Глава 13

УПРАВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ РИСКАМИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЭНЕРГЕТИКЕ

Загрязнение атмосферы в юроде складывается под воздействием всего комплекса промышленных предприятий, а не отдельно каждого из них. Поведение загрязняющих веществ после попадания их в атмосферу, а следовательно, масштабы воздействия определяются многими факторами и прежде всего —природными; метеорологической ситуацией, особенностями микрорельефа, наличием массивов зеленых насаждений. Перечисленные факторы в значительной степени определяют распространение загрязняющих веществ вокруг источника загрязнения и перенос их на различные расстояния. Степень экологического риска при этом во многом зависит от времени жизни поллютантов в атмосфере, которое изменяется от нескольких минут до нескольких лет. Типичное время жизни окислов серы и азота, например, 5—7 дней. Это означает, что при скорости ветра 15—20 км/ч данные соединения могут переноситься на расстояния в несколько тысяч километров.

13.1. Выбросы стационарных источников

Оценка зоны загрязнения при эмиссии поллютантов

При расчете распространения выбросов необходимо учитывать как минимум два аспекта: объем загрязнения от источника и высоту трубы каждого источника загрязнения. Показатель высоты трубы очень важен для определения создаваемого ареала загрязнения.

В зависимости от специализации предприятия меняются высоты труб, поэтому ареалы атмосферного загрязнения имеют сложную структуру. Наиболее обширные ареалы (до 7 км) образуют тепло­вые электростанции, имеющие наибольшую высоту труб. До 5 км могут распространяться выбросы металлургических, крупных хи­мических предприятий. Учет радиуса возможного распространения выбрасываемых вредных веществ особенно важен при определении размеров санитарно-защитной зоны предприятия, выборе места для строительства жилых кварталов.

Известна конфликтная ситуация, сложившаяся в городе Чере­повце: санитарно-защитная зона Череповецкого металлургического комбината (ОАО «Северсталь») проведена в радиусе только 1 км (при необходимых 5 км). В непосредственной близости от комби­ната размещен крупный жилой массив. Население, проживающее здесь, имеет повышенный риск для здоровья.

Загрязняющие вещества после выброса промышленными пред­приятиями не остаются в атмосфере в неизменном состоянии, а претерпевают физические и, что особенно важно, химические из­менения — это могут быть простые химические реакции, например окисление диоксида серы в триоксид, оксида азота в диоксид, аль­дегиды окисляются до органических кислот. Скорость окисления неодинакова для различных веществ и зависит от многих факторов. Например, в сухом чистом виде диоксид серы сохраняется в тече­ние 2—4 дней до полного превращения в триоксид. При высокой влажности в присутствии твердых веществ половина диоксида серы превращается в триоксид за 10—20 мин. Температурные изменения приводят к конденсации некоторых газов и паров, сопровождаю­щейся образованием туманов, капель. Солнечное излучение вызы­вает в атмосфере химические реакции между различными загряз­няющими веществами.

Необходимо учитывать эффект совместного действия (извест­ный как эффект суммации) нескольких загрязнителей, находящих­ся в атмосфере. При одновременном содержании нескольких вред­ных веществ, имеющих невысокие концентрации, их совместное действие может носить особо опасный характер. В настоящее вре­мя определено несколько веществ, имеющих эффект суммации. Например, сочетание бензол + никель + сажа + бензапирен + формальдегид имеет канцерогенный эффект; углеводороды + тяжелые металлы (свинец, медь, ртуть) — вызывает нарушение репродуктив­ной функции женщин, врожденные патологии и др. [Ратанова, Мягков, 2004].

Эмиссия поллютантов в Москве от стационарных источников промышленных предприятий составляет 11 % по массе выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу города. Государственная инспекция по охране атмосферного воздуха постоянно контроли­рует предприятия, дающие более 80 % от валового выброса всех промышленно-производственных объектов города. По уровню за­грязнения атмосферы их подразделяют на 3 категории: 1-я — пред­приятия, имеющие массу выбросов ЗВ более 5 тыс. т/год; 2-я — с массой выбросов 100—5000 т/год и 3-я — предприятия с ежегод­ным выбросом до 100 т. Распределение суммарной по городу массы выбросов от предприятий указанных категорий представлено на рис. 13.1.

