Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы

Кондинский район богат лесными ресурсами. В настоящее время Кондинский район входит в число основных лесозаготовительных районов округа. Современное развитие лесного комплекса в районе характеризуется следующими особенностями:

- преобладает лесозаготовительная промышленность, деревообработка развита слабо и не соответствует сырьевым возможностям;

- велики потери древесины, они составляют около 25-30% от объема заготовок

- слабо вовлекаются в деревообработку древесина лиственных пород.

В рамках реализации окружной программы “Развитие и реструктуризация лесопромышленного комплекса Ханты-Мансийского автономного округа ” в марте 2005 года в поселке Мортка введен в эксплуатацию завод по производству плит мелкодревесной фракции (МДФ).

Рассмотрев специальную литературу о влиянии промышленного производства на окружающую среду, я пришел к выводу, что к числу нарушителей природного равновесия относятся не только предприятия топливно-энергетического комплекса, металлургии, химической промышленности, но и лесопромышленный комплекс.

По данным, опубликованным в журнале «Деревообрабатывающая промышленность» №3, 2000 год, в классификации отраслей промышленности по экологической опасности для природной среды - деревообрабатывающая промышленность относится к классу - опасных, а по коэффициенту токсичности выбросов в атмосферу - к отрасли с токсичными выбросами. Так, основным вредным компонентом газовых выбросов цехов по производству плит мелкодревесной фракции является формальдегид, который оказывает общетоксическое действие, вызывая заболевания кожи, бронхиты, поражение почек, раздражает слизистые оболочки глаз.

На основе выше сказанного, меня заинтересовал вопрос, будет ли оказывать вредное воздействие на лесные сообщества, прилегающих к заводу производство плит МДФ? Изучив технологию производства плит и выявив основные виды загрязнителей при этом процессе, я предположил, что должно иметь место загрязнение атмосферного воздуха.

Так как завод только начал выпуск своей продукции и работает второй год, если будет присутствовать загрязнение воздуха, то это может отразиться на растениях более чувствительных к загрязнению воздуха, а именно на хвойных породах.

Исходя из выше сказанного, цель моего исследования: Выявить возможное влияние выбросов завода на экологическое состояние лесных сообществ, прилегающих территорий

Задачи по достижению цели:

1. На основе специальных источников выявить виды и количество выбросов в атмосферу при производстве плит мелкодревесной фракции завода МДФ;

2. На основе специальной литературы определить степень опасности выбросов производства и их влияние на растительные сообщества

3. С помощью существующей методики биоиндикации, оценить экологическое состояние хвои древесной растительности прилегающих территорий к заводу МДФ;

4. На основе обобщения результатов проведенных исследований сделать вывод о возможности влияния завода на лесные сообщества прилегающих территорий

5. Предложить ряд мер по улучшению экологической обстановки прилегающих территорий к предприятию.

Объект исследования: ООО “Лесопромышленная компания МДФ” (далее завод МДФ), п. Мортка расположенный с северо-западной стороны от п. Мортка на расстоянии 1 км от жилой застройки

Предмет исследования: состояние хвои древесной растительности на территориях, прилегающих к заводу МДФ

Гипотеза: Исходя из особенностей технологии производства плит мелкодревесной фракции завода МДФ, выбросы в атмосферу отходов производства будут оказывать неблагоприятное влияние на экологическое состояние лесных сообществ прилегающих территорий.

Методы исследования используемые в работе: общетеоретические: анализ и синтез, сравнение, математические; эмпирические: наблюдения.

Для выявления видов и количества выбросов в атмосферу при производстве плит МДФ, для выявления особенностей загрязнения атмосферного воздуха были использованы специальные литературные источники: Проект нормативов предельно-допустимых выбросов ООО «ЛПК МДФ», Тюмень-2005г. , «Деревообрабатывающая промышленность» №3 за 2000, Романова В. Ю. Основы экологии, 2005. , Алексеев С. В и др Экологический практикум школьника, 2005. , Розанов Л. Л. Геоэкология. , 2005.

Изучение опасности выбросов производства, их влияние на растительные сообщества велось по литературным источникам: Романова В. Ю. Основы экологии, 2005. , Югория.

Исследования проводились на основе методики биоиндикации, опубликованной в школьном практикуме под редакцией Мансуровой С. Е. , Кокуевой Г. Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11кл, 2001.

