Imechukuliwa kutoka UNEP na IISI 1997 na makala ambayo haijachapishwa na Jerry Spiegel.

Kwa sababu ya wingi na utata wa shughuli zake na matumizi yake makubwa ya nishati na malighafi, tasnia ya chuma na chuma, kama tasnia zingine "nzito", ina uwezo wa kuwa na athari kubwa kwa mazingira na idadi ya watu wa jamii zilizo karibu. . Kielelezo cha 1 kinatoa muhtasari wa uchafuzi wa mazingira na taka zinazozalishwa na michakato yake kuu ya uzalishaji. Wanajumuisha aina tatu za msingi: uchafuzi wa hewa, uchafuzi wa maji taka na taka ngumu.

Mchoro 1. Chati ya mtiririko wa vichafuzi na taka zinazozalishwa na michakato tofauti

Kihistoria, uchunguzi wa athari za afya ya umma ya tasnia ya chuma na chuma umezingatia athari za ujanibishaji katika maeneo yenye watu wengi wa eneo ambalo uzalishaji wa chuma umejilimbikizia na haswa katika maeneo mahususi ambapo matukio ya uchafuzi wa hali ya hewa yameshuhudiwa, kama vile Donora na Meuse mabonde, na pembetatu kati ya Poland, iliyokuwa Czechoslovakia na iliyokuwa Jamhuri ya Kidemokrasia ya Ujerumani (WHO 1992).

Vichafuzi vya Hewa

Vichafuzi vya hewa kutokana na shughuli za kutengeneza chuma na chuma vimekuwa tatizo la kimazingira kihistoria. Vichafuzi hivi ni pamoja na vitu vya gesi kama vile oksidi za salfa, dioksidi ya nitrojeni na monoksidi kaboni. Kwa kuongeza, chembechembe kama vile masizi na vumbi, ambazo zinaweza kuwa na oksidi za chuma, zimekuwa lengo la udhibiti. Uzalishaji wa hewa chafu kutoka kwa oveni za koti na kutoka kwa mimea ya bidhaa za oveni umekuwa jambo la kutia wasiwasi, lakini maboresho yanayoendelea katika teknolojia ya utengenezaji wa chuma na udhibiti wa uzalishaji katika miongo miwili iliyopita, pamoja na kanuni kali zaidi za serikali, zimepunguza kwa kiasi kikubwa uzalishaji huo. huko Amerika Kaskazini, Ulaya Magharibi na Japan. Jumla ya gharama za udhibiti wa uchafuzi, zaidi ya nusu ambayo inahusiana na utoaji wa hewa, imekadiriwa kuwa kati ya 1 hadi 3% ya jumla ya gharama za uzalishaji; mitambo ya kudhibiti uchafuzi wa hewa imewakilisha takriban 10 hadi 20% ya jumla ya uwekezaji wa mitambo. Gharama kama hizo huunda kikwazo kwa matumizi ya kimataifa ya udhibiti wa hali ya juu katika nchi zinazoendelea na kwa makampuni ya zamani, ya kiuchumi.

Vichafuzi vya hewa hutofautiana kulingana na mchakato fulani, uhandisi na ujenzi wa mtambo, malighafi iliyoajiriwa, vyanzo na kiasi cha nishati inayohitajika, kiwango ambacho bidhaa za taka zinarejeshwa katika mchakato na ufanisi wa udhibiti wa uchafuzi wa mazingira. Kwa mfano, uanzishaji wa utengenezaji wa chuma-oksijeni msingi umeruhusu ukusanyaji na urejelezaji wa gesi taka kwa njia iliyodhibitiwa, kupunguza kiasi cha kumalizika, wakati utumiaji wa mchakato wa utupaji unaoendelea umepunguza matumizi ya nishati, na kusababisha kupunguzwa kwa uzalishaji. Hii imeongeza mavuno ya bidhaa na kuboresha ubora.

