Evaluation of the level of atmospheric air pollution in the area of Kosogorsky metallurgical plant location in Tula
Evaluation of the level of atmospheric air pollution in the area of Kosogorsky metallurgical plant location in Tula
Abstract
Metallurgical enterprises are powerful sources of pollutant emissions into the atmospheric air. The aim of the study was to evaluate the level of atmospheric air pollution in the area of Kosogorsky metallurgical plant of Tula for compliance with current hygienic standards. According to the results of our independent research, although they were of one-time nature and, as it is known, in this case there are uncertainties associated with a limited number of samples and determined components, no exceedances of hygienic standards of carbon monoxide, formaldehyde, sulphur dioxide, nitrogen dioxide, suspended matter (dust) were found. The enterprise actively implements cleaning systems – modern aspiration units (blast furnace shops), dust suppression systems when unloading raw materials from railcars – nozzle-type apparatuses and fog generator.
1. Введение
Несмотря на совершенствование технологических процессов и активное проведение природоохранных мероприятий, металлургические производства продолжают оставаться в числе лидеров по негативному воздействию на окружающую среду и здоровье населения, что показано в ряде современных работ , , .
Несомненно, что масштаб негативного воздействия на окружающую среду зависит от мощности производства и ассортимента выпускаемой металлургическими предприятиями продукции, но экологическая безопасность в настоящее время является одной из приоритетных характеристик металлургических производств, обеспечивающих их социальный имидж в сочетании с конкурентоспособностью на российском и мировом рынках .
Неблагоприятное воздействие Косогорского металлургического комбината на окружающую среду изучалось с позиции оценки содержания тяжелых металлов в природно-антропогенных и сельскохозяйственных ландшафтах, а также изучения изменений видового разнообразия животного мира в ареалах с техногенно загрязненной почвой , , .
К числу приоритетных экологических проблем Косогорского металлургического завода, которые предприятие не скрывает и активно ищет решения по их устранению, относятся пыле- и газовыделения литейного производства. Эта проблема известна и жителям поселка Косая гора городского округа город Тула, которые периодически замечали «рыжие облака», поднимающиеся с территории предприятия .
В этой связи в рамках выездного исследования проведен отбор и анализ проб атмосферного воздуха в непосредственной близости от предприятия.
Целью исследования являлась оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха в районе расположения Косогорского металлургического завода города Тулы на соответствие действующим гигиеническим нормативам.
2. Методы и принципы исследования
Объектом исследования являлся атмосферный воздух в районе расположения предприятия по производству доменного чугуна и ферромарганца, промышленного и художественного литья, шлакового щебня – Косогорского металлургического завода (АО «КМЗ»), расположенного в поселке Косая гора городского округа город Тула.
Проведен анализ содержания 5 приоритетных загрязняющих компонентов в атмосферном воздухе: оксид углерода, формальдегид, диоксид серы, диоксид азота, взвешенные вещества (пыль). Исследования по оценке уровня загрязнения атмосферного воздуха выполнены на базе экоаналитической лаборатории факультета географии, геоэкологии и туризма Воронежского государственного университета.
Для определения содержания загрязняющих веществ использовался газоанализатор ГАНК-4 (А) со встроенными датчиками и сменными химическими кассетами. Все измерения проводились в соответствии с Методикой выполнения измерений (МВИ) массовой концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе газоанализатором ГАНК-4 с изменением №1 (2019), МВИ 4215-002-56591409-2009, регистрационный код МВИ по Федеральному реестру ФР.1.31.2009.06144. Измерения массовой концентрации компонентов выполнялось следующими методами: оксид углерода – электрохимический со встроенным датчиком; формальдегид, диоксид серы, диоксид азота – оптронноспектрофотометрический со сменной химкассетой .
Все измерения концентраций загрязняющих веществ с использованием газоанализатора ГАНК-4 (А) выполнены в режиме «Фиксированное t усреднения», время усреднения (t) задавалось 20 мин, что требуется для определения максимально-разовой концентрации в атмосферном воздухе в соответствии с руководством по эксплуатации .
Для отбора проб атмосферного воздуха на определение концентрации взвешенных веществ (пыли) использован расходомер-пробоотборник газоаэрозольных смесей ПУ-5 (электроаспиратор) с фильтрами АФА-ВП-20. Определение концентрации взвешенных веществ проводилось гравиметрическим методом анализа в соответствии РД 52.04.893-2020 «Массовая концентрация взвешенных веществ в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений гравиметрическим методом» .
Пробы воздуха отбирались и анализировались 14, 15, 16 мая 2024 г. (рисунок 1).
Рисунок 1 - Отбор проб атмосферного воздуха в точках контроля вблизи Косогорского металлургического завода проводят профессор О.В. Клепиков и доцент С.А. Епринцев
Рисунок 2 - Точки контроля (т/к) уровня загрязнения атмосферного воздуха в поселке Косая гора городского округа город Тула вблизи Косогорского металлургического завода
Примечание: для подготовки иллюстрации использованы Яндекс карты
Всего выполнено 18 измерений концентраций 5 веществ в 3 точках контроля с расчетом средних значений в каждой точке (С±δ) и определением соотношения установленного содержания загрязняющих веществ к их максимально разовым ПДК в атмосферном воздухе городских и сельских поселений (С/ПДКм.р.).
