Глава 7. Экология основных отраслей промышленности

7.1. Источники загрязнения природной среды в промышленности

Все отрасли промышленности являются загрязнителями природной среды, отличаясь лишь ассортиментом, степенью опасности и объемом выбросов (сбросов), а также количеством твердых токсичных отходов (табл. 7.1.).

Жидкие загрязняющие вещества образуются при конденсации паров распылении и разливе жидкостей, в результате химических реакций, как конечные отходы технологических реакций.

Газообразные загрязнители формируются в результате химических реакций, например, окисления, обжига руд нерудного минерального сырья (цветная металлургия, производство цемента). При сжигании топлива на ТЭС образуются огромные количества газообразных соединений – оксиды серы, азота, углерода, тяжелых и радиоактивных металлов. Реакции восстановления также являются источником газообразных загрязняющих соединений, например, производство кокса, соляной кислоты из хлора и водорода, аммиака из атмосферного азота и кислорода. Мощным источником газообразных соединений являются химические реакции разложения (производство фосфорных удобрений), электрохимические процессы (производство алюминия), выпаривание, дистилляция.

Промышленная пыль (см. гл. 6) образуется в результате механической обработи различных материалов (дробление, размол, взрывание, заполнение, разравнивание), тепловых процессов (сжигание, прокаливание, сушка, плавление), транспортировки сыпучих материалов (погрузка, просеивание, классификация).

Из всей массы загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от техногенных источников, около 90% составляют газообразные, 10% — твердые и жидкие вещества. Главными источниками загрязнения атмосферы, как показано ранее, являются: тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; транспорт; черная п цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добыча, сельскохозяйственные пашни, строительство) (табл. 7.2.).

Состав выбросов определяется прежде всего разнообразием исходного сырья и технологией его переработки. Обобщенный состав выбросов характеризуется следующими данными: оксид углерода – 28% суммарного выброса в атмосферу, диоксид серы – 16,3%, оксиды азота – 6,8%, аммиак – 3,7%, бензин – 3,3%, сероуглерод – 2,5%, сероводород – 0,6%, толуол – 1,2%, ацетон – 0,95%, бензол – 0,7%, дихлорэтан – 0,6%, серная кислота – 0,3%.

Таблица 7.1.

Доля, вносимая основными техногенными источниками в загрязнение атмосферы

Вид деятельности	Массовая доля в суммарном выбросе всех загрязняющих веществ за год, %
Все виды транспорта	50-60
Производство пара, тепловой и электрической энергии	10-15
Промышленные технологии и процессы горения	15-20
Сжигание	5

Таблица 7.2.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха

Группа	Аэрозоли	Газообразные выбросы
Котлы и промышленные печи	Зола, сажа	NO2, SO2, а также CO, альдегиды (НСНО), органические кислоты, бенз(а)пирен
Нефтеперерабатывающая промышленность	Пыль, сажа	SO2, Н2S, NН3, NОХ, CO, углеводороды, меркаптаны, кислоты, альдегиды, кетоны, канцерогенные вещества
Химическая промышленность	Пыль, сажа	В зависимости от процесса (Н2S, СS2, СО, NН3, кислоты, органические вещества, растворители, летучие вещества, сульфиды и др.)
Металлургия и коксохимия	Пыль, оксиды железа	SO2, CO, NН3, NОХ, фтористые соединения, цианистые соединения, органические вещества, бенз(а)пирен
Промышленность строительных материалов	Пыль	СО, органические соединения

При этом следует отметить, что в последние годы выбросы в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями снизились. Но, к сожалению, это произошло не потому, что были реализованы эффективные природоохранные мероприятия (внедрение природосберегающих технологий, установка эффективного газопылеочистного оборудования и т. п.), а из-за существенного спада ряда производств.

Промышленные сточные воды отличаются большим разнообразием состава и концентраций загрязняющих веществ, что определяется характером производства, а также системой водоснабжения и отведения сточных вод (табл. 7.3.).

Таблаца 7.3.

