Исследование и обоснование комплекса мероприятий по экологизации цементного производства Йемена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Аль Могалис Ахмед Абдольджалил Мухамед

• Аль Могалис Ахмед Абдольджалил Мухамед
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Аль Могалис Ахмед Абдольджалил Мухамед

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНО-ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА РЕСПУБЛИКИ ЙЕМЕН

1Л. Особенности природной среды и социально-демографическое положение Республики Йемен

1.2. Состояние водных ресурсов и проблемы водопотребления в Республике Йемен

1.3. Состояние промышленности и сельского хозяйства Йемена и проблемы утилизации отходов

1.4. Тенденции развития цементного производства в мире и перспективы развития этой отрасти в Йемене

Выводы

2. ОБЩИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

2.1. Технология производства цемента

2.2. Факторы негативного воздействия цементного производства на окружающую среду и пути их ограничения

2.3. Основные неблагоприятные факторы производственной среды и их влияние на здоровье работающих

2.4. Размер зоны влияния как комплексный показатель воздействия цементного производства на окружающую среду и здоровье населения

Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

3.1. Геология, гидрогеология, климат и подземные воды

Амранской долины

3.2. Исследование дождевой и колодезной воды

3.3. Исследование почв Амранской долины

3.4. Исследование загрязнения поверхности листвы растений

3.5. Экологическая адаптация растений

3.5.1. Относительное содержание воды, содержание пигментов, углеводов и общее содержание золы в листве

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и обоснование комплекса мероприятий по экологизации цементного производства Йемена»

Продукция цементного производства относится к группе наиболее потребляемого сырья (сталь, цемент, бумага) [1]. В настоящее время среднее душевое потребление цемента в мире составляет 250 кг/чел.год. Ожидается увеличение выпуска цемента примерно в 5 раз в течение ближайших 50 лет, главной причиной которого является ожидаемая вторая волна урбанизации, начавшаяся с США в конце 80-х годов, в Германии - в середине 90-х. Вторая урбанизация потребует около 1,3 т цемента/чел.год [2].

Негативные экологические последствия функционирования цементного производства связаны, в основном, с загрязнением окружающей среды пылью и отходящими газами; изъятием сырья и чистой воды для технических нужд. Учитывая негативные воздействие, которое оказывает цементная промышленность на окружающую среду, разработка мероприятий по ее экологизации, основными направлениями которой являются сокращение объемов отходов путем улавливания и утилизации пыли, использования тепловой энергии отходящих газов, альтернативных материалов и топлива, является важной научно-технической задачей. При выборе направлений экологизации цементного производства помимо современных технических достижений необходимо учитывать особенности влияния цементного производства на состояние окружающей среды в местных условиях, экологические проблемы прилегающих территорий и финансовые возможности предприятия. Подобного комплексного исследования для Республики Йемен не проводилось. Поэтому обоснование комплекса мероприятий по экологизации цементного производства в Республике Йемен является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование воздействия цементного производства на окружающую среду и обоснование комплекса мероприятий по его экологизации для Йемена.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: • анализ эколого-экономического положения Йемена;

• анализ технологий цементного производства, факторов и каналов воздействия его на окружающую среду и человека;

• исследование воздействия пылевого загрязнения от цементного предприятия на природные экосистемы;

• разработка критерия степени экологичности цементного производства и анализ направлений его экологизации;

• выбор направлений и обоснование рекомендаций по экологизации цементного производства Йемена.

Основная идея работы заключается в том, что при выборе направлений экологизации цементного производства Йемена используется системный подход, учитывающий, помимо последних достижений и тенденций развития цементного производства, экологические проблемы региона.

Научные положения, выносимые на защиту и их новизна:

• научно обоснован комплексный показатель воздействия производства на окружающую среду, представляющий собой размер зоны влияния, определяемый по превышению показателей воздействия факторов нормативных значений; при этом влияние фактора водопотребления предложено оценивать через размер площади, изъятой из площади формирования водного баланса территории;

• впервые проведены исследования влияния цементной пыли на экосистемы Амранской долины, включая воздействие на воду, почву, запыленность листвы растений и их адаптационные реакции, и разработаны рекомендации по снижению ее негативного влияния;

• на основе обобщения и анализа публикаций разработан интегральный показатель степени экологичности цементного производства, базирующийся на суммировании частных показателей, весомыми коэффициентами при которых являются относительные денежные затраты, необходимые для достижения желаемого уровня частных показателей, что позволяет учитывать рациональность использования финансовых средств для повышения безотход-ности производства;

• проведена систематизация направлений экологизации цементного производства и обоснован комплекс мероприятий по его экологизации для Йемена.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: корректной постановкой задачи исследования и использованием современных методов исследования; большим объемом экспериментальных данных и применением современных методов их обработки.

