Оценка экологического состояния атмосферы объекта исследования (ЗАО «Хлебопродукт-1»)

Министерство образования Российской Федерации

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Геолого-географический факультет

Кафедра экологии и природопользования 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ РАБОТА 

по дисциплине "Атмосфера промышленных предприятий" 

Оценка экологического состояния атмосферы объекта исследования (ЗАО «Хлебопродукт-1») 

ОГУ 656600.5096.11 ОО 
 
 
 
 
 

                                               Руководитель работы

                                                  ________________Шабанова С.В.

                                             "_____"_________________2009г.

                                              Исполнитель

                                               Студент гр.08- ООС

                                                ___________________Фатихова А.А.

                                              "_____"_________________2011г. 
 
 
 

Оренбург 2011

Содержание

Введение……………………………………………………………………....…...3

Глава1Влияние зерноперерабатывающих и мукомольных предприятий на загрязнение атмосферного воздуха ……………………………………………..5

1.1. Характеристика предприятия…………………………………...…...............5

1.2. Основные вещества – загрязнители строительной промышленности.......6

1.2. Характеристика пыли………………………………………………………

1.3. Загрязнение окружающей среды при производстве  строительных материалов и утилизации промышленных отходов……………………….…..13

Глава 2 Степень загрязнения атмосферы исследуемого объекта

2.1. Характеристика объекта исследования…………………………………....20

2.2. Описание исследуемых методик……………………....……….………….20

2.3. Климатические условия территории………………………………………21

2.4. Обработка результатов……………………………………………………..23

Заключение………………………………………………………………………41

Список использованной литературы…………………………………………..42

Приложение А…………………………………………………………………..43 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение.

    До  недавнего времени основной задачей  строительства было создание искусственной среды, обеспечивающей условия жизнедеятельности человека. Окружающая среда рассматривалась лишь с точки зрения необходимости защиты от ее негативных воздействий на вновь создаваемую искусственную среду. Обратный процесс влияния строительной деятельности человека на окружающую природную среду и искусственной среды на природную в полной мере стал предметом рассмотрения сравнительно недавно. Лишь отдельные аспекты этой проблемы, в меру практической необходимости, изучались и решались (например, удаление и утилизация отбросов, забота о чистоте воздуха в населенных пунктах).

    Говоря  о воздействии на окружающую природную  среду строительства, следует различать, с одной стороны, строительство как важнейшую отрасль народного хозяйства, а с другой – строительство как продукцию этой отрасли: урбанизированные территории, магистрали и т.д. Как отрасль народного хозяйства строительство нуждается в большом количестве различного сырья, стройматериалов, энергетических, водных и других ресурсов, получение которых оказывает сильное воздействие на окружающую среду. С серьезными нарушениями ландшафтов и загрязнением окружающей среды связано ведение работ непосредственно на стройплощадке. Нарушения эти начинаются с расчистки территории строительства, снятия растительного слоя и выполнения земляных работ. При расчистке территории строительства, ранее уже занимавшейся под застройку, образуется значительное количество отходов, загрязняющих окружающую среду при сжигании, или загромождающих свалочные территории, что меняет морфологию участков, ухудшает гидрологические условия, способствует эрозии. Степень воздействия на природу зависит от материалов, применяемых для строительства, технологии возведения зданий и сооружений, технологической оснащенности строительного производства, типа и качества строительных машин, механизмов и транспортных средств и других факторов.

    Территория  строек становится источником загрязнения  соседних участков: выхлопы и шум двигателей машин, сжигание отходов. Вода широко используется в строительных процессах – в качестве компонентов растворов, как теплоноситель в тепловых сетях; после использования она сбрасывается, загрязняя грунтовые воды и почвы. Однако само строительство – процесс относительно скоротечный. Значительно сложнее дело обстоит с воздействием на природу объектов, являющихся продукцией строительства – зданий, сооружений и их комплексов – урбанизированных территорий. Их влияние на окружающую природную среду еще недостаточно изучено, поэтому практически все экологические мероприятия носят, рекомендательный характер.

