Оценка экологического риска по району воздействия предприятия по производству кирпича

Содержание

Введение………………………………………………………………………….. 3

Глава 1 Физико-географический и хозяйственный очерк района …………….5

Глава 2 Характеристика техногенных  воздействий, наблюдаемых на данной территории……………………………………………………………...…………7

Глава 3 Оценка геологического состояния рельефа территории………………9

Глава 4 Технология производства силикатного кирпича.…………….……11

Глава 5 Оценка экологического риска по району воздействия предприятия по производству кирпича…. ……...…………………………..…………………..15

Заключение………………………………………………………….……………17

Список литературы…………………………………………………………...….19

Приложение………………………………………………………………………20

Введение

Экономическая проблема охраны окружающей среды заключается в  оценке ущерба, нанесенного загрязнением атмосферы, водных ресурсов, разработкой  и использованием недр.

Актуальность исследования проблемы экологического риска обусловлена  тем, что при выявлении основных техногенных нагрузок, появляется возможность  сокращения экологического, а также  экономического ущерба.

Целью написания работы является получение навыков самостоятельной  работы по оценке геоэкологических условий  заданной территории, составления геоэкологической карты местности и разработки заключения техногенном воздействии  конкретного технического объекта  на данную экосистему.

Для выполнения данной цели поставлены следующие задачи:

• Создать геоэкологическую карту территории
• Составить физико-географический очерк района
• Охарактеризовать техногенные воздействия наблюдаемые на территории.
• Оценить геоэкологическое состояние рельефа территории
• Оценить экологический (токсикологический) риск по району воздействия заданного промышленного объекта.

Объектом исследования является Эльблонг - город в Варминско-Мазурском  воеводстве Польши.

Субъектом исследования является экологический риск воздействия  завода по производству силикатного  кирпича.

Для написания работы была использована учебная литература по следующим дисциплинам: физическая география, землеведение, геоэкология  и экология. Также для написания  работы был использован географический атлас.

Глава 1 Физико-географический и хозяйственный очерк района

Исследуемая территория расположена  в северо-восточной части Польши, на территории Варминьско-Мазурского воеводства, которое расположено на мазурском поозерье.[6]

Мазурское поозёрье— озёрное  плато на северо-востоке Польши, формирующее юго-восточную часть  Балтийской гряды между нижним течением реки Висла и средней частью бассейна реки Неман. Преобладает ледниково-аккумулятивный рельеф с большим количеством моренных холмов высотой до 317 м и межморенных котловин, часто занятых озёрами (всего около 2.700 озёр общей площадью около 1.450 км²), соединёнными многочисленными реками.[2]

  Для мазурского поозерья характерны западно-восточный перенос воздушных масс и неустойчивая погода. Влажные и облачные периоды часто сменяются сухими и ясными. Средние температуры июля 16°. Зимы неустойчивые, но относительно холодные, со средними температурами января от –7° C до –1° C. Снег лежит до трех месяцев в году. Реки в холодные зимы замерзают на 2–4 мес.

     Средняя годовая  сумма осадков 530 мм. В северной части страны самым влажным временем года является лето; больше всего дождей выпадает в июле. [5]

  Почвы преимущественно  малоплодородные, но чрезвычайно  разнообразные. Песчаные, подзолистые (в них выщелочены ценные растворимые минералы), для сельскохозяйственного использования требуют удобрений. Преобладают сосновые и смешанные леса; имеются торфяные болота, многочисленны верещатники. Много лугов. Значительная часть Мазурского поозёрья распахана (выращиваются рожь, картофель, на востоке — лён).

В этом районе находится  около 90 заповедников, в которых  охраняется как флора, так и фауна. Водятся дикие кабаны, олени,  серна,  лось,   зубры,  цапли,  лебеди и другие птицы и животные.[1]

Исследуемая территория малонаселенна. На северо-востоке карты расположен населенный пункт Ивановка (88 дворов). В центральной части карты  расположен населенный пункт Демидово (45 дворов).

На юго-востоке карты  расположено небольшое озеро  площадью около 0,000448 км². На севере территории также расположено небольшое озеро площадью около 0,000234 км². Таким образом, можно сделать вывод, что территории в недостаточной мере обеспечена водными ресурсами.

