Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Актуальность. Тяжелое машиностроение является ведущей отраслью всей промышленности.

Продукция предприятий машиностроения играет решающую роль в реализации достижений научно-технического прогресса во всех областях хозяйства, в связи с прогрессирующим развитием технологического процесса в современном мире промышленность тяжелого машиностроения приобретает все большие тенденции к увеличению.

На долю машиностроительного комплекса приходится почти 30 % от общего объема промышленной продукции.

Но помимо положительных сторон, есть и отрицательная сторона: машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая составляющая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды: воздушного пространства, поверхностных водоисточников и почвы.

Поэтому требуются нормативы, которые позволили бы минимизировать ущерб окружающей среде, такие как нормирование ПДС.

Предельно допустимый сброс (ПДС) - экологический норматив: масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в установленном режиме в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте; ПДС - лимит по расходу сточных вод и концентрации, содержащихся в них примесей - устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования (в зависимости от вида водопользования), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные вод [4].

Цель: изучить нормирование сбросов сточных вод по предприятию АО «ПЗТМ».

Задачи:

1. рассмотреть воздействия деятельности тяжелого машиностроения на объекты окружающей среды;

2. дать общую характеристику нормирования загрязнений в водоемах;

3. изучить основные принципы разработки нормирования предельно-допустимых сбросов.

Научная новизна: в данной курсовой работе изучено воздействия ПЗТМ на окружающую среду.

Практическое значение: практическая значимость этой работы определяется тем, что данные материала и выводы могут быть использованы при разработке учебных пособий в высших учебных заведениях, а так же при проектировании строительства заводов тяжелого машиностроения.

Положения, выносимые на защиту:

Машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая составляющая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды: воздушного пространства, поверхностных водоисточников и почвы.

Нормативы, использованные предприятием АО ПЗТМ, позволяют минимизировать ущерб на окружающую среду

Значения ПДС, для каждого из рекомендованных к нормированию веществ, устанавливались расчетным путем в соответствии с установлением совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды водного объекта, в пределах которого надежно обеспечивается здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие водного объекта.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Тяжелое машиностроение является ведущей отраслью всей промышленности, продукция предприятий машиностроения играет решающую роль в реализации достижений научно-технического прогресса во всех областях хозяйства. На долю тяжелого машиностроения приходится около 60% продукции от всего машиностроительного комплекса.

Эта группа отраслей машиностроения отличается большим потреблением металла, относительно малой трудоемкостью и использованием энергии. Тяжелое машиностроение включает производство оборудования для металлургических предприятий, горно-шахтного, крупного энергетического оборудования, тяжелых станков и кузнечно-прессовых машин, крупных морских и речных судов, локомотивов и вагонов. Особенности производства продукции тяжелого машиностроения заключаются в отливке, механической обработке и сборке крупногабаритных деталей, узлов, агрегатов и целых секций [1].

ПДС устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. При сбросе веществ с одинаковыми ПДК ПДС устанавливается так, чтобы с учетом примесей, поступивших водоем или водосток от вышерасположенных выпусков, сумма отношений концентраций каждого вещества в водном объекте к соответствующим ПДК не превышала единицы.

Проекты ПДС разрабатываются и утверждаются для предприятий и организаций, имеющих или проектирующих самостоятельные выпуски сточных вод в водные объекты, прежде всего в зонах повышенного загрязнения в целях соблюдения ПДК в контрольных створах водопользования. Утверждаются проекты ПДС органами природопользования, комитетом охраны природы. Величины ПДС действительны только на установленный период, после чего подлежат пересмотру [2].

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов [3].

1.1 Воздействие деятельности тяжелого машиностроения на окружающую среду

Тяжелое машиностроение - совокупность подотраслей машиностроения, предприятия которых заняты производством металлургического, горнорудного, крупного кузнечно-прессового, дробильно-размольного, подъёмно-транспортного оборудования, а также крупных экскаваторов, роторных комплексов, дизелей и т.д.

Тяжелое машиностроение является ведущей отраслью всей промышленности, продукция предприятий машиностроения играет решающую роль в реализации достижений научно-технического прогресса во всех областях хозяйства. На долю тяжелого машиностроения приходится около 60% продукции от всего машиностроительного комплекса.

Эта группа отраслей машиностроения отличается большим потреблением металла, относительно малой трудоемкостью и использованием энергии. Тяжелое машиностроение включает производство оборудования для металлургических предприятий, горно-шахтного, крупного энергетического оборудования, тяжелых станков и кузнечно-прессовых машин, крупных морских и речных судов, локомотивов и вагонов. Особенности производства продукции тяжелого машиностроения заключаются в отливке, механической обработке и сборке крупногабаритных деталей, узлов, агрегатов и целых секций.

Внутри производственные факторы определяют характер и результаты деятельности предприятий тяжелого машиностроения и представляют собой совокупность необходимых условий и средств на предприятии для изготовления данного вида продукции, способствующих достижению определенного уровня технико-экономических показателей производства: характер используемых для производства продукции техники и технологических процессов, уровень и формы организации производства, степень загрузки основного технологического оборудования и т. д. [4].