    Актуальность  данной темы состоит в том, что  одним из загрязнителей атмосферы  является строительная промышленность. Строительство является одним из мощных антропогенных факторов воздействия на окружающую среду.  Антропогенное воздействие строительства разнообразно по своему характеру и происходит на всех этапах строительной деятельности – начиная от добычи стройматериалов и кончая эксплуатацией готовых объектов. 

    Цель  работы: оценить экологическое состояние атмосферы объекта исследования (строительная площадка).

    Для достижения цели, решались следующие задачи:

1. изучить теоретические аспекты влияния строительной промышленности на загрязнение атмосферы;
2. выявить основные вещества – загрязнители строительной промышленности и как загрязняется окружающая среда при  производстве строительных материалов и утилизации промышленных отходов
3. исследовать влияние строительной площадки учебного корпуса ОГУ на атмосферу прилегающей  территории
4. обработать результаты.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Влияние строительной промышленности на загрязнение атмосферы.  

1.1.  Строительство и окружающая среда

    Основным  источником загрязнения атмосферы является промышленность. В ряду  источников загрязнения может быть и строительство, которое связано с добычей природных строительных материалов, изделий и деталей, производством строительных работ на строительных площадках. Загрязненность воздуха отрицательно сказывается на состоянии зданий и сооружений.   

      К мероприятиям по охране окружающей  среды относятся все виды деятельности  человека. В строительной деятельности  к таким мероприятиям относят:  градостроительные меры, направленные  на экологически рациональное размещение предприятий, населенных мест и т.д. Архитектурно строительные меры, определяющие выбор экологических объемно-планировочных и конструктивных решений. Выбор экологически чистых материалов при проектировании и строительстве. Применение малоотходных и безотходных технологических процессов и производств при добыче и переработке строительных  материалов.  Строительство и эксплуатация очистных сооружений и устройств. Рекультивация земель. Меры по борьбе с эрозией и загрязнением почв. Меры по охране вод и недр, и рациональное использование минеральных ресурсов.    

      Разрушаются каменные и металлические  конструкции, выцветают и разрушаются  краски, погибают памятники. С  целью уменьшения загрязнения  атмосферного воздуха были установлены  предельно-допустимые концентрации вредных веществ. 
Гидросферой называют водную оболочку земли, располагающуюся между атмосферой и литосферой, состоящую из совокупности океанов, морей, озер, прудов и т.д. и включающую водяной пар атмосферы.

    Самым крупным потребителем воды является ирригация, на втором месте строительная промышленность, на третьем коммунальное хозяйство городов. Взаимодействие городов с гидросферой не трудно себе представить. Человек не может прожить без воды, и поэтому использует ее в повседневной жизни, как в обиходе, так и своей деятельности. В сою очередь человек загрязняет мировые воды различными видами отходов /3/.

    Под отходами производства следует понимать остатки, материалов или полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утративших полностью или частично свои потребительские свойства, а также продукты физико-химической или механической переработки сырья, получение которых не являлось целью производственного процесса и которые могут быть использованы в народном хозяйстве как готовая продукция после соответствующей обработки или как сырье для переработки.

    Обратный  процесс влияния строительной деятельности человека на окружающую природную среду  и искусственной среды на природную  в полной мере стал предметом рассмотрения сравнительно недавно. Лишь отдельные аспекты этой проблемы изучались и решались.

    Строительство как отрасль народного хозяйства  нуждается в большом количестве разного рода сырья, стройматериалов, энергетических, водных и других ресурсов, получение которых оказывает  сильное воздействие на окружающую природную среду /1/.  

    1.2. Основные вещества – загрязнители строительной промышленности.