На исследуемей территории встречаются локальные участки  зеленных насаждений площадью от 0,025 км² до 0,000218 км².

На юго-востоке карты  расположен карьер по добыче глины,  карьер находиться в разработке, продукты добычи перерабатываются на, расположенном вблизи, кирпичном заводе.

Глава 2. Характеристика техногенных воздействий, наблюдаемых на данной территории

С точки зрения классификации  техногенных воздействий на природно-техническую  систему (по Трофимову, Королеву, Герасимовой), можно охарактеризовать присутствующие техногенные системы. На территории присутствуют поселения, в которых  построены здания, различные сооружения, так же есть автомагистрали. Это  физический класс воздействия, механический подкласс, уплотненный тип воздействия. Они оказывают определенный вид  воздействия на окружающую среду, такие  как статистическое, виброуплотнение, укатывание, трамбование. Разновидность  их воздействия постоянна; по размеру  площадное воздействие - объемное; по положению наземное. Все это приводит к деградации или изменению природных  биогеоценозов.

Из физического класса воздействия на исследуемой территории отмечается электромагнитный подкласс. На карте присутствуют города, которые  снабжены линией электропередач. Это  воздействие в виде электрообработки и электросиликации. Электросиликация ускоряет темпы проведения работ  и улучшает качество крепление грунта. Асфальтовое покрытие дорог оказывает  физико - химическое, гидратное воздействие.

На данной территории расположен завод по производству кирпича. Промышленность строительных материалов оказывает химическое воздействие по типу загрязнения щелочного вида, также механическое воздействие, подкласс  термическое воздействие, тип нагревание, вид обжиг. Данные воздействия постоянные, объемные, целенаправленные, наземные, средней интенсивности.

Основным источником воздействия  на окружающую среду являются пылевые  выпадения в атмосферу, характеризующиеся широким спектром поллютанов. Состав выбросов глиноземного производства определяет щелочной характер снеговых вод и способствует миграции в почвы и природные воды экологически опасных элементов металлов, сульфатов и хлоридов (свинец, барий, хлор, бериллий).

Глава 3 Оценка геологического состояния рельефа территории

Площадь техногенного рельефа.

Общая площадь техногенного рельефа определяется как сумма  площадей, занятых населенными пунктами, дорогами, и промышленными объектами:

S_жд=1,3*0,018=0,0156 км² ;

S_{шоссе(17)}= 3,5*0,017=0,07 км²;

S_{шоссе(8)}= 1*0,008=0,008 км²;

S_{д.грунтовая}=7,7*0,004=0,0308 км²;

S_{населенных пунктов} = S_{ивановка}+S_{демидово};

S_{ивановки} =188*16/100*0,01=0,3008;

S_{демидово} =76*16/100*0,01=0,1216;

S_{населенных пунктов} = S_{ивановка}+S_{демидово}=0,3008+0,1216=0,4224 км²;

S_завода=33 /4*0,01= 0,0825 км²;

S _{техногенного рельефа}=S_завода +S_жд+ S_{шоссе(17)}+ S_{шоссе(8)} +S_{д.грунтовая}+ S_{населенных пунктов}=0,0156 км² +0,07 км²+0,008 км²+0,0308 км²+ 0,4224 км² +0,0825 км²= 0,6293 км².

Рассчитаем площадь техногенного рельефа (S_%) в процентах от общей площади.

S_общая=14*15*0,01=2,1 км²;

S _%= S_{техногенного рельефа} / S_общая * 100 =0,6293 /2,1* 100 =30%

На основе классификации экологического состояния (Приложение А)  данная территория находиться в состоянии кризиса.

Техногенный размах рельефа

Определяется как разность высот между максимальной точкой рельефа, находящейся на техногенном  элементе рельефа и минимальном  высотной отметкой на техногенном элементе рельефа. Максимальной точкой рельефа, находящейся на техногенном элементе рельефа является насыпь высотой 2 метра. Минимальном высотной отметкой на техногенном элементе рельефа является карьер с глубиной 15 метров

Техногенный размах рельефа= h_насыпи +_{hкарьера}=15+2= 17 метров

Техногенный размах рельефа  составляет 17 метров. На основе классификации экологического состояния (Приложение А)  данная территория находиться в состоянии риска.

