Озеленение санитарно-защитных зон промышленных предприятий (на примере УК МК ТОО "Казцинк")

Известно несколько видов (типов) эффектов воздействия загрязнения воздуха на растения, которые можно условно разделить на эффекты острого воздействия высоких концентраций загрязняющих веществ за короткий промежуток времени и эффекты хронического воздействия низких концентраций за продолжительный период. Примерами эффектов острого воздействия являются:

- отчетливо наблюдаемый хлороз или некроз ткани листьев, опадение листвы, плодов, лепестков цветков; свертывание листьев;

- искривление стеблей.

К эффектам хронического воздействия относится:

- замедление или прекращение нормального роста или развития растения (обуславливающее, в частности, уменьшение объема биомассы);

- хлороз или некроз верхушек листьев; медленное увядание растения или его органов.

Зачастую проявление хронического или острого воздействия бывают специфическими для отдельных загрязняющих веществ или их сочетаний.

К приоритетным загрязняющим веществам относятся: двуокись серы, озон, пероксацетилнитрат (ПАН), фториды.

Эти вещества нарушают различные биохимические и физиологические процессы и структурную организацию клеток растений. Ошибочно считать, что растения не повреждаются до момента появления видимых симптомов фитотоксичности. Повреждение в первую очередь проявляются на биохимическом уровне (затрагивают фотосинтез, дыхание, биосинтез жиров и белков и др.), затем распространяются на ультраструктурный (деструкция клеточных мембран) и клеточный (деструкция ядра, клеточных мембран) уровни. Только после этого развиваются видимые симптомы повреждения.

При остром повреждении древесных насаждений двуокисью серы типично появление некротических участков в основном между жилок листа, но иногда - у растений с узкими листьями - на кончиках листьев и по краям. Некротические поражения видны с обеих сторон листа. Разрушенные участки тканей листа сначала выглядят серовато-зелеными, как бы смоченными водой, но затем становятся сухими и меняют цвет на красновато-коричневый. Кроме того, могут появиться точки цвета бледной слоновой кости. Крупные некротические пятна и участки часто сливаются, образуя полосатость между жилками. Поскольку поражения некрозом ткани листа становится хрупкой, рвется и выпадает из окружающей ткани, листья приобретают перфорированную форму, что является характерной реакцией острого повреждения двуокисью серы. Изложенное позволяет сделать вывод: деревья и кустарники хотя и способны поглощать вредные газы, что подтверждается наличием в них соответствующих химических веществ не свойственных растениям при нормальном составе атмосферного воздуха, однако не в тех огромных количествах, которые наблюдаются в сильно загрязненном воздухе. При невысоких концентрациях ядовитых газов и длительном их действии многие из растений угнетаются и становятся неспособными выполнять основные функции, а при высоких концентрациях -- погибают.

Кроме того, лиственные насаждения в течение 5--7 месяцев в году, в зависимости от широты местности, лишены своей наиболее активной части -- листвы и уже поэтому не могут служить постоянным поглотителем вредных газов. Хвойные же растения, сохраняющие хвою на зиму, неустойчивы к вредным промышленным выбросам и поэтому не могут быть использованы для озеленения санитарных разрывов.

По данным ученого, проводившего исследования еще во времена Советского союза, С. В. Миллера, молодые иглы сосны желтой под влиянием фтористых соединений укорачиваются на 1/4 длины, становятся коричневыми и опадают через 1--2 года вместо обычных 5--6 лет.

На обедненных городских почвах насаждения более восприимчивы к газовым интоксикантам. Внесение в такие почвы минеральных и органических удобрений повышает газоустойчивость древесных пород.

Насаждения, обладающие фильтрующей способностью (поглощающие в среднем до 60 т/га вредных загрязняющих веществ), в состоянии справиться с ликвидацией загрязнения воздуха промышленными агломерациями, максимальная величина которых достигает 200 т/га.

Активно поглощают сернистые соединения из атмосферного воздуха насаждения липы мелколистной (содержание серы в ее в листьях составило 3,3 % сухого листьев), клена (3 %), каштана конского (2,8 %), дуба (2,6 %), тополя белого (2,5 %).

За вегетационный период 1 га насаждений тополя бальзамического в условиях поглощает 100 кг сернистого газа; в менее загазованном районе 1 га насаждений липы мелколистной накапливает в листьях до 40...50 кг серы. Учеными было установлено, что в зоне сильной постоянной загазованности больше всего поглощает сернистые соединения тополь бальзамический, а менее - вяз гладкий, черемуха обыкновенная и клен ясенелистный. В зоне умеренно загазованности лучшие показатели характерны для липы мелколистной, ясеня, сирени и жимолости. В зоне слабой периодической загазованности сохраняется видовой состав первых двух групп. Многие высокоустойчивые к сернистому ангидриду виды древесных пород отличаются низкими газопоглотительными свойствами. Кроме сернистого газа, насаждения поглощают окислы азота. Кроме этих основных загрязняющих воздух веществ зеленые насаждения поглощают и другие. Тополь, ива, ясень, имеющие до 5 кг и более листьев, за вегетационный период усваивают до 200...250 г, кустарники - до 100... 150г хлора.

Одно дерево за вегетационный период обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 кг бензина. У растений вдоль шоссе содержание свинца равно 35...50 мг на 1 кг сухого вещества, а в зоне чистой атмосферы -- 3... 5 мг. Активно поглощаются растениями алкаин, ароматические углеводороды, кислоты, эфиры, спирты и т. п.

Установлено снижение зелеными насаждениями опасности заражения канцерогенными веществами.

Иначе обстоит дело, когда промышленные предприятия загрязняют атмосферный воздух различными аэрозолями, пылью, копотью и т. п. В этих случаях деревья и кустарники эффективно очищают воздух, задерживая взвешенные в нем частицы.

