Проблема экологического загрязнения отходами

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Поиск путей решения экологических проблем и выработки научных методических подходов к изучению сложных последствий антропогенной деятельности предприятий предполагает исследование экологического состояния региона. Экологические исследования в современных условиях приобретают особо актуальное значение, поскольку охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов становятся важнейшими факторами, определяющими перспективы успешного развития экономики и социальной сферы.

Больным вопросом для промышленных гигантов является накопление отходов производства. Отвалы и накопители по проекту расположены на бросовых, непригодных к использованию землях. Площади, выделенные под отвалы твердых производственных отходов, могут служить предприятию неограниченное время, так как старые отвалы ликвидируются по мере реализации отходов потребителям или путем их переработки. Для предотвращения проникновения химических соединений в песчано-галечные грунты, основание всех накопителей выполнено противофильтрационным покрытием из глинобетона и пленки.

На протяжении последних лет возрастает актуальность изучения воздействия природных и техногенных объектов, а также катастроф на природную среду. В результате работы промышленных предприятий и автотранспорта в окружающую среду выбрасываются газообразные и конденсированные продукты, например оксиды углерода, азота и серы, альдегиды, бензопирен, свинец и др. В условиях сложившейся в настоящее время ситуации проблема техногенной опасности приобретает особое значение для промышленных районов, где сосредоточен огромный потенциал опасных производств в сочетании со значительным износом основного оборудования и сложной социально-экономической обстановкой. И именно поэтому так важно уметь оценивать величину различных (в т.ч. техногенного) рисков, осуществлять контроль и мониторинг сложившейся экологической ситуации, прогнозировать возможные сценарии развития экосистем и техногенной нагрузки на территорию.

Подход на основе анализа риска, как некоторой количественной оценки, особенно важен для регионов, где сосредоточен значительный потенциал опасных производств и объектов в сочетании со сложной социально - политической обстановкой и недостаточным финансированием.

Исходным этапом в процессе оценки риска является определение границ изучаемого региона и идентификация источников опасности.

Риск при нормальном функционировании промышленных объектов может быть обусловлен за счет выбросов или утечки вредных или опасных веществ, сбросов неочищенных стоков, захоронения опасных и высокотоксичных отходов и др. в количествах, превышающих санитарно-гигиенические нормативы и оказывающих постоянное воздействие на здоровье населения и окружающую среду.

В последнее десятилетие ушедшего столетия внимание как ученых, так и политиков было приковано к решению жизненно-важных глобальных проблем человечества. Одной из этих проблем является «парниковый эффект» и изменение климата Земли.

Глобальное потепление вызвано увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере Земли в результате хозяйственной деятельности человека. По оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) за последние сто лет уже произошло повышение средней температуры воздуха на 0, 3-0, 6˚ С. Потепление климата изменит флору и фауну целых регионов за счет сдвига климатических зон от экватора к полюсам. Человечество уже в настоящее время испытывает последстивия глобального изменения климата (наводнение, смерчи, резкое потепление, засуха, повышение уровня мирового океана, охлаждение Гольфстрима за счет таяния ледников Южного и Северного полюса). Чаще всего в связи с такими прогнозами говорят о накоплении диоксида углерода. Суммарное воздействие других парниковых газов: оксидов азота (6%), метана (15%) и хлор- и фтор- углеродов (24%) сопоставимо со вкладом диоксида углерода (55%).

В начале 2005 года Генеральной Ассамблей ООН был ратифицирован Киотский протокол, обязывающий страны сократить выбросы парниковых газов. Казахстан включен в группу стран, которые несут за собой обязательства по защите атмосферы от накопления «парниковых газов» и сокращению их выбросов.

Одним из кардинальных путей решения этих проблем может стать использование современных технологий по переработке выбросов ТЭЦ, попутных и нефтезаводских газов, которые в большом объеме выбрасываются в атмосферу или сжигаются на «факелах». Ежегодно в Казахстане примерно 740 млн. м³ природного газа сжигается нефтедобывающими предприятиями на «факелах», что увеличивает эмиссию диоксида углерода. Потенциал сокращения выбросов при утилизации попутного газа нефтедобычи оценивается приблизительно в 2, 7 млн. т СО₂ в год.

