Экология/ 2.Экологические и

метеорологические проблемы больших городов

и промышленных зон.

Казакова Н.А.

ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный педагогический университет имени И.Н. Ульянова»

Влияние цементной промышленности на загрязнение окружающей среды

Известно, что основными источниками загрязнения окружающей среды являются нефтеперерабатывающие комплексы, металлургическое, металлообрабатывающее, коксохимическое производства, электростанции, предприятия промышленного и бытового комплекса, такие как автотранспорт, железнодорожный транспорт, сельское хозяйство, пищевая промышленность и другие источники опасных веществ.

Основные направления антропогенной трансформации почв промышленных зон обусловлены двумя процессами [9]:

1) механическая трансформация почвенного профиля, определяющая морфологию почв, основной особенностью которой является отсутствие генетических закономерностей его сложения, следствием чего становятся изменения воздушного, водного, теплового и других режимов;

2) за счет привноса чужеродного материала изменяются физико-химические и химические свойства почв, причем в данном случае наиболее актуально рассмотрение экотоксикологических аспектов данного процесса.

Исходя из агрегатного состояния (газообразного, жидкого, твердого) и

способа действия загрязнителей, упрощенно их можно подразделить на следующие группы. Газы (особенно серосодержащие промышленные выбросы, галогениды и окислы азота). Загрязнение почвы сернистым газом (или соответствующими продуктами его окисления SO3, SO4) в полевых условиях, как правило, происходит вместе с загрязнением другими газами или пылью (зола, известковая пыль, частицы, содержащие тяжелые металлы, особенно промышленные выбросы). Большое значение имеют пылевые известковые выбросы, приводящие к изменению рН до нейтральных и основных значений. Высокий уровень техногенной нагрузки на почву является характерным для промышленной территории [1, 4].

В зависимости от технологии производства, все промышленные предприятия выбрасывают в воздух и сбрасывают в виде сточных вод и твердых отходов различные химические вещества, которые присутствуют в воздухе в аэрозольной форме и оседают на поверхности почвы и надземных органах растений. С воздушными потоками, грунтовыми и поверхностными водами токсичные выбросы перемещаются на значительные расстояния от источника загрязнения, что существенно затрудняет анализ истинного уровня загрязнения окружающей среды конкретным предприятием [10].

В зависимости от источника образования, промышленные отходы подразделяются на следующие группы: отходы металлургической промышленности, энергетики и машиностроения; горной, горно-химической промышленности; нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности [6]. Так, в качестве отходов производства в воздух выделяются газы и их смеси.

Наибольшими источниками атмосферного загрязнения, связанного с антропогенной деятельностью, являются электростанции, на долю которых приходится до 27% загрязнений, предприятия черной металлургии – 24,3%, предприятия по добыче и переработке нефти – 15,5%, транспорт – 13,1%, а также предприятия по добыче и изготовлению стройматериалов, производству цемента – до 8,1% [8].

Глобальная роль цементной промышленности обусловлена портландцементом, который в обозримом будущем останется основным строительным материалом для планет земного типа, так как содержит главные элементы литосферы Земли - O, Si, Al, Fe, Ca, составляющие 92,6% её массы [8, 10].

Объемы поллютантов, содержащих тяжелые металлы, ежегодно возрастают и наносят ущерб природной среде, подрывают существующее экологическое равновесие [7, 5].

При сжигании топлива вместе с дымом в атмосферу поступают содержащиеся в нем элементы. Часть взвешенных и испарившихся металлов выносится горячим воздухом через дымовые трубы в атмосферу и оседает на поверхности почвы на разном расстоянии от источника (в зависимости от величины частиц). А под влиянием цементной пыли в зоне выброса цементного завода формируется поверхностный техногенный горизонт, загрязненный тяжелыми металлами. В виде техногенной пыли в почву поступает основное количество тяжёлых металлов (>95%) [10]. Среди множества загрязняющих веществ, поступающих с выбросами в атмосферу от промышленных предприятий, наибольшую опасность для живых организмов представляют тяжёлые металлы, в силу высокой токсичности, подвижности и биоаккумулятивности. Так, металлы в количестве от 10 до 30% от общего выброса в атмосферу распространяются на расстояние 10 км и более от промышленного предприятия [2,3].

