ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРИМЕРЕ АО "КАРЦЕМЕНТ"

НАУЧНЫЕ СТАТЬИ

Гидрометеорология и экология №2 2020

УДК 504.05

Э.Б. Мусина1

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ПРИМЕРЕ АО «КАРЦЕМЕНТ»

Ключевые слова: окружающая среда, цементная промышленность, производственные выбросы, пыль, парниковые газы, выбросы в атмосферу

В данной статье рассматривается проблема загрязнения окружающей среды цементной промышленностью. Даны общие сведения о негативном влиянии производственных выбросов. Основное внимание в работе автор акцентирует на выброс парниковых газов и загрязняющих атмосферу веществ. В результате производственной деятельности цементного предприятия в окружающую среду выбрасываются такие вещества как сажа, оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, металлы и их соединения. Также происходит загрязнение воды и выброс твердых бытовых отходов (ТБО). Основным ингредиентом, содержащимся в выбросах цементных заводов, является неорганическая пыль. Определены источники пылевыделения. Представлены сведения по объему выброса парниковых газов и загрязняющих веществ. На основании результатов анализа оценки влияния работающих цементных заводов предложены мероприятия по снижению вредного воздействия на окружающую среду.

Стремительное развитие производственной деятельности привело к загрязнению атмосферы и гидросферы, возникновению глобальных экологических проблем, в частности истощение озонового слоя, парниковый эффект, потепление климата, в связи с этим, под угрозой исчезновения оказались многие виды растений и животных.

К основным источникам загрязнения окружающей среды относятся нефтеперерабатывающие комплексы, металлургическое, металлообрабатывающее, коксохимическое производства,

1 ЖезУ имени О.А. Байконурова, г. Жезказган, Казахстан

73

электростанции, а также предприятия промышленного и бытового комплекса [1].

Помимо вышеперечисленных отраслей, производство стройматериалов также оказывает непосредственное влияние на окружающую среду. На данную отрасль приходится до 8,1 % от общего объема выбросов. Как отмечает автор [2] в своей работе, «по данным СРСВ (Central Pollution Control Board) цементная промышленность входит в число 17 наиболее вредных для окружающей среды производств». Ежегодный выброс пыли от цементных предприятий составляет более 27 млн. тонн. Из них 2/3 составляют твердые вещества и 44 % газообразные [3, 9]. В составе выбросов помимо пыли, также присутствуют оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, металлы и их соединения: Ba, Be, Cr, As, Ni, Al, Ca, Fe, Mn, Cu, Ag, Sb, Cd, Pb, Se, Zn, K, Na, Tl, Hg [5, 9]. Кроме этого, предприятия загрязняют среду грязной водой и ТБО. Выбросы цементных предприятий оказывают негативное воздействие не только на окружающую среду, но и на организм человека.

Целью работы является определение уровня выбросов цементным предприятием АО «Карцемент» и их влияния на окружающую среду. И на основании результатов анализа предложить комплекс мероприятий, направленных на снижение уровня производственных выбросов.

Цементное предприятие АО «Карцемент» расположено в Карагандинской области. С 2008 года производит цемент по сухому способу.

Производство цемента основано на двух этапах: получение клинкера и дальнейший его помол с минеральными добавками. Каждый этап технологического процесса связан с дроблением, либо помолом сырьевых компонентов и в связи с этим сопровождается значительным пылевыделением в атмосферу, загрязнением почвы и растительных сообществ на территории предприятия и на границах санитарно-защитной зоны.

На промплощадке расположены и являются источниками загрязнения атмосферного воздуха: цех переработки известняка, цех переработки суглинок, участок приема железной руды, система ленточных конвейеров с узлами пересыпок сырья, технологические линии производства цемента сухим способом № 5 и 6 (накопительные и смешивающие бункера, сырьевые мельницы, вращающаяся печь обжига, охладительные бункера клинкера, силосные бункера сырьевых компонентов, цементные мельницы, цементные силоса), открытые склады

74

сырьевых материалов и отходов, углепомольное отделение, цех сушки шлака, цех помола цемента.