Дождь периодически смывает их на поверхность земли. Пылезадержание частично выполняется насаждениями и в периоды безлиственного состояния. Аэрозоли и пыль задерживаются насаждениями не только потому, что они оседают на липких и шероховатых частях растений, но и потому, что всякое снижение скорости воздушного потока приводит к выпадению из него взвешенных частиц. Чем сильнее снижение скорости потока (при встрече его с насаждениями), тем интенсивнее выпадение взвешенных частиц. Однако следует учитывать, что вредные аэрозоли и пылевые частицы, смываемые с растений дождем, сдуваемые ветром и выпадающие на почву из воздушного потока, загрязняют почву, грунтовые воды и, наконец, водоемы, причиняя огромный вред народному хозяйству.

Роль зеленых насаждений в предотвращении загрязнения воздуха пылью и промышленными выбросами трудно переоценить; задерживая твердые и газообразные примеси, они служат своеобразным фильтром, очищающим атмосферу. В 1 м³ воздуха индустриальных центров содержится от 100 до 500 тыс. частиц пыли, сажи, а в лесу их почти в тысячу раз меньше. Насаждения способны задержать на кронах от 6 до 78 кг/га твердых осадков, что составляет 40... 80 % взвешенных примесей в воздухе. Учёные подсчитали, что кроны еловых древостоев ежегодно фильтруют 32 т/га пыли, сосновых-36, дубовых-56, буковых- 63 т/га.

Под деревьями пыли меньше в среднем на 42,2 % в вегетационный период и на 37,5 % при отсутствии листвы. Лесные насаждения сохраняют пылезащитную способность и в безлистном состоянии. Одновременно с пылью деревья поглощают и вредные примеси: на деревьях и кустарниках оседает до 72 % пыли и 60 % сернистого газа.

Фильтрующая роль зеленых насаждений объясняется тем, что одна часть газов поглощается в процессе фотосинтеза, другая рассеивается в верхние слои атмосферы благодаря вертикальным и горизонтальным воздушным потокам, возникающим в связи с перепадом температур воздуха на открытых участках и под пологом леса.

Пылезащитная способность зеленых насаждений заключается в механическом задержании пыли и газов и последующем смывании их дождём. Один гектар леса за год очищает 18 млн. м³ воздуха.

Исследования пылезадерживающей способности деревьев вблизи цементных заводов показали, что за вегетационный период тополь черный осаждает до 44 кг/га, тополь белый- 53, ива белая- 34, клен ясенелистный-30 кг/га пыли. Под влиянием зеленых насаждений концентрация сернистого газа на расстоянии 1000 м от ТЭЦ, металлургического завода и химического комбината снижается на 20...29 %, а на расстоянии 2000 м на 38...42 %.

Несмотря на то, что насаждения не могут неограниченно поглощать промышленные и другие вредные газы, их значение остается очень большим. Помимо обычного и общеизвестного значения (обогащение воздуха кислородом, поглощение углекислоты, декоративное оформление и др.), правильно организованные посадки в санитарных разрывах выполняют следующие важнейшие гигиенические функции:

- способствуют систематическому обмену воздушных масс в приземном слое, а также отводу загрязненного воздуха в желаемом направлении для рассеивания вредных газов с допустимой концентрациями вдали от жилых и промышленных территорий;

- обусловливают образование восходящих воздушных токов, содействуя возникновению разности температур воздуха в пунктах, расположенных над зелеными насаждениями и открытыми пространствами (особенно, если они замощены, покрыты асфальтом или застроены зданиями), и поэтому рассеивают вредные газы в более высоких слоях атмосферы;

- препятствуют проникновению загрязненных воздушных масс к жилой территории;

- очищают воздух от производственной и другой пыли, копоти, сажи и других вредных аэрозолей;

- ослабляют производственные и другие шумы;

- препятствуют вторичному запылению воздушного бассейна.

Таким образом, в условиях санитарно-защитных зон рационально созданные зеленые насаждения должны отвечать следующим важнейшим требованиям:

- максимально снижать скорость приземных ветровых потоков, направленных от промышленной площадки к жилым территориям (при рациональной планировке -- ветров непреобладающих направлений);

- обеспечивать наибольшее ветвление и максимальное облиствение деревьев и кустарников, составляющих насаждения санитарно-защитных зон (насаждения должны быть максимально плотными);

- содействовать систематическому проветриванию промышленной и всей территории санитарно-защитной зоны;

- стоимость закладки посадок и ухода за ними должна быть минимальной;

- насаждения должны быть созданы из наиболее газо- и дымоустойчивых пород деревьев и кустарников.



2. Проблемы озеленения санитарно-защитной зоны УКМК ТОО «Казцинк»

2.1 Технологии производства УКМК ТОО «Казцинк» и их влияние на окружающую среду

УКМК ТОО «Казцинк» является многопрофильным предприятием, осуществляет комплексную переработку цинкового и свинцового сырья.

Основными подразделениями предприятия являются: свинцовое производство; цинковое производство; сернокислотное производство.

Вспомогательными подразделениями предприятия УКМК ТОО «Казцинк» являются: котельная; компрессорная станция; хозяйственный цех; ремонтно-механический цех; ремонтно-строительный цех; центральная лаборатория и ОПЦ; административно-бытовой корпус; транспортный цех (гараж).

Производство свинца на заводе осуществляется посредством совместной восстановительной содовой плавки свинецсодержащих материалов в короткобарабанных вращающихся печах с дальнейшей рафинацией полученного чернового свинца и переработкой промпродуктов рафинации.

Свинцовое производство включает в себя отделы:

- плавильный отдел (отдел короткобарабанных печей);

- рафинировочный отдел;

-электропечной отдел

- купеляционный отдел;

- отдел переработки органических отходов;

- отдел очистки отходящих газов (отдел пылеулавливания).

