Пространственное распределение источников сбросов предприятий г.Череповца

Содержание

Введение……………………………………………………………………….9

1. Обзор  литературы…………………………………………………………11

1.1. Географическая  характеристика г. Череповца………………………11

1.2. Промышленность  г. Череповца………………………………………...13

1.3. Сбросы  предприятий г. Череповца…………………………………….16

2. Материалы  и методы……………………………………………………...17

2.1. Материалы………………………………………………………………17

2.2. Методы  исследования…………………………………………………..19

3. Результаты  собственных исследований…………………………………23

3.1. Динамика  сбросов предприятий г. Череповца………………………..23

3.2. Пространственное  распределение источников сбросов

 г.  Череповца ………………………………………………………………..28

4. Безопасность  и экологичность…………………………………………...32

4.1. Мероприятия по охране окружающей среды…………………………32

4.1.1. Содержание проекта предельно  допустимых сбросов……………..33

4.2. Влияние сбросов на здоровье  человека………………………………..36

4.3. Мероприятия по охране труда  при обращении с сбросами………….40

Заключение…………………………………………………………………..32

Список  использованных источников………………………………………44

Приложение  А……………………………………………………………….46

Введение

Загрязнение окружающей среды – проблема больших  городов и крупных промышленных предприятий и узлов. Основное воздействие на окружающую среду происходит в процессе жизнедеятельности людей и, особенно, в процессе производства материальных благ.

С точки зрения воздействий на окружающую среду каждое предприятие представляет собой не что иное, как источник загрязнения.

К настоящему времени в ряде районов  Российской Федерации сложилась  неблагоприятная, и даже острокритическая экологическая обстановка. Более 20% всей территории России и сопредельных государств относится к регионам экологического неблагополучия. В основном это крупные промышленные центры и зоны сельского хозяйства, земли, нарушенные горными разработками, со значительным проявлением деградации почв, загрязнения воздуха и воды, перерубами лесов.

Череповец относится к городам с неблагополучной экологической ситуацией. Как и для большинства городов России, для г.Череповца характерна низкая экологизация производства, устаревшие технологии, плохое качество очистных сооружений и невысокая экологическая культура населения.

Цель  настоящей работы выявить динамику и показать пространственное распределение источников сбросов предприятий г.Череповца.

Объектом  настоящего исследования являются сбросы загрязняющих веществ предприятий  г. Череповца.

Предметом исследования являются динамика сбросов и пространственное распределение источников сбросов предприятий г.Череповца.

Исходя  из цели исследования, были поставлены следующие  задачи:

1. Анализ динамики сбросов предприятий г. Череповца за период с 1996 по 2007 гг.
2. Анализ пространственного распределения стационарных источников сбросов г. Череповца.

1. Обзор литературы

1.1. Географическая характеристика г.Череповца.

Череповец - крупнейший город Вологодской области, административный центр Череповецкого района, один из немногих российских региональных городов, превосходящих административный центр своего субъекта федерации (Вологда) как по численности населения, так и по промышленному потенциалу[1].

Площадь города составляет 120 кв.км. Население  составляет 324,4 тысяч человек[2].

Череповец расположен на юго-западе Вологодской  области, на северном побережье Рыбинского водохранилища, на пересечении железной дороги на Санкт-Петербург, автодороги Вологда - Новая Ладога и Волго-Балтийского водного пути[2].

Современный рельеф Череповецкого района связан с деятельностью ледника, ледниковых вод, рек и аккумуляцией биогенных  отложений. Поверхность района полого наклонена в южном и юго-западном направлениях.  
      Несмотря на то, что это равнинная территория, колебания высот здесь весьма значительны - около 170 метров (от 102 до 270 метров над уровнем моря)[3].

