Экологические проблемы. Экология металлургии Экологические проблемы металлургического производства

Металлургия - Жлобин (здесь происходят выбросы ионов тяжелых металлов). По классификации Всемирной организации здравоохранения известно 5 тяжелых металлов - медь, кадмий, олово, свинец, ртуть. Они вылетают из труб в парообразном виде или газообразном.

Черная металлургия относится к наиболее природоемким отраслям. С загрязнением воздуха и воды, образованием твердых отходов связаны все технологии и стадии металлургического производства. Большие объемы выбросов связаны с традиционным способом получения стали - доменным производством чугуна, с последующим переделом его в сталь. Меньшее загрязнение приносит прямое восстановление железа непосредственно из руды в электропечах. Это позволяет избавиться от некоторых промежуточных стадий, вызывающих значительное загрязнение, и повысить качество продукции. Поэтому мировой тенденцией последних десятилетий является постепенное свертывание доменных и мартеновских производств, вытесняемых электросталеплавильными. Одновременно с этим, благодаря повышению качества изделий, сокращаются общие объемы выплавки металла и связанной с этим нагрузки на среду.

Высокая водоемкость металлургических производств связана с использованием воды, главным образом для охлаждения 70% в черной металлургии, 80% в цветной металлургии. Снижение водоемкости металлургических производств достигается благодаря использованию систем оборотного водоснабжения.

Доменный и сталеплавильный шлак широко используется в дорожном строительстве как заменитель щебня, разновидности шлака с низким содержанием микроэлементов могут также использоваться для известкования кислых почв.

Цветная металлургия отличается более высокой отходностью. Один из самых распространенных классов руд, используемых в цветной металлургии, - сульфиды. Переработка таких руд сопровождается выделением больших объемов кислотообразующих оксидов серы. Их утилизация путем переработки в серную кислоту с экологической точки зрения весьма желательна, но не всегда возможна по технико-экономическим причинам, особенно при размещении предприятий в отдаленных районах.Производство алюминия отличается высокой энергоемкостью, в процессе плавки (электролиза) для поддержания требуемого состава расплава используются фториды натрия и алюминия, которые частично испаряются и диссоциируют, выделяя фтор и его газообразные соединения.В зависимости от перерабатываемого сырья, выход шлака в цветной металлургии колеблется от 10 до 200 т на 1 т получаемого металла. Рудыцветных металлов, как правило, являются многокомпонентными. Из-за высокого содержания микроэлементов возможности использования шлаков цветной металлургии ограничены.

Одной из острейших проблем на современном этапе развития металлургического комплекса России являются рациональное природопользование и охрана окружающей среды .

По уровню выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы, образованию твердых отходов металлургия превосходит все сырьевые отрасли промышленности, создавая высокую экологическую опасность ее производства и повышенную напряженность в районах действия металлургических предприятий.

Защита окружающей среды в отраслях металлургического комплекса требует огромных затрат.

Различие их существенно влияет на выбор основного технологического процесса. Иногда более целесообразным оказывается применение технологического процесса, менее загрязняющего окружающую среду, чем контроль (с огромными затратами) уровня загрязненности и организация борьбы с этими загрязнениями при использовании традиционных технологий.

В настоящее время снижение социальной напряженности в районах действия металлургических предприятий может быть обеспечено прежде всего снижением экологической опасности, внедрением экологически чистых технологий и созданием безотходных производств.

Безотходная технологическая система - это сочетание организационно - технических мероприятий, технологических процессов и способов подготовки сырья и материалов, обеспечивающих комплексное использование сырья и энергии.

Переход к малоотходной и безотходной технологии, совершенствование способов утилизации вредных веществ, комплексное использование природных ресурсов - основные направления ликвидации вредного влияния металлургического производства на состояние окружающей среды.

В обозримой перспективе должны произойти существенные изменения в техническом состоянии металлургического комплекса, в процессах природопользования, что позволит в значительной степени решить многие экологические проблемы. Только в цветной металлургии, например, к 2000 г. ожидается снижение количества вредных зпгрязняющих выбросов на 12-15% и на подавляющем большинстве предприятий будут достигнуты нормативы предельно допустимых выбросов. Рост применения систем разработки с закладкой выработанного пространства в районах добычи сырья на 20%, предусмотренной программой, позволит наряду с улучшением технических и экономических показателей при добычи руд обеспечить сохранение земной поверхности в горном отводе, значительно снизить расход материалов на крепление, в том числе очень дорогостоящих металлов.

Огромнейшие резервы и возможности решения экологических проблем заключены в комплексности переработки сырья, в полном использовании полезных компонентов в его составе и в месторождениях.