В последние годы масса выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от промышленных объектов: предприятий металлургии, химической промышленности, автомобилестроения — продолжала сохраняться на довольно низком уровне. В 2000 г. предприятия этих отраслей выбросили в атмосферу лишь на 7 % больше загряз­няющих веществ, чем в 1999 г., а в 2001 г. масса выбросов снова сократилась на 5 % и составила около 55 тыс. т. Эта динамика со­хранилась и в последующие годы. Уровень выбросов от промыш­ленных объектов (без учета энергетического комплекса) в пределах 50—60 тыс. т/год продолжает сохраняться в Москве с 1997 г., что обусловлено в первую очередь сохраняющимся низким уровнем за­грузки производственных мощностей большинства промышленных объектов. В результате фактическая масса выбросов специфиче­ских веществ (бензапирен, формальдегид, хлор, бензол, соляная кислота, стирол, этилен и др.) от стационарных источников пред­приятий в последние годы составляет не более 2/3 от заявленной в разрешениях на выбросы. Это отразилось на содержании в воздухе

города специфических загрязнителей (соединения металлов, раз­личные аэрозоли и летучие органические соединения и т. д.).

Другим фактором, позволяющим поддерживать выбросы за­грязняющих веществ в атмосферу на стабильно низком уровне, яв­ляется проведение организационно-технических и технологических мероприятий на предприятиях при организации постоянного кон­троля за наиболее значимыми источниками. К организацион­но-техническим мероприятиям относятся работы по замене техно­логий на экологически более безопасные, к технологическим — ус­тановка новых и наладка действующих на предприятиях газоочист­ных установок. Кроме того, на ряде предприятий за последние годы проведены работы по ликвидации наиболее вредных и опас­ных для окружающей среды технологических процессов. Таким об­разом, в 2001 г. за счет реализации всего комплекса перечисленных мероприятий снижение выбросов загрязняющих веществ составило 5—6 тыс. т ежегодно.

Дальнейшее снижение уровня воздействия промышленных объ­ектов по фактору химического загрязнения атмосферы сталкивает­ся с рядом проблем технологического и экономического характера.

Экологические риски в промышленности и управление ими

Экологические воздействия промышленности охватывают всю технологическую цепочку — от добычи сырья и первичной обра­ботки через собственно процессы производства до использования конечного продукта и размещения отходов. Промышленность — важный потребитель природных ресурсов (металлических и неме­таллических руд, продуктов сельского хозяйства, энергии различ­ных видов). В результате индустриальных процессов возникает не­обходимость в запланированных или неожиданных сбросах вред­ных газов, твердых отходов и разнообразных жидких стоков. Это может случиться в процессе производства или позднее при исполь­зовании продукта. Некоторые из отходов и продуктов промышлен­ности очень токсичны и могут нанести значительный ущерб. От­сюда высока и вероятность экологического риска (табл. 13.1).

Для уменьшения вероятности экологического риска в промыш­ленном производстве существует два принципиальных подхода:

S управление выбросами загрязняющих веществ на конечной стадии производства;

S системная перестройка производственного цикла.

Вид промыш­ленности		Потребляемое сырье	Воздух	Качество сбросных вод	Твердые отхо­ды		Экологиче­ский риск
Текстиль­ная		Шерсть, синтетика, хи­мические ве­щества	Пыль,запа-хи, S02, НС	БПК, взве­си, соли,ток­сичные ме­таллы, суль­фаты	Промыш­ленные илы		Загрязне­ние атмосфе­ры и вод, шум машин, вды­хание пыли, заболевания людей
Кожевен­ная		Шкуры, хи­мические ве­щества	Запах	БПК, взве­си, сульфаты, хром	Отстой с содержанием хрома		Загрязне­ние атмосфе­ры и вод, вды­хание пыли, заболевания людей
Черная ме­таллургия		Железная руда, лом, из­вестняк	S02, NOx пыль, НС, СО, H2S, ки­слота, туманы	БПК, взве­си, нефть, ме­таллы, кисло­ты, фенол, сульфиды, сульфаты, аммиак, циа­ниды	Шлак, от­ходы, про­мышленные илы		Риск взры­вов и пожа­ров, аварии, контакт с ток­сическими веществами, пыль, шум
Нефтепе­реработка		Неоргани­ческие хими­ческие веще­ства	S02, NOx НС, СО, за­пахи, пыль	БПК, ХПК, нефть, фенол, хром, др.	Промыш­ленные илы, использован­ные катали­заторы, смолы		Риск взры­вов и пожа­ров, риск ава­рий, шум
Химиче­ская		Неоргани­ческие и орга­нические ве­щества	Органиче­ские химиче­ские вещест­ва, запахи, фреоны	Органиче­ские химиче­ские вещест­ва, тяжелые металлы, взвеси, циа­нид, ХПК	Промыш­ленные илы от очистки воздуха и воды, хими­ческие ОТХО­ДЫ		Риск взры­вов, пожаров и химических выбросов; возможные контакты с токсичными и опасными веществами
Цветная металлургия		Боксит	Фтор, СО, S02, пыль	После про­мывки скруб­беров, с фто­ром, взвеся­ми, НС	Промыш­ленные илы, облицовка пе­чей (углерод и фтор)		Риск взры­вов, пожаров и химических выбросов; возможные контакты с токсичными и опасными веществами
Микро­электрони­ка	Химиче­ские вещества (растворите­ли) кислоты		Токсичные газы	Отравление природных вод токсич­ными веще­ствами; слу­чайные сбро­сы	Илы	Риск кон­такта с ток­сичными ве­ществами
Биотех­нология	Генетически модифициро­ванные орга­низм		Выбросы спор и био­химических отходов	Использо­ванные очи­стные воды, измененные биологиче­ские виды	Микробное загрязнение почвы	Опасность попадания микроорга­низмов в ок­ружающую среду