По показателям техногенных  изменений рельефа можно сделать  вывод, на данной территории сложены весьма сложные инженерно-геологических условий.

Глава 4 Технология производства силикатном кирпича

Технология производства силикатного кирпича.

Силикатный кирпич — кирпич, состоящий из кварцевого песка и извести. Кирпич силикатный считается экологически чистым строительным материалом, так как он состоит только из натурального сырья: песка, воды и извести. В современном строительстве применяются красящие пигменты при производстве кирпича. Свое применение силикатный кирпич нашел в гражданском и промышленном строительстве, но его нельзя использовать при кладке печей, каминов, фундамента зданий и иных конструкциях, которые часто будут подвергаться воздействию высоких температур и воды. Среди сильных сторон кирпича силикатного можно выделить его морозоустойчивость, высокие звукоизоляционные характеристики (можно использовать при строительстве межквартирных и межкомнатных перегородок). По прочности кирпич силикатный можно сравнить с натуральным камнем.[4]

Технологический процесс.

Подготовка смеси. Процесс гашения:

В основе производства заложен автоклавный  синтез: 9 долей кварцевого песка, 1 доля воздушной извести и добавки. Далее всё прессуется сухим методом (таким образом, создаётся форма  кирпича) и подвергаются автоклавной  обработке (воздействие водяного пара при температуре 170—200 °C при давлении 8 — 12 атм.). К этой смеси также  можно добавить различные пигменты, с целью получения силикатного  кирпича разных цветов.

Начало производства силикатного  кирпича, как и любой другой производственный процесс, начинается с подготовки и  предварительной обработки всех сырьевых компонентов. Подготовка силикатной массы для изготовления кирпича  начинается с дозировки компонентов, которые затем войдут в состав сырья. На каждом из предприятий по производству силикатного кирпича  процент содержания извести в  смести устанавливают расчетным путем, обычно его доля составляет около 6-8%. Если на производство поступает свежеобожженная известь, то ее требуется меньше, а если известь долго хранилась или имеет в своем составе большое количество примесей, то необходимое количество увеличивают. Перед добавлением извести в смесь проводится контроль ее активности, этот процесс в течение всей подготовки силикатной массы осуществляется несколько раз. Песок, необходимый для производства, отвешивают на бункерных весах.

Для окончательного приготовления  смеси требуется вода: она завершает  реакцию гашения извести и  помогает сформировать силикатную смесь, пластичную и легко подвергающуюся формованию готовых изделий. Кроме  того, она обеспечивает правильное протекание химических процессов в  структуре кирпича при запаривании.[3]

Как и объемы, прочих составляющих смеси, количество воды в ней должно быть четко нормированным. Определить точное количество воды поможет показатель влажности песка, который поступает в производство, его замеряют в лабораторных условиях. Весь объем воды, поступающий в смесь, распределяется в ней согласно пропорции: на гашение извести уходит 2,5%, на испарение в процессе реакции гашения – 3,5%, а на увлажнение получившейся массы – около 7%.

Поступая на смеситель, известь  и песок тщательно перемешиваются и увлажняются. Готовая смесь  подается на наклонный ленточный  конвейер и по ленточной галереи  материал распределяется в силоса-реактора. В силосах-реакторах происходит гашение извести, и обволакивание  гашеной тонкодисперсной извести  частицами песка, дополнительное усреднение силикатной смеси. При гашении извести  происходит также выделение тепла, необходимое для обеспечения  нормального режима прессования  кирпича-сырца.[4]

Формование:

Готовая для формовки силикатная смесь  ленточным конвейером подается в  приемный бункер пресса, оттуда дозированное количество силикатной смеси по конвейерной ленте подается в пресс, где происходит формование кирпича-сырца. По заданному режиму автоматики пресса можно формовать пустотные, пазогребневые кирпичи с высотой 65, 88, 138 мм (ГОСТ 379-95).Показатели давления, которому подвергается силикатная смесь, напрямую влияет на качество кирпича. Чем более сильное давление оказывается на смесь, тем меньше пустот и отверстий остается в ее структуре и тем плотнее будет готовый кирпич. Основные частицы структуры кирпича должны быть соединены между собой лишь вяжущим веществом, без пор воздуха и капель влаги – только на этих условиях качество готового продукта будет наилучшим. Важное, значение приобретает показатель скорости приложения давления на массу. Если оказанная сила будет резкой и значительной, то вместо формования произойдет разрушение структурного состава кирпича. Поэтому давление на массу должно увеличиваться постепенно, доходя до показателя в 150-200 кг на 1 см³. Формованный на пресс-формах кирпич-сырец из ленточного конвейера пресса отбирается захватным механизмом автомата-укладчика пресса и укладывается на автоклавные вагонетки по заданному режиму укладки. Подача порожних автоклавных вагонеток, позиционирование и отвод заполненных автоклавных вагонеток в зоне действия пресса производится автоматикой самого пресса.[3]

Автоклавная обработка:

После окончания процесса прессования  сырец поступает для прохождения  тепло-влажной обработки в автоклав. В автоклав помещают автоклавные вагонетки с кирпичем-сырцом. Количество одновременно автоклавируемых вагонеток с кирпичем-сырцом зависит от диаметра и длины автоклава. Закрывают плотно крышки автоклава и плавно в течение 2,5 часа повышают в автоклаве давление водяного пара до 0,8+1,2 МПа, при этом температура в автоклаве достигается +170+190°С и выдерживают давление в течение 7 часов, (постоянное давление 1.1-1.3 МПа, температура 188^оС определяемый технологическим регламентом производства силикатного кирпича. После этого снижают давление в автоклаве до атмосферного давления в течение 1,5 часов и открывают крышку второго конца проходного автоклава. Общее время выдержки составляет около 12 ч. Автоклавные вагонетки с силикатным кирпичом вытаскивают. Готовую продукцию упаковывают. Разгрузка автоклавных вагонеток производится при помощи специального захватного механизма козловыми кранами или вилочными автопогрузчиками. Порожние автоклавные вагонетки с помощью электрической передаточной тележки после чистки от пыли и грязи возвращаются обратно в прессовое отделение траверсной лебедкой возврата вагонеток.[4]

Глава 5 Оценка экологического риска  по району воздействия предприятия по производству силикатного кирпича

При выборе местоположения завода по производству силикатного кирпича, лимитирующим фактором стало расположение железной дороги и трудовых ресурсов. Таким образом, завод находится в стометровой доступности к автостраде, и на трехсотметровом расстоянии от крупнейшего населенного пункта Ивановка(88 дворов).

Зная 1ПДК=1,3 км и 2ПДК=0,75 км для аналогичного завода по производству силикатного кирпича схожих масштабов при безветренной погоде и аналогичной технологии начертим на карте зоны 1ПДК, и 2ПДК с учетом розы ветров. Для этого выполним следующие расчеты:

Зная значения 1ПДК (с_1ПДК =0,5 км, в_1ПДК =0,6 км, ю_1ПДК =1,1 км, з_1ПДК =1,4 км), вычислим зону загрязнения для 2ПДК:

1ПДК/2ПДК= 1,3/0,75=1,7 км

2ПДК=1ПДК/1,7

Следовательно

с_2ПДК =0,5/1,7=0,3 км; в_2ПДК=0,6/1,7= 0,4 км; ю_2ПДК =1,1/1,7=0,6 км; з_2ПДК=1,4/1,7=0,8 км.

 Рассчитаем токсикологический риск по формуле:

R=R_1ПДК+R_2ПДК

R_iПДК= P_i*C_i*S

Где P_i -демографический фактор;

C_i -коэффициент превышения ПДК в зоне i-го воздействия;

S - стоимостной эквивалент¹ (100000 рублей).