Акционерное общество "Петропавловский завод тяжелого машиностроения" является основным Казахстанским производителем нефтегазового и железнодорожного оборудования и располагает производственными мощностями с наличием всех технологических переделов, необходимых для выпуска этого оборудования [5].

Из большого объёма промышленных выбросов, попадающих в окружающую среду, на машиностроение приходится лишь незначительная его часть - 1-2%. Однако на машиностроительных предприятиях имеются основные и обеспечивающие технологические процессы и производства с весьма высоким уровнем загрязнения окружающей среды. К ним относятся:

внутризаводское энергетическое производство и другие процессы, связанные со сжиганием топлива;

литейное производство;

металлообработка конструкций и отдельных деталей;

сварочное производство;

гальваническое производство;

лакокрасочное производство.

По уровню загрязнения окружающей среды районы гальванических и красильных цехов как машиностроительных в целом, так и оборонных предприятий сопоставимы с такими крупнейшими источниками экологической опасности, как химическая промышленность; литейное производство сравнимо с металлургией; территории заводских котельных -- с районами ТЭС, которые относятся к числу основных загрязнителей [6].

Таким образом, машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая составляющая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды:

воздушного пространства (выбросы газа, парообразных веществ, дымов, аэрозолей, пыли и т.п.);

поверхностных водоисточников (сточные воды, утечка жидких продуктов или полуфабрикатов и т.п.);

почвы (накопление твердых отходов, выпадение токсичных веществ из загрязнённого воздуха, сточных вод). При всём многообразии подотраслей машиностроения и в том числе военно-ориентированных, оборонных предприятий по специфике загрязнения окружающей среды их можно разделить на две группы: ресурсы и накопление.

Гальваническое производство - один из наиболее крупных источников образования сточных вод в машиностроении. Основными загрязнителями сточных вод гальванических производств являются ионы тяжёлых металлов, неорганических кислот и щелочей, цианиды, поверхностно-активные вещества.

Загрязнители, образующиеся в процессе обезжиривания поверхностей, определяются типами используемых растворителей, в качестве которых наиболее широко применяются растворы щелочей, хлорорганические растворители и фреоны.

Основными загрязнителями красильных производств машиностроительных предприятий являются лакокрасочные материалы и их составляющие: синтетические смолы, органические растворители, пластификаторы, катализаторы и инициаторы пленкообразования, неорганических пигментов.

Наибольшую экологическую опасность при пескоструйной и гидроабразивной очистке поверхности представляет образование в ходе данных процессов пылевидных частиц.

Наиболее экологически опасными загрязнителями, образующимися в литейном производстве, являются оксид и двуокись серы, и оксиды азота, а также твердые вещества, входящие в состав литейных форм. Основными загрязнителями, образуемыми в процессе производства энергии из ископаемого топлива на предприятиях машиностроения, являются двуоксид серы, оксиды азота, взвешенные частицы, оксид углерода и углеводороды.

Наиболее экологически опасные загрязнители приметаллообработке - индустриальные масла, металлическая пыль и др.

Твердые отходы машиностроительного производства содержат амортизационный лом (модернизация оборудования, оснастки, инструмента), стружки и опилки металлов, древесины, пластмасс и т. п., шлаки, золы, шламы, осадки и пыль (отходы систем очистки воздуха и др.).

На машиностроительных предприятиях 55 % амортизационного лома образуется от замены технологической оснастки и инструмента. Безвозвратные потери металла вследствие трения и коррозии составляют примерно 25 % от общего количества амортизационного лома.

Размеры отходов металла в производстве зависят от количества металлов и сплавов, подлежащих переработке и установленного коэффициента отходов. В основном машиностроительные предприятия образуют отходы от производства проката (концы, обрезки, обдирочная стружка, опилки, окалина и др.); производства литья (литники, сплески, шлаки и съёмы, сор и др.); механической обработки (высечки, обрезки, стружка, опилки и др.). На предприятиях машиностроения отходы составляют до 260 кг на 1 т металла, иногда эти отходы составляют 50 % массы обрабатываемых заготовок (при листовой штамповке потери металла достигают 60 %). Основными источниками образования отходов легированных сталей являются металлообработка (84 %) и амортизационный лом (16 %).

Шламы из отстойников очистных сооружений и прокатных цехов содержат большое количество твердых материалов, концентрация которых составляет от 20 до 300 г/л. После обезвреживания и сушки шламы используют в качестве добавки к агломерационной шихте и удаляют в отвалы. Шламы термических литейных и других цехов содержат токсичные соединения свинца, хрома, меди, цинка, а также цианиды, хлорофос и др.

В небольших количествах промышленные отходы могут содержать ртуть, вылитую из вышедших из эксплуатации приборов и установок.