На заводе применяется вариант совместной плавки недесульфуризованных свинецсодержащих продуктов с кальцинированной содой, металлическим железом и коксовой мелочью в короткобарабанных вращающихся печах при температуре 950-1000°С, с предварительным перемешиванием расплава в печи сжатым воздухом перед отстаиванием, с получением чернового свинца и железо-натриевого штейно-шлакового расплава (шлака), коллектирующего основную часть серы из сырья.

Черновой свинец направляется в рафинировочный отдел, шлак дробится и перерабатывается в вельц-цехе, печные газы совместно с вентиляционными газами образующимися при розливе свинца и шлака и при дроблении шлака направляются на очистку в отдел пылеулавливания.

В отдел для рафинирования поступают следующие продукты:

- черновой свинец, полученный в барабанных вращающихся печах;

- черновой свинец, полученный на электропечах при переработке пром. продуктов отдела рафинации и иных свинецсодержащих продуктов;

- сторонний (привозной) черновой свинец;

- свинецсодержащие отходы кабельной промышленности.

Процесс рафинирования состоит из следующих последовательных операций:

- расплавления и обезмеживания (грубое и тонкое с добавкой элементарной серы) с получением в качестве промышленного продукта медьсодержащих шликеров, направляемых в электропечной отдел;

- окислительное щелочное рафинирование от сурьмы, мышьяка и олова с использованием в качестве окислителя натриевой селитры. Образовавшийся промышленный продукт, содержащий кроме свинца антимонаты, арсенаты и станаты натрия, передается в электропечной отдел;

- обессеребрения посредством растворения в свинце металлического цинка, образующего с серебром и золотом интерметаллические тугоплавкие соединения, малорастворимые в свинце и всплывающие на поверхность ванны свинца в виде пены, ввиду их меньшей плотности. Серебристая пена передается в купеляционный отдел.

- обезвисмучивания, основанного на образовании малорастворимых в свинце и более тугоплавких соединений висмута с кальцием и магнием.

В результате рафинирования получают свинец рафинированный и свинец висмутистый, а также медные шликера, сурьмянистые окислы и серебристую пенку.

Переработка медных шликеров осуществляется в электропечи содовым способом. Сущность этого способа состоит в следующем: медные шликера в смеси с кальцинированной содой и коксиком плавятся в электропечи с получением чернового свинца и медного штейна.

Переработка сурьмянистых окислов осуществляется таким же способом, что и медные шликера. В результате плавки получаются черновой свинец и сурьмянистые шлаки.

В процессе электроплавки выделяются взвешенные вещества, соединения свинца, цинка, кадмия, мышьяка.

Цель купеляции - извлечение серебра из серебристого свинца. Купеляция свинца основывается на различии окисления свинца и серебра. Купеляция серебристого свинца производится в купеляционной печи, куда после заполнения купели расплавленным серебристым свинцом подается воздух для окисления свинца.

Продуктами операции являются свинцовый глет и серебряно-золотой сплав.

Глет из купели сливают в контейнеры и направляют в отделение короткобарабанных печей.

При вышеописанной технологии в атмосферу выбрасываются взвешенные вещества, соединения свинца, цинка, кадмия, мышьяка, меди, сурьмы, серы диоксид, углерода оксид, оксиды азота и другие.

В состав цинкового производства входят цеха:

- обжиговый - со складом подготовки шихты и отделением классификации огарка;

- выщелачивательный - с фильтровально-сушильным отделением;

- электролитный;

- цех окиси цинка (вельц-цех);

- гидрометаллургический;

- кадмиевый;

- редкометалльное отделение ГМЦ.

В номенклатуру производимой цинковым производством завода продукции входят:

- цинк;

- кадмий;

- товарный клинкер.

Кроме этого, из цинкового производства в свинцовое производство передаются свинцовые кеки и оксиды анодных плавок.

Первичным сырьем для производства цинка являются сульфидные концентраты. Помимо них завод вовлекает в переработку вторичное лежалое сырье: цинксодержащие шлаки, пыли, шламы.

Цинковые концентраты, поступающие на завод, взвешиваются, отбираются повагонные пробы концентратов и после соответствующей подготовки сдаются на анализ в ЦЗЛ с целью определения соответствия установленным требованиям.

Концентрат, принятый сырьевым отделением, приходуется и сдается обжиговому цеху.

Кроме концентрата в обжиговом цехе используются дроссы электролитного цеха. Приготовление шихты производится непосредственно перед подачей ее в печи. Влажность концентратов, поступающих на обжиг: от 6 до 9%, крупность не более 10 мм. При обжиге в кипящем слое (КС) цинковый концентрат подают в печь через форкамеру, снизу - через сопла в поде вдувают воздух. Воздух участвует в реакции обжига и в то же время поддерживает концентрат в состоянии, похожем на кипение.

Температура обжига - от 850 - 920°С, в зависимости от химического состава концентрата. При обжиге в кипящем слое из печей уносится большое количество пыли. Грубую пыль улавливают в стояках и циклонах, а тонкую - в электрофильтрах. Тонкую пыль объединяют с грубой и с огарком, а затем смесь направляют на выщелачивание.

Пески классификации направляются на вельцевание.

В процессе обжига выделяются взвешенные вещества, соединения цинка, свинца, меди, мышьяка, газы, содержащие диоксид серы.

Основная цель выщелачивания цинкового огарка - возможно более полное извлечение в раствор цинка и некоторых сопутствующих ему ценных компонентов (кадмия, меди) при минимальном загрязнении раствора примесями, вредными для последующих операций:

- отстаивания пульпы;

- очистки и фильтрации растворов;

- электроосаждения цинка.

Выщелачивание огарка осуществляется по непрерывной двухстадийной схеме. В выщелачивательном цехе перерабатывается пульпа огаркового цикла и растворы после раздельного выщелачивания и возгонов.