Таблица 1 - Метрологические характеристики используемых методик и гигиенические нормативы содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
Наименование загрязнителей | Диапазон измерения массовой концентрации в соответствии с МВИ, мг/м3 | Показатель точности (относительная погрешность, δ) при p=0,95, % | Максимально разовая ПДК в атмосферном воздухе (ПДКм.р.), мг/м3 * | Класс опасности |
оксид углерода | 1,8 – 10 | 22 | 5,0 | 4 |
формальдегид | 0,0018 – 0,25 | 22 | 0,05 | 2 |
диоксид серы | 0,030 – 5 | 22 | 0,5 | 3 |
диоксид азота | 0,024 – 1,0 | 22 | 0,2 | 3 |
взвешенные вещества (пыль) | 0,15 – 10 | 5,5 | 0,5 | - |
Примечание: *по СанПиН 1.2.3685-21 Раздел I. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений) [12]
3. Основные результаты
По результатам определения концентраций загрязняющих веществ в точках контроля выявлено, что в т/к №1 и №2 ситуация по уровню загрязнения атмосферного воздуха отличается от контрольной точки т/к №3, в которой загрязняющих веществ не обнаружено (на уровне нижнего предела чувствительности метода). Превышений ПДК загрязняющих веществ в контрольных точках не выявлено (табл. 2).
Несмотря на незначительное удаление жилых домов от промплощадки предприятия (80-260 м), качество атмосферного воздуха по определяемым компонентам в дни проведения измерений соответствовало гигиеническим нормативам.
Таблица 2 - Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха в точках контроля вблизи Косогорского металлургического завода
Наименование загрязнителей | ПДК, мг/м3 *) | т/к №1 | т/к №1 | т/к №2 | т/к №2 | т/к №3 | т/к №3 |
| | С±δ, мг/м3 | С/ПДКм.р. | С±δ, мг/м3 | С/ПДКм.р. | С±δ, мг/м3 | С/ПДКм.р. |
оксид углерода | 5,0 | 2,39± 0,53 | 0,53 | 2,28± 0,50 | 0,46 | <1,8 | - |
формальдегид | 0,05 | 0,0055± 0,001 | 0,11 | 0,0035± 0,0008 | 0,07 | <0,0018 | - |
диоксид серы | 0,5 | 0,052± 0,011 | 0,10 | <0,03 | - | <0,03 | - |
диоксид азота | 0,2 | 0,097± 0,021 | 0,49 | 0,046± 0,010 | 0,23 | <0,024 | - |
взвешен-ные вещества (пыль) | 0,5 | 0,32± 0,02 | 0,64 | 0,42± 0,03 | 0,84 | <0,15 | - |
Примечание: * по СанПиН 1.2.3685-21 (раздел I. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений) [12]
4. Обсуждение
Изучая экологическую ситуацию на Косогороском металлургическом заводе по материалам открытых источников, следует отметить, что по отношению к прошлому периоду она становится лучше. Так, по материалам Тульской общественной организации «Экологическая защита» от 2021 года установлено, что источником появления «бурых облаков» аэрозолей (железосодержащей пыли), видимых невооруженным глазом над территорией завода, являлись процессы открытой выгрузки из вагонов неофлюсованных окатышей – железнорудного сырья, а «черных облаков» (углеродсодержащей пыли) – процессы разгрузки кокса , .
В настоящее время (2022 – 2004 гг.), в результате поэтапно проводимых предприятием природоохранных мероприятий, эта проблема практически решена за счет ввода в эксплуатацию системы пылеподавления в местах разгрузки сырья, включающей аппарат форсуночного типа из которого поступающая в пространство диспергированная вода осаживает взвешенные вещества из атмосферного воздуха, и новый туманогенератор, с функцией генерации снега, что обеспечивает эффективное осаждение пыли и блокирует её унос за пределы производственной площадки предприятия при периодической разгрузке сырьевых материалов независимо от сезона года.
Поэтапно модернизируются и система очистки выбросов от доменных печей, основной выброс вредных веществ в воздушную среду от которых происходит при сливе чугуна. На печах смонтированы и действуют современные аспирационные установки, в которых реализован принцип очистки на рукавных фильтрах. Скопившая в рукавах пыль периодически выгружается и частично используется в производстве металлургических брикетов, которые возвращаются в технологический процесс выплавки чугуна в доменных печах.
Следует отметить, что в 2022 году Косогорский металлургический завод прошел процедуру Общественного экологического контроля .
5. Заключение
Ситуация с загрязнением атмосферного воздуха вблизи Косогорского металлургического комбината меняется в лучшую сторону. Предприятие активно внедряет системы очистки – современные аспирационные установки (доменные цеха), системы пылеподавления при разгрузке сырья из вагонов – аппараты форсуночного типа и туманогенератор.
По результатам наших независимых исследований, хотя они имели и разовый характер и, как известно, в этом случае имеются неопределенности связанные с ограниченным количеством проб и определяемых компонентов, превышений гигиенических нормативов содержания оксида углерода, формальдегида, диоксида серы, диоксид азота, взвешенных вещества (пыли) не установлено.
В целом полученные нами результаты согласуются с официальными данными Управления Роспотребнадзора по Тульской области, которое имеет маршрутную точку мониторинга уровня загрязнения атмосферного воздуха в поселке Косая гора: по материалам надзорных мероприятий и социально гигиенического мониторинга в 2022 и 2023 гг. (ежегодно анализируется свыше 3 тыс. проб), превышений гигиенических нормативов содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе не зарегистрировано .