CC BY
146
УДК 504.054
Е.С. Денисова, E.S. Denisova, e-mail: [email protected] О.О. Зиновьева, O.O. Zinovieva, e-mail: [email protected] Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА
ASSESSMENT OF ENVIRONMENTAL SECURITY COMPANIES PRODUCTION OF CARBON
Аннотация: в статье представлены результаты оценки качества атмосферного воздуха и почв вблизи предприятия ООО «Омсктехуглерод», проведены расчеты экологического ущерба в результате загрязнения атмосферы, природоемкости продукции, степени компенсации экологического ущерба.
Annotation: the article presents the results of air quality assessment and soil near Enterprise "Omsktehuglerod", the calculations of environmental damage as a result of air pollution, environmental capacity production, the degree of compensation of environmental damage.
Ключевые слова: предприятия по производству технического углерода, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв
Keywords: enterprise for the production of carbon black, air pollution, soil pollution
Предприятия по выпуску технического углерода являются крупнейшими источниками отрицательных воздействий на природную среду. Так, в г. Омске юго-восточный промышленный узел в зоне действия ООО «Омсктехуглерод» является наиболее неблагоприятным по качеству атмосферного воздуха в городе [3]. Технический углерод производится в значительных объемах и применяется в резинотехнической, шинной, лакокрасочной и металлургической отраслях промышленности [1].
В данном исследовании изучалась экологическая безопасность предприятий по выпуску технического углерода на примере ООО «Омсктехуглерод», с этой целью проведены анализы качества атмосферного воздуха и почв в санитарно-защитной зоне предприятия, на расстоянии 2 км по направлению розы ветров от предприятия и в контрольной, условно чистой зоне. Также проведены расчеты экологического ущерба городу в результате загрязнения данным предприятием атмосферного воздуха, компенсации экологического ущерба, ущербо-емкости и природоемкости продукции.
Для получения технического углерода используются продукты нефтехимии, часть которых заливается на хранение в резервуары, другая часть готовится к подаче в производство: смешивается, нагревается до нужных температур. Собственно процесс получения техуглеро-да происходит в печах, где под действием высокой температуры происходит разложение углеводородов. Слив предварительно нагретого до 50-80 °С сырья связан с выделением в атмо-
208
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
сферу паров углеводородов. В производстве технического углерода источниками загрязнения атмосферы и заводской территории могут быть также технологические газы от реакторов, дымовые газы сушилок мокрой грануляции техуглерода и линии из выбросов пневмотранспорта предприятия. При сжигании сырья в реакторах вместе с техуглеродом образуются большие количества таких токсичных компонентов, как оксиды углерода, азота и серы, на долю которых приходится 99% основных выбросов; оставшуюся долю занимают бенза-пирен, метан, фенол, толуол, нафталин, бензол, сероводород. Для снижения выбросов этих загрязняющих веществ на предприятии ООО «Омсктехуглерод» применяются утилизационные котельные и установки дожига газов, позволяющие обезвреживать до 98% этих токсикантов. Такой, основанный на сжигании газов, способ очистки целесообразен в связи с высоким содержанием горючих веществ (окись углерода, водород, метан, сероводород) в отходящих газах сажевых производств. Продукты сгорания газов разбавляют для охлаждения
воздухом и выбрасывают в атмосферу [1, 2]
Основным способом получения техуглерода являлся печной процесс, при котором дисперсный углерод образуется при неполном горении углеводородного сырья. Технологические условия и углеводородный состав сырья определяют основные показатели качества дисперсного продукта (дисперсность, структурность) и влияют на экономические показатели процесса, в частности, на удельный расход продукта и расход топливного газа. Но основным недостатком существующей технологии производства техуглерода при неполном горении природного газа является невысокий выход дисперсного продукта (25 масс.%) в расчете на потенциальное количество углерода, содержащееся в исходном углеводородном сырье [1, 2].
Согласно санитарно-эпидемиологическим нормативам, установленным Главным санитарным врачом РФ, предприятия по производству сажи отнесены к первому классу опасности и для них размер санитарно-защитной зоны должен быть не менее 1000 м, что не соответствует Омской действительности [4]. Загрязнение зон происходит в результате приземления дымового факела технологических газов и диффузного распространения воздуха, зависит от направления ветра и по отношению к конкретным участкам является периодическим. Санитарной лабораторией проводятся ежедневные исследования качества атмосферного воздуха на границе защитной зоны предприятия по направлению ветра при помощи передвижного поста «Атмосфера-1». Результаты анализов показали систематические превышения ПДК по следующим ингредиентам: оксиду углерода (3,5-10 мг/м3, 0,7-2 ПДК ), диоксиду азота (0, 06-0, 12 мг/м3, 0,7-1,4 ПДК), бензапирену (2 ПДК), бензолу (0,2-0,4 мг/м3, 0,7-1,3 ПДК). По сероводороду, саже, толуолу и фенолу замечены единичные случаи превышения ПДК. Диоксиды серы и предельные углеводороды в санитарно-защитной зоне предприятия не превышали норму.
