экологическая экспертиза дьяконов (практики). Дьяконов К. П., Дончева Л. В
 Скачать 34.78 Mb.
|
|
Структура сферы техногенного воздействия (количество, выраженность, геометрия зон) зависит от совместимости техногенных и природных потоков веществ, от величины и токсичности техногенных потоков, продолжительности воздействия и устойчивости ландшафтов к данному типу техногенеза. В пределах сферы выделяют зоны ареалы действия определенного канала воздействия подвижного компонента и ареалы преобразованного компонента или элемента ландшафта. Для сферы воздействия металлургических центров с преобладанием воздушного канала связи характерны полные и не полные. К первым относят сферы, состоящие из трех зон: геоматического, биотического и геохимического воздействия. В неполных сферах чаще всего представлены одна или две последние зоны (рис. 15).  Зона геохимического воздействия металлургических производств может составлять несколько тысяч квадратных километров; интенсивные поступления выбросов вызывают превышение фоновых концентраций в компонентах и элементах ландшафтов (воздухе, воде, снеге, чве, торфе и т.д.). Зона биотического воздействия выделяется при фиксировании изменений в биотических элементах ландшафтов, вызванных геохимическим воздействием, это прежде всего уменьшение видового разнообразия в ярусах растительности, почвенной фауне и т.д. Так как нарушение или выпадение элементов биоты связано с накоплением ингредиентов выбросов в почвах, то проводят диагностирование состояния почв, в первую очередь изменение их химического состава. Внутри зоны по нарушенности элементов биоты возможны выделения подзон, например подзоны поражения эпифитной растительности мхов и лишайников, подзоны угнетения древостоев и т.д. Зона геоматического воздействия (интенсивного поступления выбросов в течение длительного времени и вследствие этого структурной перестройки ландшафтов). Геохимические воздействия и нарушения биоты ландшафтов вызывают изменение их литогенной основы (геомы), т.е. практически происходит их трансформация и формирование «техногеом», в которых полностью отсутствуют биотические компоненты. Поступление выбросов в сферу воздействия проследим на примере Череповецкого металлургического комбината. Сфера воздействия Череповецкого комбината представляет собой эллипс, вытянутый с юго-запада ил северо-восток, максимальное осаждение пыли — 30 мг/м3 в год, превосходящее фоновое значение в 3-4 порядка, наблюдалось непосредственно на территории завода, здесь осаждается 25-30% выбросов пыли, 50% осаждается в радиусе 7 км. К северо-западу от завода поступление пыли уменьшается в 2 раза через 0,5 км, а к северо-востоку через 1 км, достигая на расстоянии 50—55 км фоновых значений (рис. 16).  Временной анализ сферы воздействия таков: после начала эксплуатации завода (мощность 1 — 1,5 млн т чугуна в год) средний радиус воздействия в течение пяти лет не превышал 10 км. Увеличение производства до 3 млн т в год расширило сферу воздействия до 20—25 км, дальнейшее наращивание мощностей до 5,5 млн т в год увеличило радиус воздействия до 40—45 км. В сфере воздействия площадью 8000 км2 выделяются:
Размеры санитарно-защитных зон (от 1000 до 5000 м) не сопоставимы с размерами сферы воздействия металлургического центра, поэтому за пределами санитарно-защитной зоны предлагается создавать ну санитарного разрыва, которая должна достигать 20-25 км. Новая технология получения стали методом прямого восстановления железа является более экологичной, так как она лишена таких крупных загрязнителей, как коксохимическое и доменное производство, экологичность этой технологии рассматривается в следующем разделе. Электрометаллургия по сравнению с традиционными металлургическими технологиями менее экологически опасное производство. Электрометаллургический комбинат представляет собой экологичесчески чистое производство, так как его технологическая схема исключает крупные источники загрязнения — агломерационное, доменное, к геохимическое производства. Применение непылящего гидротранспорта, перевод энергетического хозяйства на газ также заметно снижают выбросы в атмосферу. Сравнение электрометаллургии с традиционной технологией в черной металлургии в пользу электрометаллургии, так как происходит:
В силу этого размеры санитарно-защитной зоны электрометаллургического производства малы (радиус 2 км). Реальную экологичность технологии электрометаллургии оценим по результатам В. Н. Калуцкова, изучавшего в 1992 г. воздействие Оскольского электрометаллургического комбината на ландшафты лесостепи. Наиболее характерные элементы-загрязнители электрометаллургического производства — железо, кальций, кремний и магний. В пределах санитарно-защитной зоны растения и почвы накапливают ингредиенты выбросов комбината. Уровень загрязнения растений тяжелыми металлами пока относительно невысок, максимальные концентрации цинка, меди и никеля в среднем в два раза выше фона. В зеленых мхах содержание 11 элементов превышает фоновые значения, в хвое сосны фон превышен для семи элементов, в напочвенных лишайниках — для пяти. Повреждение лесной растительностии происходит также и за пределами санитарно-защитной зоны, повышается кислотность атмосферных выпадений. Невысокий объем выбросов, в десятки раз меньший, чем на обычном металлургическом заводе, предопределил и невысокий в целом уровень загрязнения. Выпадение пыли в радиусе 3 км всего в два-три раза превышает фоновое значение, в снеговых водах в два-три раза повышено содержание железа, в три-четыре раза — кальция. Для металлургических производств традиционной технологии характерно повышение рН. Такая же картина наблюдается при фоновых нейтральных значениях рН в радиусе 6 км, реакция снеговых вод становится слабо щелочной. Средний радиус воздействия не превышает 6—10 км. 10.8.