    1.2.1. Цементная пыль

    Важной проблемой современного производства является защита окружающей среды от выбросов пыли и вредных газов в атмосферу. Высокая концентрация пыли в выбросах наносит огромный вред природной среде, приводит к безвозвратной потере большого количества сырья и готового продукта. Производственная пыль – это мельчайшие твердые частицы, выделяющиеся при дроблении, размоле и механической обработке различных материалов, погрузке и выгрузке сыпучих грузов и т.п., а также образующиеся при конденсации некоторых паров. Цементная пыль в производстве цемента появляется в результате переработки тонкодисперсных минеральных материалов. Общее количество улавливаемой пыли на цементных заводах составляет до 30% всего объема выпускаемой продукции. До 80% всего количества пыли выбрасывается с газами из клинкерообжиговых печей. Пыль, выносимая из печей, является полидисперсным порошком, содержащим при мокром способе производства 40-70, а при сухом - до 80% фракций размером менее 20 мкм. Минералогическими исследованиями определено, что в составе пыли содержится до 20% клинкерных минералов; из них двухкальциевого силиката и у модификаций - 8- 10, двухкальциевого феррита и четырехкальциевого алюмоферрита- 10-12, свободного оксида кальция- 2-14, щелочей- 1-8%. Основная масса пыли состоит из смеси обожженной глины и неразложившегося известняка. Состав пыли существенно зависит от типа печей, вида и свойств применяемого сырья, а также способа улавливания. Наиболее дисперсная и высокощелочная пыль осаждается в электрофильтрах. Удельная поверхность пыли в электрофильтрах достигает 5000-8000 см2/г, а пыли в осадительных камерах - 1000-4000 см2/г, что зависит от природы обжигаемого сырья и режима обжига, в частности температуры и скорости газового потока /5/. Содержание щелочных оксидов в пыли, уловленной электрофильтрами, колеблется от 3 до 25%. Различные виды пыли, представляющих интерес для использования, образуются в производстве различных материалов: извести, керамзита и др. Отходы, образуемые при производстве асбестоцементных изделий (асбестоцементные отходы), подразделяются на сухие и мокрые: к первым относятся бой асбестоцементных изделий, обрезки листов и труб, стружка от механической обработки труб; ко вторым - осадки в водоочистительных аппаратах. Состав сухих отходов такой же, как у асбестоцементных изделий. Мокрые отходы в основном состоят из гидратированных и карбонизированных зерен цемента с примесью мелких волокон асбеста. При большом водосодержании они приобретают свойства пульпы, а при растирании и перемешивании образуют пластичное тесто. Средняя плотность этого вида отхода в высушенном состоянии 250-300 кг/м3, теплопроводность - 0,052-0,064 Вт/(м °С). Значительные количества отходов в виде керамического и стекольного боя образуются на керамических предприятиях и строительных площадках. На керамических предприятиях, использующих твердое топливо в виде отходов (до 10 м3 на каждые 100 тыс. шт. кирпича), образуются также печные остатки, состоящие из смеси топливной золы с небольшим содержанием несгоревшего угля и керамической мелочи. Одной из важнейших характеристик пыли является ее дисперсность. Под дисперсностью пыли понимается совокупность размеров всех частиц, составляющих пылевую систему.                                                              Результаты исследования дисперсного состава пыли, образующихся при производстве портландцементного клинкера, говорят о том, что выделяемые из источников загрязнения пыли – полидисперсные. Содержание фракции пыли менее 10 мкм по мере прохождения материала технологического процесса обработки возрастает от 10,75 до 75%. Наиболее мелкая пыль образуется при обжиге сырьевой шихты во вращающихся печах сухого способа производства/7/.                                                                                                                                                               Цементные заводы, несмотря на значительное разнообразие используемых сырьевых материалов, и применяемого технологического оборудования, в большинстве своем имеют сходную схему производства. У всех технологических агрегатов, выделяющих пыль, на цементных заводах устанавливаются пылеулавливающие аппараты, позволяющие не только возвратить значительное количество готового продукта или полуфабриката, но и предотвратить загрязнение пылью воздушного бассейна цементных заводов и прилегающих к ним территорий. Пылевой фон от цементных заводов формируется в основном за счет трех источников пылевыделения: вращающихся печей, цементных мельниц и силосов. Основным источником пылевыделения являются клинкерообжигательные печи. В большинстве случаев количество пыли, выбрасываемое в атмосферу с газами от печей, доходит до 80% от всего количества пыли, выделяемой в процессе производства цемента. При нормальном режиме работы современных вращающихся печей по мокрому способу производства клинкера, вынос пыли из печи по отношению к весу сухого материала, подаваемого в печь, обычно составляет 5-8 %.  