Основные прогнозы, касающиеся вовлечения СО₂ и СН₄ в химическую промышленность, опираются не только на снижение «парникового эффекта», но и на создание альтернативных источников сырья для промышленного органического синтеза. Совместная утилизация СО₂ и легких С₁-С₄- углеводородов попутных, природных газов, состоящих в основном из метана, является предметом многих исследований.

Развитие химической и нефтехимической отраслей промышленности РК в соответствии с программой «Развития топливно-энергетического комплекса РК на период до 2015г.», а также с программой «Развитие и создание нефтехимической отрасли промышленности Республики Казахстан» отмечено как приоритетное направление.

Для Казахстана, который по объему речного стока относится к числу наименее водообеспеченных стран планеты, водный фактор является одним из определяющих, сдерживая развитие многих регионов страны. Так, общий объем необходимого водопотребления составляет 54, 5 км³, а располагаемый объем, возможный к хозяйственному использованию, в средний по водности год не превышает 46, 0 км³. В маловодные годы общий объем водных ресурсов снижается до 58 км³, а располагаемый, соответственно, до 26 км³. Недостаток водных ресурсов усугубляется их плохим качеством, которое практически для всех водных объектов республики оценивается как неудовлетворительное. Истощение и загрязнение водных ресурсов отмечается в Концепции экологической безопасности Республики Казахстан среди наиболее опасных проявлений экологического кризиса в стране.

Рисунок 2 - Токсичные промышленные отходы по областям Казахстана

В Казахстане изучением гидроэкологических проблем занимаются Ж.Д. Достай, А.А. Турсунов, М.Ж. Бурлибаев, разрабатывающие, в частности, проблемы вододеления в Арало-Сырдарьинском бассейне. Но хотя большинство авторов в последних исследованиях все настойчивее указывают на необходимость применения геосистемного подхода в управлении водопользованием, тем не менее, он еще слабо используется.

Учитывая, что экосистемы крупных рек, как и все геосистемы, обладают одним из важнейших свойств, на основе которого и должно строиться их изучение – территориальностью, одним из основных методов, используемых в работе, является экологическое картографирование.

В последние годы выявлено множество аспектов влияния антропогенного воздействия суши на морские экосистемы, проявлением которого является возрастание уровня химического загрязнения в прибрежных водах и распространение в море зон хронического загрязнения устойчивыми химическими соединениями в низких концентрациях (факторы малой интенсивности). Поэтому установление характера и уровня загрязненности пресноводных экосистем, изучение изменчивости стока химических веществ в условиях антропогенного воздействия, становиться особенно актуальным.

Высокая внутри- и межгодовая изменчивость гидрохимического режима в Каспийском шельфе и заметное повышение «антропогенно - измененного» фона по целому ряду приоритетных загрязняющих веществ, обусловленное техногенным воздействием, предопределяет актуальность детального изучения закономерностей химического стока в Каспийское море.

Изучение механизмов нарушений в водных сообществах в результате токсического воздействия – одна из приоритетных задач, решение которой необходимо для разработки научных основ оценки и нормирования нагрузок тяжелых металлов (ТМ) на водные экосистемы.

Учитывая весьма неустойчивый, переходный уровень развития мирового сообщества, ближайшей задачей многие исследователи ставят переход к устойчивому социально- экономическому развитию, прежде всего на основе стабилизации и улучшения экологической обстановки.

Поэтому в последние годы все большее внимание уделяется детальной оценке природно-ресурсного потенциала и экологической ситуации в отдельно взятом регионе.

При переходе от централизованной к рыночной экономике резко возрастает самостоятельность и ответственность региональных структур, а отсюда: усиливается необходимость в конкретной и территориально распределенной информации о ресурсных возможностях и экологическом состоянии территории.

Это отвечает положению, что именно информация становится главным ресурсом научно-технического и социально-экономического развития мирового сообщества.