Типы и сферы воздействия цветной металлургии на природную среду Цветная металлургия России производит ежегодно до 5 млн т сплавов цветных и редких металлов. Несмотря на резкий спад валового производства в 1991—1994 гг., объемы валового выброса в атмосферу в 1995 г. составили 3 млн 588 тыс. т, в том числе сернистого ангидрида — 2 млн т, токсичных отходов — 15 млн 400 тыс. т (вещества 1-го класса опасности — 6 млн 500 тыс. т). Из применяемых в отрасли технологий только| 10% соответствуют мировому уровню. Устаревшее и требующее модернизации оборудование, низкий технический уровень производства, «грязные» технологии, отсутствие средств на совершенствование систем улавливания и утилизации отходов — все это делает невозможным нормализацию экологической обстановки и способствует формированию в металлургических центрах катастрофической экологической ситуации. Сферы воздействия на природную среду крупных центров цветной металлургии достигают огромных площадей. Цветной металлургии как отрасли промышленности присущи высокая отходность производства и особенно высокая токсичность выбросов в атмосферу и сбросов в воду, которые представляют большую экологическую опасность для человека и для ландшафта в целом. Воз действие цветной металлургии на ландшафты осуществляется сложными сочетаниями технологических переделов — горно-металлургическими комбинатами, включающими в себя добычу, обогащение руд и им плавку цветных металлов производствами неполного цикла. Заводы и комбинаты по выплавке цветных металлов поставляют в атмосферу и воду многие металлы и газы (рис. 17). Например, помимо тяжелых, редких и легких металлов заводы медной, никелевой и дру-гих подотраслей цветной металлургии выбрасывают в атмосферу сернистый газ; алюминиевые производства — фтористый водород; редкометаллические и магниевые — хлор и хлористый водород. При добыче и обогащении руд цветных металлов из земной коры извлекаются на поверхность доступные для миграции многие редкие химические соединения. Так, при производстве никеля используется лишь около половины компонентов медно-никелевых руд, при переработке медно-колчеданных руд поступает на земную поверхность и рассеивается в ландшафтах более 15% меди, около 50% цинка, 45% серы, 15% благородных металлов и т.д. Экологическая опасность воздействия производств цветных металлов на ландшафт усиливается, если руды цветных металлов перерабатываются в месте их добычи, так как в этом случае происходит поступление техногенных выбросов в ландшафты, сформировавшиеся в I креолах рассеивания рудных месторождений, в которых воды, почвы I и растения, и без того обогащенные тяжелыми и редкими металлами, быстро достигают критических пределов для нормальной жизнедеятельности человека и биоты ландшафта. Высокая комплексность производства, сочетание производств цветных металлов с химическими и нефтехимическими формируют крайне неблагоприятную экологическую обстановку и представляют угрозу для человека и ландшафта, поэтому при экологической оценке технологий и цветной металлургии прежде всего должна быть указана допустимая экологичность способа производства и технологического цикла, который необходимо укрощать, если воздействие при эксплуатации каждого передела технологии уже превышает экологический потенциал определенного региона или ландшафта. При отсутствии технологических методов очистки можно добиться снижения экологической опасности территориальным разобщением технологических звеньев производств. Содержание экологических оценок в значительной степени зависит от природных особенностей территории и типа технологий. Учет особенностей технологии должен вестись с позиций требований, предъявляемых производствами к природной среде, и с учетом требований природной среды и человека к технологиям. Степень экологичности связей между техникой и природой оценивается материальным потоком техногенных веществ и их миграцией и перераспределением в природной среде. Экологичность технологий оценивается с позиций определенного природного региона в границах геотехнических систем или в рамках сфер воздействия и тяготения к промышленным узлам. Потенциальной экологической опасностью обладают мощные и сверхмощные горно-металлургические комбинаты с высокой комплексностью производства, не имеющие, как правило, технологических аналогов. Следует обратить также внимание на размещение металлургических про изводств с уникальными технологиями. Степень экологической опасности при контроле за размерами извлеченных из природы веществ для технологических целей (минеральных, органических, воды, воздуха и т.