Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Промышленная экология. Учебное пособие
.pdf
ния на атмосферный воздух (химического, биологического, физического) до значений, установленных гигиеническими нормативами, а для
предприятий I и II класса опасности – как до значений, установленных
гигиеническими нормативами, так и до величин приемлемого риска
для здоровья населения.
По своему функционалу санитарно-защитная зона является за-
щитным барьером, обеспечивающим уровень безопасности населения
при эксплуатации объекта в штатном режиме.
Ширина СЗЗ устанавливается с учетом санитарной классификации, результатов расчетов ожидаемого загрязнения атмосферного воздуха и уровней физических воздействий, а для действующих предприятий – и натурных исследований.
Территория СЗЗ предназначена:
- для обеспечения снижения уровня воздействия до требуемых
гигиенических нормативов по всем факторам воздействия за ее пределами;
- создания санитарно-защитного барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и территорией жилой
застройки;
- организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию и фильтрацию ЗВ атмосферного воздуха и повышение комфортности микроклимата.
Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зо-
ны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных
объектов», существуют пять классов предприятий.
Размер СЗЗ устанавливается:
а) для предприятий с технологическими процессами источника-
ми загрязнения атмосферного воздуха вредными и неприятно пахнущими веществами – непосредственно от источника загрязнения атмосферы, а также от мест загрузки сырья или открытых складов;
б) для тепловых электростанций, производственных и отопи-
тельных котельных – от дымовых труб.
В соответствии с санитарной классификацией предприятий,
производств и объектов устанавливаются следующие размеры СЗЗ:
КЛАСС I – санитарно-защитная зона 1000 м;
КЛАСС II – санитарно-защитная зона 500 м;
КЛАСС III – санитарно-защитная зона 300 м;
КЛАСС IV – санитарно-защитная зона 100 м;
КЛАСС V – санитарно-защитная зона 50 м.
31
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ
Гидросфера – водная среда, которая включает поверхностные и
подземные воды.
Гидросфера включает в себя следующие виды вод: мировой океан
(94,0 %), подземные воды (4,3 %), ледники (1,7 %), воды суши – озера,
речные воды, почвенная влага (0,03 %), пары атмосферы (0,001 %).
Ежегодно водопотребление растет. В развитых странах на каж-
дого жителя расходуется около 200-300 л воды в сутки, в крупных городах – до 400-500 л в сутки. Примерно четверть человечества страдает от недостатка пресной воды: так, в некоторых странах Африки водопотребление составляет около 9 л в сутки. Кроме того, внушительная часть населения мира страдает от плохого качества воды.
Проблема качества воды связана в основном с техногенным загрязнением поверхностных и отчасти – подземных вод. Это самый
опасный источник возникновения «водного голода» на планете. Проблема чистой воды связана с проблемой здоровья и жизни на Земле.
ЗВ гидросферы много и они мало чем отличаются от ЗВ атмосферы. Однако и здесь есть свои особенности, связанные с физикохимическими процессами и реакциями.
Во-первых, процессы регенерации (самоочищения) протекают в
водной среде медленнее, чем в воздухе. Периодичность полного обмена массы воды, которая близка к периоду естественной очистки, составляет: Мировой океан – 2500 лет, подземные воды – 1400 лет, воды
озер – 17 лет, воды рек – 16 дней, живые организмы – несколько часов.
В атмосфере периодичность естественной очистки воздуха составляет
8-10 дней.
Во-вторых, источники загрязнения водоемов более разнообразны:
- сточные воды (СВ) промышленных предприятий;
- СВ коммунального хозяйства городов и других населенных
пунктов;
- стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и других
сельскохозяйственных объектов;
- атмосферные осадки, содержащие ЗВ, которые выпадают на
поверхность водоемов и водосборных бассейнов.
В промышленности вода используется для приготовления растворов, охлаждения и нагревания жидкостей и газов, очистки растворов и
газовых смесей, транспортировки сырья, теплоэнергетических целей,
удаления отходов, мытья оборудования, тары, помещений и т.д.
32
Большое количество воды требуется химической промышленности. Для примера: средний химический комбинат ежесуточно расходует (потребляет и отводит) 1–2 млн. м3 воды. При этом к качеству
потребляемой воды предъявляются достаточно высокие требования,
что вызывает необходимость сложных технологических процессов
водоподготовки и водоочистки.
В-третьих, в воде как растворителе увеличивается глубина протекания химических реакций. При этом получаются новые (вторичные) химические соединения, иногда еще более токсичные, чем первичные.
Выделяют три вида основных загрязнений океана и континентальных вод: биологическое, химическое, физическое.
Биологическое загрязнение – сброс в воды водоемов большого
количества ряда органических веществ, способных к брожению
(рис. 13). Их происхождение различно: сточные городские и промышленные воды, содержащие пищевые продукты и фекалии, СВ сахарных заводов и целлюлозно-бумажных комбинатов и т.д. Многие биогенные вещества дают животноводческие комплексы.
Рис. 13. Биологическое загрязнение воды
Так, например, 1 комплекс для откорма 10 тыс. голов скота дает
столько же сточных вод, сколько город со 100-тысячным населением.