Основные типы почв, характерные  для данной зоны, относятся к подзолистым, дерновым, болотным, которые встречаются  или в "чистом" виде, или в  различных сочетаниях между собой, образуя многообразные группы переходных дерново-подзолистых, подзолисто-болотных, дерново-перегнойных и подзолисто-перегнойных  почв. Подзолистые почвы являются преобладающими на территории зеленой  зоны Череповца. Эти почвы представлены двумя подтипами - подзолистыми и дерново-подзолистыми. Первые занимают 16 % общей площади зеленой зоны, вторые - около 45 %. Характерной особенностью подзолистых типичных почв является отсутствие или очень слабое развитие гумусового горизонта (1-5 см). По механическому составу наиболее распространены легкосуглинистые и супесчаные почвы.

Лесные массивы представлены заболоченными  низкополнотными сосновыми древостоями. В южной части города, расположенной  на левом берегу реки Шексны, лесные массивы представлены сосновыми  и смешанными по составу насаждениями.

Территория Череповецкого региона  характеризуется наличием большого числа озер и болот, слаборазвитой  эрозионной сетью и развитой гидрографической сетью. Густота речной сети составляет около 0,3 км/км2. В черте города и  его ближних окрестностях протекают  реки Шексна, Ягорба, Серовка, Нелаза, Торовка, Кошта. Недалеко от города Череповца, на западе, протекает р.Суда, а на востоке  расположено Шекснинское русловое водохранилище. Характерной особенностью всех рек в районе Череповца является их зарегулированность подпором от Рыбинского водохранилища, в результате чего устья  рек превратились в глубоководные  заливы, к наиболее крупным из которых  относятся заливы рек Суды и Шексны[4].

Климат Череповца определяется его географическим положением, малым  количеством солнечной радиации, условиями атмосферной циркуляции. Череповец находится в атлантико-континентальной  области умеренного климатического пояса. Характерной чертой климата  Череповца является частая смена  воздушных масс, обусловленных быстрым  прохождением барических образований  в течение года.

Общее представление  о климате Череповца дают средние  значения метеорологических параметров, полученные по результатам многолетних  наблюдений.

Характеристики  термического режима и режима увлажнения

Средняя месячная температура, °С:

самого  теплого месяца (июля) 17,1

самого  холодного месяца (января) -12,1

Абсолютный  максимум температуры воздуха, °С 34,0

Абсолютный  минимум температуры воздуха, °С -49,0

Сумма осадков, мм: за год 648

Среднее число дней с туманом 46 [5].

Застройка и промышленная зона существенно влияют на микроклимат  города Череповца. Запыленность атмосферы  уменьшает приход солнечной радиации, а загазованность усиливает “парниковый” эффект. Температура воздуха летом  в дневное время в городе выше, чем в пригородах, зимой эти  контрасты могут достигать 10 и  более градусов. Влажность воздуха  в городе и в пригородных зонах  может быть различной (разница 20— 25 процентов), поскольку запыленность воздуха способствует увеличению облачности. Остров тепла, формирующийся над  городом, и запыленность воздуха  влияют на характер снежного покрова. Он на несколько дней позже образуется и значительно раньше тает. Более  ранний сход снежного покрова наблюдается  и в окрестностях города [6].

Таким образом основные современные географические характеристики Череповецкого региона выглядят следующим образом: высотные отметки колеблются в интервале от 102 до 270 метров над уровнем моря, преобладают подзолистые виды почв, на территории Череповецкого региона присутствует большое количество озер и болот, слаборазвитая эрозионная сеть и развитая гидрографическая сеть.

1.2.  Промышленность города  Череповца

Современный Череповец – крупный промышленный центр. Череповецкими индустриальными предприятиями выпускается более 2/3 всей промышленной продукции области[7].

Основу  экономического потенциала Череповца  составляют предприятия черной металлургии  и химического комплекса. Ведущими предприятиями города являются ОАО "Северсталь", ОАО "Череповецкий сталепрокатный завод", ОАО "Аммофос", ОАО "Череповецкий "Азот". Также в городе действуют предприятия дерево- и металлообработки, пищевой и легкой промышленности, строительного комплекса. Кроме того, в Череповце насчитывается более 1500 малых и средних предприятий[8].