д.) может быть оценена превышением абсолютных показателей ресурсопотребления над нормативными. Для экологического контроля за расходованием ресурсом необходимо установление экологически безопасных пропорций для различных видов ресурсов на ландшафтной, зональной и региональной основах. Особенно строго должен контролироваться материальный поток техногенного вещества в природу на основе зональных норм выброса различных производств и их сочетаний, причем «работать» эти нормы должны на фоне уже существующего загрязнения региона. Таким образом, анализ технических и технологических параметров должен исходить из нормативных и реальных потребностей производства. Соблюдение существующих нормативов и ограничений (ПДК в воде, воздухе, почве, предельно допустимые выбросы и др.) позволяет значительно снизить отрицательный эффект техногенного воз действия путем принятия альтернативных технологических решений. При экологической оценке технологий крупного производства цветных металлов в рамках проектируемых или уже действующих добывающих, обогатительных и выплавляющих природно-техногенных систем балансовым методом оцениваются экологические связи распространения и перераспределения потоков техногенных веществ, что позволяет оконтурить сферу воздействия производств цветных металлов на природу. Характеристика «выхода» технологической цепи необходима для количественной и качественной оценок потока в природу. Важно рассмотреть все внешние каналы связи металлургического комбината с природной средой (см. рис. 14, 17).  Процессы механической, термической и химической обработки сырья в цветной металлургии сопровождаются выбросами газов, а также пыли тяжелых металлов. На всех этапах технологической цепи необходим экологический контроль за объемом и формой выбросов. В качестве примера можно привести структуру воздействия технологии производств цветных металлов на природную среду (см. рис. 17). Причем в окружающую среду поступают не только элементы основного производства, но и многие сопутствующие. Оценка опасности поступления техногенных веществ выявляется при сопоставлении абсолютных значений выбросов с санитарно-гигиеническими и другими нормативами, в том числе с предельно допустимыми выбросами для определенного зонального типа ландшафтов. Должны также прорабатываться различные варианты улавливания, складирования и использования отходов производства в качестве будущего сырья основного и вспомогательных производств. Необходимо вести поиски технологических решений извлечения металлов и редких земель из отвалов многокомпонентного состава. Целесообразна инвентаризация отвалов, определение возможности их дальнейшего использования и экологической опасности складирования, особенно в непосредственной близости от жилья. Установление геохимического ареала рассеивания техногенных веществ — это выявление сферы воздействия действующих технологий и оценка потенциальной возможности миграции и аккумуляции техногенных выбросов в ландшафте. Интенсивность воздействия оценивается уровнем поступления выбросов в сферу влияния производства (т/км2) и соотнесения этих показателей с фоновыми значениями для зонального типа ландшафта. Важны также характеристика условий миграции техногенных веществ, выявление их подвижности, наличие геохимического барьера, возможности смены геохимической обстановки м результате поступления кислых или щелочных выбросов и т.д. Устанавливается уровень накопления ингредиентов выбросов элементами и компонентами ландшафта, определяется превышения их содержаний в воздухе, воде, снеге, почве, растениях над фоновыми значениями (региональный фон и т.д.). Экологический контроль за этими показателями заключается в сравнении их с критическими значениями для человека, животных, растений и для зонального типа ландшафта и целом, при резком (в десятки раз) превышении необходимо планировать дополнительную очистку выбросов и специальные мероприятия. Контролируется содержание ингредиентов сбросов не только в сточных водах, но и в фильтрационных из хвостохранилищ и в так называемых «условно чистых водах» дождевых и промливневых с территорий. Основные значения ингредиентов сбросов не должны превышать гидрохимический фон для ландшафтов, сформированных на рудных месторождениях, а в некоторых случаях предельно допустимых значений для питьевых и рыбохозяйственных водоемов. Каждый элемент сброса в воду должен оцениваться абсолютным значением, кратностью разбавления и превышением над фоновыми содержаниями и ПДК Здесь же должна даваться общая оценка экологической опасности загрязнения водоемов для гидробионтов в сфере воздействия. Экологический контроль за общим выбросом комплекса цветной металлургии должен осуществляться на основе предельных норм зонального типа ландшафта, которые устанавливаются по критическому поступлению в ландшафт тяжелых металлов и газов. Использование методов ландшафтной и биологической индикации способствует фиксированию нарушений в биотических и абиотических элементах ландшафта, выявлению их техногенных трансформаций и модификаций при том или ином поступлении тяжелых металлов. Критическим считается такое поступление, которое не вызывает накопление техногенных веществах в концентрациях, токсичных для растений, животных, человека, и не вызывает структурных техногенных трансформаций ландшафта. По отношению к критическому и должно оцениваться общее поступление выбросов в природу. Пространственно-временные ряды техногенных модификаций ландшафтов и длительность их существования устанавливают на основе изученных промышленных объектов-аналогов. Накопление токсичных техногенных веществ в техногенно модифицированных и трансформированных элементах и компонентах ландшафта приводит к ломке и перестройке структуры ландшафта и о деградации на больших пространствах. Таким образом, производство цветных металлов представляет большую экологическую опасность для ландшафта и человека. При изучении техногенных модификаций ландшафтов в сферах воздействия производств цветных металлов в северной и южной тайге, полупустынной и пустынных зонах и горных субтропиках Армении удалось установить функционально-динамические ряды нарушений ландшафтов, которые могут быть использованы при прогнозировании воздействия идентичного производства в заданных природных условиях. |