Проблема минимизации экологического ущерба в условиях промышленного производства и в том числе машиностроительных и военно-промышленных отраслях может решаться в двух направлениях за счет:

повышения эффективности существующих методов очистки промышленных выбросов в окружающую среду (сточные воды, отработанные газы, дым и др. взвешенные частицы), ликвидации (переработки) твердых отходов;

внедрения новых альтернативных технологий (экологически чистых, безотходных) [4].

водный норма сброс загрязнение

ГЛАВА 2 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ НОРМИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ВОДОЕМОВ

В основу всех природоохранных мероприятий положен принцип нормирования качества окружающей природной среды, который заключается в установлении нормативов предельно допустимых воздействий человека на окружающую природную среду.

Проблема загрязнения среды в настоящее время приобрела глобальное значение. В водоемы планеты ежегодно сбрасывается около 700 км3 загрязненных вод. Погибают наиболее чувствительные организмы, разрушаются сбалансированные сообщества, ограничивается хозяйственное и рекреационное использование водоемов. Полное прекращение антропогенного загрязнения среды нереально, поэтому следует применять разумные меры ограничения поступления в водоемы токсикантов и загрязнителей, применять эффективную очистку вод.

В нашей стране за основу приняты «естественные» нормативы качества воды (т.е. базирующиеся на биологической оценке степени вредоносности нормируемого вещества как при разработке санитарно-гигиенических норм, так и рыбохозяйственных нормативов). Это является большим шагом по сравнению с «техническими» нормативами, так называемыми «standards», принятыми за основу в США. В последние годы там появились и биологические нормативы «criteria», но они не являются обязательными. Технические нормативы определяются возможностями существующих методов оценки сточных вод, и они более практичны. Биологические нормативы, в свою очередь, дают возможность оценивать реальное состояние водных экосистем и применять более эффективные методы ликвидации загрязнений.

Загрязнением водоемов называется любое отрицательное действие (нарушение или ухудшение условий водопользования), вызванное поступлением или появлением в водоеме веществ, связанных прямо или косвенно с деятельностью человека. Различают три вида загрязнений:

первичное загрязнение - вызванное поступлением загрязняющих веществ и процессами непосредственного их превращения. В цикле первичного загрязнения могут появляться вторичные и последующие загрязняющие вещества;

вторичное загрязнение - развивается как следствие первичного загрязнения и представляет собой новый цикл загрязнения;

повторное загрязнение - вызванное повторным выносом загрязняющих веществ вследствие первичного загрязнения. Например, вынос осевших на дно или вмерзших в лед нефтепродуктов во время паводка или таяния льда.

Источники загрязнения водных объектов могут быть организованными, с локализованным местом поступления и устройствами для сброса (хозяйственно-бытовые стоки, промышленные сточные воды); неорганизованными, не имеющими локализованного места сброса и устройств иди приспособлений для сброса (лесосплавы, смывы удобрений с полей, заносы пестицидов при авиаобработках); полуорганизованные, имеющие одно из двух перечисленных условий (буровые вышки, смывы с территорий складов, предприятий транспорта и др.).

По времени действия загрязнение водоемов может быть постоянным (поступающим в течение всей вегетационной части года), периодическим (водоем не успевает восстанавливать свои свойства в промежутках между поступлением загрязняющих веществ) и разовым (водоем успевает восстанавливаться).

Интенсивность прямого действия загрязняющих веществ оценивается следующими параметрами:

остролетальными концентрациями, вызывающими гибель живых организмов в течение нескольких часов до 10 суток;

хроническими летальными концентрациями, вызывающими гибель живых организмов в более длительные сроки;

сублетальными концентрациями (угнетающими), нарушающими основные жизненные функции - рост, размножение, обмен веществ;

стимулирующими концентрациями;

недействующими концентрациями.

Характер влияния загрязняющих веществ на водоемы и водные организмы подразделяются на три основные группы, которые принято называть лимитирующими показателями вредности (ЛПВ).

1. общесанитарный ЛПВ - включает в себя изменение трофии водоемов, снижение концентрации растворенного кислорода, изменение солености и температуры среды, механическое загрязнение твердыми и жидкими веществами.

2. токсикологический ЛПВ - отражает прямое токсическое действие веществ на водные организмы.

3. хозяйственный (рыбохозяйственный) ЛПВ - показывает порчу товарного качества промысловых водных организмов.

Существует две группы нормативов для загрязняющих веществ, поступающих в водную среду.

нормативы поступления загрязняющих веществ, при которых сохраняются охраняемые данным нормативом свойства водоемов и их населения, - предельно допустимый сброс (ПДС).

нормативы содержания, при которых охраняемые свойства водоема не нарушаются, - предельно допустимая концентрация (ПДК) [7].

ПДК устанавливается по наименьшей пороговой концентрации с учетом следующих сторон действия: стабильности вредных веществ в воде, влияния их на санитарный режим (способность к самоочищению) водоемов, влияния на органолептические свойства воды, влияние на здоровье населения, использующего воду. Указанные показатели относятся к ПДКВ и считаются санитарно-гигиеническими. Существует еще один вид ПДК, отражающий не только санитарно-гигиенические требования к качеству воды, но и экологические - ПДКР.В. (рыбохозяйственных водоемов).