Черная металлургия играет определяющую роль в экономике города, ее доля в промышленности Череповца составляет более 80%.

Черная металлургия Череповца  представлена двумя крупными предприятиями: ОАО «Северсталь» и ОАО «Череповецкий сталепрокатный завод»[9].

«Северсталь» является ведущим  поставщиком листового металла  для заводов России. Более половины продукции идет на мировой рынок. За рубеж идет не только чугун и черный прокат, но и сортовой прокат разного ассортимента[10].

ОАО «Череповецкий сталепрокатный завод» - одно из самых современных предприятий метизной подотрасли России. Череповецкий сталепрокатный завод на основе тесных кооперационных связей с «Северсталью» выпускает метизы: стальную проволоку, канаты, сетки, крепежные изделия, гвозди, в том числе и гигантские до 40 см длиной, электроды, калиброванную сталь [10].

Химическая промышленность города представлена двумя крупными предприятиями: ОАО «Череповецкий «Азот» и ОАО «Аммофос»[9].

Крупнейший  Аммофос, построенный позже других, замкнул технологическую цепочку  «Коксохим — Азот».  Это лучшее предприятие по производству минеральных удобрений в России. Основная продукция — сложные и комплексные минеральные удобрения: аммофос, нитроаммофоска, содержащая азот, фосфор и калий, диаммонийфосфат, который пользуется широким спросом на мировых рынках[11].

Сегодня ОАО «Череповецкий «Азот» является крупнейшим производителем аммиака  и минеральных удобрений среди российских предприятий химической промышленности. Это динамично развивающееся и перспективное предприятие. Продукция «Череповецкого «Азота» не раз удостаивалась самых высоких Российских и международных наград, подтверждающих  ее отличное качество и высокую репутацию предприятия. Влияние предприятия на Северо-Западный регион России, Вологодскую область и город Череповец огромно. Поставляя сельскому хозяйству минеральные удобрения,  являющиеся «витаминами плодородия», «Череповецкий «Азот» обеспечивает  его продовольственную безопасность[11].

 Машиностроение и металлообработка  в Череповце представлена следующими  основными предприятиями: ООО  ССМ-Тяжмаш (63% производства отрасли), ООО Северсталь-эмаль (16,6%), ОАО  Череповецкий завод металлоконструкций, ОАО Череповецкий судостроительно-судоремонтный  завод, ОАО Череповецкий литейно-механический  завод, ЗАО Череповецкий завод  автоспецоборудования Красная звезда[9].

ССМ-Тяжмаш – крупное машиностроительное предприятие, производящее качественное металлургическое оборудование и комплектующие посредством таких видов производства, как кузнечно-прессовое, механообрабатывающее, котельно-монтажное и литьё[11]. 

ООО «Северсталь-эмаль» является крупнейшим в России и СНГ производителем стальной эмалированной посуды и стальной посуды с антипригарным покрытием[11].

Завод «Красная звезда» - крупнейший в стране поставщик маслобензозаправочной  аппаратуры[11].

Деревообрабатывающая промышленность представлена ЗАО Череповецкий фанерно-мебельный  комбинат, ООО Северсталь-мебель, ЗАО  ФЭСКО[9].

Таким образом черная металлургия играет определяющую роль в экономике Череповца, ее доля в промышленности города составляет более 80%. Металлургия и химический комплекс – основные отрасли промышленности.

1.3. Сбросы предприятий  г. Череповца

Производственные сточные воды в основном загрязнены отходами и  выбросами производства. Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли промышленности, её технологических процессов. По составу  сточные воды г. Череповца делят на три основные группы, содержащие:

- неорганические примеси (в том  числе токсические);

- органические примеси;

- неорганические и органические  загрязняющие примеси.

К первой группе относятся сточные воды предприятий ОАО «Череповецкий «Азот» и ОАО «Аммофос», в которых содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжёлых металлов и др. Сточные воды этой группы в основном изменяют физические свойства воды.