Diafi ya sulfuri

Kiasi cha dioksidi ya sulfuri, iliyoundwa kwa kiasi kikubwa katika michakato ya mwako, inategemea hasa maudhui ya sulfuri ya mafuta ya mafuta yaliyotumiwa. Gesi ya coke na oveni inayotumika kama nishati ni vyanzo vikuu vya dioksidi ya sulfuri. Katika angahewa, dioksidi ya sulfuri inaweza kujibu pamoja na viini vya oksijeni na maji na kutengeneza erosoli ya asidi ya sulfuriki na, pamoja na amonia, inaweza kutengeneza erosoli ya salfa ya ammoniamu. Madhara ya kiafya yanayotokana na oksidi za sulfuri si tu kutokana na dioksidi ya sulfuri bali pia tabia yake ya kutengeneza erosoli hizo zinazoweza kupumua. Kwa kuongeza, dioksidi ya sulfuri inaweza kuingizwa kwenye chembe, nyingi ambazo ziko katika safu ya kupumua. Mfiduo kama huo unaweza kupunguzwa sio tu kwa matumizi ya mafuta yenye maudhui ya chini ya sulfuri, lakini pia kwa kupunguza mkusanyiko wa chembe. Kuongezeka kwa matumizi ya vinu vya umeme kumepunguza utoaji wa oksidi za sulfuri kwa kuondoa hitaji la coke, lakini hii imepitisha mzigo huu wa kudhibiti uchafuzi wa mazingira kwa mitambo inayozalisha umeme. Desulphurization ya gesi ya coke-tanuri hupatikana kwa kuondolewa kwa misombo ya sulfuri iliyopunguzwa, hasa sulfidi hidrojeni, kabla ya mwako.

Osijeni za oksijeni

Kama oksidi za sulfuri, oksidi za nitrojeni, hasa oksidi ya nitrojeni na dioksidi ya nitrojeni, huundwa katika michakato ya mwako wa mafuta. Huguswa na oksijeni na misombo ya kikaboni tete (VOCs) mbele ya mionzi ya ultraviolet (UV) kuunda ozoni. Pia huchanganyika na maji ili kutengeneza asidi ya nitriki, ambayo, kwa upande wake, huchanganyika na amonia na kutengeneza nitrati ya ammoniamu. Hizi pia zinaweza kutengeneza erosoli zinazoweza kupumua ambazo zinaweza kuondolewa kutoka kwenye angahewa kwa njia ya utuaji wa mvua au kavu.

Wala jambo

Chembe chembe, aina inayoonekana zaidi ya uchafuzi wa mazingira, ni mchanganyiko tofauti, tata wa vifaa vya kikaboni na isokaboni. Vumbi linaweza kupeperushwa kutoka kwa akiba ya madini ya chuma, makaa ya mawe, coke na chokaa au linaweza kuingia angani wakati wa upakiaji na usafirishaji wao. Nyenzo zenye ukali hutokeza vumbi wakati zinasuguliwa pamoja au kusagwa chini ya magari. Chembe laini huzalishwa katika mchakato wa kuyeyusha, kuyeyusha na kuyeyuka, hasa wakati chuma kilichoyeyuka kinapogusana na hewa na kutengeneza oksidi ya chuma. Tanuri za Coke hutoa uzalishaji mzuri wa coke ya makaa ya mawe na lami. Madhara ya kiafya yanawezekana hutegemea idadi ya chembe katika safu inayoweza kupumua, muundo wa kemikali wa vumbi na muda na mkusanyiko wa mfiduo.

Kupungua kwa kasi kwa viwango vya uchafuzi wa chembe kumepatikana. Kwa mfano, kwa kutumia vinu vya kielektroniki ili kusafisha gesi taka kavu katika utengenezaji wa chuma cha oksijeni, kazi moja ya chuma ya Ujerumani ilipunguza kiwango cha vumbi linalotolewa kutoka 9.3 kg/t ya chuma ghafi mwaka 1960 hadi 5.3 kg/t mwaka 1975 na kwa kiasi fulani chini ya 1. kg/t kufikia 1990. Gharama, hata hivyo, ilikuwa ni ongezeko kubwa la matumizi ya nishati. Mbinu nyingine za kudhibiti uchafuzi wa chembechembe ni pamoja na matumizi ya visusuzi mvua, nyumba za mifuko na vimbunga (ambavyo vina ufanisi dhidi ya chembe kubwa tu).

metali nzito

Vyuma kama vile cadmium, risasi, zinki, zebaki, manganese, nikeli na chromium vinaweza kutolewa kutoka kwenye tanuru kama vumbi, mafusho au mvuke au vinaweza kufyonzwa na chembechembe. Athari za kiafya, ambazo zimeelezewa mahali pengine katika hii Encyclopaedia, hutegemea kiwango na muda wa mfiduo.

Uzalishaji wa kikaboni

Uzalishaji wa kikaboni kutoka kwa utendakazi wa msingi wa chuma unaweza kujumuisha benzini, toluini, zilini, viyeyusho, PAH, dioksini na phenoli. Chuma chakavu kinachotumika kama malighafi kinaweza kujumuisha aina mbalimbali za dutu hizi, kulingana na chanzo chake na jinsi kilivyotumiwa (kwa mfano, rangi na mipako mingine, metali nyingine na mafuta). Sio uchafuzi wote wa kikaboni unaokamatwa na mifumo ya kawaida ya kusafisha gesi.

