Химическое загрязнение окружающей среды

Химическое загрязнение окружающей среды

ВВЕДЕНИЕ

Среди других загрязнителей биосферы доля окислов азота и свинца

увеличивается постоянно. Ежегодно выброс этих соединений в атмосферу Земли

достиг 50 млн.т.

30% из них вносят теплоэнергетические установки, 38%-автомобильный

транспорт (в выхлопных газах автомобиля содержится примерно 0,6% окислов

азота) Приблизительно 20% поступает от предприятий по производству азотных

удобреий, анилиновых красителей, вискозы, целлулойда, фотоплёнки. Остальное

производится самой биосферой, в частности многими микроорганизмами.

Предотвращение и снижение уровня свинцового загрязнения рассматривается во

всех развитых странах в качестве важнейших задач экологической политики.

Этот вопрос рассматривается на многих Международных конференциях,

симпозиумах (“Тяжелые металлы в окружающей среде”-Россия, Пущино, октябрь

1996г.;”Воздействие тяж. металлов на детей”-Москва, сентябрь1995г.).[4]

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха в РФ является авто-

транспорт использующий свинецсодержащий бензин. Если не предпринять срочных

мер по сокращению и производству данного бензина в масштабах всей страны,

то при существующем и прогнозируемом росте автомобильного парка выбросы

свинца и азота в РФ могут возрастать. Правительство РФ утвердило

федеральную целевую программу “Топливо и энергия”, которая содержит

программу “Реконструкция и модернизация предприятий нефтеперерабатывающей

промышленности”. Также автомобили загрязняют атмосферу окислами азота,

углерода, озоном.[3]

Огромную роль в загрязнении свинцом нашей экологии играют предприятия

цветной металургии (660 т\год, или около 87%), стекольной промышленности

(100 - 200 т\год).На 50-60 т\год загрязняют нашу атмосферу обезжиревание и

переработка твердых бытовых отходов.

В настоящее время большая часть территории России испытывает нагрузку от

выпадений свинца, превышающую критическую для нормального функционирования

экосистем. Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха свинцом,

превышающий в России нормы (ПДК-0,3 мкг\м ), отмечался в 1994-1995гг. В

Комсомольске-на-Амуре, Тобольске, Тюмени, Карабаше, Владимере, Владивостоке

(до 0,5мкг\м ).

Важно отметить, что предотвращение свинцового и азотового загрязнений в

стране возможно при наличии:

. общей концепции экологической безопастности населения на национальном

уровне с учетом условий устойчивого развития;

. системы комплексного мониторинга состояния природной среды и скрининга

здоровья населения России;

. действенной системы природоохранного законодательства;

эффективных экономических мер по стимулированию внедрения

природоохранных технологий.[5]

1. Характеристика проблемы загрязнения окружающей cреды в России окислами

азота и свинцом.

1.1. Источники загрязнения.

1.1.1. Стационарные источники.

Загрязнение окружающей Среды свинцом и его соединениями предприятиями

металлургической промышленности определяется спецификой их производственной

деятельности: непосредственное производство свинца и его соединений;

попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде

примеси; очистка получаемой продукции от примеси свинца и т.д.

В 1995г. Из общего выброса свинца металлургической промышленностью в

атмосферу (671т.) около 98,4% (660т.) приходилось на предприятия цветной

металлургии. Из 640кг. в год свинца, сбрасываемого в водные объекты со

сточными водами, 570кг. (89%) принадлежало предприятиям , производящим

цветные металлы.

99,86%выбрасываемого в атмосферу свинца приходится на долю 11 из 39

предприятий цветной металлургии, в том числе около 94% этого металла

выбрасывают 5 предприятий: Среднеуральский медеплавильный завод (291т/год);

АО “Святогор” - Красноуральский медеплавильный комбинат (170т/год);

Кировоградский медеплавильный комбинат (114т/год); АО “Дальполиметалл”

(28т/год); завод “Электроцинк” (16т/год).

