Проблемы экологии и ресурсосбережения металлургического производства Донбасса и Криворожья.

Таким образом, в области минеральных ресурсов Украины имеются многообразные  значительные и разноплановые проблемы большого социального, экономического, экологического и научного значения, роль которых особенно существенна  в современных условиях. Работы в  этом плане представляют сложное  сочетание многоцелевых и объемных геологоразведочных работ, фундаментальных  научных исследований и прикладных народнохозяйственных разработок. Кроме того, аналитические, обобщающие, одиночные, комплексирующис и иные исследования (проработки, сводки, анализы и т. п.) должны быть направлены на создание, расширение, комплексное и рациональное использование минеральных ресурсов Украины в экономическом, технологическом и экологическом отношении.

Решение указа  иных и других проблем этого направления  крайне актуально и безотлагательно. Оно будет способствовать рациональному  использованию богатой, многообразной  и вместе с тем сложной минерально-сырьевой базы Украины, так как геология, горное дело, геологоразведочные и горнодобывающие  работы относятся к числу наиболее высокодоходных приоритетных отраслей человеческой деятельности. Для этого  требуется всемерное укрепление и совершенствование соответствующих  звеньев науки и практики.

Охрана окружающей среды в Кривбассе.

Экологическая проблема загрязнения окружающей среды  в Кривбассе пылегазовыми выбросами промышленных предприятий и транспортных средств обычно рассматривается в двух аспектах - фундаментальном и прикладном. Основными антропогенными источниками загрязнения биосферы в Кривбассе являются предприятия горно-металлургического комплекса, а также автомобильный и железнодорожный транспорт. Интенсивность воздействия указанных источников загрязнения на состояние воздушного и водного бассейнов в регионе зависит в первую очередь от характера производства, эффективности очистных сооружений, а также территориальной организации процесса преобразования среды.

Уровень фундаментальных  знаний предопределяет необходимые  предпосылки разработки экооптимизирующих мероприятий, их качественной оценки и выбора наиболее значимых из них.

Используемый  авторами метод качественной оценки предусматривает установление предварительной  характеристики прикладных решений  по результатам возможной их реализации в практике. После этого возможно сформулировать предпосылки разработки территориальной схемы улучшения экологической обстановки в регионе.

На основе такого подхода к решению поставленной задачи было выполнено обоснование  экооптимизирующих мероприятий на качественном уровне. Исследования проведены на примере территории криворожского бассейна. Первоначально устанавливали конкретные загрязняющие факторы, изучали механизм преобразования окружающей среды, а также оценивали степень антропогенного преобразования биосферы и в итоге выполнили качественную оценку влияния среды на состояние здоровья людей, проживающих в пределах исследуемой территории.

Как установлено  выполненными исследованиями, население  Криворожского региона проживает  преимущественно в экологических  зонах с неудовлетворительным качеством  окружающей среды. Указанное обстоятельство послужило основанием для поиска путей улучшения состояния природной  среды и разроботки оптимизационных решений по критерию улучшения состояния природной среды и разработки оптимизационных решений по критерию улучшения качества среды обитания в регионе. Определили 14 наиболее существенных прикладных решений, которые по своему характеру представлены техническими, биологическими и географическими мероприятиями.

При качественной оценки этих оптимизирующих мероприятий  в качестве критерия эффективности  принят принцип их позитивного или  негативного отношения к ожидаемым  результатам.

При этом рассматривали  характеристики с положительными (+), отрицательными (-), нейтральными (0) и комплексными (+, -; -, +) результатами. Последние сведены в отдельные группы, оказывающие избирательно наиболее существенное воздействие окружающей среды на человека: социально-экономические - материальный достаток и сохранность рабочих мест; производственно-экономические - прибыль и рентабельность предприятия; состояние здоровья человека; экологическая защищенность природы - ландшафтов и их геокомпонентов (растений, животных, вод, почв, рельефа, климата, воздуха). При этом приоритет прежде всего отдавался состоянию природы, далее - человеку, социально-экономическим результатам. Основой для такого ранжирования принято утверждение, что природный "дом" человека есть ландшафт, и поэтому именно данный компонент биосферы является определяющим элементом среды обитания человека. Мероприятия оценивали суммарными характеристиками экооптимизирующих компонентов.