Роль промышленного производства в загрязнении окружающей среды велика. При этом огромными выбросами как твердых, так и газообразных загрязняющих веществ отличаются предприятия по производству цемента.

Предприятиями цементной промышленности в окружающую среду выделяется ежегодно более 27 млн. т пыли [3]. На их долю приходится 2/3 промышленных выбросов твердых веществ и 44% газообразных [2]. Цементная пыль воздействует на все компоненты природной среды.

При этом наблюдается комбинированное загрязнение растений, слагающееся из непосредственного оседания аэрозолей и пыли на поверхность листьев и корневого усвоения твердых металлов, накопившихся в почве в течение продолжительного времени поступления загрязнений из атмосферы.

Представляющими серьезную опасность для состояния почвенно-растительного покрова, являются физико-химические нарушения, связанные с загрязнением почв соединениями тяжелых металлов, нефтепродуктами, радионуклидами. Эти вещества, накапливаясь, способны существенно изменять свойства почв: снижать численность микроорганизмов, интенсивность микробиологических процессов, активность почвенных ферментов, кислотность среды, что приводит к снижению биохимической активности почвенных ферментов, замедляет процессы их самоочищения, и заканчивается частичной или полной утратой биопродуктивности [5].

Одним из таких негативных преобразований в экосистеме является загрязнение почвенного покрова отходами цементного производства. Способность многих поллютантов аккумулироваться приводит к появлению зон стабильного загрязнения.

Исследования пыли цементных заводов показали высокое содержание в них свинца – 1800 мг/кг, цинка – 410 мг/кг, кадмия – 93 мг/кг и меди – 62 мг/кг [1, 2, 5]. Они сохраняются долгое время даже после завершения работы предприятий, являющихся источником загрязнения.

Результаты исследования дисперсного состава пыли, образующейся при производстве портландцементного клинкера, говорят о том, что выделяемые из источников загрязнения пыли – полидисперсные. Пыль, выбрасываемая в атмосферу после очистки, содержит более высокие концентрации Cd, Рb и Zn по сравнению с пылью в газовом потоке до очистки. Высокая концентрация пыли в выбросах наносит огромный вред природной среде.

В настоящее время контроль за состоянием земель в зонах техногенного воздействия предприятий практически не ведется, ПДК для многих поллютантов в почвах не определены. Все это затрудняет определение уровня загрязнения почв, а также нормирование выбросов, приводящих к их загрязнению.

Литература:

1. Глазков Е.Г. Промышленное загрязнение / Е.Г. Глазков. – Киев: Нуакова думка, 1977. – 288 с.

2. Дуров В.В. Охрана атмосферного воздуха в цементной промышленности /В.В.Дуров // Цемент и его применение. – 1998. – №6. – С.2-3

3. Зубченок М.П. Современные направления технических решений при проектировании пылеулавливающих систем цементного производства / М.П. Зубченок, Н.С.Филиппова // Экологические проблемы технологии цементного производства. – М.,1990. – Вып.102. – С.3-11.

4. Какарека С.В. Оценка выбросов диоксинов/фуранов на территории Белоруси / С.В. Какарека, Т.И. Кухарчик // Природные ресурсы, 2001. – №1.– С. 79-86.

5. Колесников С.И., Казеев К.Ш., Вальков В.Ф. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами / С.И. Колесников, К.Ш. Казеев, В.Ф. Вальков. – Ростов н/Д:СКНЦ ВШ, 2000. – 232 с.

6. Новиков Г.А. Основы общей экологии и охраны природы / Г.А. Новиков. – Л.: Просвещение, 1979. – 130 с.

7. Новые технологии для очистки вод, почв, переработки и утилизации нефтешламов. Тез. Докл. Междунар. науч. конф. Москва, 10-11 декабря 2001 г. – Москва, 2001. – 313 с.

8. Экогеохимия городских ландшафтов. М.: Изд-во МГУ, 1995. – 336 с.

9. Экологические последствия антропогенных изменений почв // Итоги науки и техники. Серия почвоведение и агрохимия. – Т.7. – М.: ВИНИТИ, 1990. – 154 с.

10. Mortvedt J.J. Plant uptake of heavy metals in zinc fertilizers made from industrial byproduct / J.J. Mortvedt // J. Environ. Qual. – 1985. – V. 14. – P. 424-427.