Воскресенье, 13 марта 2011 14: 43

Вопросы окружающей среды и общественного здравоохранения

Оценить этот пункт
(1 голосов)

Адаптировано из UNEP и IISI 1997 и неопубликованной статьи Джерри Шпигеля.

Из-за огромного объема и сложности своих операций, а также широкого использования энергии и сырья металлургическая промышленность, как и другие «тяжелые» отрасли, может оказать значительное влияние на окружающую среду и население близлежащих населенных пунктов. . На рис. 1 представлены загрязняющие вещества и отходы, образующиеся в результате основных производственных процессов. Они включают три основные категории: загрязнители воздуха, загрязнители сточных вод и твердые отходы.

Рисунок 1. Блок-схема загрязняющих веществ и отходов, образующихся в результате различных процессов

ИРО200Ф1

Исторически исследования воздействия черной металлургии на здоровье населения были сосредоточены на локализованных последствиях в густонаселенных районах, где сосредоточено производство стали, и особенно в конкретных регионах, где имели место эпизоды острого загрязнения воздуха, такие как долины Донора и Маас, а также треугольник между Польшей, бывшей Чехословакией и бывшей Германской Демократической Республикой (ВОЗ, 1992 г.).

Загрязнители воздуха

Загрязнители воздуха в результате производства чугуна и стали исторически представляли собой экологическую проблему. Эти загрязняющие вещества включают газообразные вещества, такие как оксиды серы, диоксид азота и окись углерода. Кроме того, в центре внимания средств контроля находятся такие частицы, как сажа и пыль, которые могут содержать оксиды железа. Выбросы из коксовых печей и производств побочных продуктов коксовых печей вызывали озабоченность, но непрерывные улучшения технологии производства стали и контроля выбросов в течение последних двух десятилетий в сочетании с более строгими государственными нормами значительно сократили такие выбросы. в Северной Америке, Западной Европе и Японии. Общие затраты на борьбу с загрязнением, более половины которых связаны с выбросами в атмосферу, оцениваются в диапазоне от 1 до 3% от общих производственных затрат; на установки по контролю за загрязнением воздуха приходится примерно 10–20% всех капиталовложений в предприятия. Такие затраты создают барьер для глобального применения современных средств контроля в развивающихся странах и для старых, экономически маргинальных предприятий.

Загрязнители воздуха варьируются в зависимости от конкретного процесса, проектирования и строительства завода, используемого сырья, источников и количества необходимой энергии, степени рециркуляции отходов в процессе и эффективности контроля загрязнения. Например, внедрение производства стали с использованием основного кислорода позволило собирать и рециркулировать отходящие газы контролируемым образом, уменьшая количество выхлопных газов, в то время как использование процесса непрерывной разливки снизило потребление энергии, что привело к сокращение выбросов. Это позволило увеличить выход продукта и улучшить его качество.

Сернистый газ

Количество двуокиси серы, образующейся в основном в процессах сжигания, зависит прежде всего от содержания серы в используемом ископаемом топливе. И кокс, и коксовый газ, используемые в качестве топлива, являются основными источниками диоксида серы. В атмосфере диоксид серы может реагировать с кислородными радикалами и водой с образованием аэрозоля серной кислоты, а в сочетании с аммиаком может образовывать аэрозоль сульфата аммония. Воздействие оксидов серы на здоровье связано не только с диоксидом серы, но и с его тенденцией к образованию таких вдыхаемых аэрозолей. Кроме того, диоксид серы может адсорбироваться на частицах, многие из которых находятся в диапазоне вдыхания. Такое потенциальное воздействие можно уменьшить не только за счет использования топлива с низким содержанием серы, но и за счет уменьшения концентрации твердых частиц. Более широкое использование электрических печей снизило выбросы оксидов серы за счет устранения необходимости в коксе, но это переложило бремя контроля за загрязнением на электростанции, вырабатывающие электроэнергию. Десульфурация коксового газа достигается за счет удаления перед сжиганием восстановленных соединений серы, прежде всего сероводорода.

Оксиды азота

Как и оксиды серы, оксиды азота, прежде всего оксид азота и диоксид азота, образуются в процессах сжигания топлива. Они реагируют с кислородом и летучими органическими соединениями (ЛОС) в присутствии ультрафиолетового (УФ) излучения с образованием озона. Они также соединяются с водой, образуя азотную кислоту, которая, в свою очередь, соединяется с аммиаком, образуя нитрат аммония. Они также могут образовывать респирабельные аэрозоли, которые могут удаляться из атмосферы путем влажного или сухого осаждения.

Твердые частицы

Твердые частицы, наиболее заметная форма загрязнения, представляют собой различную сложную смесь органических и неорганических материалов. Пыль может переноситься ветром со складов железной руды, угля, кокса и известняка или попадать в воздух при их погрузке и транспортировке. Грубые материалы образуют пыль, когда они трутся друг о друга или раздавливаются под транспортными средствами. Мелкие частицы образуются в процессах спекания, плавки и плавки, особенно когда расплавленное железо вступает в контакт с воздухом с образованием оксида железа. Коксовые печи производят мелкодисперсный угольный кокс и выбросы смолы. Потенциальные последствия для здоровья зависят от количества частиц во вдыхаемом диапазоне, химического состава пыли, а также продолжительности и концентрации воздействия.

Достигнуто резкое снижение уровня загрязнения твердыми частицами. Например, за счет использования электрофильтров для очистки сухих отходящих газов кислородного производства стали на одном немецком металлургическом заводе удалось снизить уровень выбросов пыли с 9.3 кг/т сырой стали в 1960 г. до 5.3 кг/т в 1975 г. и до несколько менее 1 кг/т к 1990 году. Однако цена заключалась в заметном росте потребления энергии. Другие методы борьбы с загрязнением твердыми частицами включают использование мокрых скрубберов, мешочных фильтров и циклонов (которые эффективны только против крупных частиц).

Тяжелые металлы

Такие металлы, как кадмий, свинец, цинк, ртуть, марганец, никель и хром, могут выделяться из печи в виде пыли, дыма или пара или поглощаться твердыми частицами. Последствия для здоровья, описанные в других разделах настоящего Энциклопедия, зависят от уровня и продолжительности воздействия.

Органические выбросы

Органические выбросы от производства первичной стали могут включать бензол, толуол, ксилол, растворители, ПАУ, диоксины и фенолы. Стальной лом, используемый в качестве сырья, может включать множество этих веществ в зависимости от его источника и способа его использования (например, краска и другие покрытия, другие металлы и смазочные материалы). Не все эти органические загрязнители улавливаются обычными системами газоочистки.

Радиоактивность

В последние годы поступали сообщения о случаях непреднамеренного включения радиоактивных материалов в стальной лом. Физико-химические свойства нуклидов (например, температуры плавления и кипения и сродство к кислороду) будут определять, что происходит с ними в процессе производства стали. Их количество может быть достаточным для загрязнения стальной продукции, побочных продуктов и различных видов отходов, что требует дорогостоящей очистки и удаления. Существует также потенциальное загрязнение сталеплавильного оборудования, что может привести к потенциальному облучению сталелитейщиков. Однако многие сталелитейные предприятия установили чувствительные детекторы радиации для проверки всего приобретаемого стального лома.

Углекислый газ

Хотя он не влияет на здоровье человека или экосистемы при обычных атмосферных уровнях, углекислый газ важен из-за его вклада в «парниковый эффект», связанный с глобальным потеплением. Сталелитейная промышленность является основным источником углекислого газа, в большей степени за счет использования углерода в качестве восстановителя при производстве железа из железной руды, чем за счет его использования в качестве источника энергии. К 1990 году благодаря целому ряду мер по снижению расхода доменного кокса, рекуперации отходящего тепла и энергосбережению выбросы углекислого газа в черной металлургии были сокращены до 47% от уровня 1960 года.

Озон

Озон, основной компонент атмосферного смога у поверхности земли, представляет собой вторичный загрязнитель, образующийся в воздухе в результате фотохимической реакции солнечного света на оксиды азота, чему в различной степени, в зависимости от их структуры и реакционной способности, способствует ряд летучих органических соединений. . Основным источником прекурсоров озона являются выхлопные газы автомобилей, но некоторые из них также образуются на металлургических и сталелитейных заводах, а также в других отраслях промышленности. В силу атмосферных и топографических условий озоновые реакции могут протекать на больших расстояниях от их источника.

Загрязнители сточных вод

Сталелитейные заводы сбрасывают большие объемы воды в озера, реки и ручьи, при этом дополнительные объемы испаряются при охлаждении кокса или стали. Сточные воды, хранящиеся в негерметичных или протекающих отстойниках, могут просачиваться и загрязнять местный уровень грунтовых вод и подземные водотоки. Они также могут быть загрязнены выщелачиванием дождевой воды через груды сырья или скопления твердых отходов. Загрязняющие вещества включают взвешенные твердые частицы, тяжелые металлы, масла и смазки. Изменение температуры природных вод из-за сброса более высокой температуры технической воды (70% технологической воды сталеплавильного производства используется для охлаждения) может повлиять на экосистемы этих вод. Следовательно, обработка охлаждением перед разгрузкой имеет важное значение и может быть достигнута за счет применения доступных технологий.

Взвешенные вещества

Взвешенные твердые частицы (ВВ) являются основными загрязнителями воды, сбрасываемыми при производстве стали. Они состоят в основном из оксидов железа из-за образования накипи во время обработки; также могут присутствовать уголь, биологический шлам, гидроксиды металлов и другие твердые вещества. Они в значительной степени нетоксичны в водной среде при нормальном уровне сброса. Их присутствие на более высоких уровнях может привести к обесцвечиванию ручьев, деоксигенации и заилению.

Тяжелые металлы

Технологическая вода сталеплавильного производства может содержать высокие уровни цинка и марганца, а сбросы с участков холодной прокатки и нанесения покрытий могут содержать цинк, кадмий, алюминий, медь и хром. Эти металлы естественным образом присутствуют в водной среде; именно их присутствие в более высоких, чем обычно, концентрациях вызывает обеспокоенность по поводу потенциального воздействия на людей и экосистемы. Эти опасения усугубляются тем фактом, что, в отличие от многих органических загрязнителей, эти тяжелые металлы не подвергаются биологическому разложению до безвредных конечных продуктов и могут концентрироваться в отложениях, тканях рыб и других водных организмов. Кроме того, в сочетании с другими загрязнителями (например, аммиаком, органическими соединениями, маслами, цианидами, щелочами, растворителями и кислотами) их потенциальная токсичность может повышаться.

Масла и смазки

Масла и смазки могут присутствовать в сточных водах как в растворимой, так и в нерастворимой форме. Большинство тяжелых масел и смазок нерастворимы и относительно легко удаляются. Однако они могут стать эмульгированными при контакте с детергентами или щелочами или при взбалтывании. Эмульгированные масла обычно используются как часть процесса в мельницах холодной прокатки. За исключением обесцвечивания поверхности воды, малые количества большинства алифатических соединений нефти безвредны. Однако соединения одноатомного ароматического масла могут быть токсичными. Кроме того, компоненты нефти могут содержать такие токсичные вещества, как ПХБ, свинец и другие тяжелые металлы. Помимо вопроса о токсичности, биологическая и химическая потребность в кислороде (БПК и ХПК) масел и других органических соединений может снижать содержание кислорода в воде, что влияет на жизнеспособность водных организмов.

Твердые отходы

Большая часть твердых отходов, образующихся при производстве стали, подлежит повторному использованию. Процесс производства кокса, например, дает производные угля, которые являются важным сырьем для химической промышленности. Многие побочные продукты (например, коксовая пыль) могут быть возвращены в производственные процессы. Шлак, образующийся, когда примеси, присутствующие в угле и железной руде, плавятся и соединяются с известью, используемой в качестве флюса при плавке, может быть использован несколькими способами: засыпка свалок для мелиоративных проектов, в дорожном строительстве и в качестве сырья для агломерационных заводов, которые поставляют доменные печи. Сталь, независимо от марки, размера, использования или продолжительности эксплуатации, полностью пригодна для вторичной переработки и может быть повторно использована повторно без ухудшения ее механических, физических или металлургических свойств. Уровень утилизации оценивается в 90%. В таблице 1 представлен обзор степени, в которой японская сталелитейная промышленность добилась повторного использования отходов.