Поэтому настоящее время именно экологический подход все более тесно увязывает в единую систему различные позиции и точки зрения, позволяя приблизиться к выработке геосистемного, многоаспектного взгляда на территорию.

Возрастающие требования к материалам экологических исследований невольно требуют их существенной трансформации по пути все большего возрастания системности применяемых методов и средств научного познания и комплексности характеристики всех аспектов природно-хозяйственной организации территории.

Возникает насущная необходимость выполнения разнообразных оценок и прогнозов, выдачи практических рекомендаций, что ведет к возрастанию сложности задач переработки данных, необходимости использования современных геоинформационных технологий.

С помощью картографического метода можно привязывать с требуемой пространственной деятельностью и конкретностью географические информационные материалы к конкретной территории, фиксировать на карте установленные и исследуемые природные и техногенные закономерности, получать выводы и оценки, характеризующие изучаемую территорию. Все это помогает рационально спланировать дальнейшие исследования.

Основную массу отходов этого комплекса представляют вскрышные и вмещающие породы добычи руд, отходы их обогащения, металлургические шлаки.

Отходы добычи железной руды. В нашей стране наиболее распространенным способом добычи железной руды является открытый — путем создания карьеров глубиной до 300 м и более. Наряду с разработкой железной руды извлекают и складируют в отвалы огромные массы вскрышных и вмещающих пород, объемы которых составляют 30—70% от разрабатываемой рудной массы. Наибольшее количество попутно добываемых пород — это кристаллические сланцы, кварциты, роговики и другие близкие к ним скальные породы. Среди вскрышных пород имеются и кристаллические, в основном осадочные — глины, пески, суглинки, известняки и др.

Скальные породы, предварительно разрыхленные взрывным способом, разрабатывают экскаваторами и удаляют в отвалы автомобильным или железнодорожным способом. По гранулометрическому составу отвальные скальные породы представляют собой неоднородный материал от пылевидных и песчаных фракций до глыб размером 1 м. Преимущественный гранулометрический состав 10—200 мм. Истинная плотность этих пород находится в пределах 2600—4100 кг/м3, средняя - 3000 кг/м3.

Основным направлением утилизации вскрыши скальных и нескальных пород является использование их для устройства дамб обвалования, плотин, насыпей, оснований дорог, для планировочных работ, а также для производства строительных материалов. Скальные породы широко используются для производства щебня, который применяют в качестве крупного заполнителя в тяжелых и особо тяжелых бетонах. На многих горно-обогатительных комбинатах Украины построены щебеночные комплексы. Объемы образования этих отходов превышают масштабы возможной переработки, и основным направлением их использования является обратная засыпка и рекультивация карьеров.

Отходы обогащения железной руды — хвосты образуются при получении железного концентрата методами электромагнитной или магнитной сепарации. Для раскрытия и дальнейшего извлечения рудных минералов руду подвергают измельчению. Тонкость измельчения зависит от технологии обогащения, характера и степени оруденения сырья. Объемы отходов составляют 40—60% от объема обогащаемого материала.

Серьезность влияния обработки и захоронения отходов на окружающую среду зависит от объема производимых отходов, их состава, количества незаконно захороненных отходов, количества размещенных на свалке отходов и стандартов на заводах по обработке отходов. Будущее влияние процесса управления отходами будет зависеть от того, как изменятся указанные факторы. Окончательная обработка отходов, на сегодняшний день, означает либо их захоронение на свалке, либо сжигание, и два этих вида окончательной обработки оказывают разное, но в обоих случаях негативное, влияние на окружающую среду.