Не секрет, что металлургическое производство не оказывает немалое воздействие на окружающую среду. Ежедневно в атмосферу выделяются продукты переработки различных видов топлива. Окружающую среду отравляют такие опасные вещества, как двуокись углерода, сероводород, пыль с содержанием графита, а также соединения легких и тяжелые металлов.

По оценке специалистов-экологов около 100-150 млн тонн сернистого газа каждый год выбрасываются атмосферу, в результате чего образуются так называемые кислотные дожди . Такое явление наносит огромный урон флоре и фауне, повреждая различные сооружения и памятники архитектуры.

Сточные воды , насыщенные различными химическими соединениями, которые образуются в процессе выплавки металлов, не меньше остального загрязняют окружающую среду. В металлургическом производстве вода играет важную роль, поэтому промышленные предприятия сооружают в непосредственной близости от водоемов. Кроме того, создаются специальные накапливающие воду гидротехнические сооружения.

Известно, что в 20-50 % продуктов питания присутствуют в опасных для здоровья концентрациях ядохимикаты, нитраты и тяжелые металлы. Все эти вышеперечисленные факторы наносят непоправимый ущерб здоровью населения, ухудшая его и сокращая продолжительность жизни. Поэтому поддержание экологической безопасности - это главнейшая цель государства.

Большие возможности и резервы решения проблем экологии заключены в полной переработке сырья и комплексном употреблении месторождении и его полезных компонентов. Президентом РФ в 1994 г была опубликована Концепция «О государственной стратегии России по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития».