Рыбохозяйственная ПДК - это такая максимальная концентрация загрязняющего вещества, при постоянном наличии которой в водоеме, не наблюдается отрицательных последствий для рыбохозяйственного использования водоема. Следует учитывать, что загрязняющие вещества в водоемах не всегда присутствуют постоянно. В этом случае используют значения предельно допустимых разовых концентраций (ПДРК). Это такая максимальная первоначально созданная в водоеме концентрация однократно попадающего туда вещества, при которой это вещество и вредные продукты его распада не вызывают отрицательных последствий для рыбохозяйственного использования водоема.

Рыбохозяйственное нормирование включает в себя следующие аспекты оценки влияния вещества на гидрохимический режим водоема (концентрация растворенного в воде кислорода, окисляемость по Кубелю, БПК5 и БПК20, изменение содержания трех форм азота - ионов аммония, нитритов и нитратов), на кормовую базу рыб (водоросли, зоопланктон и бентос), на микроорганизмы, на рост и развитие рыбы (икру, молодь и взрослых особей), ее товарные качества, а также оценку скорости разрушения загрязняющего вещества.

По степени опасности загрязняющих веществ для ПДКР.В. подразделяются:

1) особоопасные (ПДК с содержанием загрязняющих веществ менее 0,0001 мг/л), предусматривающие отсутствие вредного вещества в воде;

2) опасные (токсичные, но стабильные), лимитирующиеся по ПДК;

3) токсичные (стабильные и не накапливающиеся);

4) экологические, лимитирующиеся по общесанитарному ЛПВ.

Вторым нормируемым показателем, используемым для охраны водной среды от загрязнений, является предельно допустимый сброс (ПДС). В соответствии с ГОСТом, под предельно допустимым сбросом веществ в водный объект понимается масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

ПДС устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования, ассимилирующей способности водного объекта и оптимального распределения массы сбрасываемых веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. При сбросе веществ с одинаковыми ПДК ПДС устанавливается так, чтобы с учетом примесей, поступивших водоем или водосток от вышерасположенных выпусков, сумма отношений концентраций каждого вещества в водном объекте к соответствующим ПДК не превышала единицы.

Проекты ПДС разрабатываются и утверждаются для предприятий и организаций, имеющих или проектирующих самостоятельные выпуски сточных вод в водные объекты, прежде всего в зонах повышенного загрязнения в целях соблюдения ПДК в контрольных створах водопользования. Утверждаются проекты ПДС органами природопользования, комитетом охраны природы. Величины ПДС действительны только на установленный период, после чего подлежат пересмотру [2].

Предельно допустимый сброс (ПДС)- это масса нормируемого вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению хозяйствующим субъектом в установленном режиме в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе. ПДС - предел по расходу сточных вод и концентрации, содержащихся в них примесей - устанавливается с учетом ПДК веществ в местах водопользования (в зависимости от его вида), ассимилирующей способности водного объекта, перспектив развития региона и оптимального распределения массы загрязняющих веществ между водопользователями, сбрасывающими сточные воды. Величина ПДС должна гарантировать достижение установленных норм качества воды (санитарных или рыбохозяйственных) при наихудших гидрологических условиях для разбавления в конкретном водном объекте [7].

2.1 Основные виды загрязнения гидросферы

Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающих качество поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна и береговых водных объектов.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы: механическое - повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений; химическое - наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; бактериальное и биологическое - наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей; радиоактивное - присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах; тепловое - выпуск в водоемы подогретых вод тепловых и атомных ЭС [10].

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

Сточные воды разделяют на три группы: фановые, или фекальные; хозяйственно-бытовые, включающие стоки от камбуза, душей, прачечных и др.; подсланевые, или нефтесодержащие Для фановых сточных вод характерно высокое бактериальное загрязнение, а также органическое загрязнение (химическое потребление кислорода достигает1500-2000мг/л.). объём этих вод сравнительно невелик.

Хозяйственно бытовые сточные воды характеризуются невысоким органическим загрязнением. Эти сточные воды обычно сбрасываются за борт судна по мере образования. Сброс их запрещён только в зоне санитарной охраны [3].

Подсланевые воды образуются в машинных отделениях судов. Они отличаются высоким содержанием нефтепродуктов.

Производственные сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы: содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.

К первой группе относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно- туковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды. Сточные воды второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются органолептические показатели воды.

Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов - обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности. Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки. На жизнь населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно- бумажной промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме - беспозвоночных - неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей древесины и коры выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топляк нередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест.

Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в водоемы, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. Это затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления тонну воды. Каждая тонна нефти создает нефтяную пленку на площади до 12 кв. км. Восстановление пораженных экосистем занимает 10-15 лет.

Промышленные заводы отходами тяжелых металлов загрязняют реки. Тяжелые металлы концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут. Сточные воды, имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1л и более), подлежат захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары. Рост населения, расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом, парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.

Вызывает серьезное беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями, которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. В результате исследований, например, доказано, что инсектициды, содержащиеся в воде в виде суспензий, растворяются в нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных растений [8].

Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

В связи с интенсификацией животноводства все более дают о себе знать стоки предприятий данной отрасли сельского хозяйства.

Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических загрязнений водоемов.

В сточных водах обычно около 60% веществ органического происхождения, к этой же категории органических относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли) загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных и шерстомойных предприятий.

Серьёзной экологической проблемой является то, что обычным способом использования воды для поглощения тепла на тепловых электростанциях является прямая прокачка пресной озерной или речной воды через охладитель и затем возвращение её в естественные водоёмы без предварительного охлаждения. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется озеро площадью 810 га, глубиной около 8,7 м.

Электростанции могут повышать температуру воды по сравнению с окружающей на 5-15 С. В естественных условиях при медленных повышениях или понижениях температур рыбы и другие водные организмы постепенно приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды. Но если в результате сброса в реки и озёра горячих стоков с промышленных предприятий быстро устанавливается новый температурный режим, времени для акклиматизации не хватает, живые организмы получают тепловой шок и погибают.

Тепловой шок - это крайний результат теплового загрязнения. Результатом сброса в водоёмы нагретых стоков могут быть иные, более коварные последствия. Одним из них является влияние на процессы обмена веществ.

В результате повышения температуры воды содержание в ней кислорода падает, тогда, как потребность в нём живых организмов возрастает. Возросшая потребность в кислороде, его нехватка вызывают жестокий физиологический стресс, и даже смерть. Искусственное подогревание воды может существенно изменить и поведение рыб - вызвать несвоевременный нерест, нарушить миграцию

Повышение температуры воды способно нарушить структуру растительного мира водоёмов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого “цветения воды”.

Все перечисленные выше последствия теплового загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека. Ущербы, образовавшиеся в результате теплового загрязнения, можно разделить на: - экономические (потери вследствие снижения продуктивности водоёмов, затраты на ликвидацию последствий от загрязнения); социальные (эстетический ущерб от деградации ландшафтов); экологические (необратимые разрушения уникальных экосистем, исчезновение видов, генетический ущерб).

Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.

Мировое хозяйство сбрасывает в год 1500 куб. км сточных вод разной степени очистки, которые требуют 50-100-кратного разбавления для придания им естественных свойств и дальнейшего очищения в биосфере. При этом не учитываются воды сельскохозяйственных производств.

Мировой речной сток (37,5-45 тыс. куб. км в год) недостаточен для необходимого разбавления сточных вод. Таким образом, в результате промышленной деятельности пресная вода перестала быть возобновляемым ресурсом [14].

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА НОРМИРОВАНИЯ ПРЕДЕЛЬНО - ДОПУСТИМЫХ СБРОСОВ АО ПЗТМ

3.1 Характеристика предприятия как источник загрязнения

В административном отношении промплощадка АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» расположена в северо-восточной промышленной зоне г. Петропавловска Северо-Казахстанской области в 250 м западнее ТОО «Аксесс-Энерго ПТЭЦ-2», в 200 м восточнее ОАО «Петропавловский автобусный парк №1» и в 150 м северо-восточнее ОАО «Петропавловский троллейбусный парк». Ближайшая жилая застройка (жилой сектор) находится в 120 м к северо-западу.

Акционерное общество «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» является основным Казахстанским производителем нефтегазового и железнодорожного оборудования и располагает производственными мощностями с наличием всех технологических переделов, необходимых для выпуска этого оборудования.

Техника, изготавливаемая на АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» успешно эксплуатируется многими нефтедобывающими и нефтеперерабатывающими предприятиями Казахстана в том числе: «Узеньмунайгаз», «Эмбамунайгаз», «Актобемунайгаз», «Мангистаумунайгаз», «Узеньский газоконденсатный завод», Павлодарским, Шымкентским и Атыраусским НПЗ.

Начиная с 1994 г. АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» выпускает оборудование и путевой инструмент для ремонта и обслуживания верхнего строения железнодорожных путей. В 1999 году получено право на клеймо № 1222 МПС России и организовано серийное производство ответственных запасных частей к подвижному составу.

С 2001 года совместно с французской фирмой «Жейсмар», одним из мировых лидеров по производству машин и оборудования для строительства и обслуживания железнодорожных путей, обеспечено производство новых видов оборудования для ремонта и обслуживания путей, отвечающего мировым стандартам.

АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» имеет государственную (генеральную) лицензию на проектирование, изготовление, монтаж, ремонт, эксплуатацию химического, бурового, нефтепромыслового, геологоразведочного, горно-шахтного, энергетического оборудования, аппаратуры и систем контроля, а также подъемных сооружений, котлов, сосудов и трубопроводов, работающих под давлением.

В настоящее время АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» является одним из ведущих предприятий Казахстана по выпуску оборудования для нефтедобычи и нефтепереработки. Предприятием получены Генеральные лицензии на все виды производимой продукции, аккредитована заводская испытательная лаборатория на техническую компетентность.

Основные направления производственной деятельности:

оборудование для нефтедобычи и нефтепереработки;

оборудование для ремонта Ж.Д. путей;

оборудование для переработки сельскохозяйственной продукции;

энергетическое оборудование для ТЭЦ и тепловых сетей;

товары бытового назначения;

В 2003 году на АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» внедрена и применяется система менеджмента качества в соответствии с требованиями МС ИСО 9001:2000, сертифицированная органом сертификации TUV CERT.

Краткая характеристика технологии производства, формирующихся стоков и их воздействие на водные объекты

Широкий спектр направлений деятельности обуславливает качественное и количественное изменение компонентов окружающей среды, в том числе и негативное воздействие на гидросферу посредством сброса ливневых стоков в водный объект (р. Ишим); сброс производственных и коммунально-бытовых стоков осуществляется в систему городской канализации.

Ливневая канализация АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения» собирает поверхностный сток непосредственно с заводской и прилегающей территорий (Приложение В, рисунок В.2). Сброс этих вод осуществляется в р. Ишим в 787 км от ее впадения в р. Иртыш. По ливневому коллектору стоки поступают в ливнеприемник, а затем по самотечному железобетонному трубопроводу ?1300 мм направляются в пруд-отстойник полезной емкостью 11 тыс. м3.

Пройдя через блок фильтров, стоки по стальному трубопроводу ?600 мм, поступают в р. Ишим. Водовыпуск сосредоточенного типа, береговой.

Усредненный качественный состав ливневых сточных вод за 2004 г. представлен (Приложение В, таблица В.1).

Краткая характеристика, существующих очистных сооружений

Выходной бетонный оголовок пруда - отстойника оборудован блоком фильтров, предназначенным для очистки сточных вод от нефтепродуктов. Установка (Приложение В, рисунок В.2) совмещает в одном комплексе трехступенчатую очистку стоков. В первой ступени 6 кассет, заполненных обожженным коксом, расположенных горизонтально с целью медленного и равномерного поступления стоков на всю площадь фильтров. Во второй и третьей ступенях кассеты расположены вертикально; кассеты второй ступени заполнены коксом, третьей - синтетическим материалом (поролоном, синтепоном, пенополиуританом и т.п.). Применение фильтров тонкой очистки (3 ступени) обеспечивает высокое (до 95%) качество очистки стоков от нефтепродуктов. Эффективная работа блока фильтров обеспечивается за счет регулярной замены фильтрующих материалов. В летний период замена кокса осуществляется 1 раз в месяц, синтетических материалов - 2 раза в месяц. В зимний период замена производится по мере загрязнения, но не реже 1 раза в квартал. Существенным положительным моментом является повторное использование кокса после его обжига открытым путем [12], (Приложение В, рисунок В.3).

Полнота и достоверность данных о расходе сточных вод, используемых для расчета ПДС

Сбросные стоки с промплощадки и прилегающих территорий формируется за счет талых, дождевых и дренажных вод.

Годовое количество дождевых и талых вод, формирующихся в пределах промплощадки и предзаводской территории рассчитано согласно нижеследующего выражения:

Где , - среднегодовое количество дождевых и талых вод, мм (351);

,- коэффициент стока дождевых и талых вод (0.9-твердая поверхность 0.6-грунт);

- площадь бассейна водосбора (общая площадь -54 из них: кровля -14.7475; асфальт - 8.1), га.

Величины годовых сбросов, формирующихся за счет дождевых и талых вод с прилегающих территорий определены как максимальные из расчета водосборной площади. Результаты расчетов представлены (Приложение В.6), [18].

Величина дренажного стока уставлена согласно выражений 2 - 4 исходя из расчета самотечных трубопроводов, заключающегося в определении величин (уклон, наполнение и скорость) в холодный период (декабрь 2004 г.).



Где, - площадь живого сечения, м2;

- средняя скорость по сечению, м/с.

Где - коэффициент Шези;

- гидравлический радиус;

- гидравлический уклон.

Где, - коэффициент уклона, в интервале значений (0.17-1.30)?10-5;

Результаты расчетов представлены таблицей.

С учетом поверхностных (дождевые, талые) и дренажных вод сумарный сброс сточных вод представлен таблицей.

3.2 Расчет установления нормирования предельно - допустимых норм

Расчет кратности разбавления сточных вод в водотоке проведен согласно метода Фролова Б.А, Родзилера И.Д., который может быть применен при соблюдении неравенства 5 [3]:

Где - расход сточных вод, м3/с;

- расход воды водотока, м3/с.

Кратность разбавления (относительно водотока) определялась согласно выражения:

Где - расход сточных вод;

- расход воды водотока;

- коэффициент смешения.

Расчет коэффициента смешения, показывающего какая часть речного стока смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа проводили согласно выражения 7:

Где - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, (500 м);

- коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке;

Гидравлические характеристики водотока определялись согласно выражения

Где - коэффициент извилистости;

- - коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод;

- коэффициент турбулентности диффузии, м3/сек.