Размещение отходов на свалках ведет к выделению метана - одного из парниковых газов и опасных химических веществ, которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

Сжигание отходов ведет к выбросу газов из труб сжигающих их заводов. Эти газы содержат опасные химические вещества, такие как кадмий, ртуть и свинец. Токсичность тяжелых металлов при их изолированном действии на теплокровный организм достаточно изучена. Известно, что при поступлении в организм они могут оказывать влияние на функцию кроветворения, вызывать изменения морфологического состава периферической крови, блокировать сульфгидрильные группы, представлять опасность, способствуя развитию канцерогенного, генетических и других отдаленных биологических эффектов. Помимо этого на природную среду оказывает влияние выделение биогаза - метана, кислорода, углекислого газа, содержание которых может составлять десятки процентов. Эти величины превышают санитарные нормы и могут вызвать удушье человека. Биохимическое разложение и химическое окисление материала свалки может сопровождаться образованием очагов выделения тепла с повышением температур до 75°С, т.е. возможно самовозгорание отходов. Гниение материала ТБО сопровождается распространением запаха на расстояние более 1 км.

Вредное воздействие на человека ─ воздействие факторов среды обитания, создающее угрозу жизни и здоровью человека, либо угрозу жизни или здоровью человека будущих поколений.

Уменьшению количества отходов способствует применение технологических процессов, в которых отходов образуется мало или совсем не образуется. Это высокоэффективная, но довольно трудновыполнимая задача. В настоящее время заслуживает внимание и другое решение проблемы безотходности производства - рециклинг и переработка отходов, когда из них получают имеющую потребительские свойства продукцию, и ее характеристики не хуже, чем у той, которая получена из первичного сырья. В этом случае в конце технологического цикла отходы отсутствуют, поскольку из них изготовлен определенный продукт. Такую технологию производства называют квазиотходной.

Традиционно решение экологической проблемы в промышленности находилось вне производственного процесса и заключалась в реализации технологий по улавливанию загрязнителей окружающей среды, а также в складировании отходов или их обработки различными методами. Сейчас необходима интеграция технологий хвостовых природоохранных и ресурсосберегающих (основанных на использовании отходов) в производственном процессе.

Приоритетность внедрения интегрированных природоохранных технологий определяется тоннажностью и токсичностью образующих загрязнений с учетом эффективности действия существующих сегодня очистных сооружений. Построение таких технологий должно осуществляться одновременно по следующим направлениям:

1) Создание эффективных методов и установок очистки промышленных выбросов;

2) Совершенствование существующих и разработка новых технологий, позволяющих сократить или исключить технологические стадии, на которых образуется основное количество отходов;

3) Разработка рациональных методов утилизации отходов.

В настоящее время задача управления отходами должна решаться на основе иерархии. В этом случае главный приоритет отдается стремлению избежать образование отходов, далее; если они образуются, то необходимо стремиться к их минимизации; затем рассматриваем возможность вторичного рециклинга отходов; следующий уровень обработка первичных отходов; и, наконец, захоронение отходов. Рециклинг отходов подразумевает не только их возврат в производство основной продукции, но и их продажу заинтересованным потребителям.

При разработке квазибезотходных технологий производства чугуна и стали необходимо учитывать тот факт, что в черной металлургии Казахстана природоохранные технологии функционируют на достаточно высоком уровне, чего нельзя сказать про ресурсосберегающие технологии, основанные на утилизации отходов. Например, слабо используется рециклинг пылевидных отходов железорудного сырья, в которых содержание железа доходит до 60%. В лучшем случае они используются как компонент шихты при получении агломерата, производство которого считается одним из технологически неблагополучных. Следует отметить, что пыль, улавливаемая при производстве чугуна, уникальна по своему составу - в ней, помимо железа, имеется цинк в количестве 7-10% (обычно его содержание не превышает 10%). Рециклинг такой пыли особенно привлекателен, поскольку тогда можно получать и цинк, и железо.

Серьезной проблемой является использование уже накопленных за прошедшие десятилетия так называемых хвостов рудообогатительных фабрик. Эти дисперсные (крупностью 3-10 мм.) отходы обогащения железной руды, в которых, помимо небольшого количества железа (10-15%), имеются в промышленных количествах тяжелые металлы: цинк, медь, кобальт, титан и другие. Соли этих металлов являются ядовитыми и водо-растворимыми соединениями, которые в процессе хранения хвостов поступают в подпочвенные воды, вымываются дождями и, в конечном счете поступают в организм человека.