Зона средней загазованности находится на расстоянии 2 км от ООО «Техуглерод» и является зоной периодических относительно низких концентраций газов. Загрязнение зоны, вместе с фоновым загрязнением района, вызывается перемещением воздушных масс из второй зоны. Превышение ПДК в этой зоне нами не обнаружено, и уровень загрязнения здесь практически соответствует уровню загазованности воздуха городской среды. Как известно, при наличии неорганизованных выбросов наибольшая задымленность воздуха образуется в непосредственной близости от источника, а при поступлении в атмосферу организованных выбросов от единичных источников - на удалении, равном в среднем 20-кратной высоте труб [2]. В связи с этим нам представляется нецелесообразным увеличивать количество изучаемых газодинамических зон и проводить исследования в удалении от завода более, чем на 2 км.
Почвы всех опытных участков представлены черноземами, по механическому составу являющимися тяжелыми суглинками. Табл. 1 содержит информацию по химическому составу этих почв, полученных при анализе образцов, отобранных на глубине 0-50 см.
209
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
По проведенным качественным реакциям на всех опытных участках в почвах содержится незначительное количество сульфатов (тысячные доли процента) и обнаружены лишь следы хлоридов.
Таким образом, участки исследования характеризуются сходным агрохимическим и механическим составом. По оценке Д.С. Орлова и Л.А.Гришиной [2] их можно отнести к среднегумусным. рН почв почти всех участков близка к нейтральной, но на территории завода и вблизи него обнаружили щелочную реакцию почв, что представляется закономерным в связи с антропогенным воздействием. Верхний слой почв этих зон сильно загрязнен техническим углеродом. Как показали результаты анализов, щелочность почв связана с содержанием в них гидрокарбонат-ионов, а нормальных карбонатов, характерных для содовых солонцов, обнаружено очень мало. Общая щелочность на территории источника составляет 0,75 мг.экв/100 г почвы, на расстоянии 0,5 км от источника - 0,50 мг.экв/100 г почвы, в то время как карбонатная щелочность на территории предприятия всего 0,10 мг.экв/100 г почвы, на расстоянии же 0,5 км от источника вовсе не обнаружена. Обеспеченность почв всех исследуемых участков нитратным азотом, согласно шкале Г.П. Гамзикова [2], средняя. Количество обменного кальция является высоким.
Характеристика почв исследуемых участков
Таблица 1
ый азот, почвы
Участок Рн Гумус, Щелочность, Кальций, Нитратн
исследования % мг.экв/100 г почвы мг.экв / 100 г почвы мг/1 кг
Карбонатная Общая
Территория 8,19± 4,65± 0,10±0,003 0,75± 21,3 ± 16, ±
«Техуглерод» 0,021 0,051 0,006 0,054 0,025
0,5 км от «Техугле- 7,65± 4,98± 0 0,55± 26,6 ± 13,' ±
род» 0,019 0,032 0,004 0,056 0,023
2 км от «Техуглерод» 6,58± 4,05± - - 23,3 ± 14, ±
0,025 0,028 0,055 0,023
Контрольная зона 6,66± 5,68± - - 25,4 ± 17, ±
0,023 0,037 0,050 0,021
Экономический ущерб от загрязнения атмосферы предприятием рассчитан по формуле: У= уо • Г • М , М=£,.=1 (Д-тгц), где у- удельный ущерб от загрязнения; о- поправка, учитывающая характер рассеивания примесей в атмосфере; Г- поправка, учитывающая характер рассеивания примесей в атмосфере; М - приведенная масса загрязняющих веществ; А; - агрессивность 1-й примеси; ш; - фактическая масса 1-й примеси в тоннах [2]. Таким образом, ущерб составил 11299,2 руб.
Компенсация экологического ущерба составляет 0,42, то есть экологический ущерб компенсируется крайне слабо (значение гораздо меньше 1). Ущербоемкость продукции составляет 0,2, т.е. на каждый рубль выпускаемой продукции приходится по 20 копеек экологического ущерба; природоемкость продукции составляет 0,008.
Таким образом, результаты исследований показали серьезный вклад ООО «Омскте-хуглерод» в уровень загрязнения окружающей среды города Омска. По ряду компонентов в санитарно-защитной зоне: оксиду углерода, диоксиду азота, бензапирену - отмечены систематические превышения предельно-допустимых концентраций, что отражается на химическом составе близлежащих почв. О низкой экологической безопасности предприятия свидетельствует также недостаточная компенсация экологического ущерба, ущербоемкость и при-родоемкость продукции.
210
Динамика систем, механизмов и машин, № 4, 2014
Библиографический список
318 с.
1. Зуев, В. П. Производство сажи / В. П. Зуев, В. В. Михайлов. - М. : Химия, 1970. -
2. Малахова, Е. С. Газоустойчивость и аккумуляционная способность растений в
техногенной среде нефтехимических предприятий Западной Сибири (на примере ОАО «Те-хуглерод») : дис. ... канд. биол.наук : 03.00.16: защищена 24.12.04 : утв. 6.05.05 / Малахова Е. С. - Омск, 2004. - 172 с.
3. О состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2012 году / Министерство природных ресурсов и экологии Омской области. - Омск : Издательский дом «Наука», 2013. - 192 с.
4. СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов : Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. - М., 2014. - 48 с.