Большое влияние на величину пылеуноса имеют теплообменные устройства, главным образом цепные завесы, которые являются не только теплообменниками, но и своего рода устройством, задерживающим пыль, выносимую из печи газами. Необходимо до конца использовать теплообменные свойства цепных завес для экономии энергии. Сегодняшний уровень развития техники позволяет расширить цепную завесу до температуры в 1200°С (температура в печи) и достигнуть тем самым наибольшей эффективности теплообменных показателей завесы. Ограничить цепную зону на 850°С вместо увеличения до максимальной температуры значит уменьшить возможный выход клинкера на 3,0-5,0% при неизменном потреблении энергии.  В настоящее время на большинстве предприятий в системах пылеулавливания используются электрофильтры, установленные двадцать и более лет назад и обеспечивающие степень очистки 95-98% или 300-800 мг/м3 пыли на выходе. Многие предприятия вынуждены решать сегодня вопрос замены морально и физически устаревших электрофильтров, и ориентируются снова на электрофильтры, как привычное оборудование /6/. Однако сегодня только лучшие зарубежные электрофильтры, имеющие 5-7 полей, обеспечивают остаточную запыленность на уровне 50-100 мг/м3. при этом габариты таких фильтров значительно больше существующих. К существенным недостаткам электрофильтров относятся сложность конструкции , невозможность стабильной работы в условиях изменяющегося химического и физического состава рабочей среды, остаточная электризация уловленных частиц пыли, которая часто не позволяет вернуть ее в производство. Как техническая система электрофильтр достиг своего граничного развития и не может дальше следовать за ужесточающимися требованиями по количеству выбросов. Хорошей альтернативой электрофильтрам сегодня могут стать рукавные фильтры с импульсной регенерацией. Действие рукавных фильтров основано на способности материалов задерживать пыль, которая крупнее отверстий, имеющихся в этих материалах. Преимущества современных рукавных фильтров базируются на нескольких факторах.  Основной – появление синтетических материалов, полученных нетканым способом. При высокой воздухопроницаемости они почти на порядок прочнее обычных. Эти материалы обладают многими новыми свойствами и, в первую очередь, высокой термостойкостью – до 300°С, но это очень дорогие ткани. Наибольшее распространение получили ткани с термостойкостью до 150°С. Появление этих тканей способствовало рождению принципиально нового способа регенерации рукавов – импульсной продувки сжатым воздухом. В таких рукавных фильтрах нет движущихся частей, что значительно повышает надежность в эксплуатации. Оборудование рукавных фильтров значительно легче оборудования электрофильтров аналогичной производительности и требует меньше места для размещения. По стоимости рукавные фильтры в 2 – 5 раз дешевле электрофильтров.  Главное преимущество рукавных фильтров нового поколения – это эффективность, при обеспыливании печных газов она достигает 99,9%, что значительно выше, чем у электрофильтров. Пыль, уловленная обеспыливающими установками, является ценным сырьем для получения строительных материалов и поэтому должна возвращаться в технологические линии. Утилизация уловленной пыли  на производстве является одним из условий создания безотходных производств. Наибольший интерес представляет использование пыли в процессе производства цемента на самом цементном заводе, что может быть решено путем возврата пыли в печь, использование пыли в качестве добавки при помоле цемента, обжига ее в отдельной печи, работающей по сухому способу производства и т.д. Однако такой способ утилизации не всегда целесообразен, поскольку возможность возврата пыли в печь  в основном зависит от содержания количества щелочей в шламе и от их накопления в пыли в процессе ее улавливания в электрофильтре. Повышенное содержание в пыли щелочных окислов, в случае подачи последней в печь, снижает качество клинкера. При этом установлено, что только при малом содержании в шламе щелочных окислов до 0,7-0,8% все количество пыли, улавливаемое в электрофильтрах, может беспрепятственно подаваться в печь, не отражаясь на качестве получаемого при этом клинкера. В связи с различным содержанием щелочных окислов в пыли, улавливаемой полями электрофильтра, имеется возможность возврата в печь не всего ее количества, а только части, например, только I или I и II полей фильтра. При возврате пыли в печь массовая концентрация пыли  в газах перед электрофильтрами в зависимости от способа подачи увеличивается на 10-35%, удельный расход сырья уменьшается на 8%, а расход топлива на обжиг на 6%. Печную пыль сухого способа производства с высокой концентрацией щелочей нельзя возвращать в печь. Она должна быть удалена и подвергнута выщелачиванию. В настоящее время печную пыль начали с успехом использовать как добавку к сырьевой массе при изготовлении силикатного кирпича. Пыль электрофильтров при производстве цемента также используют в качестве удобрений для известкования кислых почв в сельском хозяйстве. Представляет интерес использования пыли, уловленной системами пылеочистки, для производства окрашенного медицинского стекла и получения на листовом стекле тонких теплозащитных пленок с коэффициентом поглощения в ИК-диапазоне спектра 39-25%. Пыль электрофильтров цементных заводов содержит много щелочей и по составу близка к исходному сырью для производства стекла. Введение ее в шихту дает возможность вывести мел и уменьшить количество соды, доломита и глинозема /8/.