P_i  - демографический фактор рассчитывается путем умножения количества дворов попавших в зону загрязнения на среднее количество членов семьи (принято 3 человека семья). Соответственно P_1ПДК – количество человек попавших в зону загрязнения 1ПДК и P_2ПДК- количество человек попавших в зону загрязнения 2ПДК. Поскольку в зоны 1ПДК и 2 ПДК населённые пункты попадают частично расчет был произведен в процентном соотношении (указан процент населенных пунктов попадающих в зоны загрязнения концентрации загрязняющих веществ 1 ПДК и 2 ПДК) :

Зона загрязнения 1ПДК: 20 Иванока, 75% Демидово;

Зона загрязнения 1ПДК: 25% Демидово;

P_1ПДК=(0,2*88+0,75*45)*3=155 человек;

P_2ПДК = 0,25*45*3=34 человек;

R_1ПДК= P₁*C₁*S=155*1*100000=15500000 рублей;

R_2ПДК= P₂*C₂*S=34*2*100000=6800000 рублей ;

R=R_1ПДК+R_2ПДК=15500000+6800000= 22300000 рублей =22,3 млн. рублей

Таким образом, экологический риск, выраженный в стоимостном эквиваленте  составляет 22,3 млн. рублей, из чего следует, что в случае возникновении техногенной катастрофы, последствия приведут к крупным растратам.

Заключение

Исследуемая территория расположена  в северо-восточной части Польши, на территории Варминьско-Мазурского воеводства, которое расположено на мазурском поозерье.

С точки зрения классификации  техногенных воздействий на природно-техническую  систему (по Трофимову, Королеву, Герасимовой), можно охарактеризовать присутствующие техногенные системы. На территории физический класс воздействия, механический подкласс, уплотненный тип воздействия. Они оказывают статистическое, виброуплотнение, укатывание, трамбование. Разновидность  их воздействия постоянна; по размеру  площадное воздействие - объемное; по положению наземное. Все это приводит к деградации или изменению природных  биогеоценозов.

Из физического класса воздействия отмечается электромагнитный подкласс электрообработка и электросиликация. Электросиликация ускоряет темпы проведения работ и улучшает качество крепление грунта. Асфальтовое покрытие дорог оказывает физико - химическое, гидратное воздействие.

Так же на данной территории расположен завод по производству кирпича. Основным источником воздействия на окружающую среду являются пылевые  выпадения в атмосферу, характеризующиеся  широким спектром поллютанов. Состав выбросов глиноземного производства определяет щелочной характер снеговых вод и  способствует миграции в почвы и  природные воды экологически опасных  элементов металлов, сульфатов и  хлоридов (свинец, барий, хлор, бериллий).

Зная 1ПДК=1,3 км и 2ПДК=0,75 для  аналогичного завода по производству силикатного кирпича схожих масштабов  при безветренной погоде  и аналогичной технологии зоны 1ПДК, и 2ПДК с учетом розы ветров:

R=R_1ПДК+R_2ПДК=15500000+6800000= 22,3 млн. рублей.

Не смотря на относительно невысокий экологический риск, выраженный в стоимостном эквиваленте 22,3 млн. рублей предприятие по производству силикатного кирпича не рекомендуется строить на данной территории. Причиной отказа в строительстве служит отсутствие соответствующих инженерно-геологических условий (на основе  оценки геологического состояния рельефа, сделан вывод, что на данной территории сложены весьма сложные инженерно-геологических условий ) и наличие уже построенного в данных условиях и оказывающего техногенное воздействие разных классов и видов воздействия кирпичного завода.

Список литературы

1. .Атлас мира. Издательство «ЕЛМА-ПРЕСС» Москва 2000 г. – 689 с.
2. Википедия. Свободная энциклопедия [Электрон. ресурс]: Польша.-2012.-Режим доступа:   ru.wikipedia.org   , свободный.- Загл. с экрана.
3. Госин Н.Я., Соболев М.А. Производство кирпича. – М.: Стройиздат, 2010.-207с.
4. Производство силикатного кирпича М.П. Вахнин, А.А. Анищенко 2009 г. – 234 с.
5. Соловьев А.И. Политология: Экономическая география Польши. - М.: Аспект Пресс, 2000. - 559 с.
6. Страны Мира. Справочник. М. 2007 г. – 345 с.

Приложение А

Классификация экологического состояния

Приложение Б 

Классификация техногенных  воздействий на геологическую среду  и их экологические последствия (Герасимов и др.  1995 г)

¹ Средние затраты здравоохранения в расчете на одного человека проживающего в зоне риска воздействия техногенных загрязнений 100000 рублей .