Для определения коэффициента турбулентной диффузии использовано выражение 9:

Где, - ускорение свободного падения, м2/сек;

- средняя скорость течения реки, м/сек;

- средняя глубина реки, м;

- коэффициент шероховатости ложа реки;

- коэффициент Шези.

Коэффициент Шези рассчитывался согласно выражения 10:

Где - гидравлический радиус потока, равный , м;

В соответствии с выше изложенным, исходные данные, а также расчетные величины показателя кратности разбавления сточных вод представлены таблицей 1.

Таблица 1. Исходные данные и расчетные значения показателей кратности разбавления

№	Расчетные коэффициенты	Значение
1	Расход сточных вод	0.0132
2	Расчетный расход водотока	2.2
3	Средняя глубина реки	2.0
4	Средняя скорость реки	0.4
5	Коэффициент шероховатости	0.04
6	Показатель степени Y	0.26
7	Коэффициент Шези	30.02
8	Коэффициент турбулентной диффузии	0.01
9	Коэффициент извилистости	1
10	Коэффициент водовыпуска	1
11	Коэффициент гидравлических условий	0.76
12	Расстояние до контрольного створа	50
13	Коэффициент смешения	0.72
14	Кратность разбавления	120.39

При определении концентраций допустимых к сбросу исходили из ассимилирующей способности водотока и фактических концентраций загрязняющих веществ в сточных водах.

Основная расчетная формула для определения соответствует выражению

Где - кратность разбавления сточных вод в водотоке;

- предельно-допустимая концентрация вещества в воде водотока, мг/дм3;

- фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке, мг/дм3.

Результаты расчетов, а также принятые значения Спдс соответствуют нижеследующему [13]:

1. Взвешенные вещества:

мг/дм3

мг/дм3

2. БПКп:

мг/дм3

мг/дм3

3. Нефтепродукты:

 мг/дм3

4. Калий + Натрий:

мг/дм3

мг/дм3

5. Аммоний солевой:

мг/дм3

мг/дм3

6. Кальций:

мг/дм3

мг/дм3

7. Магний:

мг/дм3

мг/дм3

8. Железо общее:

мг/дм3

9. Медь:

- нет;

мг/дм3

10. Цинк:

- нет;

мг/дм3

11. Марганец:

- нет;

мг/дм3

12. Ртуть:

- нет;

мг/дм3

13. Хром:

- нет;

мг/дм3

14. Хлориды:

мг/дм3

мг/дм3

15. Сульфаты:

мг/дм3

мг/дм3

16. Нитраты:

мг/дм3

мг/дм3

17. Нитриты:

мг/дм3

мг/дм3

Величины ПДС определялись как произведение максимального часового расхода стоков (м3/час) на допустимую к сбросу концентрацию загрязняющего вещества (г/м3) согласно уравнения 12:

Результаты расчетов представлены таблицей 2.

Нормативы сброса загрязняющих веществ в р. Ишим со сточными водами АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения»на период 2005-2007 гг.

1. Предприятие: АО «Петропавловский завод тяжелого машиностроения»;

2. Категория сточных вод: ливневые;

3. Водоприемник: р. Ишим;

4. Категория водопользования: рыбохозяйственная

5. Утвержденный расход сточных вод 417.41 тыс. м3/год; 47.65 м3/час;

6. Утвержденный состав и свойства сточных вод: см. таблица 2

Таблица 2. Состав сточных вод

Показатель	Факт.конц., мг/дм3	ПДК в водоеме, мг/дм3	Утвержденная концентрация, мг/дм3	Концентр.в контрольном створе, мг/дм3	Допустимый сброс*
					г/час	т/год
Взвешенные вещества	35	8.25	35	8.25	1667.75	14.6093
БПКп	4.6	3	4.6	3	219.19	1.92007
Нефтепродукты	0.17	0.05	0.17	0.17	8.10	0.07096
Калий + Натрий	260	170	260	170	12389.0	108.526
Аммоний солевой	1.4	0.5	1.4	0.5	66.71	0.58437
Кальций	140	180	140	180	6671.00	58.4374
Магний	100	50	100	50	4765.00	41.7410
Железо общее	0.35	0.1	0.35	0.35	16.68	0.14609
Медь	0.022	0.001	0.022	0.022	1.05	0.00918
Цинк	0.05	0.01	0.05	0.01	2.38	0.02087
Марганец	-	0.01	0.01	0.01	0.48	0.00418
Ртуть	-	0.0001	0.0001	0.0001	0.0048	0.00004
Хром	0.035	0.005	0.035	0.005	1.67	0.01460
Хлориды	350	300		350	16677.5	146.093
Сульфаты	300	100	300	100	14295.0	125.223
Нитраты	10	40	10	40	476.50	4.17410
Нитриты	0.22	0.08	0.22	0.08	10.48	0.09183
*:Нормативы по БПКп - размерность значений, гО2/час, тО2/год.

7.2 Свойства сточных вод:

а) плавающие примеси (вещества) - отсутствуют;

б) привкусы - нет;

в) окраска - отсутствует;

г) реакция рН - 6.5-8.5;

д) растворенный кислород 4-6 мг/дм3;

е) Coli индекс - 1000.