Таблица 1. Отходы, образующиеся и перерабатываемые при производстве стали в Японии

 

Поколение (А)
(1,000 тонн)

Свалка (Б)
(1,000 тонн)

Повторное использование
(А–Б/А) %

Шлак

Доменные печи
Основные кислородные печи
Электродуговые печи
Итог

24,717
9,236
2,203
36,156

712
1,663
753
3,128

97.1
82.0
65.8
91.3

Пыли

4,763

238

95.0

шлам

519

204

60.7

Отработанное масло

81

   

Всего

41,519

3,570

91.4

Источник: МИСИ, 1992 г.

Энергосбережение

Энергосбережение желательно не только по экономическим причинам, но и для уменьшения загрязнения на объектах энергоснабжения, таких как электрические коммунальные предприятия. Количество энергии, потребляемой при производстве стали, широко варьируется в зависимости от используемых процессов и смеси металлического лома и железной руды в исходном материале. Энергоемкость заводов по переработке металлолома в США в 1988 году составляла в среднем 21.1 гигаджоулей на тонну, в то время как японские заводы потребляли примерно на 25% меньше. Модельный завод Международного института чугуна и стали (IISI) на основе металлолома потреблял всего 10.1 гигаджоулей на тонну (IISI 1992).

Увеличение стоимости энергии стимулировало развитие энерго- и материалосберегающих технологий. Газы с низким энергопотреблением, такие как побочные газы, образующиеся в доменном и коксовом процессах, рекуперируются, очищаются и используются в качестве топлива. Потребление кокса и вспомогательного топлива немецкой сталелитейной промышленностью, составлявшее в среднем 830 кг/т в 1960 г., сократилось до 510 кг/т в 1990 г. Японская сталелитейная промышленность смогла сократить свою долю в общем потреблении энергии в Японии с 20.5% в в 1973 г. до примерно 7% в 1988 г. Сталелитейная промышленность США вложила значительные средства в энергосбережение. Средний завод сократил потребление энергии на 45% с 1975 года за счет модификации процессов, новых технологий и реструктуризации (пропорционально сократились выбросы углекислого газа).

Лицом к лицу с будущим

Традиционно правительства, торговые ассоциации и отдельные отрасли промышленности подходили к экологическим проблемам на основе конкретных средств массовой информации, занимаясь отдельно, например, проблемами воздуха, воды и удаления отходов. Хотя это и полезно, иногда это просто переносит проблему из одной области окружающей среды в другую, как в случае дорогостоящей очистки сточных вод, которая оставляет последующую проблему удаления шлама очистки, что также может вызвать серьезное загрязнение грунтовых вод.

Однако в последние годы международная сталелитейная промышленность решила эту проблему с помощью Комплексного контроля за загрязнением окружающей среды, который получил дальнейшее развитие в программе «Всеобщее управление экологическими рисками» — программе, которая одновременно рассматривает все виды воздействия и систематически занимается приоритетными областями. Вторым не менее важным событием стало сосредоточение внимания на превентивных, а не на исправительных действиях. Это касается таких вопросов, как размещение завода, подготовка площадки, расположение завода и оборудования, определение повседневных управленческих обязанностей, а также обеспечение достаточного персонала и ресурсов для контроля за соблюдением природоохранных норм и сообщения результатов соответствующим органам.

Центр промышленности и окружающей среды, созданный в 1975 году Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), призван поощрять сотрудничество между промышленностью и правительствами в целях содействия экологически безопасному промышленному развитию. Его цели включают в себя:

  • поощрение включения экологических критериев в планы промышленного развития
  • содействие внедрению процедур и принципов защиты окружающей среды
  • продвижение использования безопасных и чистых методов
  • стимулирование обмена информацией и опытом во всем мире.