Таким образом, как с экологической, так и с экономической точек зрения рециклинг хвостов крайне необходим.

При извлечении полезных компонентов из минерального сырья, в Казахстане практически не применяется вторичная переработка отходов производства, в том числе токсичных, которые захораниваются на специальных полигонах, в накопителях и хвостохранилищах. В результате - почва, подземные и поверхностные воды многих регионов подвержены интенсивному загрязнению. Постоянно возрастающие объемы складируемых отходов формируют новые техногенные интенсивно пылящие ландшафты.

Минеральное сырье перерабатывается некомплексно, технологии не обновляются и по этим причинам многие ценные, технологически возвращаемые компоненты безвозвратно теряются в хвостохранилищах и отвалах. Нередко в хвостохранилищах и отвалах содержатся запасы, равные целому месторождению. Ежегодно в Республике образуется порядка 700 млн. тонн промышленных отходов из них токсичных – около 250 млн. тонн.
За 2008 год общее количество составило более 680 млн. тонн Большую часть (до 65%) образуемых промышленных отходов составляют техногенные минеральные образования (ТМО) (вскрышные породы, хвосты обогащения, отвалы и т.д.). Наибольший удельный вес имеют отходы горнорудных и обогатительных комплексов Карагандинской (29, 4%), Восточно-Казахстанской (25, 7%), Костанайской (17, 0%) и Павлодарской (14, 6%) областей. В стране накоплено более 22 млрд. тонн отходов производства и потребления, из них более 16 млрд. тонн ТМО В Государственном кадастре ТМО зарегистрированы более 700 объектов.

На повторном недропользовании находится 20 объектов (менее 2, 5%).
Так, в г. Шымкент, на территории ТОО «Кайнар», расположены 6 шламонакопителей (гидросооружений) бывшего Шымкентского производственного объединения «Фосфор», где размещены 530 тыс. тонн опасных отходов – фосфорсодержащих шламов. Транспортировка опасных отходов с вышеуказаных шламонакопителей до места переработки (около 400 метров) сопровождается розливами, возгораниями и задымлением фосфорного шлама в кузове автотранспорта.
Хвостохранилище бывшего Текелийского свинцово-цинкового комбината расположено практически в центре г. Текели, на правом берегу р. Чажа, впадающей в р. Каратал, в непосредственной близости от жилых кварталов. Общая его площадь составляет 38 га, объем отходов - 8, 2 млн. куб. метров.
На ТОО «Таразский металлургический завод» имеется около 1, 5 млн. тонн отходов бывшего фосфорного производства (Джамбулский фосфорный завод), из них 1, 1 млн. тонн коттрельного молока и около 0, 4 млн. тонн бедного фосфорного шлама. Хвостохранилище Кошкар-Ата площадью 77 кв. км не имеет аналогов в мире. Общая площадь оголившихся и пылящих пляжей в 5 км от г.Актау составляет 39 кв. км Процесс снижения уровня воды продолжается. За весь период эксплуатации хвостохранилища Кошкар-Ата в нем было размещено 105 млн. тонн токсичных и радиоактивных отходов суммарной активностью более 11 тыс. Кюри. В состав отходов входят: нитраты, нитриты, аммоний, железо, фосфаты, фтор, стронций, цинк, медь, хром, молибден, марганец, свинец, уран, радий, торий. В настоящее время основные работы по локализации загрязнений на хвостохранилище выполнены. Для решения данных проблем необходимо: создать и организовать работу исследовательского комплекса по определению активных запасов полезных ископаемых в структуре ТМО провести детальную инвентаризацию и эколого-экономическую оценку с выявлением активных запасов полезных ископаемых с использованием современных лабораторных комплексов;
разработать технико-экономические обоснования дальнейшего использования активных запасов, применяя ресурсосберегающие технологии; привлечь инвесторов на условиях софинансирования;
на постоянной основе проводить экологический мониторинг и контроль ситуации на хвостохранилище Кошкар-Ата, наряду с предпринимаемыми мерами.

Экспериментальная часть

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