В цехе осуществляются следующие основные процессы:

- выщелачивание огарка и отставание пульпы;

- гидролитическая очистка цинковых растворов от железа, мышьяка, сурьмы, германия, частично от меди и кремнекислоты;

- цементационная очистка цинковых растворов от меди, кадмия, сурьмы, кобальта, никеля:

- кислая фильтрация пульп и сушка кеков;

- получение цинковой пыли.

Продукты выщелачивания: цинковый раствор после очистки подается на электролиз, цинковые кеки подаются на фильтрацию и затем на вельцевание, медно-кадмиевые кеки - на производство кадмия.

В цехе при проведении технологических операций выделяются взвешенные вещества, соединения цинка, свинца, кадмия, мышьяка, серная кислота. Выделяющиеся газы содержат мышьяковистый водород, диоксид азота, оксид углерода.

Поступающий очищенный цинкосодержащий раствор подвергается электролизу в электролитном цехе. Цель электролиза - получение из нейтрального электролита гладкого, плотного, без признаков растворения катодного цинкового осадка, который в дальнейшем подвергается плавке в индукционных печах.

В результате полученный чушковый цинк направляется потребителю.

В анодной мастерской цеха изготавливаются свинцово-серебряные аноды. Образующиеся в результате плавки дроссы отправляются в обжиговый цех, оксиды анодных плавок - в свинцовое производство в отделение короткобарабанных печей, марганцевый шлам - в выщелачиватель ный цех для окисления железа.

Выбрасываемые в атмосферу вещества: соединения цинка, свинца, взвешенные вещества, серная кислота. Отходящие газы содержат водород хлорид.

В вельц-цехе перерабатываются следующие виды сырья: цинковые кеки и пыли выщелачивательного цеха, пески обжигового цеха, медные кеки, анодный шлам и дроссы кадмиевого цеха, цинксодержащие отходы индиевого отделения, шламы очистных сооружений.

Процесс извлечения окиси цинка происходит в трубчатых печах в высоковосстановительной атмосфере. В результате получают клинкер, направляемый потребителю.

Ценным продуктом является пыль, содержащаяся в газах (вельц-окись). Пыль улавливается в рукавных фильтрах. Уловленная пыль направляется на переработку в гидрометаллургический цех.

Газы после очистки выбрасываются в атмосферу. Выделяются следующие загрязняющие вещества: соединения цинка, свинца, мышьяка кадмия, диоксид серы, оксид углерода, сероводород, диоксид азота и взвешенные вещества.

ГМЦ - Кадмиевое отделение - осуществляет производство кадмия из медно-кадмиевых кеков путем их выщелачивания в отработанном цинковом электролите, цементации кадмиевых губок, приготовления электролита и последующего электролиза и плавки. В кадмиевом отделении перерабатываются кадмийсодержащие пульпы выщелачивательного цеха.

Процесс переработки состоит из следующих операций:

- фильтрация пульп;

- осаждение кадмия цинковой пылью;

- растворение губки;

- фильтрация на фильтр-прессах;

- электролиз кадмия из растворов;

- плавка электролитного кадмия в электропечах.

Продукция - металлический кадмий. Образующиеся при переработке кадмийсодержащие пульпы растворы в соответствии с их составом используются в выщелачивательном цехе. Анодный шлам, медный кек, кек после растворения кадмиевой губки и дросс направляются в вельц-цех.

В процессе получения кадмия выделяются вредные вещества: соединения цинка, меди, кадмия, серная кислота, водород мышьяковистый,

взвешенные вещества и другие.

В гидрометаллургическом цехе производится переработка вельц-окислов методом выщелачивания, цель которой - возможно полное извлечение в раствор цинка и кадмия при минимальном загрязнении растворов примесями, вредными для электроосаждения цинка, получения качественных свинцовых кеков, служащих сырьем для производства свинца.

Технологический процесс состоит из следующих стадий:

- водно-содовая отмывка вельц-окислов от хлора и органики;

- непрерывное нейтральное выщелачивание с последующим сгущением пульпы;

- кислое выщелачивание сгущенных илов, содержащих свинец и индий, с последующим сгущением кислой пульпы;

- водная промывка и фильтрация нижнего слива кислых сгустителей;

- осаждение цементацией на цинковой пыли кадмия и остаточной меди из верхнего слива нейтральных сгустителей с передачей осветленного в сгустителе цинкового раствора в выщелачивательный цех.

Из гидрометаллургического цеха полученные цинковые растворы направляются в выщелачивательный цех.

Свинцовый кек транспортируется в свинцовое производство на переработку.

При проведении технологических операций выделяются взвешенные вещества, соединения цинка, свинца, хлористый водород, мышьяковистый водород, серная кислота.

В сернокислотный цех поступают на переработку газы, образующиеся в процессе обжига сульфидных концентратов в обжиговом цехе.

В аппаратурной схеме выделяют три основных блока:

- очистка товарных газов, содержащих сернистый ангидрид, от вредных примесей;

- окисление сернистого ангидрида до серного;

- промежуточная и конечная абсорбция серного ангидрида. Продукция сернокислотного цеха - серная кислота - моногидрат. Промывная серная кислота направляется на станцию нейтрализации.

Шламы от станции нейтрализации откачиваются в шламохранилище для постоянного размещения.

В атмосферу выделяется газ, содержащий диоксид серы и пары серной кислоты.

Вспомогательное производство на предприятии обеспечивает проведение основных производственных процессов: осуществляет энергоснабжение, тепло- и водоснабжение, транспорт сырья и материалов, готовой продукции и т.д., кроме того, проводит ремонтно-восстановительные работы.

К вспомогательным службам относятся:

- механический цех;

- ремонтно-строительный цех;

- научно-исследовательская лаборатория;

- паросиловой цех;

- электроцех;

- цех сырья;

- управление качества продукции;

- ОООС;

- транспортный цех;

- хозяйственный цех и др.;

- очистные сооружения загрязненных стоков;

- станция нейтрализации.