Анализ источников выброса свинца показал:

. 57% свинца выбрасывается в атмосферу с большими объемами запыленных

газов отражательной плавки медного (свинецсодержащего) сырья, которые на

всех заводах, использующих эту технологию, направляют в дымовые трубы без

пылеочистки;

. свинца выбрасывается с конвертерными газами из-за отсутствия или

недостаточной степени очистки их от богатой по содержанию свинца

возгонной пыли;

. существенным фактором является недостаточная эффективность существующих

на предприятиях цветной металлургии средств пылеулавливания. [4]

Производство аккамуляторов в машиностроении использует половину

потребляемого в стране свинца. Суммарные выбросы в атмосферу 7

аккамуляторных заводов России, объединенных в АО “Электрозаряд”, составили

1995г. ориентировочно 38,2т. в пересчете на свинец; суммарные сбросы в

водные объекты (через канализацию)-35,3т.

С переходом на применение в производстве кабалей пластмассовых материалов

для оболочек произошло снижение потребления свинца и его сплавов кабельными

заводами. К настоящему времени потребление свинца на заводах этой

подотрасли снизилось до 5тыс.т. Особенности применяемой технологии таковы,

что выбросы свинца незначительны.

В топливно-энергетическом комплексе загрязнение окружающей cреды свинцом

обусловлено производством этилированных бензинов и сжиганием топлива

(прежде всего угля).

В1995г. Было произведено 27,4млн.т. автомобильных бензинов, в том числе

14,5млн.т. этилированных. Содержание свинца в этилированных бензинах

колеблется от 0,15 до 0,37г/л. Следует отметить, что неэтилированные

бензины из-за технологии производства и транспортировки могут содержать

свинец в концентрации до 0,01г/л.

В настоящее время 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов выпускают только

неэтилированные бензины,в то время как в 1990г. таких заводов было только

6.

В первом полугодии 1996г. доля производства неэтилированных бензинов

составила 51,2% (в 1995г.-46,9%, в 1992г.-26,8%).[4]

Расчеты, сделанные на основании официальных статистических данных о

потреблении топлива субъектами Российской Федерации в 1993г., показали,

что при сжигании органического топлива (уголь, мазут, природный газ) в

атмосферу России поступает примерно 400т. свинца.

Выбросы и сбросы соединений свинца в химическом комплексе связаны с

производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок,

антидетонационных присадок к автомобильным бензинам, полимеризацией

пластмасс и др.

В России этиловая жидкость ( на основе тетраэтилсвинца -ТЭС )

вырабатывается только одним предприятием - АО “Синтез”(г.Дзержинск,

Нижегородская область). Производство этиловой жидкости на этом предприятий

сократилось по сравнению с концом 80-х годов в 2 раза и составило в 1995 г.

8,9 тыс.т.

В лакокрасочном производстве по-прежнему (в последнее время во все меньших

кол-вах) используют свинцовые пигменты. Пигменты, содержащие свинец, входят

и в состав антикоррозийных покрытий, имеющих главным образом защитное, а не

декоративное значение.На предприятиях России в 1994 г. Было произведено

всго 800 т. свинцового сурика, содержавшего собственно свинца 725т. В

отличие от хрустальных изделий, в процессе бытового использования которых

вероятность выщелачивания свинца и воздействия его на человека практически

исключена, свинцовые краски представляют собой значительную опастность. В

целом выбросы в атмосферу соединений свинца предприятиями лакокрасочной

промышленности составляют около 20 т. Эта цифра является оценочной, но сам

порядок величины заслуживает того, чтобы провести детальную инвентаризацию

использования и потерь соединений свинца в этой подотрасли.

Выбросы свинца стекольными предприятиями в целом по России оцениваются

величиной порядка 100-200 т\год. Производство хрустальной посуды,

оптического стекла типа “тяжелый флинт”, деталей кинескопов, специальных

свинцовых стекол для спайки с металлами и другими стеклами следует

рассматривать как источники загрязнения окружающей среды, в первую очередь

атмосферного воздуха, соединениями свинца. Потери свинца на таких

предприятиях составляют 2-8% от массы вовлеченного в технологический

процесс элемента. Концентрация свинца в отходящих газах при варке

малосвинцового стекла составляет до 600мг/м.

В производство консервов (использование свинецсодержащих припоев при

изготовлении жестяных банок) по приближенным оценкам на 1988 г. вовлечено

от 100 до 200 т. свинца. Не смотря на сокращение производства

консервированных продуктов в 90-е гг., масса ежегодно поступающего в

твердые бытовые отходы свинца в настоящее время может составлять десятки

тонн. Еще большую опасность представляет возможность попадания свинца,

содержащегося в припое, в продукты питания при хранении консервов.

