Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологическая безопасность производства (по отраслям). В 2 частях. Ч.1. Учебное пособие.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«Омский государственный технический университет»
Е. О. Реховская, И. Ю. Нагибина
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
ПРОИЗВОДСТВА (ПО ОТРАСЛЯМ)
Учебное текстовое электронное издание
локального распространения
В двух частях
Часть 1
Рекомендовано редакционно-издательским советом
Омского государственного технического университета
Омск
Издательство ОмГТУ
2022
————————————————————————————————––––
Сведения об издании: 1, 2
© ОмГТУ, 2022
ISBN 978-5-8149-3546-5 (ч. 1)
ISBN 978-5-8149-3545-8
1
УДК 504:66(075)
ББК 20.174+35.10н6я73
Р45
Рецензенты:
Т. Н. Филатова, канд. хим. наук,
начальник сектора новых материалов и технологий АО «ЦКБА»;
А. В. Зуев, директор ООО «Сибирская арматура»
Реховская, Е. О. Экологическая безопасность производства (по отраслям) :
учеб. пособие : в 2 ч. / Е. О. Реховская, И. Ю. Нагибина ; Минобрнауки России,
Ом. гос. техн. ун-т. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2022– . – Систем. требования: процессор с частотой 1,3 ГГц и выше ; 256 Мб RAM и более ; свободное место на жестком
диске 300 Мб и более ; Windows XP и выше ; разрешение экрана 1024×768 и выше ;
CD/DVD-ROM дисковод ; Adobe Acrobat Reader 5.0 и выше. – Загл. с титул. экрана. –
ISBN 978-5-8149-3545-8.
Ч. 1. – 2022. – CD-ROM (1,36 Мб) : ил. – ISBN 978-5-8149-3546-5.
В пособии рассмотрены вопросы экологической безопасности химических производств и нефтегазодобывающего производства. Представлены виды негативного
воздействия, приведены характеристики загрязнителей, описаны методы очистки отходящих газов, сточных вод и переработки твердых отходов.
Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям
18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» (направленность «Охрана окружающей среды и рациональное
использование природных ресурсов»), 20.03.01 «Техносферная безопасность» (направленность «Экологическая безопасность»), а также для студентов других технических
направлений, изучающих дисциплины «Экологическая безопасность производства
(по отраслям)», «Экологическая токсикология», «Производственный экологический
мониторинг».
Редактор О. В. Маер
Компьютерная верстка Л. Ю. Бутаковой
Для дизайна этикетки использованы материалы
из открытых интернет-источников
—————————––––––––––––——————————————————————
Сводный темплан 2022 г. © ОмГТУ, 2022
Подписано к использованию 31.10.22.
Объем 1,36 Мб.
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................4
1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ .........................................................................8
1.1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ........................................................8
1.2. ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА ............................................................................ 12
1.3. ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
И ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ЕЕ ЗАЩИТЫ............................................................. 15
1.4. ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ .................................................................... 21
1.5. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ............................................................................ 34
1.6. ПЕРЕРАБОТКА ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ............................................................. 80
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ .................................................................................. 86
2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА .............................................. 88
2.1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА ............................................. 88
2.2. ЗАГРЯЗНИТЕЛИ НЕФТЕГАЗОВОГО ПРОИЗВОДСТВА ...................................... 92
2.3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН ................................................................ 104
2.4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧЕ ................ 117
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................ 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 128
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................................... 129
3
ВВЕДЕНИЕ
За последние годы значительно увеличилось число аварий, катастроф
и других чрезвычайных ситуаций, а также их воздействие на окружающую среду и людей. Ввиду старения зданий, сооружений, технологических установок резко возросла угроза промышленных аварий и катастроф,
что наблюдается сейчас в России. Также увеличиваются масштабы производства и переработки пожаро- и взрывоопасных веществ, токсичных материалов. Обеспечение безопасности людей в таких условиях во многом
зависит от технического состояния объекта.
Технические средства защиты не исключают возможность аварий, поэтому весьма важно прогнозировать их возникновение, изучать динамику
протекания и возможные последствия влияния их на людей и природу,
т. е. выявлять, каким образом исследуемая система переходит в состояние,
опасное для человека и природы. Кроме этого, увеличение техногенного
и антропогенного негативного влияния на среду обитания человека не
всегда ограничивается нарастанием опасностей только прямого действия,
например повышением концентрации токсичных примесей в атмосфере.