Всего на промплощадке цементного завода АО «Карцемент» расположено 93 источника выброса загрязняющих веществ в атмосферу, из них организованных 64, неорганизованных - 29. Из данных источников выброс парниковых газов происходит при следующих процессах:

- от технологической линии производства клинкера № 6 - при обжиге клинкера во вращающейся печи сухого способа производства (кальцинирование карбонатов, сжигание угля, сжигание дизельного топлива для розжига печи);

- в цехе измельчения суглинок - при сушке суглинок в сушильной печи (сжигание угля, дизельного топлива);

- при работе автотранспорта - от сжигания топлива (бензин, дизельное топливо) в двигателях внутреннего сгорания;

- от вспомогательного производства - при газовой резке металлов (пропан), при использовании смазочных материалов (масла и смазки);

- при перезарядке огнетушителей (использование углекислотных огнетушителей);

- от резервуаров хранения нефтепродуктов - через дыхательные клапана резервуаров (дизельное топливо).

По данным результатов инвентаризации был определен объем выбросов парниковых газов в эквиваленте тонны двуокиси углерода цементным производством (табл. 1).

Таблица 1

Сведения по объему выброса парниковых газов

Общий объем выбросов парниковых газов по всем установкам в эквиваленте тонны двуокиси углерода Базовый объем выбросов парниковых газов в эквиваленте тонны двуокиси углерода

в т.ч. по категориям источников: 523974,514

Стационарные источники 523900,709

Передвижные источники 73,805

По отдельным парниковым газам: 523448,562

Выбросы СО2, в т.ч. по категориям источников:

Стационарные источники

Передвижные источники 523375,198

73,364

Выбросы СН4 в эквиваленте тонны двуокиси

углерода, в т.ч. по категориям источников: 525,952

Стационарные источники

Передвижные источники 525,511

0,441

Согласно методическим указаниям по расчету выбросов

75

парниковых газов от промышленных предприятий наиболее весомым является значение объема СО2, так как примерно 80 % антропогенного воздействия, непосредственно, связано с углекислым газом. По сравнению с ним, метан дает лишь 18...19 %, а остальные газы только 1...2 %. Поэтому антропогенный эффект в основном зависит от уровня СО2 [3, 4].

Таблица 2

Сведения о производственных выбросах в атмосферу

Наименование загрязняющих веществ Класс опасности аi ПДКс.с, ПДК м.р, ОБУВ Выбросы веществ, т/год Величина КОП

2014...2015 2016...2018 2014...2015 2016...2018

Азота диоксид 2 1,3 0,04 1057,0034 1057,0034 560558,975 560558,97

Ангидрид 3 1,0 0,125 2413,8965 2413,8965 19311,1720 19311,172

сернистый

Ванадия - - 0,002 0,0002 0,0002 0,1000 0,1000

пятиокись

Взвешенные - - 0,06 0,0018 0,0018 0,0300 0,0300

частицы РМ10

Железа оксид 3 1,0 0,04 1,7136 1,7136 42,8400 42,8400

Марганец и его 2 1,3 0,001 0,0776 0,0776 286,2993 286,2993

соединения

Меди оксид - - 0,002 0,0001 0,0001 0,0500 0,0500

Никеля оксиды - - 0,001 0,00008 0,00008 0,0800 0,0800

Пыль 3 1,0 0,15 1433,8058 1405,4558 9558,7053 9369,7053

неорганическая:

< 20 % БЮ2

Пыль 3 1,0 0,1 392,4916 376,1857 3924,9160 3761,8570

неорганическая:

70-20% БЮ2

Сажа (углерод 3 1,0 0,05 0,2885 0,2885 5,7700 5,7700

черный)

Сероводород 2 1,3 0,008 0,000024 0,000024 0,0005 0,0005

Углеводороды 4 0,9 1 0,001 0,001 0,0020 0,0020

предельные (С12-

С19)