Глава 1. Обзор литературы по проблеме исследования

1. Положение объекта исследования

Поселок Мортка находится на юге Кондинского района в пределах подзоны южной тайги, в пределах увалистых равнин с густыми берёзово-кедрово-сосновыми и мелколиственно-темнохвойными кустарничково-зеленомошными лесами на дерново-сильно-подзолистых почвах. Для плосковолнистого типа местности обычны «пошворы» — облесённые болота. В приречных участках более характерны елово-берёзовые травяные и замшелые леса южно-таёжного облика Кондинско-Тавдинской ландшафтной провинции. В настоящее время эта местность сильно нарушена лесозаготовками. Объект исследования – завод МДФ был построен на расстоянии 1 км к северо-западу от поселка на участке бывшей лесозаготовки (в начале 70-х), где идет восстановление берёзово-елово-соснового леса. На территории предприятия 30 источников загрязнения. Предприятие выбрасывает в атмосферу загрязняющие вещества 25 наименований; общий валовый выброс загрязняющих веществ составляет 245,8761 т/год.

1. 2. Характеристика предприятия как источника загрязнения атмосферы.

Предприятие предназначено для производства древесноволокнистых плит средней и высокой плотности (МДФ), на основе карбамидно-формальдегидной смолы, с годовой производительностью 60 тыс. м3 в год. На территории предприятия 30 источников загрязнения. Предприятие выбрасывает в атмосферу загрязняющие вещества 25 наименований. Общий валовый выброс загрязняющих веществ составляет около 246 т/год. Наибольшие объемы выбросов в атмосферу по таким веществам как, пыль древесная, оксид углерода, сажа, сернистый ангидрид, формальдегид, диоксид азота, окись азота, аммиак, бенз(а)пирен. Эти вещества в основном 2 и 3 класса опасности.

Для достижения допустимых концентраций вредных веществ в атмосфере на заводе предусмотрены следующие мероприятия: очистка воздуха от пыли перед выбросом его в атмосферу в циклонах и фильтрах фирмы «Вisоn»и отечественного производства; применение закольцованных систем, полностью исключающих выбросов в атмосферу; применение в производстве связующего с низким содержанием формальдегида. Для улучшения условий рассеивания для выбросов, не подлежащих очистке возведено 2 металлических труды. Изначально, согласно проекту строительства завода отвод дымовых газов от всех 5 котлов предусматривался через металлическую трубу высотой 45 метров. Однако, в связи с отсутствием подъемно-транспортных механизмов способных установить данную металлическую конструкцию, были внесены изменения. По данным Проекта нормативов ПДВ-2005, для улучшения условий рассеивания выбросов, не подлежащих очистке необходимая высота трубы 30 метров от пресса. Фактическая высота установленной трубы на заводе Н = 27 м от пресса диаметром 1,5 метра.

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу в наибольшем количестве, представлен в Таблице 3. Следует отметить, что как используемый показатель при расчете ПДС для большинства загрязняющих веществ выбрасываемых предприятием взяты максимальные показатели ПДК, которые на порядки выше ПДК для воздуха населенных пунктов.

По данным, наибольший вклад в загрязнение атмосферы на северо-западе жилой застройки, превышают 0,1 ПДК: диоксид азота, пыль древесная. Источники, дающие наибольший вклад в максимальную концентрацию вредных веществ в атмосфере: основное производство. Размеры санитарно-защитной зоны предприятия 50м.

1. 3. Особенности загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами.

Загрязнение природной среды газообразными, жидкими и твердыми веществами и отходами производства, вызывающее деградацию среды обитания и наносящее ущерб здоровью населения, остается наиболее острой экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и экономическое значение. Растительные сообщества, отдельные растения — один из наиболее важных источников показателей экологического состояния той или иной территории. В настоящее время токсичное воздействие техногенных загрязнителей на окружающую среду является общепризнанным. К приоритетным загрязняющим веществам, воздействие которых достаточно хорошо изучено, относятся двуокись серы, озон, окислы азота и фториды.

Важным фактором, влияющим на концентрацию загрязняющих веществ в атмосфере, является её способность к рассеиванию и самоочищению. Этот процесс происходит вследствие сухого и мокрого выпадения примесей, поглощению их земной поверхностью, переработки бактериями, микроорганизмами и другими путями.

На процесс рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере существенное влияние оказывают следующие факторы: состояние атмосферы, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота и диаметр источника выбросов, расположение источников, рельеф местности. Рассеивание в атмосфере выбрасываемых из дымовых труб и вентиляционных устройств загрязняющих веществ подчиняется законам турбулентной диффузии.