Основные виды загрязнений промышленными сточными водами

Предприятия
загрязнители	Цветной металлургии	Черной металлургии	Коксо-химические	Машино-строительные	Нефтепере-рабатывающие	Синтетической химии	Текстильные	Кожевенные	Мясопере-рабатывающие	Молочные
Взвеси:
минеральные	5-6	3-4	+	2	-	-	-	-	-	-
органические	-	-	-	-	-	+	3	4-5	4	3
Растворенные неорганические:
хлориды	-	0-2	3-4	-	3	1-3	2-3	4	3-4	-
сульфаты	-	2-4	-	-	2-3	3	-	3-4	-	-
фосфаты	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1-2
цианиды	4	0-3	0-3	+	-	-	-	-	-	-
медь	2	-	-	1-3	-	-	+	-	-	-
марганец	+	-	-	+	-	-	+	-	-	-
хром	+	-	-	2-3	-	-	1	2	-	-
свинец	0-5	-	-	-	-	-	-	-	-	-
цинк	0-4	-	-	+	-	-	-	-	-	-
кадмий	+	-	-	0-3	-	-	-	-	-	-
Растворенные неорганические:
ПАВ	-	-	-	-	-	0-2	2	0-2	-	-

Примечание. Знак + означает возможность присутствия загрязнителя в неочищенном стоке; числовые значения соответствуют содержанию загрязнителя, мг/дм³: 1 – единицы, 2 – десятки, 3 – сотни, 4 – тысячи, 5 – десятки тысяч, 6 – сотни тысяч.

Ниже в табл. 7.4. приведены объемы природной воды, которая загрязняется до значения ПДК вредными веществами при получении 1 т продукта.

Таблица 7.4.

Количество воды, загрязняемой до значения ПДК примесями, сопутствующими получению 1 т товарного продукта

Наименование продукта	Загрязнено до значений ПДК, м3 воды
Сульфат алюминия очищенный, 14% Аl2О3	80
Сульфат алюминия неочищенный, 9,5% Аl2О3	40
Железный купорос, 53% FeSO4	120
Известь, 100% CaO	110
Едкий натр, 100% NaOH	930
Хлор, 100% Cl	1050
Кислота серная, 92% H2SO4	70
Кислота соляная, 32% HCl	120
Сульфит натрия безводный, 92% Na2SO3	3500
Сталь листовая	1800
Алюминий листовой	4400
Сода кальцинированная, 98% Na2СО3	3550
Электроэнергия (1кВт*ч)	0,26
Топливо (1 ТУТ)	600

Из табл. 7.4. следует, что при получении, например, 1 т жидкого хлора до уровня ПДК будет загрязнено 1050 м³ природной воды непосредственно на месте его производства.

К загрязнителям, которые вносят в среду обитания человека промьшленные сточные воды, добавляются вредные вещества, содержащиеся в поверхностном стоке предприятий (табл. 7.5.).

Обрабатывающая промышленность насчитывает десятки отраслей, каждая из которых имеет свои технологические, особенности, специфические характерные только для нее выбросы (сбросы).

Таблица 7.5.

Характеристика поверхностного стока некоторых промышленных предприятий, мг/дм³

Состав поверх-ностного стока	Содержание загрязнителей в стоках, мг/дм3
	Угольной шахты		Нефтеперерабатывающего завода		Металлургического комбината
	дождевой	талый	дождевой	талый	агломера-ционный	конвер- тера
рН	6,5 9,4	-	-	-	7,8	8,4
Взвешенные вещества	42-2890	263-1300	260-3730	310-3800	1250	3230
Нефтепродукты, масла ХПК	13-300 8-44	6-27 5-12	10-50 250-1000	35-1280 220-910	11 6,2	17,7 8,6
БПК20	12-70	-	30-340	38-260	4,3	4,8
Общее солесодержание	70-2200	120-243	300-640	320-740	-	-
Хлориды	26-1129	5-13	15-75	19-90	6,5	3,0
Сульфаты	17-137	43-136	50-460	110-375	87,5	47,9