Углерода оксид 4 0,9 3 2489,4121 2489,4121 423,7190 423,7190

Фториды 3 1,3 0,05 0,0511 0,0511 1,0287 1,0287

Фтористые 2 1,3 0,005 0,0307 0,0307 10,5832 10,5832

соединения

газообразные

Хром 3 1,7 0,6 0,0175 0,0175 0,0025 0,0025

шестивалентный

Итого: 7788,79160 7744,13570 594124,274 593772,21

Помимо анализа объемов выбросов парниковых газов в атмосферу,

76

также экологической службой предприятия были проведены замеры о количестве производственных выбросов. Сведения по их составляющим и объему представлены в таблице 2, которые показывают стабильный уровень выбросов, т.е. превышение не наблюдается. Несмотря на это, наличие данных веществ в выбросах негативно сказывается на состояние окружающей среды. Особенное внимание мировое сообщество уделяет выбросам, которые в своем составе содержат хлор-, фторуглеводороды, углекислый и сернистый газы. Так как они приводят к повреждению озонового слоя, возникновению парникового эффекта, выпадению кислотных дождей.

О степени опасности вредных веществ, представленных в таблице 2 можно судить по их бальной оценке, т.е. классу опасности. Несмотря на то, что некоторые вещества имеют невысокий класс, они все равно оказывают негативное влияние. К примеру, прямое воздействие оксида азота на растения выражается в пожелтении или побурению листьев и игл, происходящему из-за окисления хлорофилла. Совместное окисление жирных кислот с хлорофиллом в растениях приводит к разрушению мембран и некрозу. При этом в клетках образуется азотистая кислота, которая в свою очередь оказывает мутагенное воздействие. Воздействие оксида азота выражается в обесцвечивании листьев, увядании цветков, а также в прекращении плодоношения и роста. Это связано с образованием кислот при растворении NOx в межклеточной и внутриклеточной жидкости [5, 6].

Гибель неустойчивых видов растений связана с влиянием углеводородов. В результате происходит обеднение рядового состава растительности, формирование болотной растительности, также наблюдается изменение нормального развития водных организмов. И в конечном итоге изменяется химический состав растений и накопление в них органических и неорганических загрязняющих веществ [7, 8].

Анализ сведений, приведенных в таблице 2, показал необходимость ввода в эксплуатацию эффективных пылеочистных установок, а также модернизацию применяемого пылеулавливающего оборудования и проведение своевременных ремонто-наладочных работ. Эффект от данного предложения заключается в снижение выбросов пыли в окружающую среду и в рабочей зоне. Также на предприятии предусмотрен возврат пыли, выбрасываемой с из клинкернообжигательных печей во вращающуюся печь.

77

Для сокращения объемов выбросов парниковых газов предложен входной контроль за качеством используемого сырья, т.е. недопущения использования сырья, несоответствующему сертификату.

Во избежание образования стихийных свалок ТБО на территории предприятия предусмотрен вывоз и передача сторонним организациям отходов на утилизацию и переработку (металлолом, лом огнеупорного кирпича).

Помимо этого, необходимо предусмотреть стимулирование работы операторов по соблюдению экологических требований. В связи с этим рекомендовано для работников экологической службы предприятия ежегодное прохождение курсов повышения квалификации, также просвещение работников по вопросам экологии и определения уровня воздействия деятельности предприятия на компоненты окружающей среды путем проведения мониторинга.

Подобный комплекс технологических решений позволяет максимально снизить уровень запыленности атмосферного воздуха и создать благоприятные условия для проживания в относительной близости к цементному предприятию [7].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бушихин В.В., Ломтев А.Ю., Колтон Г.П., Еремин Г.Б., Карелин О.А., Мозжухина Н.А. Контроль выбросов при производстве цемента. // Экология производства. - 2016. - № 8. - С. 46-50.

2. Исабекова В.Ш., Бекболотова А.К., Мамбетова Г.А. Влияние производства цемента на окружающую среду. // Известия КГТУ им. И. Раззакова. - 2014. - №33. - С. 485-488.