С – концентрация выбросов загрязняющих веществ; М – интенсивность выбросов; Н – высота трубы; Х – расстояние.

Размеры зоны задымления в зависимости от метеоусловий находятся в пределах 10—50 высот дымовой трубы. Зона задымления является наиболее опасной и не должна попадать на территорию жилой застройки. Величина концентрации загрязнителей в приземном слое рассчитывается по утверждённым методикам и в общем зависит от: характеристик трубы – её высоты, диаметра; свойств выбрасываемых газов – их температуры, скорости истечения; метеорологических характеристик – скорости ветра, частоты низких инверсий.

При одном и том же количестве выбрасываемых загрязнителей можно, увеличив высоту трубы, сделать так, чтобы характеристики приземного воздуха, прилегающих к источнику загрязнения территорий, соответствовали ПДК. Например, в Сибири высока частота низких инверсий и соответственно высота труб должна быть больше. Также в областях с большей средней силой ветра рассеивание происходит быстрее и для предприятия, расположенного в этом районе, величина ПДВ будет выше по сравнению с предприятием того же профиля и той же мощности, но расположенного в районе с меньшей средней силой ветра. Применение высоких труб, к сожалению, не сокращает количества выбросов, а только способствует рассеиванию выбросов на большие площади и в большем объеме воздушного пространства.

По данным западные и северо-западные вторжения атлантических воздушных масс составляют до 50% циклональных типов погод - южные - 30%. Летом преобладают северные и северо-западные ветры, зимой преобладают южные и юго-западные ветры, наибольшая повторяемость скорости ветра 2-5 м/с, до 53-56%. Средняя скорость ветра 2,5 м/с. На основе метеорологических наблюдений в период работы предприятия на полную мощность (июнь - сентябрь 2006 г. ) состояние воздуха нижних слоев атмосферы характеризовалось показателями.

Например, в период наблюдений господствующее направление ветра было в июне – западное, восточное и юго-восточное, в июле - западное, юго-восточное и южное и, в августе – западное, в сентябре – западное и юго-западное. В целом за период наблюдение господствовал западный перенос воздушных масс.

В настоящее время на защиту атмосферы приходится около 10% от всех расходов на охрану окружающей среды. В то же время экономический ущерб от загрязнения воздушного бассейна составляет 50% суммарного ущерба окружающей среды.

1. 4. Влияние атмосферных выбросов на состояние растительного покрова.

Выбросы загрязняющих веществ могут оказывать как прямое, так и опосредованное (непрямое) воздействие на растительные и животные организмы.

Прямые эффекты (в первую очередь, влияние на здоровье человека и животных, поражение растительности) происходит за счет повышенного содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, они носят в основном локальный характер.

Действие на растения зависит от вида и концентрации вредных веществ, длительности их воздействия, восприимчивости различных видов растений к загрязнителям, стадии физиологического развития в момент воздействия.

Наиболее существенными факторами являются концентрация вредных веществ и длительность их воздействия. Влияние загрязнителей возрастает: при высокой влажности воздуха или тумане; при наличии других вредных веществ; в случае каких-либо неблагоприятных факторов (мороз, засуха, жара); при определенных стадиях роста и развития растений .

В зависимости от внешних факторов среды действие токсикантов может быть снижено в период ограниченной физиологической активности растений (например, ночью, а у хвойных деревьев - зимой).

Различают 2 типа видимых повреждений растений: острые и хронические. Острое поражение происходит при кратковременном воздействии высокими концентрациями загрязняющих веществ. У растений появляются некротические или обесцвеченные участки листьев. Хроническое поражение вызывается многократными выбросами загрязнителя и обычно проявляется в виде хлороза .