Значение работы. Научное значение работы заключается в разработке комплексного показателя воздействия цементного производства на окружающую среду и интегрального показателя степени его экологичности. Практическая значимость заключается в обосновании и разработке комплекса рекомендаций по экологизации цементного производства Йемена.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и были одобрены на заседании кафедры «Промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности» экологического факультета РУДН; на Третьей межвузовской конференции «Актуальные проблемы экологии» (1011 июня 1997 г., Москва, РУДН); на Второй экологической конференции молодых ученых (студентов и аспирантов), посвященной всемирному дню окружающей среды (23 апреля 1998 г., Москва, МГГУ); на XXV международных гагаринских чтениях («МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского, Высшая инженерная экологическая школа, апрель 1999); на международной конференции «Международные научные исследования и глобальные проблемы национальной безопасности в XXI веке» (Москва, РУДН, 1999).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 2 печатные работы, две находятся в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 2-х приложений. Общий объем работы 147 страниц, включая 16 рисунков, 26 таблиц, 14 страниц приложений. Список литературы содержит 89 наименований.

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Аль Могалис Ахмед Абдольджалил Мухамед

Основные выводы по работе заключаются в следующем:

1. Анализ эколого-экономического положения Йемена показал, что в стране практически отсутствует правовая, организационная и техническая база для решения экологических проблем, страна относится к группе наименее развитых со сложными природно-климатическими условиями и демографическим давлением на благоприятной для жизни территории, превышающим восстановительные возможности природной среды. Особенно это касается истощения водных ресурсов и накопления отходов.

2. Анализ технологии цементного производство позволил разработать схему формирования и путей распространения основных негативных факторов влияния на окружающую среду и человека. Комплексным показателем, характеризующим воздействие цементного производства на окружающую среду является размер зоны влияния, определяемый по превышению показателей воздействия факторов нормативных значений. При этом влияние фактора водопотребления оценивается через размер площади, изъятой из площади формирования водного баланса территории.

3. Исследование влияния цементного завода на компоненты природной среды (дождевую и колодезную воду, почву, загрязнение поверхности листвы растительности и адаптационные реакции доминирующих видов растительности Амранской долины) показали, что происходит:

- увеличение рН воды с 6,1-6,2 в контрольной точке до 7,1-7,2 для дождевой воды и до 7,8-7,9 для колодезной воды вблизи завода; увеличение водорастворимых солей в дождевой воде в 4,5, в колодезной в 6 раз; наиболь

2~ь 3+ шее увеличение содержания отмечено для СГ (в 14 раз), (в 10 раз), Р (в 16 раз) в колодезной воде;

- изменение кислотности почв несущественно, наблюдается увеличение концентрации водорастворимых солей на 10-20%;

- загрязненность поверхности листвы в окрестности завода в 45-60 раз превышает загрязненность контрольных растений. 95% пыли, осевшей на растениях, сосредоточено в радиусе 8 км;

- адаптационные реакции растительности вблизи цементного завода выражаются в уменьшении относительного содержания воды на 5% ; снижении содержания хлорофилла в растениях на 19-33%; уменьшении содержания углеводов на 60-90% ; увеличении зольности на 40-60%; изменении минерального состава: увеличении содержания ионов хлора в 1,7- 3; калия в 1,60-2; натрия в 1,50-2,8; кальция в 4,5-5,4; магния в 1,9-4,7; железа в 2-2,6; фосфора в 4,4-6,5 раз.

4. Разработанный критерий степени экологичности цементного производства учитывает уровень безотходности производства и финансовые затраты, необходимые для достижения желаемого уровня безотходности по единичным показателям.