03.12.2007 К середине ХХ века и особенно в последние десятилетия в результате быстрого развития промышленности, транспорта, энергетики резко усилилась антропогенная нагрузка на природу, стала очевидной опасность истощения естественных ресурсов, необратимого загрязнения и изменения окружающей среды. Статистические данные свидетельствуют о том, что на планете ежегодно сжигается около 1 млрд тонн условного топлива, выбрасываются в атмосферу десятки миллионов тонн окислов азота и серы (часть из них возвращается в виде т.н. кислотных дождей), более 400 млн тонн золы, сажи и пыли. Загрязнение атмосферного воздуха, пресной воды, плодородной почвы приняло глобальный характер. При этом масштабы загрязнений столь велики, что естественные способности биосферы к нейтрализации вредных веществ и самоочищению практически исчерпаны. В России источником интенсивного загрязнения окружающей среды являются в ряду прочих предприятия металлургической отрасли отечественной тяжелой промышленности. Строительство большинства из них пришлось на первую половину прошлого века, когда вопросы природоохранной деятельности предприятий в лучшем случае были второстепенными. Об экологии задумались несколько позже, лишь в последние десятилетия прошлого столетия (например, история «Норильского никеля» свидетельствует о том, что металлургическое производство в Норильске было основано в 1935 г., однако первые сероутилизирующие объекты появились только в начале 1980-х годов). Сложившаяся ситуация требует поиска новых путей и подходов к решению экологических проблем, связанных с промышленным производством. Очевидно, что это должен быть целый комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на предотвращение или существенное снижение неблагоприятного воздействия производственной деятельности на окружающую среду и как следствие на здоровье человека. Проблемные вопросы экологии отечественных металлургических предприятий Особенностью отечественного металлургического производства является негативное воздействие на все составляющие окружающей среды. Это загрязнение почв по причине массового складирования отходов, сброс недостаточно обработанных производственных вод в естественные водоемы, а также выбросы в атмосферу большого количества вредных веществ. Так, например, для металлургических предприятий актуальна проблема переработки техногенных образований. Известно, что для выработки одной тонны стали традиционным способом в производство вовлекается более трех тонн первичных природных сырьевых ресурсов. Образующиеся после выплавки стали доменные шлаки накапливаются в отвалах и шламохранилищах, отнимая при этом городские и сельскохозяйственные земли и создавая дополнительную нагрузку на территорию (так, только на территории металлургических предприятий Уральского региона скопилось свыше 6 млрд тонн подобных отходов). Металлургия использует 25% от всей потребляемой российской промышленностью воды. При этом в большинстве случаев после промышленного использования эта вода не обрабатывается должным образом и загрязненная попадает в поверхностные и грунтовые воды. Тяжелые металлы, нефтеотходы, фенолы и ряд других элементов, присутствующих в сбрасываемой воде, делают ее непригодной для дальнейшего использования, а порой становятся причиной массовой гибели биоресурсов в близлежащих водоемах. Очевидно, что важнейшими пунктами экологических программ металлургических предприятий должно стать сокращение объема забора свежей технической воды и снижение объема сброса производственных вод. Установлено, что предприятия черной металлургии выбрасывают в атмосферу до 25% металлосодержащей пыли и окиси углерода от общего количества этих веществ, попадающих в атмосферу в результате промышленных процессов. На металлургию приходится распространение в атмосфере почти 50% неутилизируемых промышленностью окислов серы (только предприятиями Заполярного филиала «Норильского никеля» выбрасывается в атмосферу 979 тыс. тонн серы в год). Кроме того, технологический цикл подразумевает выбросы в атмосферу целого спектра токсичных для человеческого организма веществ включая бензопирен, фториды, соединения марганца, ванадия и хрома. Подобное загрязнение воздуха крайне негативно сказывается на здоровье населения, проживающего в непосредственной близости от металлургических предприятий, многие из которых имеют статус градообразующих. Так, г. Норильск с численностью жителей 214 тыс. человек находится, по сути, в треугольнике заводов, что является непосредственной причиной роста числа патологий у проживающих здесь людей. В Мурманской области, где расположено несколько крупных металлургических заводов, в том числе дочернее предприятие ГМК «Норильский никель» Кольская ГМК, регистрируется повышенная частота пороков развития у детей. Статистика, приведенная на сайте областной администрации, свидетельствует о том, что показатель детской смертности от онкологических заболеваний в этом регионе в 1,9 раза превышает общероссийский. Следует отметить, что в последние годы предприятиями металлургического комплекса проделана большая работа в интересах снижения вредного воздействия производства на окружающую среду. Заслуживает внимания опыт ОАО «Ижсталь», где успешной реализацией ряда природоохранных мероприятий удалось сократить на 514.000 м2/год объем сброса производственных вод в реку Иж. Однако эта цифра составляет около 10% от общего объема сброса. Более значимые результаты в этом направлении достигнуты металлургической компанией «Северсталь», где удалось на 98,2% замкнуть водооборотный цикл и закрыть 5 стоков в естественные водоемы. В настоящее время вопросы экологии находятся в центре внимания руководства и общественных организаций металлургического комплекса, однако на устранение проблем, копившихся десятилетиями, потребуется определенный период времени. Так, даже действующие нормативные документы нуждаются в уточнении, поскольку металлургам довольно часто приходится сталкиваться с комплексом нерешенных юридических вопросов. Требования руководящих документов в области экологии предприятий металлургической промышленности В основе существующей на сегодняшний день законодательной базы в области экологической безопасности металлургического производства лежит Закон РФ «Об охране окружающей среды». В нем сформулированы общие требования, обязывающие предприятия принимать необходимые меры по соблюдению технологических режимов и проведению мероприятий по охране окружающей среды. Кроме того, действующими санитарными правилами и нормами Минздрава (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03) предписано создание вокруг предприятий санитарно-защитных зон (СЗЗ). Размер СЗЗ зависит от класса предприятия, который определяется исходя из оценки потенциальной опасности его производственной деятельности для здоровья