Существенными источниками загрязнения окружающей среды свинцом и его

соединениями являются предприятия оборонной промышленности. Так монтажно-

паечные работы обуславливают эмиссию свинца и его неорганических соединений

в пеземный слой атмосферы в целом по России в объеме 1 т/год. Лакокрасочные

пропиточные эмалировочные работы и работы с применением компаундов

обусловливают эмиссию свинца и его неорганических соединений 150 т/год без

учета составов с высоким удельным содержанием свинца, но имеющих

ограниченное применение. Поступление свинца в окружающую среду происходит

также при производстве свинецсодержащих боеприпасов, нанесении свинцовых

покрытий и других специальных работах.

Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) представляют собой мощные площадные

источники загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, в том числе

свинцом.[5]

К собственно бытовым источникам поступления свинца в ТБО следует отнести

отработанные свинцовые аккамуляторные батареи, потерявшие потребительские

свойства провода и кабели, лакокрасочные покрытия (особенно выпущенные в

прошлые десятилетия), изделия из хрусталя, свинцовых стекол, глазированную

керамику, паяные изделия, в том числе и консервные жестяные банки,

некоторые резиновые изделия. В продуктах мусоропереработки содержание

свинца превышает таковое в земной коре от сотен до тысяч раз, т.е.

достигает 0,16-1,6% весовых.

По экспертным оценкам, на свалках, транспортных площадках и в других местах

по всей территории России в настоящее время находится до 1 млн.т свинца в

отработанных аrrумуляторах. При существующем положении с их переработкой

эта величина возрастает на 50-60 тыс. т ежегодно.

По данным Госкомстата России, в стране в последние годы в связи с падением

уровня производства динамика выбросов свинца и его соединений в атмосферный

воздух от стационарных источников имеет устойчивую тенденцию к снижению.

Так , в 1992г свинца и его соединений было выброшено 1404 тонны, что на

6,9% меньше уровня 1991г. В 1993г. снижение выбросов составило 13,8% по

сравнению с1992г при общем выбросе в1070т.; в 1994г.-18,1% (876 т,) к

уровню 1993г и в1995г - 29,8% (616т.) к уровню 1994г.(рис.1)

Вклад различных отраслей промышленности в загрязнение атмосферного воздуха

свинцом стационарными источниками оценивается, по данным Госкомстата

России, следующим образом :

. цветная металлургия - 86,7% ;

. машиностроение и металлообработка - 8,8% ;

. черная металлургия - 8,8% ;

. химическая и нефтехимическая промышленность - 0,5% ;

. деревообрабатывающая и целлюлозно - бумажная промышленность - 0,3% ;

. транспортные предприятия, пищевая промышленность, промышленность

строительных материалов, электроэнергетика и топливная промышленность -

по 0,1% ;

. другие отрасли промышленности - около 1,8% ;

Поступление свинца в поверхносные водные объекты со сточными водами имеет

также тенденцию к снижению. В 1995 г., по данным Госкомстата России, свинца

было сброшено в 3,1 раза меньше, чем чем в 1991 г.-50,47 т. (в пересчете на

свинец). В 1995 г. не зафиксированы имевшие место в 1991 г. сбросы свинца в

республиках Карелия, Мордовия, Карачаево-Черкесская и Удмуртия; в Тверской,

Нижегородской,Саратовской, Ульяновской и Читинской областях.[4]

По РФ в 1995 г. на предприятиях образовалось 1,9 млн. т. свинецсодержащих

отходов, из которых:

- использовано на предприятиях -8,00 тыс. т (0,24%);

- полностью обезврежено - 0,96 тыс.т (0,05%);

- отправлено в места организованного захоронения - 52 тыс. т (0,02%);

Прочие отходы остались на промплощадках предприятий, свезены на

несанкционированные свалки, полигоны ТБО и т. п.

1.1.2. Нестационарные источники.

По данным ГВЦ УВД ГАИ, в 1995 г. в России насчитывалось 19,6 млн.

легковых, 4,2 млн. грузовых автомобилей и около 0,7 млн. автобусов. Темпы

прироста парка автомобилей за последний год составили в среднем по России

около 12%. При этом в 1995 г. количество легковых автомобилей возросло на

15%, грузовых - на 1,5% и автобусов - на 5,7%.

