аспирационная система, циклон типа ЦН-15, вентилятор ВЦ14-46 (ВР-287-46) № 5.

Обоснование параметров системы газоочистки выполнено на базе расчётных данных газоходной системы, определивших фактические параметры пылегазовой смеси на отдельных участках системы. С учётом полученных данных выбраны тип и рассчитаны параметры циклона ЦН-15 и возможная эффективность очистки.

Анализ характера рассеивания неорганической пыли от ДСК, при возможности внедрения природоохранного мероприятия на предприятии, позволяет сделать вывод о том, что концентрация пыли на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) составит 0,3-0,5 ПДК.

Снижение пылевого загрязнения атмосферы при производстве щебня

Читайте также: