Чорна металургія

ВСТУП.

Тема: Розвиток продуктивних сил та антропогенний вплив на навколишнє середовище

План.

1. Зростання масштабів виробництва та його вплив на довкілля. Промисловий комплекс і проблеми раціонального природокористування.

2. Екологічні проблеми теплової, атомної та гідроенергетики. Альтернативні джерела енергії.

3. Особливості впливу агропромислового комплексу на навколишнє середовище, забруднення довкілля добривами та пестицидами

4. Транспортна система як споживач палива, джерело шуму і забруднення навколишнього середовища.

5. Урбанізація, її вплив на природу і здоров’я населення. Урбоекологія.

Життя може існувати лише в межах певного рівня організації матерії, а реалізація життєвих процесів можлива лише при створенні ряду умов, сформульованих у 1941 р. Л. Лафлером:

1. Життя може виникнути і розвиватися лише в процесі поділу матерії на елементи. Оточення живих істот складається з численних елементів, здобування яких уможливлює реалізацію процесів росту і розвитку організмів.

2. Життя може існувати лише в таких термічних умовах, в яких можуть з'явитися і існувати складні органічні сполуки. Життя належить до "холодних" явищ, які відбуваються в нижній шкалі температур (від -270 до +150°С). Однак більшість організмів витримує температуру від 0 до 80°С. Оптимальна температура, при якій проявляється найвища активність організмів, – у межах 0-30°С.

3. Життя може існувати лише в окреслених умовах щільності і тиску матерії.

4. Для існування життя обов'язковим є наявність у середовищі джерел енергії та сировини як основи життєвих процесів.

5. Середовище, в якому існує життя, мусить бути позбавлене ультрафіолетового опромінення, яке у великій кількості є вбивчим для усіх організмів.

З екологічної точки зору життя не є винятковим явищем у Всесвіті, пов'язаним виключно з нашою планетою. Воно може існувати там, де виконуються умови Лафлера. В астрономічному масштабі ці умови можуть здійснитися, якщо:

1. Довкола зірок, які є джерелом енергії, існує планетарна система.

2. Орбіти планет є близькими до кола, внаслідок чого кількість енергії, що надходить до планети від зірки, є сталою.

3. Планети обертаються довкола власної осі, внаслідок чого вся їхня поверхня нагрівається рівномірно.

4. Поверхня планети розділена на три шари: літосферу, гідросферу й атмосферу, що забезпечує стабільність умов середовища й уможливлює утворення та становлення біосфери.

Біосфера поділена на дві частини: фітосферу і зоосферу. Фітосфера займає об'єм в 280 млн км куб, зоосфера – в п'ять разів більший – 1400 млн км куб. Однак фітосфера має біомасу в тисячі разів більшу, ніж зоосфера: 2487 км куб проти 1 км куб. Водночас видовий склад зоосфери є багатшим (1500 тис. видів), ніж фітосфери (300 тис. видів). Біосфера разом з геосферою творять, за В.І. Вернадським, біокосне тіло, яке перебуває в постійному розвитку. Тому пошук нижчих структур у класифікації факторів біотичного й абіотичного середовища не припиняється завдяки їх розмаїттю і різним підходам до їх виділення. Особливість полягає в тому, що біотичні чинники проявляються у взаємодії організмів, тоді як абіотичні діють комплексно: водночас фізичні і хімічні. Тому поділ на дві групи факторів є недосконалим. Наприклад, фактором середовища є корм, який для зелених рослин є абіотичним чинником, а для тварин – біотичним.

1. ЗРОСТАННЯ МАСШТАБІВ ВИРОБНИЦТВА ТА ЙОГО ВПЛИВ НА ДОВКІЛЛЯ. ПРОМИСЛОВИЙ КОМПЛЕКС І ПРОБЛЕМИ РАЦІОНАЛЬНОГО ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ.

У міру розвитку продуктивних сил, розгортання НТП зростає інтенсивність індустріального втручання людини в «справи» природи. Індустріальний розвиток перетворює всю планету в арену практичної діяльності людей.

В даний час вживаються майже всі поновлювані природні ресурси, і ступінь використання кожного з них все більше наближається до прибуткової частини їхнього балансу. За оцінками, використовується близько 70% всього грунту, придатного для сільськогосподарського виробництва при сучасних методах його ведення, близько 50% приросту лісів, близько 10% прісної води стоку річок, близько 70% приросту популяції основних промислових риб.

У процесі розвитку світової економіки стан природних систем, які забезпечують цей розвиток, погіршувався. За окремими оцінками, вже в середині 50-х років аграрний сектор зіткнувся з порогової ситуацією, коли чисельність населення планети постійно збільшувалася, а можливості розширення сільськогосподарських угідь вже були практично вичерпані.

Важливу роль в існуючих екологічних системах, у світовій економіці грає рибне господарство. Поставляючи приблизно 16 кг живої ваги риби та продуктів моря на душу населення, світове рибне господарство забезпечує близько 23% всіх споживаних тваринних білків. Швидке зростання вилову риби в 50-60-ті роки створив ілюзію невичерпності рибних запасів. В результаті до початку 80-х років 17 основних місць заготовки морських продуктів використовувалися до межі, а дев'ять промислових зон перебували у стані занепаду. Одне з них - місце лову знаменитих перуанських анчоусів, яке щорічно могло б давати близько 9 млн т. За причини невдалого ведення рибне господарство щорічно недоотримує близько 9 млн т потенційного улову. Вперше за останні десятиліття відбулося скорочення вилову риби з 100 млн т в 1965 р. до 96-98 млн т в 90-і роки (щорічно). Проте до цих пір вилов риби на 25% перевищує рівень, необхідний для стійкого відтворення рибних запасів в океанських водах.

Ліси, є важливим джерелом промислової сировини, відіграють важливу роль у збереженні грунту і води, підтримці здорової атмосфери і біологічного різноманіття рослинного і тваринного світу. До теперішнього часу винищено до 2/3 покривають землю лісів, головним чином у Західній Європі, де деревне вугілля використовувалося для виплавки металів. Нині ліси опиняються під загрозою виродження. За рахунок лісів розширюються сільськогосподарські угіддя, пасовищне тваринництво. Триває хижацький лісоповал. За 80-90-і роки площа лісів скорочувалася на 0,2-0,3% у середньому в рік, в індустріальних країнах вона майже не змінилася, а в країнах, що розвиваються площа природних лісів значно зменшилася.

У міру розширення господарської діяльності населення, зростання його чисельності можливості природи задовольняти його потреби зменшуються. Все більша частина біологічної енергії йде на забезпечення потреб людини. Частка, що залишається на підтримку інших видів і збереження цілісності природних систем стає все менше, що може призвести до руйнування екологічних систем.

Велику тривогу практично у всіх країнах миру викликає загроза забруднення навколишнього середовища - одного з проявів незворотного порушення рівноваги між людиною і природою. Вплив матеріального виробництва на природу став настільки інтенсивним, що їй не вдається за рахунок власних сил і механізмів компенсувати порушення екологічної рівноваги.

Загрозливо зростає забруднення атмосфери і води промисловими викидами. Головні джерела викидів в атмосферу - виробництво і споживання енергії. За 1970-2000 рр.. темпи приросту загальних викидів дещо скоротилися, але абсолютні їх розміри зростають і досягають величезних обсягів - 60 - 100 млн т зважених часток, оксидів азоту, сірки, 22,7 млрд т двоокису вуглецю (1990 р. - 16,2 млн т.). У зв'язку з цим в останні десятиліття значно зросла концентрація газів, твердих зважених часток в атмосфері, а також хімічних елементів, що зменшують озоновий шар. Концентрація газів, що викликають парниковий ефект, - метану, азоту, сполук вуглецю - істотно збільшилася. До промислового перевороту концентрація парникових газів залишалася відносно стабільною (0,0028% обсягу атмосфери). Останнім часом вона складає 0,036%, що викликано різними видами виробничій діяльності. Вважається, що парникові гази зберігаються в атмосфері сто та більше років.

Серйозною проблемою навколишнього середовища є ризик зміни клімату. Клімат Землі був відносно стійкий, зміни температури протягом століття не перевищували 1 ° С. У XX ст. в порівнянні з шістьма століттями клімат потеплішав - температура підвищилась на 0,5 °. Земні і водні екологічні системи, соціоекологічні системи (сільське господарство, риболовля, лісівництво та водні ресурси) життєво важливі для розвитку людини, і всі вони чутливі до зміни клімату. Підвищення температури може призвести до подальшого підвищенню рівня океану, який за останнє сторіччя піднявся на 10-25 см. Але оскільки більше третини людства живе на відстані 60 км від берегової лінії, то кількість людей, які опиняться на положенні переселенців, може досягти безпрецедентних масштабів.

Виникла загроза руйнації озонового шару нижніх в шарах атмосфери. Відбувається забруднення водних систем й грунту. В останні роки на полях розсіюється близько 150 млн т мінеральних добрив в рік і понад 3 млн т отрутохімікатів. Зі збільшенням числа що знаходяться в навколишньому середовищі різних видів хімічних сполук виникає реальна загроза їх сумісної дії в результаті взаємних реакцій за участю непередбачуваних каталізаторів. Як відзначають фахівці, що навіть при низьких концентраціях можливо накопичення негативних ефектів від дії різних хімічних сполук.

Для розвитку людини і її виробничої діяльності життєво необхідна проста вода. Вона має також особливе значення для нормального життя природи. В багатьох частинах світу спостерігаються загальний брак, поступове знищення і зростаюча забруднення джерел прісної води. Це викликається збільшенням необроблених стічних вод, промислових відходів, втратою природних площ водозабірних, зникненням лісових масивів, неправильними методами ведення господарства і т.д..

Сучасний виробництво створює загрозу руйнування вихідних умов життя людей на Землі, а в ряді випадків воно переступило можливий кордон. Прикладом тому є руйнація цінних об'єктів природи, зникнення ряду різновидів рослинної світу і деяких видів диких тварин. За оцінками, після 1600 зникло понад 100 видів птахів, безхребетних, ссавців, близько 45 видів риб, 150 видів рослин. Зменшення біологічного різноманіття представляє серйозну загрозу розвитку людського суспільства. Наявність необхідних товарів і послуг залежить від розмаїтості і мінливість генів, біологічних видів, популяцій та екосистем. Біологічні ресурси годують та одягають людини, забезпечують житлом, ліками, духовним хлібом. Так, близько 4,4% ВВП США отримують за рахунок диких видів. Найбільша економічна вигода від біологічного різноманіття виявляється в медицині.

Особливий вплив на стан навколишнього середовища і природокористування мають аварійні ситуації техногенного характеру, промислові катастрофи. У 1984 р. в Індії 2500 людей загинуло і десятки тисяч отримали отруєння, коли стався викид токсичного газу в Бхопале підприємства американської хімічної корпорації «Юніон карбайд». Двома роками пізніше відбувся вибух ядерного реактора в Чорнобилі. 135 тис. чоловік були евакуйовані, а радіоактивне забруднення торкнулося значну територію. Через якийсь час інше пригода на хімічному заводі в Сандоз в Швейцарії стало причиною екологічної катастрофи в Західній Європі.

Величезний шкоди довкіллю завдають військові дії, застосування зброї масового ураження. Під час війни у В `єтнамі американська авіація скинула понад 15 млн л дефоліантів. Уражена територія в 38 тис. кв. км на декілька десятиліть перетворилася на пустелю мляву, понад 2 мільйони людей опинилися отруйними речовинами ураженими.

Ряд економістів вважає, що якщо темпів економічного зростання за характер господарської активності, способи вирішення конфліктів збережуться, то зростання втрат може перевищити вигоди даного типу розвитку, а це буде означати початок ери «антиекономічні» розвитку, що веде до бідності, а не до багатства.

Наукові наслідки усвідомлення господарської діяльності відноситься до XVI ст. і пов'язані з ім'ям німецької натуралиста Г. Агріколі. Він зазначав, що внаслідок розвитку гірничорудної діяльності стали псуватися родючі землі, вирубувати ліси, забруднюватися річки, а від риття копалень виникає більше шкоди для людей, ніж вигод від тих руд, що з них видобуваються. Однак на відміну від Індії, Китаю в Європі запанували концепції Альберта Великого та Роджера Бекона, які стверджують необмежене панування людини над природою. Вони домінували в економічному світогляді суспільства до останньої чверті XX ст.

- вплив виробництва на навколишнє середовище є прийнятним, якщо в процесі обміну речовиною, енергією та інформацією з природними компонентами кількісні зміни в природному середовищі не перевищують гранично допустимих значень;

- вплив виробництва на навколишнє середовище є неприйнятним, якщо в процесі обміну речовиною, енергією та інформацією з природними компонентами в природному середовищі відбуваються якісні та кількісні зміни (порушення і забруднення) компонентів природного середовища, що перевищують гранично допустимі нормативні показники.