Основные вредные вещества, выделяющиеся во вспомогательном производстве: масло минеральное, взвешенные вещества, диоксид азота, оксид углерода, пыль древесная, пыль неорганическая Si0₂ 20-70% , кальций оксид.

Технологические процессы на предприятии сопровождаются выбросами вредных веществ 31 наименования на существующее положение и 32 наименований на перспективу.

В таблице 1 приводятся количественная характеристика вредных веществ, их класс опасности и предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе населенных мест. Также в таблице даются расчетные данные по ожидаемым выбросам указанных вредных веществ на перспективу, после проведения плановых мероприятий по реконструкции производственных мощностей и очистных сооружений.



Таблица 1 Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу УКМК ТОО «Казцинк», т/год

Наименование вещества	ПДК макс.раз., мг/мЗ	ПДК среднес., мг/мЗ	ОБУВ , мг/мЗ	Класс опасности	Существующее положение, 2013 год	Прогноз после мероприятий 2015 года
1	2	3	4	5	6	7
ВСЕГО					2809,886462	2593,805383
В том числе твердые					290,159132	138,081889
В том числе жидкие и газообразные					2519,727330	2455,723494
Дижелезо триоксид (Железа оксид) (в пересчете на железо)	-	0,04	-	3	0,344253	0,347439
Кальций оксид (Негашеная известь)	-	-	0,300	-	2,623040	3,30924
Кадмий оксид (в пересчете на кадмий)	-	0,0003	-	1	0,139213	0,103039
Марганец и его соединения (в пересчете на марганца (IV) оксид)	0,010	0,001			0,034674	0,034674
Медь оксид (Меди оксид) (в пересчете на медь)	-	0,002	-	2	0,095271	0,0196
Натрий гидроксид	-	-	0,01	-	0,00006	0,00006
Натрий хлорид	0,5	-	-	-	0,058674	0,108122
Динатрий карбонат (Натрия карбонат. Сода кальцинированная)	-	-	0,04	-	0,4356	32,457100
Свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец)	0,001	0,0003	-	1	3,280615	1,760149
Цинк сульфат	-	0,08	-	2	-	1,656
Цинк оксид (в пересчете на цинк)	-	0,050	-	3	3,361803	61,536270
Азота диоксид (Азот (IV) оксид)	0,200	0,040	-	3	13,477151	12,971824
Азот (II) оксид (Азота оксид)	0,400	0,060	-	3	2,457361	2,277167
Арсин (Водород мышьяковистый)	-	0,002	-	2	1,393437	1,573991
Водород хлорид	0,200	0,100	-	2	13,458956	16,801436
Серная кислота (по молекуле H2S04)	0,300	0,100	-	2	110,461033	118,2587
Мышьяк, неорганические соединения (в пересчете на мышьяк)	-	0,0003	-	1	0,111333	0,091489
Углерод (Сажа)	0,150	0,050	-	-	0,023699	0,023699
Сера диоксид (Ангидрид сернистый)	0,500	0,050	-	3	1222,573418	905,658128
Дигидросульфид (Сероводород)	0,008	-	-		1,921704	2,30662
Углерод оксид	5000,0	3000,0	-	4	1153,186112	1395,077468
Фториды газообразные	0,020	0,005	-	2	0,012313	0,012313
Фториды плохорастворимые	0,200	0,030	-		0,006153	0,006153
Бенз/а/пирен (3,4-Бензпирен)	-	1*10-6	-	1	0,000003	0,000006
Бензин (нефтяной, малосернистый) (в пересчете на углерод), углеводороды (по бензину)	5,000	1,500	-	4	0,035443	0,035443
Керосин, углеводороды (по керосину)	-	-	1,200	-	0,003748	0,003748
Масло минеральное нефтяное	-	-	0,050	-	0,7168	0,7168
Взвешенные вещества (аэрозоль краски, едкий калий, зола от сжигания маточника и пр.)	0,500	0,150	-	3	235,585331	97,911349
Пыль неорганическая: 70-20% Si02	0,300	0,100	-	3	6,9886799	1,024681
Пыль абразивная (Корунд белый. Монокорунд)	-	-	0,040	-	0,007412	0,008777
Пыль древесная	-	-	0,5	-	2,103238	2,103238
Группы веществ, обладающие эффектом комбинированного вредного действия
Азота диоксид + серы диоксид
Мышьяк и его соединения + свинца оксид
Свинца оксид + серы диоксид
Серы диоксид + фтористый водород
Серы диоксид + кислота серная
Серы диоксид + сероводород

В основу разработки нормативов ПДВ приняты для освещения существующего положения материалы инвентаризации источников выбросов предприятия. В рамках этой работы были использованы результаты регулярных инструментальных замеров выбросов в атмосферу от источников выбросов, выполняемых экологической лабораторией предприятия. Выбросы от котельной, сварочных работ выполнены по соответствующим расчетным методикам.

Количественные характеристики (т/год) выбрасываемых в атмосферу веществ приведены по усредненным годовым значениям в зависимости от изменения режима работы предприятия, оборудования, технологического процесса.

В 2004 г. УММК ТОО «Казцинк» получил сертификат соответствия международному стандарту Всеобщего Менеджмента Качества ISO 9000-2000 и в 2006 году внедрил интегрированную систему менеджмента качества, включающую в себя менеджмент качества, экологии, охраны труда и техники безопасности по требованиям международных стандартов серии ISO 14000 и спецификации OHSAS 18000.

По составу и количеству веществ, выбрасываемых в атмосферу, УК МК ТОО «Казцинк» отнесено к предприятиям 1 категории опасности.