3. Казакова Н.А. Влияние цементной промышленности на загрязнение окружающей среды. // Publishing house Education and Science s.r.o. URL: http://masters. donntu. org/2015/feht/ohnenna/library/article7. htm (дата обращения 20.05.2020).

4. Лаппо В.Г., Селаври Т.В., Семененко Э.И. Санитарно-гигиеническая характеристика полимерных материалов. Энциклопедия полимеров. - С. 357.

5. Лашина В.В., Петрова А.Н. Загрязнение атмосферы при производстве цемента и опыт по снижению выбросов углекислого газа на предприятиях цементной промышленности Германии и России. // Научный вестник МГГУ. - 2011. - № 12 (21). - C. 26-33.

6. Морозов С.В., Рапута В.Ф., Коковкин В.В. Оценка выпадений органических и неорганических примесей в окрестностях цементного

78

завода. // Интэрэкспо Гео-Сибирь. - 2019. - №1. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-vypadeniy-organicheskih-neorganicheskih-primesey-v-okrestnostyah-tsementnogo-zavoda (дата обращения: 21.05.2020).

7. Саспугаева Г.Е., Кириченко В.С. Экологическая оценка деятельности предприятия «ТОО АСТАНА ЖОЛ» асфальтобетонного завода. // Advances in current natural sciences. - 2015. - № 1. - С. 450-453.

8. Семиненко А.С., Попов Е.Н., Малахов Д.Ю. Влияние цементной пыли на организм человека. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2012. - № 2. - C. 93-94.

9. Чомаева М.Н. Экология производства цемента. // International Journal of Humanities and Natural Sciences, vol. 2-1. - 2019. - С. 8-10.

Поступила 29.04.2020

Э.Б. Мусина

"карцемент "ак мысалында цемент

енеркесгешщ коршаган ортаньщ ластануына

эсер1н багалау

Tyüw свздер: коршаган орта, цемент енеркэаб^ eндiрiстiк шыгарындылар, шац, парникп газдар, атмосферага шыгарындылар

Бул мацалада цемент енеркэабтщ цоршаган ортаны ластау мэселес царастырылады. ОнеркэсттЫ шыгарындылардыц mepic dcepi туралы жалпы мэл1меттер келт1ртген. Автор парниктт газдар мен ауаны ластайтын заттардыц шыгарылуына назар аударады. Цемент зауытыныц вндipicmiк цызмemi нэтижеанде квмipmeгi цара, азот OKC^i, ^юрт диокcидi, квмipmeгi OKC^i, металдар жэне олардыц цосылыстары цоршаган ортага шыгарылады. Судыц ластануы жэне цатты цалдыцтар да пайда болады. Цемент зауыттарынан шыгарылатын нeгiзгi ингредиент - бейорганикалыц шац. Шац квздepi аныцталды. Парниктт газдар мен ластаушы заттардыц шыгарындылары туралы ацпарат кeлmipiлгeн. Жумыс icmen турган цемент зауыттарыныц эсерт багалауды талдау нэmижeлepi бойынша цоршаган ортага зиянды эcepдi азайту шаралары усынылады.

79

E. Mussina

EVALUATION OF THE EFFECT OF CEMENT INDUSTRY ON ENVIRONMENTAL POLLUTIONS ON THE EXAMPLE OF CARCEMENT JSC

Keywords: environment, cement industry, industrial emissions, dust, greenhouse gases, air emissions

This article discusses the problem of environmental pollution by the cement industry. General information on the negative impact of industrial emissions is given. The author focuses on the emission of greenhouse gases and air polluting substances. As a result of the cement plant's production activities, such substances as carbon black, nitrogen oxides, sulfur dioxide, carbon monoxide, metals and their compounds are emitted into the environment. Water pollution and solid waste also occur. The main ingredient in emissions from cement plants is inorganic dust. Dust sources identified. Information is provided on the volume of emissions of greenhouse gases and pollutants. Based on the results of the analysis of assessing the impact of operating cement plants, measures are proposed to reduce the harmful effects on the environment.

80