 

ЮНЕП тесно сотрудничает с IISI, первой международной отраслевой ассоциацией, занимающейся одной отраслью. Членами IISI являются государственные и частные сталелитейные компании, а также национальные и региональные ассоциации сталелитейной промышленности, федерации и научно-исследовательские институты в 51 стране, на которые в совокупности приходится более 70% всего мирового производства стали. IISI, часто совместно с UNEP, составляет заявления об экологической политике и принципах, а также технические отчеты, подобные тем, на которых основана большая часть этой статьи (UNEP и IISI 1997). Вместе они работают над устранением экономических, социальных, моральных, личных, управленческих и технологических факторов, влияющих на соблюдение экологических принципов, политик и правил.

 

Назад

Читать 19538 раз Последнее изменение Суббота, 27 августа 2011 г., 18:33

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание:

Железо и сталь Ссылки

Константино, Дж. П., С. К. Редмонд и А. Берден. 1995. Риск профессионального рака среди работников коксовых печей: 30-летнее наблюдение. J Occup Env Med 37: 597-603.

Каллен, М. Р., Дж. Р. Балмес, Дж. М. Робинс и Г. Дж. Уокер Смит. 1981. Липоидная пневмония, вызванная воздействием масляного тумана на сталепрокатном стане-тандеме. Am J Ind Med 2: 51–58.

Международное агентство по изучению рака (IARC). 1984. Монографии 1984. 34: 101–131.

Международный институт чугуна и стали (IISI). 1992. Экологический контроль в сталелитейной промышленности. Документы, подготовленные для Всемирной конференции ENCOSTEEL 1991 г., Брюссель.

Международная организация труда (МОТ). 1992. Последние разработки в черной металлургии. Сообщить л. Женева: МОТ.

Джонсон А., С.И. Мойра, Л. Маклин, Э. Аткинс, А. Дибунцио, Ф. Ченг и Д. Энарсон. 1985. Респираторные нарушения у рабочих черной металлургии. Br J Ind Med 42: 94–100.

Кроненберг, Р.С., Дж.К. Левин, Р.Ф. Додсон, Дж.Г.Н. Гарсия и Д.Э. Грифит. 1991. Заболевание, связанное с асбестом, у работников сталелитейного завода и завода по производству стеклянных бутылок. Ann NY Acad Sci 643:397–403.

Лидал, Э. и Б. Филипсон. 1984. Инфракрасное излучение и катаракта. 1. Эпидемиологическое обследование рабочих черной металлургии. Acta Ophthalmol 62: 961–975.

МакШейн, Д.П., М.Л. Хайд и П.В. Альберти. 1988. Распространенность звона в ушах среди заявителей на компенсацию производственной потери слуха. Клиническая отоларингология 13:323–330.

Полин, М.Б., С.Б. Хендрик, Т.Дж.Х. Карел и П.К. Агаат. 1988. Заболевания спины у крановщиков, подвергшихся воздействию вибрации всего тела. Int Arch Occup Environ Health 1988:129-137.

Стинланд, К., Т. Шнор, Дж. Бомонт, В. Гальперин и Т. Блум. 1988. Заболеваемость раком гортани и воздействие кислотных туманов. Br J Ind Med 45: 766–776.

Томас, PR и Д. Кларк. 1992. Вибрация, белый палец и контрактура Дюпюитрена: связаны ли они? Оккупай Мед 42 (3): 155–158.

Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). 1986. Руководство по охране окружающей среды на металлургических предприятиях. Париж: ЮНЕП.

Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и Институт стали (IISI). 1997. Сталелитейная промышленность и окружающая среда: технические и управленческие вопросы. Технический отчет № 38. Париж и Брюссель: ЮНЕП и IISI.

Веннберг, А., А. Ирегрен, Г. Стрич, Г. Цизински, М. Хагман и Л. Йоханссон. Воздействие марганца в сталеплавильных цехах опасно для нервной системы. Scand J Work Environ Health 17: 255–62.

Комиссия Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по здравоохранению. 1992. Доклад Группы по промышленности и здравоохранению. Женева: ВОЗ.