5. Проведенная систематизация существующих направлений экологизации цементного производства позволила обосновать выбор наиболее целесообразных для Йемена, в качестве которых предложено: использование цементных печей для утилизации твердых бытовых отходов; использование тепловой энергии отходящих газов для опреснения морской воды. Использование вращающихся цементных печей для утилизации ТБО при производительности печи 500000 т/год и добавлении топливной муки на уровне 10% позволит перерабатывать до 5000 т ТБО (сухого веса) в год, то есть обслуживать город с населением в 50 тыс. чел. Использование 30% тепла тепловой энергии отходящих газов для опреснения морской воды позволит получать до 1 кг/с пресной воды. Внедрение малозатратных мероприятий позволило сократить радиус воздействия по пылевому фактору с 800 м до 400 м и устранить загрязнение территории жидкими отходами (мазутом и смазочными материалами).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи по исследованию воздействия цементного производства на природные экосистемы и обоснованию комплекса мероприятий по экологизации цементной промышленности Йемена.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Аль Могалис Ахмед Абдольджалил Мухамед, 2000 год

1. Медоуз Д.Х., Медоуз Д.Л., Радерс Й. За пределами роста. - М.:Прогресс, 1994. - 304 с.

2. Int. Cernent Reviews in 1991-1994, 1995

3. Весь мир; Энциклопедический справочник.- Мн.Литература, 1998. 656 с.

4. Котлов Л.Н. Йеменская Арабская республика. М.: Наука, 1971. - 278 с.

5. Ага Шахир Ждамаль. Физическая география Йемена. 1983

6. Нури Джамаль. Йеменский геологический бюллетень. №2.(апрель) - 1994

7. Альманайфи Абдаллатыф Ахмед Водоотведение г.Саны и экологический эффект, 1992

8. Бурмистров В.Г. Народная Демократическая Республика Йемен. М.: Наука, 1981. 175 с.

9. Madyan Mohamed Mughales. Methoden zur Bewertung des thermischen Verhaltens von Gebauder in den Klimaten des Yemen / Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades, Weimar, 1995. 140 с.

10. Асадов И.A. Народная Демократическая Республика Йемен . Баку: Элм.,1991. 112 с.

11. Йеменская Арабская республика: Орошение и осушение в странах мира; под ред. Е.Е.Алексеевского. М.: Колос, 1974. - С.206.

12. Высший Совет водных ресурсов. Управление водными ресурсами и экологическим развитием Йемена (заключительный отчет) Часть 1. декабрь1992.

13. Ад-Дукейль Абдалла Салим. Водные ресурсы в Йеменской республике и горизонты их развития. Исследование. Декабрь, 1993

14. Аз-зари Абдалла. Оценка водных источников. Исследования. Декабрь 1993

15. The water resources of Yemen (a summary and digest of available information) / lac A.M. van der Gun, Abdul Aziz Ahmed, Abdallah Saleh Saif, dr Abdul Majid Mohamed, Salim Ba-Shueib, Тот Negenman: Report WRAY-35; Water Resourcer Assessment Yemen . 1995.

16. Groundwater resources available for development / Ali Jabr Alawi, N.V.Mezhelovsky, V.S.Rybakov, R.I.tkachenko, N.N.Mikailin, Noory Gamal, Monsor Gafar Ali, Mohammed Danikh, Alial Koori, Abdulla Al Thary and el. Sana'a-Moscow, 1995.

17. The Economist Pocket world in figures. 1998. LEGO S.p.a. - Vicenza - Italy, 1998. -224 p.

18. Стратегия управление водными ресурсами на Ближнем Востоке т в Северной Африке. Всемирный Банк, 1994

19. Экологическое положение в Йемене. Комитет по ООС (араб), 1995.- 80 с.

20. Стратегия водных ресурсов в Йемене (Сектор развития сельских населенных мест. Управление водными ресурсами на Ближнем Востоке и в Северной Африке. Материалы международного банка развития и реконструкции. Документ № 15718- wy, 1997

21. Yemen/ Notholt A./Mining Annu.Rev. 1994. - P. 157

22. Поиски месторождений полезных ископаемых на основе автомотизиро-ванного линеаментного анализа космических изображений / Зверев А.Т., Кахтан Амин Али // Изв.вузов. Геод.и аэрофотосъемка. 1995. - N5-5. -С.25-33

23. Результаты исследования автоматического линеального анализа космических снимков для поисков месторождений медных руд на территории Йемена / Зверев А.Т., Кахтан Амин Али // Исследование Земли из космоса. 1996. -N1.-C.99-106

24. Minorco in Yemen / Геологоразведочные работы компании Minorco в Йемене // Mining 1/ 1996. - 326. - N 8376. - Р. 336

25. Report Preliminary Design and Recommendations. Phase II, 1995

26. Луненков Ю.А., Голубев В.А. Интерцем-Азия // Цемент, 1997. №2. -С.39-41

27. Россия и страны мира: Стат.сб. / Госкомстат России, М., 1996. 470 с.

