Учебное пособие 1020

276-2021

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ТЕХНОГЕНЕЗА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к проведению практических занятий и выполнению контрольных работ по дисциплинам «Экология», «Охрана воздушного бассейна», «Экологическая безопасность систем теплогазоснабжения», «Урбоэкология», «Экологическая

безопасность в строительстве» для студентов направлений подготовки 08.03.01 «Строительство», 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 21.03.01 «Нефтегазовое дело»

всех форм обучения

Воронеж 2021

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ТЕХНОГЕНЕЗА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к проведению практических занятий и выполнению контрольных работ по дисциплинам «Экология», «Охрана воздушного бассейна», «Экологическая безопасность систем теплогазоснабжения», «Урбоэкология», «Экологическая

безопасность в строительстве» для студентов направлений подготовки

08.03.01«Строительство», 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»,

21.03.01«Нефтегазовое дело»

всех форм обучения

Воронеж 2021

УДК 502.5 (07) ББК 20.18я7

Составители:

Э. Н. Лысенко, Н. А. Петрикеева

Оценка воздействия промышленного техногенеза на окружающую

Изложены методические рекомендации и примеры расчетов, необходимые для определения ущербообразующих загрязняющих веществ и оценки их воздействия на окружающую среду.

Предназначены для студентов бакалавриата направлений подготовки 08.03.01 «Строительство», 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 21.03.01 «Нефтегазовое дело» всех форм обучения.

Ил. 1. Табл. 26. Библиогр.: 5 назв.

УДК 502.5 (07) ББК 20.18я7

Рецензент – Е. А. Сушко, канд. техн. наук, доцент кафедры техносферной и пожарной безопасности ВГТУ

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

2

1.11.Производство пластмасс ………………………………………………. 20

1.12.Анализ долей вредностей………………………………………………. 21 2. Расчет эффекта суммации загрязняющих веществ

3

ВВЕДЕНИЕ

Современный научно-технический прогресс во всем мире связан с глобальным использованием природных ресурсов. Природные ресурсы потребляются в обществе нерегулярно и неупорядоченно, вследствие чего происходит их истощение. Промышленность «выбрасывает» огромное количество токсичных загрязняющих веществ. При этом происходит постоянное ухудшение качества всех компонентов природной среды.

Почвы - наиболее ценный элемент литосферы. Это основной компонент всех наземных экосистем. Важна роль почвы в процессах самоочищения окружающей природной среды. Почвы играют роль универсального биологического адсорбента, очистителя и нейтрализатора загрязнений. Но функция самоочищения не беспредельна.

Отрицательное воздействие производства на окружающую среду обусловлено не только его структурой, но и несовершенством технологических процессов. Возникновение противоречий между человеком и природой, между производством и естественными экологическими системами неизбежно. Находясь в органической связи с природой, человек «преобразует» ее посредством техники. В настоящее время такое «преобразование» природы достигло больших масштабов, в результате сформировалась искусственная среда обитания человека, называемая техносферой. Перед человечеством неотвратимо встала задача результативного, рационального природопользования, позволяющего удовлетворить жизненные потребности людей в сочетании с охраной и воспроизводством природной среды.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Ключевой задачей для инженера является определение способов и средств достижения экологически разумного компромисса между производством, человеком и компонентами природы. Экология несет ответственность за рациональный научно-технический прогресс при минимальном размере ущерба для природы.

В результате взаимодействия производственной и общественной деятельности человека с природными комплексами на конкретной территории создается сложная структура - природно-техническая геосистема (ПТГ). Это совокупность природных и искусственных объектов, формирующихся в результате строительства и эксплуатации инженерных и иных сооружений, комплексов и технических средств, взаимодействующих с природными объектами и сферами.

Под воздействием производственной, хозяйственной деятельности человека происходит процесс изменения природных комплексов (компонентов природы) - техногенез, что приводит к нарушению равновесия в природнотехнической системе.

На стадии проектирования ПТГ проводят расчеты модели техногенного воздействия на окружающую среду. На стадии изыскания проводят пред-

4

проектную экологическую экспертизу, но, как правило, предварительные расчеты полностью не соответствуют реальной экологической обстановке в зоне промышленного освоения территории.

1. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ ПРОМЫШЛЕННЫХ

ИСОЦИАЛЬНО-БЫТОВЫХ ОБЪЕКТОВ

Вусловиях глобального техногенеза на современном этапе нет ни одного региона, где бы не проявлялся эффект антропогенного изменения природного ландшафта. Технократическая деятельность населения является источником загрязнения атмосферы. Показатели загрязняющих веществ, выбрасываемых от промышленных объектов, во многих случаях превышают допустимые нормативные показатели. На величину концентрации загрязняющих веществ в атмосфере влияют метеорологические условия, определяющие перенос и рассеивание примесей в воздухе при смене направления и скорости ветра.