При стратегическом подходе первого типа управление эколо­гическим риском осуществляется после завершения технологиче­ского цикла в виде дополнения к нему. Этот подход носит ус­ловное название «на конце трубы». Переработка поллютантов на конце трубы, как правило, не сокращает объем или массу загряз­нителей, а перемещает отходы после их обработки из одной сре­ды в другую, более удобную при данном технологическом цикле, например из воздуха в землю. Во многих случаях обработка отхо­дов перемещает эмиссии, выпускаемые в воздух, в водную среду. Такого рода операции нежелательны в долгосрочном плане, хотя и могут казаться приемлемыми как временная мера. Обработка отходов за пределами основного технологического цикла, т. е. на конце трубы, чрезвычайно широко распространена, однако, по сути не решает экологических проблем.

При стратегическом подходе второго типа в качестве долго­срочной и скорее всего недостижимой на 100 % цели ставится за­дача добиться такого производства, которое было бы полностью замкнутым, подобно космическому кораблю в продолжительном, автономном полете. С этих позиций существует три класса техно­логических подходов, требующих системной перестройки промыш­ленного производства для действительного снижения объема, мас­сы и токсичности отходов, сбросов и эмиссий.

Экономия сырья, материалов и энергии. К этой категории отно­сят изменения производственного цикла, в том числе такие меро­приятия, как внедрение более экологически и экономически эф­фективных производственных процессов, использование новых ма­териалов, а также повышение теплоизоляции производственных помещений, установку более эффективного освещения, примене­ние более легких грузовиков и пр.

Увеличение степени использования промышленного продукта. К этим мерам относят организацию вторичного рынка таких ис­пользованных товаров, как автомобили, одежду и обувь, элек­тронику, мебель, книги, сбор и переработку утиля (лом цветных и черных металлов, стекло, бумага, использованная упаковка и пр.), при соответствующем сокращении производства новых то­варов.

Извлечение полезных продуктов из промышленных отходов. Аме­риканская корпорация 3-М стала знаменита вследствие получения значительного дохода от извлечения побочных продуктов из про­мышленных отходов. Ее лозунг «Pollution Prevention Pays» (РРР), «Предотвращение загрязнения платит за себя», широко известен в деловом мире.

Существуют и более сложные, системные примеры экономиче­ски целесообразной борьбы с промышленным загрязнением. Так, например, в Калундборге (Дания) имеются три основных, первич­ных промышленных предприятия, — нефтеперегонный завод, теп­ловая электростанция (ТЭЦ), работающая на угле, и фармацевти­ческая фабрика. Объединив эти предприятия в систему, появилась возможность значительно сократить их отходы, не увеличив в то же время стоимость продукта. ТЭЦ снабжает попутным теплом фар­мацевтическую фабрику, а также рыбоводческое хозяйство и теп­лицы. Зола с электростанции продается цементному производству, а сульфат кальция, улавливаемый установкой по десульфуризации отходов, поступает к изготовителю обоев. Нефтеперегонный завод снабжает ТЭЦ отходящими углеводородами как дополнительным топливом, а сера как продукт десульфуризации нефтепродуктов по­ставляется химической компании, производящей серную кислоту. Наконец, органические отходы фармацевтического предприятия потребляются рыбоводческим хозяйством и используются как удобрение в теплицах.

Несмотря на то что такие комплексы экологически и, вероятно, экономически целесообразны, пример Калундборга, насчитываю­щего уже примерно 30 лет опыта, еще не получил широкого рас­пространения. По-видимому, локальная координация усилий раз­личных производств в деле улучшения состояния окружающей сре­ды слишком сложна [Голубев, 1999].