Вид Характер действия Фенология физиология Последствия для всего растения воздействия

Хроничес- кое Низкая, большей частью Отсутствие некрозов Скопление вредных веществ в Уменьшение прироста; выживание непостоянная (изменение цвета только листьях; снижение листовой растений определяется степенью концентрация, временное) замедленный рост; поверхности и ассимиляции, нарушения физиологических функций;

действующая через преждевременное отмирание изменение рН почвы и отрицательное воздействие вредных длинные промежутки старых хвоинок; ослабление функциональной деятельности веществ усиливается при времени, а также новых побегов (укороченный корневой системы (при неблагоприятных условиях токсичная пыль, рост) токсичной пыли) (заморозки, жара, недостаток попадающая на почву элементов питания могут привести к острым повреждениям)

Острое Быстрое действие высокихНекроз и изменение цвета Гибель клеток в некротическихВыживание зависит от доли концентраций листьев, нарушение роста и тканях; нарушение оставшейся физиологически активной развития растений ассимиляционных процессов вегетативной массы и восстанавливающейся способности растений

Диоксид азота, 2 класс опасности - приводят к некрозу (омертвлению) растений окись азота, - нарушается фотосинтез и интенсивность клеточного обмена, что приводит к отмиранию части вегетативной массы. Первоначально симптомы повреждения хвои проявляются в распространении обесцвеченных пятен серо-зеленого опенка. Длительное воздействие низких концентраций вызывает общий хлороз более старой хвои.

Сернистый ангидрид обладает фитотоксичным действие на растения может вызвать повреждения растительности в широком масштабе, вследствие способности распространяться на большие расстояния и больших объемов выбросов в атмосферу.

Среднегодовые значения критических уровней диоксида серы для лесных экосистем 0,02 мг/м3. При высоких концентрациях диоксида серы у растений возникают: физиологические нарушения, повреждение клеток эпидермиса, нарушение функционирования устьиц, нарушение процессов метаболизма, снижение содержания хлорофилла в растениях, нарушает уровня фотосинтеза и распределение его продуктов по растению, понижение устойчивости растений к засухе, морозу, засолению почв, вредителям, болезням, изменения в составе различных сообществ: исчезновение чувствительных к воздействию SO2 видов (мхи, лишайники, хвойные породы деревьев хвойные при 200— 228,8 мкг/м3),

Вещества, по которым наибольшие объемы выбросов завода (пыль древесная, оксид углерода, сажа, сернистый ангидрид, формальдегид, диоксид азота, окись азота, аммиак, бенз(а)пирен) могут вызывать у растений нарушение фотосинтеза, интенсивность клеточного обмена, что приводит к отмиранию части растения, то есть, некрозу.

А также снижение устойчивости растений к засухе, морозу, засолению почв, вредителям, болезням, изменения в составе различных сообществ.

У хвойных пород наиболее чувствительных к воздействию загрязненного воздуха наблюдается снижение фотосинтеза, прироста, повреждения игл, потеря старых игл, некроз игл. Учитывая, что хвойные леса являются системообразующими, наиболее чувствительной к кислотным дождям компонентой экосистемы, расположение их в ближней зоне к предприятиям-загрязнителям, произойдут существенные и необратимые изменения в экосистемах и видовом составе.

Глава 2. Результаты исследования

2. 1. Ход исследовательской работы

1. Исходя из поставленных задач были изучены материалы Проекта нормативов предельно-допустимых выбросов ООО «ЛПК МДФ»-2005, аудиторские отчеты 2002 – 2004 г, по которым установлены особенности технологии производства древесно-волокнистых плит на заводе МДФ, виды и количество выбросов в атмосферу.

2. По литературным источники Проекта нормативов предельно-допустимых выбросов ООО «ЛПК МДФ»-2005, Романова В. Ю и др. 2005, Алексеев и др. 2005, «Деревообрабатывающая промышленность» №3/2000 установлены наиболее опасные вещества выбросов завода в атмосферу, установлены их ПДК.

3. Исходя из литературных источников Романова В. Ю и др. 2005, изучены особенности и условия загрязнения атмосферного воздуха , влияние загрязненного воздуха на состояние растительности.

6. Для выявления возможного загрязнения атмосферного воздуха прилегающих территорий к заводу МДФ были проведены: а) Наблюдения в районе исследования за метеорологическими условиями, которые влияют на степень и распространение загрязнения (июнь-сентябрь 2006 год). определил состояние хвои сосны обыкновенной в лесных сообществах прилегающих к заводу от опушки леса в глубь леса на расстоянии 100-200 м. Примерное расстояние от заводской территории 500-1000 м. За единицу контроля, по методике, берется здоровая, неповрежденная хвоя.

7. При формулировке выводов были сопоставлены данные по видам и количеству выбросов в атмосферу завода МДФ, данные по особенностям загрязнения атмосферного воздуха, данные по влиянию на растительные сообщества наиболее опасных вещества выбросов в атмосферу завода МДФ, данные метеорологических наблюдений и данные исследований состояния хвои сосны обыкновенной на прилегающей территории к заводу.

