1 Аналитический обзор и выбор направления

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Анализ экологического состояния атмосферы г. Усть-

Каменогорска

Предприятия цветной металлургии относятся к числу наиболее крупных

народнохозяйственных объектов, которые в значительной степени определяют

уровень экономического развития Республики Казахстан. Одновременно они

являются одним из основных источников загрязнения окружающей среды. На

их долю приходится 20-25 % промышленных выбросов Казахстана в атмосферу

(73,3 тыс. т/год твердых дисперсных материалов; 259 тыс. т/год газообразных

веществ, в том числе оксидов азота, серы, углерода) и сбросов в водоемы

(порядка 2 млн. м3) [2].

Только на металлургических предприятиях, находящихся в зоне г. Усть-

Каменогорска накоплено свыше 90 млн. тонн отходов, складированных в

шлакоотвалах, хвосто- и шламонакопителях. Кроме того, в атмосферу этими

предприятиями выбрасывается более 4 000 тонн пыли.

Загрязненность атмосферного воздуха города Усть-Каменогорска в

основном обусловливает работа следующих градообразующих предприятий

цветной металлургии – Усть-Каменогорский металлургический комплекс ТОО

«Казцинк»; АО «Усть-Каменогорский титано-магниевый комбинат»; АО

«Ульбинский металлургический завод», а также предприятий теплоэнергетики

– ТОО «AES Усть-Каменогорская ТЭЦ» и ТОО «АЭС Согринская ТЭЦ» и

автотранспорта [3].

По действующему законодательству Республики Казахстан [4]

нормативы выбросов для предприятий устанавливаются на основании

разработанных и прошедших государственную экологическую экспертизу

проектов нормативов предельно-допустимых выбросов. Нормативы выбросов

должны обеспечивать содержание вредных веществ на границе установленных

санитарно-защитных зон не выше 1 ПДКм.р. по всем ингредиентам. Значения

ПДК, устанавливаемые на основании экспериментальных данных о

токсичности и иных обстоятельств не одинаковы в разных странах и

периодически пересматриваются. Нормативные значения ПДК в Республике

Казахстан были пересмотрены в 2012 году в сторону увеличения в связи с

невозможностью их достигнуть в промышленных центрах экономически

доступными технологиями [5]. Сравнение значений ПДК наиболее

распространенных ингредиентов представлено в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Сравнение значений ПДК по основным ингредиентам

Наименование загрязняющего

вещества

Прежние значения ПДК

Действующие значения

ПДК

ПДКс.с. ПДКм.р. ПДКс.с. ПДКм.р.

1 2 3 4 5

Диоксид азота 0,04 0,085 0,04 0,2

12

Продолжение таблицы 1.1

Диоксид серы 0,05 0,5 0,125 -

Взвешенные вещества 0,015 0,5 0,5 -

Сажа 0,05 0,15 3 5

По официальным данным годовое количество выбросов вредных веществ

в атмосферу г. Усть_______-Каменогорска составило 61500 т, в том числе твердых –

4300 т, газообразных – 57200 т [6]. Основная часть выбросов представлена

следующими ингредиентами: диоксид серы – 34700 т; оксид углерода – 14100

т; окислы азота – 6300 т; пыли – 4300 т. Доля каждого из ингредиентов в

выбросах представлена на диаграмме (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Диаграмма выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

г. Усть-Каменогорска по ингредиентам, %

Количество вредных веществ, в том числе и пылей, поступивших в

атмосферу г. Усть-Каменогорска в 2008-2012 г.г. представлены в таблице 1.2

[7] и на рисунке 1.2.

Таблица 1.2 – Выбросы вредных веществ по г. Усть-Каменогорску в 2006-2012

г.г.

Год

Выбросы вредных веществ, т/год

Всего Твердые Газообразные

2006 67600 4900 62800

2007 67100 4800 62300

2008 65200 4700 60500

2009 65500 4400 61100

2010 62100 4500 57600

2011 61500 4500 57000

2012 61500 4300 57200

13

Рисунок 1.2 – Динамика изменений выбросов за 2006-2012 г.г.

Данные показывают, что с 2006 года происходит постепенное снижение

газообразных выбросов диоксида серы и окислов азота, связанное с

реализацией проекта «Новая металлургия» на территории Усть-Каменогорского

металлургического комплекса ТОО «Казцинк» [7, с. 29] и внедрением

технологий подачи угольной пыли высокой концентрации с модернизацией

горелочных устройств на ТЭЦ [8]. Динамика же выбросов пыли практически

остается на одном уровне.