Сточные воды второй группы сбрасывают машиностроительные и металлообрабатывающие предприятия. В стоках содержатся различные 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 нём, ухудшаются органолептические показатели воды.

Сточные воды третьей группы образуются в  процессах гальвано-химической обработки  поверхности, производстве печатных плат электронной техники, в коксохимических  и других технологических процессах. В составе этих вод присутствуют неорганические кислоты, ионы тяжёлых  металлов, ПАВ, масла, красители, смолы  и другие вещества. [10]

Таким образом сточные воды г. Череповца делят на три основные группы, содержащие: неорганические примеси (в том числе токсические), органические примеси, неорганические и органические загрязняющие примеси.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

Основными исходными данными  для настоящего исследования послужили данные комплексных  территориального кадастров природных  ресурсов Череповецкого района.[13]

Комплексный территориальный кадастр природных  ресурсов представляет собой свод данных о природных ресурсах г.Череповца, антропогенном воздействии на них субъектов хозяйственной деятельности. Сведения в нем предоставлены и удостоверены специально уполномоченными федеральными органами исполнительной власти в области охраны окружающей среды и природопользования и структурными подразделениями администрации области, ведущими учет природных ресурсов и контроль за их использованием. Информация комплексного территориального кадастра природных ресурсов используется органами исполнительной власти и органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами, общественными объединениями [13].

Для анализа динамики и пространственного распределения сбросов загрязняющих веществ предприятий г. Череповца были использованы данные таблиц «Антропогенное воздействие субъектов хозяйственной деятельности г. Череповца на окружающую среду» за период с 1996 по 2007 годы. Таблицы составлены на основе государственной статистической отчетности «2ТП-Вода» с учетом объектов малого предпринимательства. Достоверность данных этих отчетностей может быть поставлена под сомнение, т.к. их предоставляют сами предприятия, а они в свою очередь отвечают материально за любые превышения лимитов на выбросы, сбросы и отходы и заинтересованы в преуменьшении данных показателей хотя бы на бумаге.

Первый  блок информации для настоящей работы составляют сведения о предприятиях и организациях. В него вошли данные о местоположении предприятий, отчитывавшихся в период с 1996 по 2007 годы, а именно их адреса и названия [Приложение 1].

 Второй блок информации включает данные природных кадастров: фактические объемы сбросов предприятий, отчитывающихся по форме «2ТП-Вода» за период с 1996 по 2007 годы.

Третий  блок информации составили картографические источники: карта города масштаба 1:35000 и созданные на их основе рабочие материалы.

За период с 1996 по 2007 год около 50 различных предприятий представили данные о сбросах. От года к году состав отчитавшихся предприятий менялся. За этот период многие предприятия меняли названия, род деятельности, некоторые совсем прекратили свое существование.

Всего за период 1996 по 2007 годы по сбросам отчиталось 48 предприятий г.Череповца. Число  предприятий по годам колеблется от 17 до 36 (рис.2.1). В 2001 году, количество отчитавшихся предприятий было наибольшим – 36, а наименьшим в 2005 году – 17. В  целом за рассматриваемый период наблюдается некоторая тенденция к уменьшению числа предприятий, подающих сведения о сбросах. 

Рис. 2.1 Количество предприятий, подающих сведения о сбросах

Из рассматриваемых  предприятий г.Череповца 22,3% подавали сведения все 12 лет рассматриваемого периода (рис.2.2). От 4 до 7 лет отчитывалось 42,5% Череповецких предприятий. Меньше 3 лет отчитывалось 27,1% предприятий. Менее всего (8,1%) из рассматриваемых предприятий г.Череповца отчитывалось 8 – 11 лет

Рис. 2.2 Структура предприятий г. Череповца по продолжительности отчетности за период с 1996 по 2007 год

Таким образом, настоящее исследование опирается  на временные ряды продолжительностью от 4 до 12 лет, которые характеризуют  деятельность 72,9% череповецких предприятий.

2.2. Методы

 Для исследования динамики антропогенного воздействия на окружающую среду города Череповца был использован традиционный в географии сравнительно-географический метод, в рамках которого применялись статистические методы анализа временных рядов и картографические методы анализа параметров, имеющих пространственное распределение.