Суммарное поступление свинца в атмосферу от автотранспорта на территории

России в 1995 г. оценивается величиной около 4 тыс. т. Пространственное

распределение этих выбросов, показывает, что максимальная нагрузка свинцаот

выбросов автотранспорта приходятся на Московскую и Самарскую области. За

ними следуют Калужская, Нижегородская, Владимирская области и другие

субъекты Федерации, расположенные в центральной части ЕТР и Северного

Кавказа. Наибольшие абсолютные выбросы свинца отмечаются в Уральском (685

т), Поволжском (651 т.) и Западно-Сибирском (568 т.) регионах. 54% общей

массы свинца поступает в атмосферу от грузового транспорта.

В авиации использование этилированных бензинов марок Б-91/115, Б-100/130, Б-

95/130 и др., самолетами типа АН-2, ЯК-18 и вертолетами типа КА-26

сопроваждается годовой эмиссией свинца и его соединений в атмосферу в

количестве 3,6-3,7 т/год (всем парком авиационной техники указанного типа).

В ракетно-космической технике основным источником свинцового загрязнения

являются пиросредства. Наибольшее применение получили пиропатроны,

разрывные болты, трубки дистанционного типа, состоящие частично из азида

свинца, стифаната свинца. Общая эмиссия указанных соединений свинца

составляет от 200 до 500 т/год.[4]

К нестационарным источникам поступления свинца в окружающую среду следует

отнести также охотничий промысел и любительскую охоту, в частности

загрязнение окружающей среды свинцовой дробью. Оценочные расчеты

свидетельствуют, что в целом по России ежегодно в водно-болотные угодья

попадает до 1400 т. свинца.

В таблице 1 приведены сравнительные данные по источникам загрязнения

окружающей среды РФ свинцом. Больше всего загрязняет атмосферу

автотранспорт(70%).

1.2 Анализ загрязнения окружающей Среды.

1.2.1 Атмосферный воздух.

На основании многолетних (1982-1995 гг.) наблюдений системы комплексного

мониторинга Росгидромета (СКФМ) средние годовые значения концентрации

свинца в атмосфере фоновых районов России составляют:

- 2,5 - 16 нг/м - для центральной части Европейской территории России

(ЕТР);

- 0,8 - 13,2 нг/м - для южных районов(ЕТР);

- 1,5 - 4,4 нг/м для Сибири;

- 5 - 19 нг/м - для дальнего Востока;

В российском секторе Арктики фоновая концентрация свинца в воздухе

составляет 0,23 - 3,8 нг/м (среднемесячные значения). Пространственное

распределение фонового содержания свинца в атмосфере неоднородно и в

значительной степени определяется распределением его антропогенных

источников на территории России. Фоновое содержание свинца в атмосфере

(данные максимальных, разовых, среднесуточных, среднемесячных и

среднегодовых концентраций) не превышает значений предельно допустимых

концентраций (ПДК).[1]

Как правило, наиболее высокие концентрации свинца в фоновых районах

наблюдаются в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в

атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические

условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних

слоях атмосферы.

За последние 5 лет для большинства районов России наблюдается уменьшение

содержания свинца в атмосфере (примеры - на рис 2;), что связано как с

сокращением производства и, так и со снижением трансграничного переноса

свинца вследствие сокращения потребления этилированного бензина за рубежом.

Наиболее заметное снижение концентрации свинца в воздухе регистрируется в

центральной части ЕТР.

Максимальный уровень загрязнения природных сред регистрируется в городах и

промышленных центрах. Значения средних за 1989 - 1995 гг. концентраций

свинца в атмосфере городов составили 0,01 - 0,5 мкг/м. Для большинства

городов России среднегодовая концентрация свинца не превышала значений 0,1

мкг/м .Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий

принятые в России нормы (ПДК - 0,3 мкг/м ), отмечался в 1994 - 1995 гг. в

городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш, Владимир,

Владивосток (до 0,5 мкг/м ).

Содержание свинца в атмосферных осадках изменяется по территории России от

0,05 до 7,3 мкг/л (среднегодовые значения за 38 лет наблюдений). Наиболее

высокое загрязнение осадков свинцом наблюдается в северо-западном,

центральноми южном районах ЕТР (4,5 - 7,3 мкг/л). В непромышленных районах

республики Саха (Якутия), Магаданской области, а также в российском секторе

Арктики регистрируется самая низкая для территории России величина этого

показателя (0,05 - 0,3 мкг/л). Максимальное содержание свинца в атмосферных

осадках регистрируется зимой, что определяется более высоким уровнем

загрязнения воздуха в этот период.