Предложения по предупреждению аварийных сбросов сточных вод

В связи с сезонными особенностями изменения качественного и количественного состава воды водного объекта - приемника сточных вод (на уровне фоновых концентраций), динамикой расхода воды водотока (весеннее половодье, летняя и зимняя межень), существенной зависимостью объемов ливневых стоков от ряда климатических параметров (количество атмосферных осадков, температурные режимы и др.), с целью предупреждения аварийного сброса, в том числе и на уровне ПДС, предлагается:

произвести перерезку в системе водоотведения корпуса № 2 с целью исключения технической возможности попадания сточных вод в ливневый коллектор;

разработать программу производственного мониторинга воздействия ливневых сбросов на водный объект - приемник сточных вод (р. Ишим), утвердить ее на предприятии, согласовать с Северо-Казахстанским областным территориальным управлением охраны окружающей среды и обеспечить выполнение собственными силами в соответствии с принципиальной возможностью на уровне испытательной лаборатории:

обеспечить должный контроль за количественным гидрохимическим составом сточных вод в особенности, за содержанием железа, нефтепродуктов, нитратов, нитритов, аммония солевого в период половодья водотока (март-апрель) и за содержанием хлоридов, сульфатов, калия+натрия, кальция и магния в период глубокой межени р. Ишим (июль, ноябрь - февраль) [15], [16].

При согласовании нормативов ПДС и контрольного створа предприятие обязано самостоятельно (либо на договорной основе с привлечением сторонних уполномоченных организаций) обеспечить контроль за содержанием нижеследующего перечня загрязняющих веществ в ливневых стоках[17]:

Взвешенные вещества

БПКп

Нефтепродукты

Калий + Натрий

Аммоний солевой

Кальций

Магний

Железо общее

Хром

Хлориды

Сульфаты

Нитраты

Нитриты

Методы контроля качества сточных вод, отводимых в водный объект - приемник сточных вод, периодичность проведения анализов определяются (самостоятельно предприятием либо сторонней организацией) в соответствии с утвержденными санитарными нормами качества воды, методами и методиками контроля и включаются в программу производственного мониторинга [20].

Заключение и выводы

В настоящее время во всём мире, в том числе и в Казахстане, остро стоят проблемы различных загрязнений воды. Ни один город и ни одно предприятие не может обойтись без потребления воды . Зачастую воды использованные на различные нужды становятся не пригодными для дальнейшего использования , то есть загрязняются. Таким образом образуются бытовые, производственные и атмосферные сточные воды.

Наиболее сложны по составу сточные воды промышленных предприятий. На формирование производственных сточных вод влияет вид перерабатываемого сырья, технологический процесс производства, применяемые реагенты, промежуточные изделия и продукты, состав исходной воды, местные условия и др.

Для повторного использования, а так же для выпуска в водоёмы, сточные воды всё больше подвергают очистке. В зависимости от степени их загрязнённости и наличия средств применяют различные методы очистки сточных вод.

Выводы:

Рассмотрены воздействия деятельности тяжелого машиностроения на объекты ОС. Таким образом, машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая составляющая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды.

Первичное загрязнение - вызванное поступлением загрязняющих веществ и процессами непосредственного их превращения. В цикле первичного загрязнения могут появляться вторичные и последующие загрязняющие вещества; вторичное загрязнение - развивается как следствие первичного загрязнения и представляет собой новый цикл загрязнения; повторное загрязнение - вызванное повторным выносом загрязняющих веществ вследствие первичного загрязнения.

Значения ПДС устанавливались расчетным путем в соответствии с установлением совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды водного объекта. Была выведена основная расчетная формула.

Список литературы

Дикань В.Л., Дейнека А.Г., Позднякова Л.А., Михайлов И.Д., Каграманян А.А. Основы экологии и природопользования. Учебное пособие Харьков: ООО «Олант», 2002.- С.228-229

Родзиллер И.Д. Прогноз качества воды водоемов - приемников сточных вод. М.: Стройиздат, 1984, - 263 с. ил. (Охрана окружающей природной среды).

Водный Кодекс Республики Казахстан (ст.39, )

Под редакцией Соколова В.Н Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков/ - Москва: Стройиздат, 1992 г.

Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты Республики Казахстан со сточными водами. - Алматы. 1994.35 с.

Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. - М.: Химия, 1996. - 345 с.

Правилами охраны поверхностных вод Республики Казахстан

Инструкция по контролю за работой очистных сооружений и отведением сточных вод. Астана. 2002. - 12 с.

Временные методические указания расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков. Ленинград. 1983. - 51 с.

Временные методические указания по прогнозированию химического состава поверхностных вод на трассах переброски стока северных и сибирских рек. Новочеркасск. 1979.

Государственный водный кадастр Республики Казахстан. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Выпуск 2. Бассейн реки Ишим, Алматы. 2002.

Государственный водный кадастр Республики Казахстан. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Выпуск 2. Бассейн реки Ишим, Алматы. 2003.