  Сравнительно-географический метод важен потому, что даёт возможность более полно и глубоко уяснить многообразие географических форм и типов человеческой деятельности в различных природных и социально-экономических условиях. Цель географических сравнений - в установлении количественных и качественных показателей, их описании и анализе для получения выводов о пространственно-временной структуре территориальных систем, их функционировании, состоянии и потенциале [13].

Основные  принципы сравнения в географии:

- возможность  сравнения только одномасштабных  объектов и только однопорядковых  признаков объектов, явлений и  процессов;

- необходимость  сравнения сначала существенных, а затем уже второстепенных  признаков;

- учет  тех объективных условий, в  которых сравниваемые объекты  развивались и существуют [10].

Специфика наблюдений географии заключается  в необходимости их территориальной  приуроченности, т.е. географу важно  знать адрес наблюдаемого явления, процесса и т.д. Не обойтись без сравнения при определении точек наблюдения и при анализе результатов [13].

Для анализа  динамики  сбросов предприятий  применены статистические методы анализа  временных рядов. Построение и анализ рядов динамики позволяют выявить и измерить закономерности развития явлений во времени [12].

Закономерность  в изменении уровней ряда в  одних случаях проявляется довольно наглядно, в других — может затушевываться колебаниями, вызванными случайными и  неслучайными причинами [11]. Выявление основной тенденции в изменении уровней, именуемой трендом, является одной из главных задач анализа рядов динамики [12].

При построении динамических рядов необходимо соблюдать  определенные правила: основным условием для получения правильных выводов при анализе рядов динамики и прогнозировании его уровней является сопоставимость уровней динамического ряда между собой. Статистические данные должны быть сопоставимы по территории, кругу охватываемых объектов, единицам измерения, времени регистрации, методологии расчета и др.

Одной из важнейших задач данной работы является определение в рядах динамики общей тенденции развития явления. В некоторых случаях закономерность изменения явления, общая тенденция его развития явно и отчетливо отражается уровнями динамического ряда (уровни на изучаемом периоде непрерывно растут или непрерывно снижаются).

Однако  часто приходится встречаться с  такими рядами динамики, в которых уровни ряда претерпевают самые различные изменения (то возрастают, то убывают), и общая тенденция развития неясна [12].

На развитие явления во времени оказывают  влияние факторы, различные по характеру и силе воздействия. Одни из них оказывают практически постоянное воздействие и формируют в рядах динамики определенную тенденцию развития. Воздействие же других факторов может быть кратковременным или носить случайный характер.

Поэтому при анализе динамики речь идет не просто о тенденции развития, а об основной тенденции, достаточно стабильной (устойчивой) на протяжении изученного этапа развития.

Задача  состоит в том, чтобы выявить  общую тенденцию в изменении  уровней ряда, освобожденную от действия различных случайных факторов [12]. В настоящей работе выявление общей тенденции проведено методом аналитического выравнивания.

Средства Microsoft Excel позволяют отобразить на одной линейной диаграмме различные типы трендовых кривых и соответствующие трендовые уравнения. Таким образом,  возможно не только не только графически показать тенденцию данных, но и прогнозировать их дальнейшее изменение.

На следующем  этапе исследования проводится анализ изменения параметров сбросов в пространстве с помощью различных способов картографического отображения экологических сюжетов. Картографирование источников загрязнения проводится на основе данных статистической отчетности об объемах сбросов предприятий.

Картографирование на основе данных статистической отчетности выполнено в крупном масштабе, для территорий города и его частей. При этом для показа объемов сбросов был применен способ значков.

Способ  значков используется для показа явлений, не выражающихся в масштабе карты, но имеющих точную локализацию. Положение значка на карте несет качественную информацию, а размер – количественную.

Размер  знака соответствует суммарной  величине сбросов, несет качественную и количественную характеристику, т.е. показывает местоположение и примерный  объем сбросов предприятий.