Большое количество почвы, органики и минеральных удобрений смывается в водные объекты с сельскохозяйственных территорий во время
половодья и после сильных дождей.
33
Чрезмерное обогащение водоемов биогенными элементами приводит к их эвтрофикоции, т.е. резкому повышению анаэробной биопродуктивности. При этом начинается массовое размножение фитопланктона, в первую очередь – неприхотливых сине-зеленых водорослей.
«Цветение» воды и постепенное отмирание массы водорослей становится источником вторичного загрязнения. Далее водоем медленно
«умирает» из-за расходования всех запасов кислорода. Таким образом,
антропогенная эвтрофикация вызывается не ядовитыми загрязнениями,
а тем, что всегда считалось безвредным, – частицами почвы и удобрениями. И это может нарушить равновесие всей экосистемы.
Кроме того, в результате биологического загрязнения в водные
объекты попадает большое количество различных болезнетворных микроорганизмов (бактерий, вирусов), спор грибов, яиц, червей, что приводит к сильному бактериологическому заражению воды. Наиболее распространенными болезнетворными организмами являются: Escherichia
coli, Chlamydiapneumoniae, Chlamydiatrachomatis, Chlamydophilapsittaci,
Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Corynebacterium diphtheriae и
др. С этим видом загрязнения связан ряд проблем в области общественной гигиены (гепатит, холера, кишечные инфекции).
Химическое загрязнение. В мировом масштабе основными ЗВ
гидросферы сегодня выступают нефть и нефтепродукты, попадающие
в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использования в качестве топлива и промышленного сырья.
Среди других продуктов промышленного производства особое
место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты, или поверхностно-активные вещества (ПАВ) – очень
токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются
очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены,
толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более.
«Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду,
являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и
прочие, а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть и ее органические соединения.
Все чаще водные ресурсы загрязняются пестицидами. При этом
степень их накопления и проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических и термических характеристик
водного объекта. Например, в непроточном водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником
хронического загрязнения (рис. 14).
34
Рис. 14. Химическое загрязнение воды
35
С повышением температуры токсическое воздействие практи-
36
чески всех ядохимикатов усиливается.
Физическое загрязнение – сброс в поверхностные водоемы нерастворенных материалов – глин, как отходов производства при разработке карьеров и шахт. Оседая на дно, глинистая тонкодисперсная
фракция может погубить выметанную икру рыб (рис. 15).
Рис. 15. Физическое загрязнение водоемов
К этому виду загрязнения относится и тепловое загрязнение.
Подогретая вода от ТЭЦ и других предприятий, поступая в водоем,
приводит к повышению температуры воды в нем. Известно, что
растворимость газа в воде уменьшается с ростом температуры. Это
приводит к уменьшению кислорода в воде. Дыхание биоценозов
ухудшается, нарушается биологическое равновесие в таких водоемах.
Кроме того, начинается бурное размножение болезнетворных микроорганизмов и вирусов.
Таким образом, пути и источники загрязнения поверхностных
водоемов многообразны и масштабны. В результате этого загрязнены
почти все реки мира, особенно крупные, большая часть озер. Интенсивно загрязняются и подземные воды.
36
ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного
самовозобновления и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой. Агентами самоочищения
являются бактерии, водоросли. Однако следует учитывать, что для
обеспечения самоочищения загрязненных вод необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит, чтоограничивает или может ограничить ее использование для целей, которым вода удовлетворяла в природном состоянии.
Для предотвращения данных последствий необходимы специальные методы и средства для улучшения качества воды.
Основными водоохранными мероприятиями в настоящее время
являются:
- нормирование водопотребления и водоотведения;
- совершенствование производства и соблюдение технологиче-
ской дисциплины;
- организация оборотного водоснабжения и бессточных произ-
водств и циклов;
- создание мало- и безотходных производств;
- максимальная утилизация ценных веществ;
- рациональное размещение производительных сил;
- экологический аудит действующих предприятий и технологий.
Поверхностные воды считаются загрязненными, если их состав
или свойства изменились под влиянием прямой или косвенной, производственной или бытовой деятельности населения, в результате которой воды стали непригодными или малопригодными для одного или
нескольких видов водопользования.
Санитарное состояние водоема – это совокупность физикохимических, микро- и гидробиологических показателей, характеризующих водоем с точки зрения возможности его использования в
коммунальном водоснабжении. Вода считается пригодной для данного
вида водопользования, если ни по одному из показателей состава или
свойства воды качество ее после сброса стоков не нарушено.
Нормирование качества воды осуществляется в соответствии с
физическими, химическими, биологическими и иными показателями
состава и свойств воды водных объектов.
Нормативы качества воды разрабатываются для условий питье-
вого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования.
37
Нормативы качества воды водного объекта включают в себя общие требования к составу и свойствам поверхностных вод, перечень
ПДК в воде питьевого, хозяйственно-бытового и рыбохозяйственного
назначения.
Общие показатели загрязненности складываются в результате
исследования органолептических и физико-химических показателей.