Всего на УК МК ТОО «Казцинк» имеется 206 источников загрязнения атмосферы, (организованных-155, неорганизованных-51) и 73 пылеулавливающих установки. Предприятие работает 24 часа в сутки 365 дней в году.

Таким образом, наибольшее количество вредных веществ выделяется в воздух при осуществлении процессов агломерации свинцовых сульфидных концентратов, плавке свинцового агломерата, обжиге цинковых концентратов, вельцевания. В качестве специфических загрязняющих веществ атмосферного воздуха на территории санитарно-защитной зоны являются: свинец и его неорганические соединения, цинк оксид, кадмий оксид, кислота серная, серы диоксид.

Доля УКМК ТОО «Казцинк» в совокупном выбросе вредных веществ предприятиями города составляет 74%^[21], следовательно, наибольшие загрязнения в окружающую среду привносят именно выбросы этого предприятия.

2.2 Природные факторы, оказывающие влияние на организацию и создание санитарно-защитной зоны УКМК ТОО «Казцинк»

Современный город Усть-Каменогорск является административным, промышленным, транспортным, научным и культурным центром Восточно-Казахстанской области, одним из крупнейших в Республике Казахстан центром цветной металлургии и машиностроения. Город Усть-Каменогорск располагается на равнинном участке, образованном долинами рек Ульби и Ертис при их слиянии и окруженном с севера, востока, юга и юго-запада отрогами горных хребтов с высотами до 800 метров, в 6000 километрах от Атлантического океана и 2500 километрах от побережья Северного Ледовитого океана. Долина остается открытой только в северо-западном и, в меньшей степени, в юго-восточном направлении, что значительно сдерживает возможность быстрого рассеивания выбросов в воздушный бассейн города токсичных элементов предприятиями-загрязнителями ^[17].

Усть-Каменогорск расположен на границе между казахским мелкосопочником и Рудным Алтаем. Казахский мелкосопочник, располагаясь к западу от г. Усть-Каменогорска, имеет низкогорный и среднегорный характер рельефа с отдельными возвышающимися до 1600 м сопками. Рудный Алтай, состоящий из нескольких хребтов, является среднегорным и низкогорным районом Западного Алтая. В районе отчетливо выделяется три типа рельефа:

1. Расчлененный рельеф предгорий Калбы и Рудного Алтая, и рельеф останцовых грядовых возвышенностей;

2. Слаборасчлененный пологоволнистый рельеф района междуречья и надпойменных террас Ертиса и Ульбы;

3.Выровненный низменный рельеф пойм Ульбы и Ертиса.

Основная часть города по высоте ограничена горизонталью 300 м. Правобережный склон Ульби и левобережный склон Ертиса представлены холмисто-увалистыми плавными формами рельефа. Часть территории, занятая долинами Ульби и Ертиса и общей долиной Ульби и Ертиса, представляет собой ровную поверхность, осложненную террасовыми уступами, протоками, старицами, искусственными выемками и насыпями (карьеры, отвалы отходов). На правом берегу располагаются слабо врезанные лога мелких водотоков ручьев Маховка, Овечий ключ, Бражинский, Жукова, на левом - лог ручья Чечек. В междуречье располагается вытянутая с востока на запад межсопочная впадина ручья Ушановский ^[17].

Основными поверхностными водотоками района являются реки Ертис и Ульби, водные ресурсы которых формируются на смежных территориях и являются транзитными. Сток рек формируется поверхностными и грунтовыми водами. Основную долю составляет снеговое питание.

Гидрологический режим реки Ертис в районе Усть-Каменогорска, в основном, определяется режимом работы Усть-Каменогорской ГЭС. Инверсионные процессы, протекающие над поверхностью воды р. Ертис, формируют атмосферный барьер, благоприятно сказывающийся на экологии города, так как он препятствует проникновению на левый берег Ертиса токсичных веществ, выбрасываемых предприятиями Северной промышленной зоны ^[17].

Река Ульби в пределах городской территории имеет протяженность 24 км от гидропоста Ульба-Перевалочная до впадения в р. Ертис. Притоками реки Ульби на рассматриваемой территории являются р. Маховка с впадающими в нее ручьями Безымянным, Овечий ключ и другими мелкими ручьями правого и левого берега реки. Узкая V- образная форма долины в районе Каменного карьера сменяется ленточно-широкой, хорошо разработанной и террасированной долиной уже в районе Верхней Согры - урочища Шилово (Северо-Атамановское месторождение подземных вод). Ширина поймы изменяется от 150-200 м на востоке до 4 км в районе Северо-Атамановского месторождения с образованием многочисленных протоков и островов. В долине развиты комплексы пойменных и двух надпойменных террас. Отмечается неустойчивость пойменного рельефа из-за мощных паводков. Смещение берегового уступа низкой поймы может достигать 60-100 м, а превышение высокой поймы над руслом в период межени составляет 1,5-2,5 м. На островах поймы разведаны Коршуновское и Северо-Атамановское месторождения подземных вод ^[17].

Большая часть городской селитебной и промышленной застройки города расположена на первой надпойменной террасе, сложенной аллювиальными валунниками, галечниками, перекрытыми слоем песков и суглинков мощностью 2-3 м. Переход к пойме относительно плавный. Ширина надпойменной террасы в центральной части города от 200 м до 3 км.

Вторая надпойменная терраса слагается делювиально-пролювиальными лессовидными суглинками, супесями с прослоями песков, реже - гравийников, щебня и дресвы. В районе Северной зоны города и к югу от нее роль супесей и мелкозерных песков возрастает, что является весьма отрицательным экологическим фактором, так как отложения становятся более проницаемыми и увеличивается возможность проникновения промышленного загрязнения в подстилающий водоносный аллювиальный горизонт путем фильтрации через покровные отложения.