Таким образом были применены сравнительно – географический метод, статистический метод анализа временных рядов  и картографический метод анализа. 

3. Результаты собственных исследований

3.1. Динамика сбросов предприятий города Череповца

За рассматриваемый период с 1996 по 2007 года суммарное количество сбросов предприятий г. Череповца изменяется в пределах от 33059,7 до 42836,7 т/г (табл. 3.1). Наибольшее количество сбросов предприятиями в целом по городу – 42836,7   т/г отмечено в 1997 году, а наименьшее – 33059,7 т/г в 2002 году.     В целом за период с 1996 по 2007 год в г. Череповце четкой тенденции к снижению или увеличению количества сбросов предприятий не наблюдается (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Динамика сбросов предприятий г. Череповца

Самыми  крупными стационарными источниками  сбросов являются такие предприятия  как ОАО «Северсталь»,  МУП «Водоканал», ОАО «Аммофос» и ОАО «Череповецкий азот». Их суммарная доля в общем объеме сбросов за рассматриваемый период с 1996 до 2007года колеблется от 98,2% до 99,9%(табл. 3.1).

В  период с 1996 по 2007 года доля сбросов предприятием ОАО «Северсталь» колеблется от 35,39% до 48,11%  всех отходов предприятий г. Череповца (табл. 3.1).

С 1996 по 1997 год масса сбросов предприятия ОАО «Северсталь» увеличивается с 14846 до 17331 т (рис. 3.1). С 1997 по 1999 год наблюдается уменьшение сбросов предприятия до 11800 т, что является минимальным показателем сбросов предприятия ОАО «Северсталь» за период с 1996 по 2007 год. С 1999 по 2000 год снова наблюдается увеличение сбросов предприятия ОАО «Северсталь» и достигает 17978 т. Этот показатель является максимальным для предприятия ОАО «Северсталь» за рассматриваемые 12 лет. С 2000 по 2003 год количество сбросов предприятия ОАО «Северсталь» уменьшилось до 15190 т. В период с 2003 по 2007 год отмечается стабильный рост  количества сбросов предприятия ОАО «Северсталь» до 17616 т.

Доля  сбросов МУП «Водоканал» в общей структуре сбросов предприятиями г. Череповца также достаточно велика  и за исследуемый период она составляет от 36,32% до 48,36% (табл. 3.1).

За период с 1996 по 2007 год сбросы предприятия  МУП «Водоканал» колеблются в интервале от 13386 до 19366 т (рис 3.1). С 1996 по 1997 год отмечается увеличение массы сбросов предприятием МУП «Водоканал» от 13386 до 19366 т. С 1997  по 2002 год наблюдается уменьшение массы сбросов МУП «Водоканал» до 13409 т. В период с 2002 по 2007 год количество сбросов МУП «Водоканал» колеблется от 13409 до 16653 т.

За исследуемый  период суммарная доля сбросов предприятий ОАО «Северсталь» и МУП «Водоканал» составила более 80%.

Таким образом  можно предположить, что динамика суммы сбросов предприятий ОАО  «Северсталь» и МУП «Водоканал»  определяет общегородскую динамику сбросов (рис 3.2). 

Рис. 3.2 Динамика сбросов предприятий г. Череповца

В  период с 1996 по 2007 год сумма сбросов предприятиями  ОАО «Северсталь» и МУП «Водоканал»  колеблется в интервале от 27922 до 36697 т. Общей тенденции к уменьшению или увеличению сбросов не наблюдается. Важно отметить, что максимальные и минимальные значения кривой динамики суммы сбросов предприятиями ОАО «Северсталь» и МУП «Водоканал» достигаются в те же годы, что и кривой динамики общих сбросов предприятий г. Череповца (рис .3.2).

Таким образом  можно сделать вывод – что динамика суммы сбросов этих двух предприятий определяет общегородскую динамику сбросов Череповца. 

Таблица 3.1

Фактические объемы сбросов от предприятий города Череповца с 1996 по 2007 годы