Большое количество выбрасываемых пылей с содержанием различных

металлов обусловливает активное загрязнение подземных и поверхностных

вод. Анализ показал, что сточные воды из систем хозяйственно-бытовой

канализации г. Усть-Каменогорска без поступления в них промышленных и

дождевых сточных вод практически одинаковы по содержанию металлов

(железо, цинк, медь), не зависимо от места их отбора – в селитебной зоне или

на предприятии. [9].

Основной же проблемой для промышленных городов является сложность

выявления основных загрязнителей атмосферного воздуха для принятия

эффективных мероприятий. В работе [10] для оценки влияния доли вклада

выбросов предприятий цветной металлургии и ТЭЦ г. Усть-Каменогорска на

состояние атмосферного воздуха проведен расчет рассеивания вредных

веществ в атмосфере от основных семи источников загрязнения атмосферного

воздуха вышеперечисленных предприятий в программном комплексе «Эра 1.7».

Результаты показали максимальный вклад в загрязнение атмосферы г. Усть-

Каменогорска промышленных предприятий по диоксиду азота 18,7 %,

диоксиду серы 65 % и пыли 27,5 %. По бериллию вклад не превысил 0,01, по

свинцу – 0,51 доли ПДКм.р. Превышения ПДКм.р. по всем ингредиентам не

выявлены, следовательно, высокую загрязненность обусловливают остальные

загрязнители – автотранспорт, мелкие предприятия и индивидуальная жилая

застройка с печным отоплением.

3000

13000

23000

33000

43000

53000

63000

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Количество выбросов, т/год

Годы

Всего

Газообразные

SO2

NO2

Пыли

14

Результаты расчета рассеивания вредных веществ в приземном слое

атмосфере от промышленных предприятий г. Усть-Каменогорска представлены

в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Результаты расчета рассеивания вредных веществ от

промышленных предприятий

Наименования загрязняющих

веществ

Данные филиала РГП «Казгидромет» по ВКО/

Расчетные данные, доли ПДКм.р.

ПНЗ-1 ПНЗ-5 ПНЗ-7 ПНЗ-8 ПНЗ-12

Диоксид азота

2,12 1,76 2,47 2,35 2,0

0,25 0,34 0,44 0,25 0,19

Диоксид серы

0,41 0,33 0,34 0,39 0,33

0,38 0,27 0,33 0,18 0,13

Бериллий

- - - - -

0,06 0,02 0,01 0,007 0,003

Свинец

- - - - -

0,51 0,14 0,16 0,08 0,05

Хлор

- - 0,2 0,3 -

0,01 0,01 0,006 0,06 0,003

Пыль

1,0 0,6 1,0 1,0 0,6

0,22 0,09 0,13 0,10 0,03

В природоохранные мероприятия градообразующими предприятиями

Усть-Каменогорска в последние годы вложены значительные

капиталовложения, реализуемые мероприятия носят точечный характер [11].

Однако в городе наблюдается неблагоприятная обстановка по наличию в

атмосфере диоксида азота с превышением значений ПДКм.р. более чем в два

раза, обусловленное выбросами прочих источников выбросов – автотранспорта,

мелких предприятий и индивидуальной жилой застройки с печным отоплением.

Образующиеся на предприятиях цветной металлургии пыли и прочие

отходы представляют собой крупный сырьевой источник для производства

цветных и редких металлов. В таблице 1.4 представлен усредненный состав

металлургических пылей [12].

Таблица 1.4 – Состав металлургических пылей

Пыли

Содержание компонентов, % (масс)

Zn Pb Cu Cd S

1 2 3 4 5 6

Свинцово-цинковая промышленность

От обжиговых печей 40-45 1-4 1-2 0,3-0,7 10

Агломерационные 1,3 57 - 1,2 10,3

От шахтных печей 12-20 55-65 - 1-3 6-8

Конверторные 9,5-12,4 44-56 1,2-1,6 0,2-0,6 3-5

15

Продолжение таблицы 1.4

1 2 3 4 5 6

Медная промышленность

От обжиговых печей КС 4-5 - 10-12 - 18

От многоподовых обжиговых печей 4,8 0,7 16 - 12

От печей КПФ 3,42 0,62 17,3 - -

От отражательных печей 10-30 4-10 1-5 0,04 3,6

Конверторные 9-13 41-45 1,4-2,1 - 8,2

От шахтных печей 8-20 6-10 3-15 - -

Утилизация пылей металлургического производства решает проблемы

экономии природного сырья, существенного уменьшения выбросов,

загрязняющих атмосферу (за счет применения более эффективной системы

пылеулавливания).