В бассейне Ульбы расположены предприятия полиметаллического комбината в Риддере (рудники, обогатительная фабрика, свинцовый, цинковый заводы, шлаконакопители, очистные сооружения и др.), комплекс предприятий Черемшанской птицефабрики, животноводческие комплексы и др.

В районе г. Усть-Каменогорска воды реки загрязняются токсичными сбросами предприятий города. В связи с этим загрязненность воды реки Ульбы меняется от средней степени выше створа автомобильного моста объездной дороги до сильной степени ниже по течению от этого створа ^[17].

Поверхностные воды рек Ульба и Ертис имеют гидравлическую связь с подземными водами четвертичного аллювиального горизонта, в основном, формирующимися за счет речных вод. В связи с этим большая роль в загрязнении подземных вод принадлежит загрязненным речным водам. Наибольшее влияние оказывает Ульба, не имеющая зарегулированного стока и подверженная наибольшим сезонным колебаниям уровней и более загрязненная, чем Ертис.

Основные выводы по физико-географической характеристике территории города Усть-Каменогорск:

- расположение города практически в котловине, окруженной с трех сторон горными сооружениями и поднятиями содействует формированию застойных условий в воздушном бассейне города и затрудняет рассеивание токсичных веществ, выбрасываемых предприятиями в атмосферу;

- нахождение промышленных предприятий на площадях без заметных высотных превышений над жилыми массивами не создает условий для отвода токсических выбросов за пределы селитебных зон;

- инверсионные процессы над поверхностью воды реки Ертис формируют атмосферный барьер, препятствующий проникновению токсичных веществ в левобережную часть города.

Характеристика климата приводится по данным многолетних наблюдений на метеостанции г.Усть-Каменогорска. Климат в районе г.Усть-Каменогорска резко континентальный. Самый холодный месяц - январь со средней температурой минус 16,1°. Минимальная наблюдаемая температура минус 49°С. Лето жаркое, со средней температурой в июле плюс 20,6°С. Годовое количество осадков около 500 мм. Атмосферная циркуляция в этом районе является одним из основных климатообразующих факторов.

В те периоды, когда над районом располагается юго-западная периферия сибирского антициклона, имеют место выходы южных циклонов на территорию Казахстана. Повторяемость южнокаспийских циклонов - 27%, мургабских - 20%, верхне-амударьинских - 11%.

С прохождением южнокаспийских циклонов связаны интенсивные снегопады с сильными ветрами и метелями.

Мургабские циклоны возникают над Ираном и Ираком и оттуда перемещаются в бассейны рек Мургаба и Теджена, вызывая резкое потепление и быстрое таяние снежного покрова.

Верхне-амударьинские циклоны с юга Таджикистана распространяются к востоку на высокогорные районы. Появление этих циклонов характеризуется выпадением осадков большой продолжительности.

В зимний период в тылу циклонов часто наблюдаются северные и реже северо-западные вторжения холодного арктического воздуха. Холодные северо-западные и северные вторжения приносят резкое ухудшение погоды: понижение нижней границы облачности, выпадение обильных осадков и сильные штормовые ветры, которые вызывают метели или пыльные бури.

В весенний период увеличение суммарной радиации и сход снежного покрова оказывает влияние на атмосферную циркуляцию. Резко убывает повторяемость сибирского антициклона и возрастает число выходов циклонов с юга и юго-запада.

В летний период по сравнению с зимним повторяемость антициклонических полей уменьшается до 50%. Более часто наблюдаются циклонические возмущения барических полей, в тылу которых происходят холодные, чаще всего северо-западные и северные вторжения. Прохождения холодных фронтов сопровождается градовой деятельностью, усилением ветра, пыльными бурями. Нередко, преимущественно в июле - августе, наблюдаются термические депрессии, формируемые в однородной воздушной массе. Для них характерна малооблачная погода со слабым ветром.

В осенний период наряду с некоторой инерцией летних процессов начинают проявляться основные черты холодного полугодия. Увеличиваются температурные контрасты между различными воздушными массами, возрастает повторяемость атмосферных фронтов и холодных вторжений, увеличивается длительность и устойчивость антициклонального режима.

При широтной циркуляции над районом преобладает циклоническая деятельность. Повторяемость этого типа циркуляции в октябре составляет 50%. С меридиональной циркуляцией связаны выходы циклонов с юго-запада (Аральских) и северо-запада (ныряющих). С ними связаны сложные погодные условия, характеризуемые сильным ветром и значительными осадками.

Район Усть-Каменогорска относится к числу недостаточно обеспеченных осадками. Объясняется это тем, что он малодоступен воздействию влажных атлантических и арктических масс, являющихся для западных районов основным источником увлажнения. По мере прохождения над континентом воздушные массы теряют влагу. Минимальное среднемесячное количество осадков отмечается в зимние месяцы (январь-февраль - 20-22 мм). Наибольшее количество осадков наблюдается в июне и июле (56-60 мм). В отдельные месяцы осадки могут превышать климатическую норму в 2-3 раза. Особенно это характерно для летних месяцев, в основном, за счет ливневых дождей.

В таблице 3 представлено распределение среднемесячного количества осадков. Из нее видно, что в зимние месяцы количество осадков минимально, особенно в январе и феврале.

Таблица 3 Среднемесячное, годовое, максимальное количество осадков и испарение с водной поверхности, мм

М-ц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
x	22	24	32	34	46	59	64	47	32	46	47	37	490
z	14	12	21	59	122	121	166	96	78	61	28	18	746
x max	60	52	74	105	95	142	150	115	90	105	93	103	721

Где х - среднее месячное и годовое количество осадков,

z - испарение с водной поверхности,

x max - максимальное количество осадков.

В отдельные годы месячные осадки могут превышать климатическую норму в 2-3 раза. Особенно это характерно для летних месяцев, в основном за счет ливневых дождей.