В социально-экономическом  аспекте результаты производственно-хозяйственной  деятельности общества имеют либо положительный, либо нейтральный характер. Лишь приостановление  экологически вредных производств  и отселение людей из наиболее загрязненных территорий потребуют  дополнительных материальных средств  на реализацию этих мероприятий, могут  привести к временному снижению социального  и экономического уровня жизни людей, имеющих отношение к указанным  макроструктурным изменениям промышленных регионов. Однако эти кажущиеся на первый взгляд отрицательные результаты в значительной мере оправдываются совершенствованием среды обитания людей и могут быть эффективно компенсированы реструктуризацией общественного производства.

Не менее эффективным  направлением улучшения экологической  ситуации в промышленных регионах является совершенствование производственных технологий на основе внедрения принципиально  новых технических решений. Примером этому может служить перевод открытых работ в Кривбассе на экологически щадящие технологические схемы доработки запасов руды в глубоких карьерах с последующим переводом последних на исключительно подземные работы, отличающиеся значительным сокращением вредных выбросов в окружающую среду.

Такое крупномасштабное техническое решение позволит снизить  в десятки раз газопылевые  выбросы в атмосферу и обеспечить в такой же мере сокращение отчуждения земельных угодий, используемых для  складирования отходов горнодобывающих  предприятий.

Очевидно, что  некоторые оптимизирующие мероприятия  для самих промышленных предприятий  могут иметь отрицательные последствия, так как предполагают необоснованное по техническим соображениям увеличение капитальных вложений. Однако, как  свидетельствует мировая практика экологизации промышленного производства, альтернативы данному подходу нет. Исключением в определенной степени может стать создание в будущем подземных горно-металлургических комплексов, работающих с меньшими затратами по сравнению с существующими или проектируемыми рудниками.

Проблемы и  перспективы уменьшения выбросов в  атмосферу предприятиями металлургической промышленности Донецкого региона 

Наряду с энергетикой  и автотранспортом черная металлургия  является одним из крупнейших источников выброса вредных веществ в  атмосферу. Так, выброс в атмосферу  предприятиями Минчермета в последние годы в среднем составляет по оксиду углерода 66,6, пыли - 29,9, оксидам азота- 19,7, сернистому ангидриду- 10,9 % общей массы выбросов из стационарных источников загрязнения. Кроме этих вредных веществ, предприятия металлургической промышленности выбрасывают в атмосферу углеводороды, альдегиды, фенолы, фтористые соединения, сероводород и другие токсичные вещества.

Промышленные  комплексы распределены на территории республики неравномерно. Так, валовый  выброс предприятий, размещенных в  Донецкой и Луганской обл., составляет свыше '/з общего выброса предприятий  республики. Около половины этого  выброса дает металлургия. Многие предприятия  металлургической промышленности в  Донецком регионе построены еще  в годы индустриализации без учета  экологических требований. Эти обстоятельства в сочетании с быстрорастущим автотранспортом обуславливают  значительные трудности в решении  задачи защиты атмосферного воздуха  в Донецком регионе.

Борьба с пылегазовыми выбросами в черной металлургии  требует больших капитальных  и эксплуатационных затрат и осложняется  тем, что выбросы образуются на всех стадиях металлургического передела и зачастую носят неорганизованный характер. Крупнейшим источником загрязнения  окружающей среды в черной металлургии  является агломерационное производство. Аглофабрики выбрасывают в атмосферу около 50 % всего количества оксида углерода (СО) и сернистого ангидрида (80г), свыше 20 % оксидов азота (МОх) и пыли. Обычно аглофабрики выбрасывают 1-6 млн мз/ч аглогазов, содержащих 17 % кислорода, а также вредные вещества: СО-12,5, 02-0,8, N0^-0,2, пыль- 0,25 г/м3 (средние данные по аглофабрике завода "Азовсталь").