Radioactivity

Katika miaka ya hivi karibuni, kumekuwa na ripoti za matukio ambayo vifaa vya mionzi vimejumuishwa katika chuma chakavu bila kukusudia. Sifa za kifizikia za nyuklidi (kwa mfano, kuyeyuka na kuchemka halijoto na mshikamano wa oksijeni) zitaamua kitakachotokea kwao katika mchakato wa kutengeneza chuma. Kunaweza kuwa na kiasi cha kutosha kuchafua bidhaa za chuma, bidhaa za ziada na aina mbalimbali za taka na hivyo kuhitaji kusafisha na kutupa kwa gharama kubwa. Pia kuna uwezekano wa uchafuzi wa vifaa vya kutengeneza chuma, na matokeo ya mfiduo wa wafanyikazi wa chuma. Hata hivyo, shughuli nyingi za chuma zimeweka vigunduzi nyeti vya mionzi ili kuchunguza mabaki yote ya chuma yaliyonunuliwa.

Dioksidi ya kaboni

Ingawa haina athari kwa afya ya binadamu au mifumo ikolojia katika viwango vya kawaida vya anga, kaboni dioksidi ni muhimu kwa sababu ya mchango wake katika "athari ya chafu", ambayo inahusishwa na ongezeko la joto duniani. Sekta ya chuma ni jenereta kuu ya kaboni dioksidi, zaidi kutoka kwa matumizi ya kaboni kama wakala wa kupunguza katika utengenezaji wa chuma kutoka kwa madini ya chuma kuliko kutoka kwa matumizi yake kama chanzo cha nishati. Kufikia 1990, kupitia hatua mbalimbali za kupunguza kiwango cha tanuru ya mlipuko, kurejesha joto-taka na kuokoa nishati, uzalishaji wa dioksidi kaboni na tasnia ya chuma na chuma ulipunguzwa hadi 47% ya viwango mnamo 1960.

Ozoni

Ozoni, sehemu kuu ya moshi wa anga karibu na uso wa dunia, ni uchafuzi wa pili unaoundwa hewani na mmenyuko wa picha wa jua kwenye oksidi za nitrojeni, hurahisishwa kwa kiwango tofauti, kulingana na muundo na utendakazi wao, na anuwai ya VOC. . Chanzo kikuu cha vitangulizi vya ozoni ni moshi wa magari, lakini baadhi pia hutokezwa na mitambo ya chuma na chuma na pia viwanda vingine. Kama matokeo ya hali ya anga na topografia, mmenyuko wa ozoni unaweza kutokea kwa umbali mkubwa kutoka kwa chanzo chao.

Vichafuzi vya Maji Taka

Kazi za chuma humwaga kiasi kikubwa cha maji kwenye maziwa, mito na vijito, huku kiasi cha ziada kikivukizwa wakati wa kupozea coke au chuma. Maji machafu yaliyohifadhiwa katika madimbwi ya kuwekea ambayo hayajazibwa au yanayovuja yanaweza kupenya na kuchafua maji ya ndani na vijito vya chini ya ardhi. Hizi pia zinaweza kuchafuliwa na umwagaji wa maji ya mvua kupitia lundo la malighafi au milundikano ya taka ngumu. Uchafuzi ni pamoja na yabisi iliyosimamishwa, metali nzito na mafuta na grisi. Mabadiliko ya halijoto katika maji asilia kutokana na kumwagika kwa maji ya mchakato wa halijoto ya juu (70% ya maji ya mchakato wa kutengeneza chuma hutumiwa kwa kupoeza) yanaweza kuathiri mifumo ikolojia ya maji haya. Kwa hivyo, matibabu ya kupoeza kabla ya kutokwa ni muhimu na yanaweza kupatikana kwa kutumia teknolojia inayopatikana.

Yabisi iliyosimamishwa

Yabisi iliyosimamishwa (SS) ndio vichafuzi vikuu vya maji vinavyotolewa wakati wa utengenezaji wa chuma. Wao hujumuisha hasa oksidi za chuma kutoka kwa malezi ya kiwango wakati wa usindikaji; makaa ya mawe, tope la kibayolojia, hidroksidi za metali na vitu vikali vingine vinaweza pia kuwepo. Hizi kwa kiasi kikubwa hazina sumu katika mazingira yenye maji katika viwango vya kawaida vya kutokwa. Uwepo wao katika viwango vya juu unaweza kusababisha kubadilika kwa rangi kwa vijito, kutoa oksijeni na mchanga.