Сточки зрения разряжения приземного слоя атмосферы нежелательной являются инверсия температуры. Повышение температуры воздуха происходит

свысотой. Для нижних слоев атмосферы происходит убывание температуры на 0,5-0,6°С на каждые 100 м высоты. Инверсия температуры препятствует развитию вертикальных движений воздуха и может способствовать образованию зон

сповышенным содержанием примесей в приземном слое атмосферы.

В границах рассматриваемой природо-технической геосистемы при определенных условиях (направление и скорость ветра, осадки, температурные условия и другие физико-химические факторы) потоки загрязняющих веществ от различных источников выброса способны воздействовать таким образом, что в результате суммации их действия создается кумулятивный эффект, который увеличивает масштабы вредного воздействия, в том числе и токсикологического, на природную среду.

Такие процессы, как правило, имеют цепную природу с образованием активных центров. Скорость образования активных центров определяется кинетикой цепных реакций. Цепные реакции протекают значительно быстрее, чем молекулярные. Скорость образования активных центров и возникновение кумулятивного эффекта в результате взаимодействия загрязняющих веществ определяется концентрацией реагирующих веществ, климатическими условиями и наличием примесей, которые могут играть роль катализатора.

Выбросы загрязняющих веществ при производстве тепловой и электрической энергии, промышленных предприятий и других источников загрязнения оказывают отрицательное воздействие не только на окружающую среду, но и в значительной степени влияют на процесс эксплуатации технических средств. Проблема улучшения экологического состояния окружающей природной среды является комплексной. Комплексный характер определяется сложностью системы, которая состоит из природы, общества и производства.

5

В России преобладающее воздействие на загрязнение окружающей природной среды оказывает теплоэнергетика, предприятия металлургического комплекса, химическая промышленность, производство строительных материалов, дорожно-транспортный комплекс.

Данные по загрязняющим веществам для некоторых отраслей промышленности представлены в табл.1 –18.

Расчет приземных концентраций при организованном выбросе загрязняющих веществ в атмосферу может выполняться по программе УПРЗА Эколог-Про или ряду аналогичных, ввиду разнообразия программного обеспечения.

1.1. Сварочное производство

На участках и в цехах сварки и резки металлов предприятий строительной отрасли применяют следующие виды сварок: дуговая, газовая, плазменная.

Выделяющимися в атмосферу загрязняющими веществами являются оксиды металлов, азота, углерода, диоксид титана, фтористый водород.

Основные показатели этих веществ приведены в табл. 1.

Таблица 1

Удельные выбросы, нормативные и расчетные значения приземных концентраций загрязняющих веществ

1.2.Деревообрабатывающее производство

Вдеревообрабатывающих цехах производится механическая обработка древесины, поступающей на производство в строительной отрасли.

Качественные характеристики загрязняющих веществ на этапах технологических процессов деревообработки и облагораживания древесины приведены

втабл. 2-3.

Таблица 2 Удельные выбросы вредных веществ, выделяющихся в атмосферу

при лакировании деревянных деталей методом пневматического распиливания

Таблица 3 Нормативные и расчетные концентрации загрязняющих веществ

при обработке древесины

К древесным отходам относятся остатки материалов в процессе производства основной продукции, которые не могут быть использованы для выпуска иного вида продукции. При механической обработке древесины остается значительное количество древесных отходов, состоящих из опилок, стружки и пыли. Источником выделения древесной пыли являются циркуляционные пилы, торцевальные, фрезерные и строгальные станки и другое оборудование. В 70-80 годы появился ряд новых производств, таких как производство древесных стружек, древесноволокнистых, древесностружечных плит. При этом увеличивается удельное содержание в отходах пылевидных частиц за счет применения местных материалов.

1.3. Микроэлектронное производство

Типовой технологический процесс микроэлектронного производства включает в себя следующие основные участки производства: участок механической обработки деталей и сборочных единиц, участок химической обработки, участок низкотемпературного охлаждения, участок диффузионной обработки, участок ионного легирования и плазменной обработки, участок фотолитографии, участок вакуумного напыления металлов и осаждения диэлектрических пленок, участок сборки и герметизации.

Основными выделяющимися в атмосферу вредными веществами являются аэрозоли кислот и щелочей, пары органических растворителей.

Удельные выбросы определяются по нормативным показателям в зависимости от используемого технологического оборудования предприятия.

Удельные выбросы и расчетные концентрации загрязняющих веществ приведены в табл. 4.

Таблица 4 Удельные, нормативные выбросы и расчетные концентрации

загрязняющих веществ

8

Окончание табл. 4

1.4.Механическое производство

Вмеханических цехах предприятий отрасли применяется холодная обработка сплавов различных металлов и неметаллов на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифованных и других станках с охлаждением и без охлаждения,

атакже электрофизические и электрохимические методы обработки металлов. Основными выделяющимися в атмосферу загрязняющими веществами

являются пыль металлов и неметаллов, аэрозоли масел, пары керосина, бензапирена.

Удельные выбросы вредных веществ в атмосферу от основных видов оборудования холодной обработки механических цехов приведены в табл. 5- 6.

Таблица 5 Нормативные и расчетные концентрации загрязняющих веществ

при обработке металлов

9