8. На основе полученных выводов предложены ряд мер по стабилизации экологической ситуации прилегающих к заводу территорий.

2. 2. Методика исследования «Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы».

В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические (участки, где разрушен хлорофилл) точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны. Методом биоиндикации возможно определить степень загрязненности воздуха в изучаемой зеленой зоне.

Используемая методика биоиндикации опубликована в методическом пособии «Следим за окружающей средой нашего города» под редакцией Мансурова С. Е. , 2001г. Выбор данной методики обусловлен, тем что

- на исследуемых территориях ранее не существовало источников загрязнения воздуха, это территория бывшей лесозаготовки;

- за единицу контроля, по методике, берется здоровая, неповрежденная хвоя;

- так как завод работает только 2 года, изменения в растительных сообществах будут заметны в первую очередь на более чувствительных к воздействию загрязненного воздуха хвойных породах

- территория, где проводятся исследования, находятся за приделами санитарно-защитной зоны

Оборудование: пакеты для хвоинок с маркировкой.

Ход работы:

1. В разных частях леса на расстоянии 100, 200 метров от опушки к северу, востоку, югу и западу от завода выбираем несколько взрослых деревьев сосны, с которых будет удобно собирать хвою. 2. С нескольких боковых побегов в средней части кроны деревьев сосны отбираем 200-300 пар хвоинок второго и третьего года жизни. 3. Вся хвоя делится на три части (неповрежденная хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания), и подсчитываем количество хвоинок в каждой группе. 4. Данные заносим в таблицу с указанием даты отбора проб с каждой сосны. Определение состояния хвои сосны обыкновенной для оценки загрязненности атмосферы (измеряемые показатели - количество хвоинок).

2. 3. Результаты исследований

Если рассматривать степень поражение хвои по исследуемой территории, то более сильно поражена хвоя к востоку (высокий процент поражения наблюдается на расстоянии и 100 и 200 метров), к югу (на расстоянии 200 м) и северу на расстоянии 100м от завода.

Такое распределение поражения хвои предположительно можно объяснить:

- господствующим направлением ветра (что подтверждают данные метеонаблюдений) в период, когда завод работал на полную мощность (это с апреля 2005 по октябрь 2006 г. ).

- Недостаточной высотой трубы для рассеивания выбросов, т. е. близким расположением зоны задымления к заводу

На основе изученных литературных источников мы пришли к выводу о том, что наиболее приемлемой методикой по выявлению наличия загрязнения воздуха будет методика биоиндикации.

Мной было проведено исследование состояния хвои сосны обыкновенной в лесах на прилегающих территориях к заводу к северу, востоку, югу и западу от предприятия (расстоянии 100 и 200 метров от опушки в глубь леса)

На основе проведенной работы предположительно делаю выводы, что на прилегающих к заводу территориях имеет место загрязнение воздуха, что может привести к деградации лесных сообществ данных участков и обеднению их видового состава.

Заключение

Исходя из результатов работы, можно предложить ряд мер по стабилизации экологической ситуации прилегающих к заводу территорий:

1. Повысить качество очистки атмосферных выбросов, за счет использования более эффективного оборудования

2. Думаю, необходима установка более высокой трубы

3. При разработке стандартов качества воздуха принять за ПДК двуокиси серы в воздухе 0,05 мг/м3 , т. к даже такие низкие концентрации вещества способны оказывать вредное воздействие на растения. А значит, и снизить показатели ПДВ по этому веществу

4. В северо-западной части поселка не планировать жилую застройку и использование земель для выращивания сельскохозяйственных культур

5. Не рекомендовать жителям поселка собирать ягоды грибы, заготавливать сено, лекарственные травы в близи завода МДФ

В прошлом году данная работа была представлена мной на экологической конференции «Сохраним нашу Землю голубой и зеленой» в городе Тюмени в секции «Биоиндикация растений» и получила диплом первой степени. Думаю, что данное направление исследований важно для сохранения экологического благополучия поселка, в котором я живу, сохранения окружающей природы. Считаю необходимо продолжать исследования влияния главного источника загрязнения в нашем поселке – завода МДФ на компоненты окружающей среды. Результаты исследований помогут определить направления природоохранной деятельности для учащихся нашей школы, руководителей нашей территории. В 2007 году мы планируем выяснить влияние сточных вод завода на экологические системы территории сброса.