Суточный максимум осадков 89мм наблюдался 16.06.1940г. Наибольшее за год количество осадков - 788мм, за месяц - 204мм.

Устойчивый снежный покров образуется во второй декаде ноября, в третьей декаде октября.

Среднемесячная высота снежного покрова, постепенно увеличивается за зимний период, в конце третьей декады февраля составляет 20см. Глубина промерзания почвы в феврале достигает в среднем 90см.

Даты схода снежного покрова приходится на вторую декаду марта (ранние), вторую декаду мая (поздние) и на первую декаду апреля (средние многолетние).

Термический режим района города Усть-Каменогорска определяется в основном радиационными факторами в сочетании с особенностями циркуляции атмосферы. Эти факторы обуславливают значительную суточную и межсуточную изменчивость.

Эти особенности температурного режима достаточно отчетливо видны из таблицы 4. Амплитуда колебаний средне-месячной температуры воздуха от зимы к лету составляет 37,40С. Наибольшая суточная амплитуда температуры воздуха составляет 19,3 0С в сентябре, наименьшая -11,10С в ноябре. Абсолютные экстремальные значения температуры воздуха достигают 490С.

Таблица 4 Среднемесячные абсолютные температуры и относительная влажность воздуха

М-ц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
t,0С	-16,2	-15,7	-7,9	4,3	13,7	18,9	21,2	19,1	12,6	5,0	-6,5	-13,3	3,0
t max	8	8	20	29	36	38	41	40	37	28	18	14	41
t min	-49	-47	-40	-30	-9	0	5	0	-9	-33	-44	-48	-49
r,%	74	75	76	66	58	62	64	65	66	67	74	74	68

Где t - средняя месячная температура,

t max - абсолютная максимальная,

t min - абсолютная минимальная,

r - относительная влажность воздуха.

Особый интерес с точки зрения оценки экологических условий представляют инверсии температуры воздуха, которые препятствуют турбулентному обмену и способствуют концентрации аэрозолей в приземном слое. Данные по инверсиям приведены в таблице 5.

Таблица 5 Повторяемость инверсий в слое 0-500 метров по месяцам, %

Глубина инверсии, м	месяцы
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
100	61	55	44	37	42	47	50	51	50	46	52	64
100-500	26	28	27	14	8	7	9	5	7	11	23	27
0-500	87	83	71	51	50	54	59	56	57	57	75	91

Как видно из таблицы 5, повторяемость инверсий температуры в пограничном слое атмосферы (0-500м) достаточно велика в течение всего года и превышает 50%. Особенно велика повторяемость в зимние месяцы. Это обусловлено преобладанием антициклонального характера погоды в этот период. В приземном слое атмосферы (0-500м) наиболее часто инверсии температуры наблюдаются с ноября по февраль, что связано с антициклоном. Кроме того, 50% и более повторяемость инверсии температуры отмечается с июля по сентябрь. В эти месяцы, наряду с указанной выше причиной, сказывается влияние образующейся в этот период термической депрессии.

Особенности орографии района города Усть-Каменогорска обуславливают характер распределения направления ветра по месяцам.

Средние скорости ветра 2,5-3,5 м/с, скорость сильных ветров - до 15 м/с. Ветреные дни составляют до 50-70% случаев в течение года. В остальных случаях наблюдаются слабые ветры и штилевые явления, во время которых загрязнение городской атмосферы вредными компонентами резко возрастает.

Средняя месячная и годовая скорости ветра даны в таблице 6.

Наибольшие скорости ветра различной вероятности даны в таблице 7.

Повторяемость направлений ветра (%) приводится на рисунке 13.

Таблица 6 Средняя месячная и годовая скорости ветра V м/с

М-ц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
V	2,5	2,4	2,4	2,9	3,5	2,8	2,3	2,1	2,3	3,0	3,3	3,2	2,7

Таблица 7 Вероятность скорости ветра по градациям (в % от общего числа случаев)

М-ц	Скорость ветра, м/с
	0-1	2-3	4-5	6-7	8-9	10-11	12-13	14-15	16-17	18-20
I	62,3	12,2	8,3	5,8	3,7	3,0	2,2	1,1	1,3	0,1
II	65,8	12,0	7,1	5,0	3,2	2,7	1,4	0,8	1,7	0,3
III	59,9	15,6	9,1	6,5	3,1	2,4	1,7	0,8	0,8	0,1
IV	49,1	19,7	12,8	8,9	3,6	2,8	1,5	0,6	0,9	0,1
V	41,2	21,9	14,8	8,8	5,1	4,0	2,2	1,1	0,9	0,1
VI	44,7	24,5	14,6	9,1	2,7	2,5	1,0	0,6	0,3	0,04
VII	52,1	22,9	13,4	6,4	2,5	1,3	0,8	0,2	0,3	0,04
VIII	59,5	18,5	11,7	5,7	1,9	1,4	0,9	0,1	0,3
IX	54,4	20,1	12,7	7,1	3,2	1,2	0,7	0,2	0,3	0,1
X	50,6	18,1	11,8	9,0	4,5	2,7	1,5	0,7	1,1
XI	46,6	16,4	13,2	10,9	5,3	3,5	1,8	1,2	0,9	0,2
XII	50,8	14,8	11,9	8,4	5,7	3,4	2,7	0,6	1,3	0,4
год	53,0	18,2	11,8	7,6	3,7	2,6	1,5	0,7	0,8	0,1

Согласно многолетней розе ветров, преобладающими для Усть-Каменогорска и его окрестностей являются ветры западного, северо-западного и юго-восточного направлений (вдоль долины р. Ертис). Ветреные дни составляют до 50-70 случаев в течение года. В остальных случаях наблюдаются слабые ветры и штилевые явления, во время которых загрязнение городской атмосферы вредными компонентами резко возрастает. Средняя скорость ветра 2,5-3,5 м/с, скорость сильных ...