При определенных условиях возможно появление вторичных неблагоприятных воздействий, возникающих на региональном или глобальном
уровне и оказывающих негативное влияние на регионы биосферы
и значительные группы людей. К ним относятся процессы образования
кислотных дождей, смога, «парниковый эффект», разрушение озонового
слоя Земли, накопление токсичных и канцерогенных веществ в организмах животных, рыб, в пищевых продуктах.
Достижение приемлемого уровня безопасности в системе «человек –
среда обитания – техносфера» неразрывно связано с необходимостью глубокого анализа причин роста численности и уровня действующих в биосфере и техносфере опасностей; изучения причин принудительной потери
4
здоровья людьми и их гибели; разработки и широкого применения превентивных защитных мер на производстве, в быту и регионах техносферы.
Экологическая безопасность – состояние защищенности природной
среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного
воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций
природного и техногенного характера, их последствий (Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ (ред. от 26.03.2022) «Об охране окружающей
среды»). Негативное воздействие на окружающую среду – воздействие хозяйственной и иной деятельности, последствия которой приводят к негативным изменениям качества окружающей среды.
Экологическая безопасность формируется при проектировании, реализуется в процессе постройки и функционирования предприятия, восстанавливается во время ремонта и совершенствуется при модернизации. Экологическая безопасность – это соответствие предприятия требованиям, регламентируемым природоохранным законодательством Российской Федерации. Отношения, возникающие в области охраны окружающей среды на
территории Российской Федерации, регулируются международными договорами Российской Федерации, федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации, законами и иными
нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации.
Реализация мероприятий по ограничению размеров возможного
ущерба здоровью человека, окружающей природной среде в случае аварии или иных нежелательных инцидентов на промышленных объектах
должна осуществляться на основе комплексного подхода к управлению
промышленной безопасностью.
Экологическая безопасность в современных условиях развития промышленности, транспорта, коммунальных служб и сельского хозяйства
является одной из важнейших задач нашего государства. Организационные формы проведения экологического контроля можно представить следующим образом.
5
1. Государственная экологическая экспертиза (ГЭЭ) проводится с целью установления правильности определения заказчиком хозяйственной
и иной деятельности, возможных экологических и связанных с ними социальных и экономических последствий ее осуществления, а также полноты и достаточности предусмотренных им мер по предотвращению отрицательных экологических последствий. Проводят ГЭЭ специально
уполномоченные на это экспертные государственные органы.
Главные задачи ГЭЭ:
1) рассмотрение представленной документации в соответствии с нормами и правилами проведения экспертизы;
2) подготовка заключения для представления его на рассмотрение органов, принимающих решение о возможности и сроках реализации намеченных мероприятий;
3) контроль за выполнением условий, принятых к реализации проектов хозяйственной деятельности, прошедших ГЭЭ и получивших ее положительное заключение.
2. Экологическое аудирование – это вид деятельности по управлению
качеством окружающей среды. Его можно определить как добровольную
внутреннюю самопроверку деятельности некоторой производственной
структуры с целью приведения этой деятельности в соответствие с документами, регламентирующими природопользование, и сокращение тем
самым существующего и потенциального экологического и финансового
ущерба из-за несоблюдения этих регламентирующих документов.
Эффективность программ экологического аудирования обеспечивают:
1) непременная поддержка аудирования и оценка его результатов руководством предприятия;
2) независимость функции аудирования от реализуемой деятельности;
3) профессионализм группы аудиторов;
4) четко обозначенные цели, рамки, ресурсы и частота проведения
экологического аудирования;
6
5) адекватность процесса сбора, анализа, интерпретации и докумен-
тирования результатов целям аудирования;
6) наличие специальных процедур (алгоритмов), обеспечивающих объ-
ективное изложение результатов аудирования в письменных отчетах;
7) мероприятия, гарантирующие качество экологического аудирования.
3. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) – это заключение о воздействии хозяйственного объекта на окружающую среду, составленное в соответствии с утвержденными правилами. С 1988 г. требование
о проведении ОВОС распространено на все сферы деятельности.
В учебном пособии представлены виды воздействия химического производства на окружающую природную среду, дана характеристика загрязнений окружающей среды, описаны основные методы ее защиты. Рассмотрено загрязнение окружающей среды при строительстве скважин и при
нефтегазодобыче. Охарактеризованы основные загрязнители нефтегазового
производства.