человека, результатом которой может стать загрязнение атмосферного воздуха. Табл. 1 |Санитарная классификация предприятий |Размеры СЗЗ (м) | |Предприятия первого класса |1000 | |Предприятия второго класса |500 | |Предприятия третьего класса |300 | |Предприятия четвертого класса |100 | |Предприятия пятого класса |50 | При этом границы СЗЗ (см. табл. 1) указывают величину оптимального санитарного разрыва между предприятиями и жилой застройкой и являются гарантией качества атмосферного воздуха даже в случае выброса вредных веществ без очистки. Важнейшим документом в области природоохранной деятельности металлургических предприятий в РФ является экологический стандарт ГОСТ Р ИСО 14001, разработанный на базе международной системы стандартов ISO 14000, которой, в свою очередь, руководствуются страны Европейского Союза, Япония, США и многие другие. Особенностью данной системы стандартов является ее ориентирование не на конкретные технологии или количественно-качественные показатели (объем выбросов, концентрации веществ и т.п.), а на систему экологического менеджмента (СЭМ) (или СУОС - система управления охраной окружающей среды - в редакции ГОСТ Р ИСО 14001). Следует отметить, что экологический менеджмент отнесен к высшему приоритету промышленной деятельности в ХХI в., что было продекларировано на Конференции объединенных наций по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (1992 г.). Кроме того, системой стандартов ISO 14000 предусматривается создание производств, которым должны быть присущи безотходность, экологически благоприятные технологии, производимая продукция и высокая культура персонала. Для отечественных металлургических предприятий такая сертификация является непременным условием маркетинга продукции на международных рынках, поскольку ЕЭС объявило о своем намерении допускать на рынок стран Содружества только ISO- сертифицированные компании. Целесообразность получения предприятием сертификата соответствия также обусловлена следующими факторами: - увеличением оценочной стоимости основных фондов предприятия; - возможностью освоения новых рынков экологической продукции; - повышением конкурентоспособности продукции на внутреннем и мировом рынках; - совершенствованием системы управления предприятием; - возможностью привлечения высококвалифицированной рабочей силы. Кроме того, наличие авторитетного экологического сертификата является существенным конкурентным преимуществом предприятия при получении государственного заказа. Позитивные процессы и зарубежный опыт Тобиас Хан - автор современной методики расчета экологической эффективности компаний - считает: «Чем меньше природных ресурсов использует компания и чем больше ее деятельность основывается на ноу-хау персонала, тем более высокой степенью экологической эффективности она обладает». Отметим, что многие отечественные металлургические предприятия в настоящее время уже идут по этому пути. Об этом свидетельствуют сертификаты экологической безопасности производства. Первой российской металлургической компанией, сертифицированной по ИСО 14001, стала «Северсталь» (2001 г.). В 2006 г. ОАО «Челябинский цинковый завод» подтвердило соответствие требованиям стандартов экологического менеджмента ИСО 14001. В 2005 г. Западно-Сибирский металлургический комбинат (ЗСМК) прошел сертификацию системы экологического менеджмента на соответствие требованиям стандарта ИСО 14001. На комбинате эффективно работает система управления природоохранной деятельностью, направленная на решение экологических проблем, подключая к этому процессу всех работников комбината: от управляющего директора до рабочего. Данная система обеспечивает снижение выбросов в атмосферу, сбросов в водоемы и предотвращение загрязнения почв за счет повышения: технологической дисциплины, внедрения новых технологий и технического перевооружения. В частности, только перевод сталеплавильного производства на прогрессивную технологию непрерывной разливки стали позволяет снизить вредные выбросы в атмосферу на 5,3 тыс. т в год. В области природоохранной деятельности показателен пример металлургических предприятий ряда стран Западной Европы - например, Финляндии. Лидирующим производителем металла в этой стране по праву считается корпорация Ruukki (крупнейший европейский поставщик решений из металла для строительства и машиностроения), которой принадлежит несколько заводов на юго-западе Финляндии, а также крупнейший металлургический комбинат в г. Раахе на севере страны. Построенный в начале 60-х годов с привлечением советских специалистов (завод является «близнецом» Череповецкого), в настоящее время финский комбинат является основным производителем металла и металлопродукции (по результатам 2006 г. здесь произведено 2,8 млн тонн стали при ее общем производстве корпорацией Ruukki 3,2 млн тонн). Предприятие находится практически в центре небольшого городка с населением 22,4 тыс. человек на территории международного морского порта. Богатое историческое наследие и культурные традиции города Раахе, основанного в 1649 г., ежегодно привлекают сюда тысячи туристов. При этом близость металлургического комбината не вызывает фобии ни у местного населения, ни у многочисленных туристов, поскольку в области охраны окружающей среды предприятие оснащено по последнему слову науки и техники. Лучшей иллюстрацией высокого уровня обеспечения экологической безопасности производства является непосредственное соседство промышленных площадок комбината с жильем и объектами социальной инфраструктуры (клубами, ресторанами и т.п.). Это убедительный пример того, что близость с промышленным предприятием не оказывает негативного влияния на инвестиционную привлекательность прилегающих территорий, и они не нуждаются в статусе «санитарно-защитная зона» - такого понятия на Западе вообще нет. Приведенный пример не единичный случай, а широко распространенная практика большинства европейских металлургических заводов. Очевидно, что динамичный рост российской экономики усиливает техногенную нагрузку на природу, и большая доля «вклада» при этом приходится на базовую отрасль промышленности - металлургию. В интересах сохранения природного равновесия и минимизации вреда, наносимого окружающей среде, от предприятий металлургического комплекса требуется в самые сжатые сроки решить множество экологических задач. Основными среди них должны стать оценка фактического состояния окружающей среды, выявление путей снижения негативного воздействия на природу, реконструкция (строительство новых) производств с учетом требований природоохранного законодательства и мнения общественности, внедрение экологически чистых технологий, создание СУОС при осознании, что затраты на экологию не могут быть убыточными. И порукой тому - пример наших северных соседей. Материал предоставлен пресс-службой RUUKKI