    1.2.2. Кирпичный щебень

    Кирпичный щебень имеет насыпную плотность 800-900 кг/м3, на нем можно получать бетоны средней плотностью 1800-2000 кг/м3, т. е. на 20% легче, чем на обычных тяжелых заполнителях. Применение кирпичного щебня эффективно для изготовления крупнопористых бетонных блоков средней плотностью до 1400 кг/м3. Очажные остатки используются при изготовлении бетонных блоков и как гидравлические добавки. В производстве фасадной керамики, облицовочных фаянсовых плиток, санитарно-строительных изделий бой применяют в составе керамических шихт  шамот для обогащения масс и улучшения свойств готовой продукции. Значительное количество отходов в виде недожога образуется при получении аглопорита. Недожог возвращают на спекательные машины, что способствует повышению газопроницаемости шихты, а также улучшению процесса агломерации структуры аглопорита и его качества. Отходы в виде пыли образуются при обжиге керамзитового гравия. Эта пыль может использоваться как отощающий компонент керамических масс. При затворении керамзитовой пыли щелочными растворами она, как и другие алюмосиликатные материалы, приобретает способность твердеть и формировать искусственный камень, что может быть использовано при получении строительных изделий. В промышленности минераловатного производства образуется значительное количество отходов в виде «королька» и некондиционного минерального волокна. Эти отходы в значительной мере утилизируются возвращением их в печь для получения минерального расплава, что позволяет снизить удельный расход сырья на 15-20%. Значительная часть отходов направляется в отвалы. Отходы минераловатного производства содержат частицы «королька» размером 0,1-5 мм, агрегаты и свары размером до 800 мм. Химический состав отходов (% масс): 5Ю2 - 42-45, А1203 - 12,5-14, Ре203 - 10-13, СаО - 22-25, ТЮ2 - 0,8-0,9, М 0 - 3,5-3,9, Ка20 - 1,8-2,0, К20 - 1,2-1,3. Отходы минераловатного производства можно использовать для получения стеновых блоков. Применительно к бетонам на отходах производства базальтовой ваты, экспериментально установлено, что более эффективно применение гипсосодержащих вяжущих. Это обусловлено их способностью обеспечивать плотные контактные структуры со стекловидным заполнителем. Стекловидная структура поверхности королька является причиной низкой прочности бетонов на цементном вяжущем. С целью повышения прочности бетона исследовано влияние наполнения бетонной смеси тонкодисперсными компонентами. В качестве наполнителей применялись базальтовая пыль-унос - отходы дробления базальтовой породы и цементная пыль. В бетонах на отходах минераловатного производства введение наполнителя не только улучшает микроструктуру цементного камня за счет раздвижки зерен цемента, но повышает сцепление новообразований с заполнителем. Базальтовая пыль-унос, обладая химическим сродством с заполнителем, обеспечивает адгезию цементного вяжущего к стеклофазе, снижает объемную деформацию и напряжение на границе поверхности заполнителя и цементного камня. Цементная пыль печей содержит растворимые щелочи, которые химически взаимодействуют с поверхностью стеклофазы заполнителя с образованием соединений, способствующих сцеплению с цементным камнем в ранние и поздние сроки твердения бетона. Стекловидные отходы минераловатного производства после измельчения обладают способностью твердеть при затворении щелочным раствором. На основе таких вяжущих и различных заполнителей, в том числе полученных из спекшихся отходов минераловатного производства, можно также изготавливать стеновые, теплоизоляционные и другие изделия /2/.