7
1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
1.1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ
Различают три вида воздействия химического производства на окру-
жающую среду.
1. Загрязнение окружающей природной среды химическими веществами. Это загрязнение вызвано бесконтрольным поступлением загрязняющих веществ химического производства в природную среду. Загрязняющим веществом называется любое вещество, попадающее в окружающую среду или возникающее в ней в количествах, превышающих обычное содержание.
2. Истощение природных ресурсов. Этот тип воздействия связан с тем,
что строительство химических заводов и эксплуатация ими определенных
сырьевых ресурсов вызывает ухудшение качества природных ресурсов, их
истощение и загрязнение среды.
3. Изменение природных и возникновение антропогенных (техногенных) ландшафтов. Ухудшение ценности природных ресурсов (например,
эстетических) обязательно сопровождает превращение природных ландшафтов в антропогенные (техногенные). В действительности все эти три
типа взаимодействия связаны между собой и могут быть разделены лишь
в крайних случаях.
Современную промышленность можно представить в виде большой си-
стемы, состоящей из следующих взаимосвязанных иерархических уровней:
– физико-химическая подсистема – совокупность физико-химических
явлений и процессов, с помощью которых происходит определенное воздействие на перерабатываемый поток сырья или материалов;
– технологическая производственная подсистема – совокупность технологических процессов и аппаратов, объединенных для достижения общей технологической цели, т. е. для получения товарного продукта;
8
– территориальная промышленная подсистема – совокупность произ-
водств, объединенных в определенном природном районе для комплексного использования минеральных, водных, биологических, энергетических
и трудовых ресурсов;
– государственная промышленная подсистема – совокупность территориально-промышленных систем, обеспечивающих жизнедеятельность
страны.
Каждый из указанных уровней специфически воздействует на окружающую среду, обусловливает необходимость внедрения процессов,
имеющих минимальное воздействие на окружающую среду.
В зависимости от основных приемов переработки исходных веществ
и назначения продуктов различают:
– технологию металлов (получение и обработка);
– технологию машиностроения (изготовление машин и аппаратов);
– пищевую технологию (получение продуктов питания) и т. д.
Химическая технология характеризуется переработкой, в процессе
которой преобладают химические и физико-химические явления. Результатом химической технологии является изменение состава, свойств и строения материалов. Методы химической технологии широко распространены
в различных отраслях промышленности – металлургии, транспорте, электронике, энергетике, строительстве и др. Мероприятия по защите окружающей среды также непосредственно связаны с химическими методами.
Производственный процесс – это совокупность действий превращения обрабатываемых материалов, полуфабрикатов, заготовок (деталей) в готовые
изделия.
Основная часть производственного процесса по изменению формы,
размеров или состояния заготовки (детали) либо сборки изделий и сборочных единиц называется технологическим процессом. При проектировании новых и реконструкции существующих предприятий технологический процесс является основой всего проекта. Качество разработки техно-
9
логического процесса существенно влияет на рентабельность будущего
производства.
Производственный процесс состоит как из технологических, так и из
вспомогательных процессов (транспортировка, контроль продукции, подготовка производства, эксплуатация зданий и сооружений, оборудования).
Химическое производство – совокупность процессов и операций, реализуемых в технологическом оборудовании и служащих для переработки
сырья путем химических превращений в соответствующие продукты. Химико-технологический процесс представляет собой целенаправленную
переработку исходных материалов в конечный продукт путем химических
и физико-химических процессов и их сочетаний.
Химическое производство должно соответствовать следующим требованиям:
– получение в производстве необходимого продукта;
– экологическая безопасность;
– безопасность и надежность эксплуатации;
– ресурсо- и энергосбережение;
– максимальная производительность труда.
В химической промышленности воздух и вода используются в огромных количествах и для различных целей. Это объясняется комплексом полезных свойств воздуха и воды, а также их доступностью и удобствами
применения.
Воздух в химической промышленности применяют в основном как
сырье или как реагент в технологических процессах, а также для энергетических целей.
В промышленности кислород воздуха широко применяют в качестве
окислителя. Азот используется как сырье в производстве синтетического
аммиака и других азотсодержащих веществ и как инертный газ. Воздух,
применяемый в качестве реагента, подвергается, в зависимости от характера производства, очистке от пыли, влаги и контактных ядов. Для этого
10