К органолептическим показателям относятся:
- цветность, определяемая колориметрическим сравнением цвета
исследуемой воды с эталонной шкалой, имитирующей эту окраску
(цветность выражается в градусах кобальто-бихроматной шкалы);
- прозрачность, определяемая визуально одним из двух методов:
по «кресту» или по «шрифту»;
- вкус;
- запах.
К физико-химическим общим показателям загрязненности относятся следующие: температура, рН, сухой остаток, плотность, ХПК
нефильтрованной пробы, кислотность или щелочность, вязкость, поверхностное натяжение, жесткость, электропроводность, содержание
взвешенных веществ, оптическая плотность.
Содержание и характеристику грубодисперсных примесей дает
изучение таких показателей, как их количество (фильтрация через бумажный фильтр «синяя лента»), зольность, гранулометрический состав (седиментационный анализ), химический состав.
Содержание и характеристику коллоидно-растворенных и тонкодисперсных примесей дает изучение следующих показателей: концентрация, £-потенциал частиц, размер частиц, коэффициент светорассеяния.
Содержание и характеристику растворенных веществ получают
при изучении отдельно органической и неорганической фазы.
При изучении органических веществ определяют такие общие показатели, как содержание органического углерода, ХПК фильтрованной
пробы, перманганатная окисляемость, БПК, содержание экстрагируемых веществ.
В соответствии с нормативными документами в водные объекты
запрещается сбрасывать СВ:
- которые могут быть устранены путем усовершенствования
технологии, максимального использования в системах оборотного водоснабжения или путем устройства бессточных производств;
- содержащие ценные отходы или вещества, которые могут быть
утилизированы;
38
- содержащие сырье, реагенты, продукты и полупродукты в ко-
личествах, превышающих установленные нормативы технологических
потерь;
- содержащие вещества, для которых не установлены предельно
допустимые концентрации (ПДК);
- содержащие технологические отходы.
Основными документами, которые регламентируют условия выпусков сточных вод в водоемы, являются:
- «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными
водами»;
- «Правила санитарной охраны прибрежных районов морей»;
- «Санитарные правила для речных и озерных судов».
В состав этих документов входят следующие положения:
- ограничением для сброса сточных вод в водоемы является не
их качество, а качество воды в расчетном пункте водопользования;
- все нормативные показатели различаются в зависимости от ви-
да водопользования и относятся к составу воды в том же расчетном
пункте;
- критическими условиями являются наихудшие условия воз-
можного разбавления сточных вод в водоеме у мест водопользования;
- допускается учет процессов самоочищения воды, если этот
процесс и его динамика хорошо изучены в конкретных условиях.
Требования к условиям выпуска сточных вод распространяются:
а) на существующие выпуски всех видов производственных и
хозяйственно-бытовых сточных вод населенных мест, отдельно стоящих жилых и общественных зданий, коммунальных, лечебных, транспортных объектов, промышленных предприятий, в том числе шахтных
вод, сбросных вод от водного охлаждения, нефтедобычи, сбросных
вод с орошаемых и осушаемых территорий и других сточных вод любых объектов независимо от их ведомственной подчиненности;
б) все проектируемые выпуски сточных вод вновь строящихся,
проектируемых и расширяемых предприятий и учреждений.
Классификации промышленных сточных вод
Многообразие технологических процессов и производств, выпускающих и потребляющих огромное число продуктов, обусловливает образование сточных вод самого различного состава и с различными физико-химическими свойствами.
39
Структура водопотребления в стране характеризуется следующими показателями:
- производственные нужды – 60,5 %;
- хозяйственно-питьевые нужды – 18,4 %;
- орошение – 13,7 %;
- сельскохозяйственное водоснабжение – 0,9 %;
- прочие нужды – 6,5 %.
Ниже представлено несколько классификаций СВ.
1) В зависимости от места образования СВ в технологическом
процессе
1. Реакционные воды: характерны для реакций, идущих с
образованием воды. Они всегда загрязнены исходными веществами и продуктами реакций. Эти СВ весьма сложны для их переработки.
2. Воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах (свободная или связанная вода): в процессе переработки стоки в основном загрязняются органическими веществами (например, в результате термообработки горючих сланцев образуются СВ, содержащие фенолы,
альдегиды и т.п.).
3. Промывные воды: образуются в результате промывки сырья,
продуктов или полупродуктов.
4. Маточные водные растворы: образуются при проведении технологических процессов получения или переработки продуктов в водных растворах.
5. Водные экстракты и абсорбционные жидкости: образуются в
случаях использования воды в качестве экстрагента или абсорбента.
Эти СВ могут содержать большое количество различных химических
веществ.
6. Охлаждающие воды: образуются в процессах охлаждения
продуктов и ряда оборудования.
2) По составу
1. СВ, содержащие неорганические примеси со специфическим
токсическими свойствами.
2. СВ, содержащие неорганические примеси без специфических
токсических свойств.
3. СВ, содержащие органические примеси со специфическими
токсическими свойствами.
4. СВ, содержащие органические примеси без специфических
токсических свойств.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]