Сравнительно  небольшая аглофабрика завода "Азовсталь", например, имеет в своем составе 2 машины с площадью спекания 62,5 м3 каждая, общей производительностью 1,62 млн. т агломерата в год. Годовой объем выбросов составляет 6,46-Ю9 м/год, в том числе вредных веществ: пыль- 1600, оксид углерода-80800, диоксид серы - 5200, оксиды азота - 1300 т/год. Для существенного уменьшения выбросов этой аглофабрики Институтом газа АН УССР и Мариупольским филиалом Укргипромеза разработано нестандартное решение, заключающееся в обезвреживании аглогазов в котлах ТЭЦ. Аглогазы с температурой 80 °С, запыленностью до 250 мг/м3 и содержанием кислорода 16-18 % по двум трубопроводам длиной 600 м, диаметром 3,0 м, проложенным по эстакаде, поступают к вентиляторам, а затем в воздухонагреватели и горелочные устройства котлов ТЭЦ. При этом оксид углерода аглогазов сгорает до диоксида, а вследствие балластирования зоны горения инертными компонентами аглогазов уменьшается образование оксидов азота в топке котла. Изложенное имеет экспериментальное подтверждение.

При совместной работе аглофабрики и ТЭЦ уменьшается общий выброс оксида углерода в атмосферу на 77, оксидов азота - на 35, пыли-на 20 %. Удельные расходы топлива на ТЭЦ снижаются на 3- 5 % за счет использования физического тепла аглогазов и дожигания СО. Сметная стоимость строительства этой системы оценивалась в ценах 1990 г. более 6,0 млн. руб., срок окупаемости-0,7 года, экономический эффект от предотвращения ущерба в народном хозяйстве - 6,9 млн руб./год. Работа неоднократно включалась в республиканскую научно-техническую программу РН.85.02 "Охрана воздушного бассейна", однако не выполнялась. Реализация этой разработки при сравнительно небольших капитальных затратах могла бы в короткое время существенно оздоровить обстановку в воздушном бассейне г. Мариуполя. Это же решение применимо и для Коммунарска, где аглофабрика и ТЭЦ находятся еще ближе-на расстоянии 150 м, т. е. капитальные затраты будут еще меньше

Для других аглофабрик региона следует применять известные решения, реализуемые за рубежом и рекомендованные комиссией по черной металлургии стран - членов СЭВ. Это - рециркуляция аглогазов, позволяющая на 30 % снизить выбросы СО и N0 в атмосферу, а также технологические мероприятия: применение "постели" высотой 20-40 мм, что снижает образование пыли в 5 раз, увеличение высоты слоя, двухслойное спекание шихты.

При составлении  общего плана развития и реконструкции  черной металлургии региона следует  рассмотреть вопрос о возможности  увеличения доли окатышей в шихте  доменных печей, т. е. частичной замене агломашин экологически более "чистыми" обжиговыми машинами. Известно, что в некоторых странах, например, в США, доля окатышей в шихте составляет 70-75 %, тогда как в Украине она находится на уровне 30-35 °/о. Такое решение по существу означало бы ликвидацию указанного источника выбросов.

Другим значительным источником загрязнения остается доменное производство, выбрасывающее 30% всей пыли. Рудный двор, бункерная эстакада, подбункерные помещения неорганизованно выбрасывают пыль в количестве 70 г/т чугуна. Для нейтрализации ее необходимы регулярное увлажнение штабелей, поливка их известняковым раствором, установка местных отсосов и электрофильтров. Особенно желательно применять укрытие выпускных желобов и подачу выбросов через электрофильтры, ибо во время выпусков выделяется огромное количество пыли - 430 г/т чугуна, 65 % которой оседает в цехе, а остальное количество через вентиляционные проемы выбрасывается на территорию завода и далее.

Необходимо обеспечить предотвращение пылегазовых выбросов из межконусного пространства доменных печей и герметизацию основного металлургического оборудования.

Мощным источником выбросов оксида азота являются мартеновские печи. Они выбрасывают свыше 1200 т 1^0.к/млн т стали. Технологических способов предотвращения образования N0" в печах не существует. Донецким филиалом НПО "Энергосталь" разработан аммиачно-каталити-ческий способ восстановления оксидов азота в уходящих газах, который внедряется на некоторых металлургических заводах. Стоимость установки не очень велика, однако она решает локальную задачу. В регионе необходимо сосредоточить средства и возможности на внедрении метода аммиачно-каталитической очистки газовых выбросов на агломашинах и на ТЭЦ, как это делается за рубежом, в частности, в Японии. В металлургической промышленности страны, а в регионе в особенности, следует ускорить вывод из эксплуатации мартеновских печей.