Для характеристики впливу на навколишнє середовище в загальному випадку можна використовувати такі уніфіковані показники як:

- інтенсивність впливу – характеристика величини порушення чи забруднення в одиницю часу (кг/год, га/рік тощо) – використовується для нормування викидів підприємства в повітряний та водний басейн, площі порушення і рекультивації земель тощо;

- ступінь впливу – характеристика відносної величини надходження забруднень (забруднюючих речовин) в навколишнє середовище від загальної кількості виділеної (у вигляді викиду чи скиду) речовини, а також порушеності компоненту від загальної його площі чи кількості; ступінь впливу визначається у % і використовується при плануванні показників роботи очисних споруд тощо;

- небезпека впливу – характеристика (у відносних величинах) співвідношення між реальною та нормативною величиною впливу (ГДК, ГДВ тощо). Якщо таке співвідношення більше 1 то небезпека існує.

Часто вживаному при екологічних оцінках терміну «раціональне використання природних ресурсів» дати вичерпне визначення надзвичайно важко – через високу смислову ємність і соціально-економічну масштабність цього поняття, його спрямованість на багато аспектів життя суспільства. Критерії раціональності щодо об’єктів дослідження різні – раціональність чи нераціональність певного способу використання природних ресурсів залежить від поставленої мети.

Те, що раціональне з позиції економічних інтересів видобувної промисловості, невигідне для сільськогосподарського виробництва, а те, що рентабельне для хімічного підприємства, нераціональне з точки зору населення, яке проживає в безпосередній близькості до нього. Більш менш точно визначитись в кожному конкретному випадку можна лише з’ясувавши відповідь на питання:

1) який рівень обміну речовин між суспільством і природою є оптимальним даному етапі розвитку людства, країни;

2) який зміст вкладається в поняття комплексного використання ресурсів.

Процеси виплавки чавуну і переробки його на сталь супроводжуються викидом в атмосферу різних газів. Викид пилу в розрахунку на 1т. передільного чавуну складає 4,5 кг., сірчистого газу - 2,7 кг. і марганцю 0,5 - 0,1 кг. Разом з доменним газом в атмосферу в невеликих кількостях викидаються також сполуки миш'яку, фосфору, сурми, свинцю, пари ртуті і рідких металів, ціанистий водень і смолисті речовини.

Значним джерелом забруднення повітря сірчистим газом є агломераційні фабрики. Під час агломерації руди відбувається вигоряння сірки з тиритів. Викид сірчистого газу при агломерації може бути у розмірі 190 кг. на 1 т. руди, тобто одна стрічкова машина дає близько 700 т. сірчистого газу за добу.

Значну роль у забрудненні атмосфери грають викиди мартенівських і конверторних сталеплавильних цехів. При веденні мартенівського процесу пил утворюється з металевої шахти (сталевий брухт при її окислюванні, зі шлаку, руди, вапняку, що йдуть на окислювання домішок шихти, і з доломіту, що застосовується для заправлення підлоги печі). У період кипіння сталі виділяються також пари окисів шлаку і металу, гази. Розміри часток пилу не перевищує 3 мкм. При безкисневому процесі на 1 т. мартенівської сталі виділяється 3000 - 4000 м³ газів з концентрацією пилу в середньому 0,5 г/м³. У період подачі кисню в зону розплавленого металу пилоутворення багаторазово збільшується, досягаючи 15-52 г/м³. Крім того, плавлення сталі супроводжується вигорянням деякої кількості вуглецю і сірки, у зв'язку з чим у газах мартенівських печей, що відходять при кисневому дутті, міститься до 60 кг. окису вуглецю і до 3 кг. сірчистого газу в розрахунку на 1 т. виданої сталі. Головною особливістю конверторного процесу є одержання сталі з рідкого чавуну без застосування палива. Димові гази, що утворюються, складаються з часток окисів кремнію, марганцю і фосфору. У складі диму міститься значна кількість окису вуглецю - до 80%. Концентрація пилу в газах що відходять, складає приблизно 15 г/м³. Основна маса пилу -90%, складається з часток розміром 0,2 -1 мкм.

Сучасні заводи чорної металургії в більшості випадків мають у своєму складі цехи коксування вугілля і відділення по переробці коксового газу. Коксохімічні підприємства забруднюють атмосферне повітря пилом і сумішшю летких сполук. При коксуванні 1т. вугілля утворюється 300-320 м³ коксового газу. У його сполуки входять: водень - 50-62% (об'ємних), метан -20-34%, окис вуглецю - 4,5-4,7%, вуглекислий газ -1,8-4%, азот - 5-10%, вуглеводні - 2-2,6% і кисень -0,2-0,5%. У деяких випадках, наприклад, при порушенні режиму роботи батарей коксування чи допоміжних відділень утилізації, в атмосферу викидаються значні кількості неочищеного коксового газу.

Дата добавления: 2014-01-04