Максимальные выпадения свинца регистрируются в северо-западном, центральном

и южных районах ЕТР (2,9 - 4,6 кг/км), что в 10 - 100 раз превосходит

соответствующие значения, наблюдаемые в арктических районах России,

Республике Саха, Магаданской области.

В целом на территории России выпадает около 30 тыс. т. свинца ежегодно, в

том числе:

. выпадения за счет естественных источников свинца (фоновые) -

ориентировочно 17 тыс. т.;

. выпадения за счет трансграничного переноса свинца - около 6000 т.;

. выпадения за счет российских источников - около 7000 т.;

Особое беспокойство вызывают окислы азота, выбрасываемые двигателями

сверхзвуковых самолетовна высоте 20 -25 км. То есть как раз там, где

находится защитный озоновый слой, препятствующий чрезмерно интенсивному

поступлению ультрафиолетовых излучений к поверхности Земли. Опасения

базируются на том, что окись азота способна вызывать разрушение озона в

соответствии с реакцией: NO + O ---- NO + O ;

Правда, скорость и масштабы разрушения до сих пор остаются предметом

дискуссии: ведь озон разрушают и фторорганические соединения, производство

которых в настоящее время превысило уже 1 млн. т. в год.В конечном счете

все это уходит в атмосферу, поднимается в верхние слои и здесь подвергается

разложению под действием ультрафиолета. Активные осколки молекул фреона и

являются главными разрушителями атмосферного озона.[3]

1.2.2.Поверхность воды

Свинец в речных водах содержится как во взвесях, так и в растворимой форме.

Для большинства водных объектов на территории России концентрация свинца

составляет 1,5 - 6,5 мнг/л, что не превышает принятых в России санитарных

норм (ПДК). Высокое содержание свинца в речных водах (45 - 90 мкг/л) носит

эпизодический характер и, как правило, наблюдается в тех створах рек, где

осуществляется сброс свинецсодержащих сточных вод промышленными

предприятиями ( например, городов Набережные Челны, Тольятти, Самара,

Сызрань и др.) на р. Волга. Повышенное содержание свинца в воде

регистрируется в бассейнах рак Амур (10 - 90 мкг/л), Тобол, Ишим (30 - 40

мкг/л). Данные систематических наблюдений Росгидромета в бассейнах рек Дон,

Северная Двина, Нева, Енисей, Обь, Иртыш свидетельствуют об умеренном

уровне загрязнения свинцом этих рек.

Но вернемся к окислам азота. также, как и сернистый газ, они виноваты в

закислении окружающей среды. Выбрасываемые высоко в атмосферу промышленными

центрами Европы, они переносятся господствующими южными и юго-западными

ветрами в Скандинавию.Здесь, встречаясь с гористым рельефом и потоками

холодного влажного воздуха, они растворяются в осадках и превращяются в

азотистую и азотную кислоты. Кислотные дожди вызывают огромные разрушения,

причем не только в скандинавских странах. От них страдают ценнейшие

памятники Древней Греции, Рима, даже Индии.

1.2.3. Гелогическая Среда

Повышенные концетрации свинца в почвах и растениях часто обусловлены

наличием природных геохимических аномалий в содержании этого элемента в

веществе литосферы. На территории России можно выделить три мегаобласти или

мегазоны: Европейская часть с установленным и возможным интенсивным

загрязнением подземных вод свинцом, преимущественно от техногенных

источников; юг Сибири и Приморья с возможным, реже установленным,

загрязнением подземных вод от смешанных природно-техногенных источников;

северо-восток Сибири в основном с предполагаемым загрязнением подземных вод

свинцом от природных источников.

Обращает на себя внимание загрязнение водозаборов Европейской части России,

тогда как к востоку от Урала загрязненных водозаборов значительно меньше

(Прибайкалье, города Норильск, Новокузнецк, Комсомольск-на-Амуре, Магадан,

Петропавловск- Камчатский).[4]

1.2.4. Почвы

Как свидетельствуют результаты агроэкологического мониторинга

агрохимической службы России, степень загрязненности почв

сельскохозяйственных угодий свинцом относительно невысока. Среднее

содержание валовых форм свинца в песчаных и супесчаных почвах составляет

около 7,0 мг/кг, в почвах суглинистого и глинистого гранулометрического

Страницы: 1, 2