Существует ряд проблем, сдерживающих развитие черной металлургии. К ним относят:

• - не очень высокий спрос на продукцию на внутреннем рынке;
• - повышение цен на энергоносители и логистику;
• - дополнительные финансовые нагрузки за причинение вреда окружающей среде, страховые взносы;
• - отсутствие инвестиционных проектов в малоосвоенных и труднодоступных регионах.

Важнейшей проблемой сырьевой базы черной металлургии является ее удаленность от потребителя. Так, в восточных районах России сосредоточена большая часть топливно-энергетических ресурсов и сырья для металлургического комплекса, а основное потребление их осуществляется в европейской части России, что создает проблемы, связанные с большими транспортными затратами на перевозку топлива и сырья.

70% территории России находится в холодном и очень холодном климате, но количество стали легированной ниобием и ванадием очень мало. В Японии на 1 условную тонну стали расходуется 94 г ниобия, в Германии - 85 г, а в России всего 4 г. Ниобий дает устойчивость к низким температурам и некоторые конструкционные свойства. В России есть белозиминское месторождение ниобия, которое в 70-80х годах начали разрабатывать, но сейчас ниобий поставляется из Бразилии.

Также российская промышленность выпускает мало металлопродукции с защитными покрытиями. Особенно это касается такой продукции как арматура, швеллеры, крепежные изделия. Таким образом снижается их технологическая ценность.

Государство занимается реализацией различных проектов, которые простимулируют потребности внутреннего рынка, не допустят вторичного использования металлопродукции в строительстве, ограничат рост цен на энергоносители для промышленных предприятий, снизят тарифы на страховку, повысят эффективность механизмов торговой защиты, исключат повторное взимание налогов за вредоносное воздействие на окружающую среду. К таким проектам можно отнести увеличение спроса у многих потребителей металлопродукции - строительство, авиа-, авто- и кораблестроение, железнодорожный транспорт.

В развитии черной металлургии главной целью является насыщение внутреннего и мирового рынков требуемыми объемами и качеством металлопродукции и эффективное исполнение государственной политики.

На внутренний рынок поставляется преимущественно готовая продукция, так как покупатели - это отрасли машиностроения, строительство и топливно-энергетический комплекс. В будущем увеличение спроса в России ускорит развитие производства высокотехнологичной металлопродукции. Это приведет к повышению рентабельности и увеличению доходов.

Необходимо решить проблему обостряющейся конкурентной борьбы за иссякающие ресурсы. Рост цен на сырье приведет к необходимости поставок сырья из-за границы, что повлечет рост себестоимости. Так потеряется конкурентное преимущество - низкая цена. Чтобы этого избежать, необходимо возродить геологическую разведку и разработку недр.

Для экономии энергии и сырья необходимо повышать уровень использования вторичного сырья. Это снизит уровень ресурсоемкости металлопроизводственных комплексов.

Для дальнейшего развития черной металлургии необходимо постоянное внесение инноваций и инвестиций, поиск и разработка новых сырьевых баз, увеличение производства высокотехнологичного металлопродукта, снижение негативного воздействия на экологию, вовлечение в отрасль высококвалифицированных специалистов, более широкое использование вторичного сырья.

Также необходимо уменьшить налог с прибыли и направить эти деньги на инновации в производстве, пересмотреть условия финансовой поддержки металлургических предприятий и выдачи долгосрочных кредитов.

Рыночные механизмы экономики не смогут обеспечить комплексную, безотходную переработку сырья. Необходимы высокие затраты на новые разработки и технологии.

Для дальнейшего развития черной металлургии, повышения эффективности разработок месторождений и выплавки, снижения вредного воздействия на окружающую среду необходимо повышать спрос на внутреннем рынке (например, проведением жилищных программ для населения), снизить цены на энергоносители, увеличивать объемы инвестиций, повысить процент производства легированной металлопродукции для холодных регионов, повысить долю вторичного использования металлолома. Также обязательны инновационные технологии по снижению отходов переработки сырья, уменьшению вредных выбросов.

Проблемой является и общая технологическая отсталость производства: еще три года назад более 18% стали производилось в устаревших мартеновских печах, более 30% стальных заготовок изготавливалось с помощью еще советских агрегатов по прокатке слитков.

По сути, конкурентоспособность отечественной металлопродукции сегодня держится в основном на дешевом сырье, доступных энергоресурсах и невысоких затратах на рабочую силу. Все это, разумеется, является слишком ненадежным преимуществом, которое может быть в любой момент утрачено - например в том случае, если на рынок выйдут производители из стран с намного более дешевой рабочей силой.