metali nzito

Maji ya mchakato wa kutengeneza chuma yanaweza kuwa na viwango vya juu vya zinki na manganese, wakati maji yanayotoka kwenye sehemu zinazoviringishwa na kupaka yanaweza kuwa na zinki, kadimiamu, alumini, shaba na kromiamu. Metali hizi kwa asili zipo katika mazingira ya majini; ni uwepo wao katika viwango vya juu kuliko kawaida ambavyo huleta wasiwasi kuhusu athari zinazowezekana kwa wanadamu na mifumo ikolojia. Wasiwasi huu unaongezeka kwa ukweli kwamba, tofauti na vichafuzi vingi vya kikaboni, metali hizi nzito haziharibiki na kuwa bidhaa zisizo na madhara na zinaweza kujilimbikizia kwenye mchanga na kwenye tishu za samaki na viumbe vingine vya majini. Zaidi ya hayo, kwa kuunganishwa na uchafu mwingine (kwa mfano, amonia, misombo ya kikaboni, mafuta, sianidi, alkali, vimumunyisho na asidi), uwezekano wa sumu yao inaweza kuongezeka.

Mafuta na mafuta

Mafuta na grisi zinaweza kuwa katika maji taka katika aina zote mbili za mumunyifu na zisizo na maji. Mafuta mengi mazito na grisi haziyeyuki na hutolewa kwa urahisi. Wanaweza kuwa emulsified, hata hivyo, kwa kugusana na sabuni au alkali au kwa kuchochewa. Mafuta ya emulsified hutumiwa mara kwa mara kama sehemu ya mchakato katika viwanda vya baridi. Isipokuwa kwa kusababisha kubadilika rangi kwa uso wa maji, kiasi kidogo cha misombo ya mafuta ya alifati haina madhara. Misombo ya mafuta yenye kunukia ya monohydric, hata hivyo, inaweza kuwa na sumu. Zaidi ya hayo, vipengele vya mafuta vinaweza kuwa na sumu kama vile PCB, risasi na metali nyingine nzito. Mbali na suala la sumu, hitaji la oksijeni ya kibayolojia na kemikali (BOD na COD) ya mafuta na misombo mingine ya kikaboni inaweza kupunguza kiwango cha oksijeni ya maji, na hivyo kuathiri uwezekano wa viumbe vya majini.

Taka ngumu

Sehemu kubwa ya taka ngumu zinazozalishwa katika utengenezaji wa chuma zinaweza kutumika tena. Mchakato wa kutengeneza coke, kwa mfano, hutokeza vitokanavyo na makaa ya mawe ambavyo ni malighafi muhimu kwa tasnia ya kemikali. Bidhaa nyingi za ziada (kwa mfano, vumbi la coke) zinaweza kurudishwa katika michakato ya uzalishaji. Slag inayotolewa wakati uchafu uliopo kwenye makaa ya mawe na chuma huyeyuka na kuchanganywa na chokaa inayotumika kuyeyusha inaweza kutumika kwa njia kadhaa: kujaza ardhi kwa ajili ya miradi ya ukarabati, katika ujenzi wa barabara na kama malighafi ya mitambo ya kuchemshia inayosambaza maji. tanuu za mlipuko. Chuma, bila kujali daraja, saizi, matumizi au urefu wa muda katika huduma, kinaweza kutumika tena na kinaweza kurejelewa mara kwa mara bila uharibifu wowote wa sifa zake za mitambo, kimwili au metallurgiska. Kiwango cha kuchakata tena kinakadiriwa kuwa 90%. Jedwali 1 linaonyesha muhtasari wa kiwango ambacho tasnia ya utengenezaji chuma ya Japani imefanikisha urejeleaji wa taka.

Jedwali 1. Taka zinazozalishwa na kusindika tena katika uzalishaji wa chuma nchini Japani

Chanzo: IISI 1992.

Nishati Uhifadhi

Uhifadhi wa nishati haustahili tu kwa sababu za kiuchumi lakini pia kwa kupunguza uchafuzi wa mazingira katika vituo vya usambazaji wa nishati kama vile huduma za umeme. Kiasi cha nishati inayotumiwa katika uzalishaji wa chuma hutofautiana sana na michakato inayotumiwa na mchanganyiko wa chuma chakavu na chuma katika nyenzo za kulisha. Nguvu ya nishati ya mimea chakavu ya Marekani mwaka 1988 ilikuwa wastani wa gigajoule 21.1 kwa tani huku mimea ya Kijapani ikitumia takriban 25% chini. Kiwanda cha mfano cha Taasisi ya Kimataifa ya Chuma na Chuma (IISI) kilichotegemea chakavu kilihitaji gigajouli 10.1 tu kwa tani (IISI 1992).

Kuongezeka kwa gharama ya nishati kumechochea maendeleo ya teknolojia za kuokoa nishati na nyenzo. Gesi zenye nishati kidogo, kama vile gesi za kutoka kwa bidhaa zinazozalishwa katika tanuru ya mlipuko na michakato ya tanuri ya coke, hupatikana, kusafishwa na kutumika kama mafuta. Utumiaji wa coke na mafuta ya ziada na tasnia ya chuma ya Ujerumani, ambayo ilikuwa wastani wa kilo 830 kwa tani mnamo 1960, ilipunguzwa hadi kilo 510 kwa tani mnamo 1990. Sekta ya chuma ya Kijapani iliweza kupunguza sehemu yake ya jumla ya matumizi ya nishati ya Kijapani kutoka 20.5% 1973 hadi karibu 7% mwaka 1988. Sekta ya chuma ya Marekani imefanya uwekezaji mkubwa katika uhifadhi wa nishati. Kinu cha wastani kimepunguza matumizi ya nishati kwa 45% tangu 1975 kupitia urekebishaji wa mchakato, teknolojia mpya na urekebishaji (uzalishaji wa kaboni dioksidi umeshuka kwa uwiano).

Kukabiliana na Wakati Ujao

Kijadi, serikali, vyama vya wafanyabiashara na sekta binafsi zimeshughulikia masuala ya mazingira kwa misingi mahususi ya vyombo vya habari, zikishughulika kando, kwa mfano, matatizo ya hewa, maji na utupaji taka. Ingawa ni muhimu, hii wakati mwingine imehamisha tu tatizo kutoka eneo moja la mazingira hadi jingine, kama ilivyo kwa matibabu ya maji machafu ya gharama kubwa ambayo huacha tatizo la baadaye la utupaji wa uchafu wa matibabu, ambayo inaweza pia kusababisha uchafuzi mkubwa wa maji ya ardhini.

Hata hivyo, katika miaka ya hivi majuzi, sekta ya kimataifa ya chuma imeshughulikia tatizo hili kupitia Udhibiti Unganishi wa Uchafuzi, ambao umeendelea zaidi kuwa Usimamizi wa Hatari za Mazingira, mpango ambao unaangalia athari zote kwa wakati mmoja na kushughulikia maeneo ya kipaumbele kwa utaratibu. Maendeleo ya pili ya umuhimu sawa yamekuwa lengo la kuzuia badala ya hatua za kurekebisha. Hii inashughulikia masuala kama vile eneo la mtambo, utayarishaji wa tovuti, mpangilio wa mitambo na vifaa, uainishaji wa majukumu ya usimamizi wa kila siku, na uhakikisho wa wafanyakazi na rasilimali za kutosha ili kufuatilia uzingatiaji wa kanuni za mazingira na kuripoti matokeo kwa mamlaka husika.

Kituo cha Viwanda na Mazingira kilichoanzishwa mwaka 1975 na Shirika la Umoja wa Mataifa la Mpango wa Mazingira (UNEP), kinalenga kuhimiza ushirikiano kati ya viwanda na serikali ili kukuza maendeleo ya viwanda yanayozingatia mazingira. Malengo yake ni pamoja na:

• kuhimiza kuingizwa kwa vigezo vya mazingira katika mipango ya maendeleo ya viwanda
• kuwezesha utekelezaji wa taratibu na kanuni za ulinzi wa mazingira
• uhamasishaji wa matumizi ya mbinu salama na safi
• uhamasishaji wa kubadilishana habari na uzoefu kote ulimwenguni.

UNEP inafanya kazi kwa karibu na IISI, chama cha kwanza cha sekta ya kimataifa kilichojitolea kwa sekta moja. Wanachama wa IISI ni pamoja na makampuni ya umma na binafsi yanayozalisha chuma na vyama vya kitaifa na kikanda vya sekta ya chuma, mashirikisho na taasisi za utafiti katika nchi 51 ambazo, kwa pamoja, zinachangia zaidi ya 70% ya jumla ya uzalishaji wa chuma duniani. IISI, mara nyingi kwa kushirikiana na UNEP, hutoa taarifa za sera na kanuni za mazingira na ripoti za kiufundi kama vile ile ambayo sehemu kubwa ya makala haya imejikita (UNEP na IISI 1997). Kwa pamoja, wanafanya kazi kushughulikia mambo ya kiuchumi, kijamii, kimaadili, ya kibinafsi, ya usimamizi na kiteknolojia ambayo huathiri ufuasi wa kanuni, sera na kanuni za mazingira.

Back