28. Новые проекты, контакты и программы: Йемен. Новый цементный завод //Цемент, 1995.-№ 1.-С.З

29. Дуда В. Цемент: Электроборудование, автоматизация, хранение, транспортирование: Справочное пособие; под ред. Б.Ю.Юдовича и И.А.Прозорова. М.:Стройиздат, 1987. - 373 с.

30. Тейлор X. Химия цемента. М.:Мир, 1996. - 560 с.

31. Справочник инженера по цементу: Арабский союз цементного производства (араб.). 1995. - 53 с.

32. Шеховцев A.A., Звонов В.И., Чижов С.Г. Влияние отраслей народного хозяйства на состояние окружающей среды в 1993 г. М.:Издательский центр "Метологияи гидрогеология", 1995. - С.70-74.

33. Цемент: Энциклопедия по безопасности и гигиене труда, т.4. М.: Про-физдат, 1988. - - С.2841-2844.

34. Справочник по производству цемента. Стройиздат, 1963

35. Юдович Б.Э., Дмитриев A.M., Лямин Ю.А. Цементная промышленность и экология // Цемент и его применение. 1998 - №3. - С. 11-19

36. Банит Ф.Г., Мальгин А.Д. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов. М.: Стройиздат, 1979

37. Duda W.H. Cement-Data-Book. International Verfahrenstechniker der Zemetindustrie. 2 Autl, Bauverlag, Wiesbaden-Berlin, 1977. -H. 25

38. Джеспен У.JI., Миллер С. Новое поколение декарбонизаторов с низким выходом NOx // Цемент и его применение. 1997. - №4. - С.6-8

39. Файге Ф. Цементная промышленность сегодняшнего и завтрашнего дня // Цемент и его применение.- №3. 1999. - С.6-11.

40. Коугия М.В. Цементное производство и тяжелые металлы // Цемент и его применение. 1997. - № 6. - С.30-33

41. Kremar W., Linner В., Weisweiler W., Investigations into the Behaviour of Trace Elements during Clinker Burning in a Rotary Kiln System with Grate Preheater // Zement-Kalk-Gips. №12. - 1994. - Pp. 335-340.

42. Sprung S.Spurenelemente Anreicherung und Minderungsmassnahmen //Zement-Kalk-Gips. - 1988. - №5. - C.251-257

43. Громозова И.К., Альперович В.Р., Максимов В.Н., Коугия М.В., Майоно-ва E.H. Особенности контроля содержания металлов в цементных материалах // Цемент. 1997. - №3. - С.39-41.

44. Kishnan N.A., Gore V.K., Khadikar S.A., Hagave R.V., Page C.H. Trace Element Balances in Kiln System of a Few Indian Cement Plants // Proceedings 9 International Congress on the Chemistry of Cement. New Dethi. India.- 1992. V.2. -Pp.1-14

45. Sprung S., Rechenberg W., Bachmann G. Umweltvertraglichkeit von Zement // «Zement-Kalk-Gips». № 8, 1994. - C.456-461; Sprung S. Spurenelemente -Anreicherung und Minderungsmassnahmen // «Zement-Kalk-Gips». - № 5, 1988.-C.251-257

46. Межгосударственный стандарт ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов» М.¡Госстрой России, 1996. 17 с.

47. Абрамсон И.Г., Бойков В.А., Бойкова Е.А. Природные радионуклиды в материалах цементного производства // Цемент и его применение. 1997.- №3. С.34-35.

48. Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда.- М.:Медицина, 1988. 576 с

49. Рекомендации по разработке проектов санитарно-защитных зон промышленных предприятий, групп предприятий. М.:РЭФИА, 1998. -86 с

50. Глазовская М.А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость к техногенезу //Биохимические циклы в биосфере. М., 1976. 328 с.

51. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. М.: Высшая школа, 1988. 328 с.

52. Добровольский В.В. Основы биогеохимии: Учеб. Пособие для геогр., биол., геолог, с.-х. Спец. Вузов. М.:Высш. шк., 1998. - 413 с.

53. Фролов А.К. Окружающая среда крупного города и жизнь растений в нем. СПб:Наука, 1998. - 328 с.

54. Экогеохимия городских ландшафтов / Под ред. Н.С.Касимова. М.: Изд-во МГУ, 1995. - 336 с.

55. Моисеенков О.В. Экоголо-геохимический анализ промышленного города (на примере Тольятти). Автореферат дис.кан.географ, наук. 1989, 24 с.

56. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем. М.:Мир, 1997. - 232 с

57. El-Anbaawy, М.А. Geology of Yemen Arab Republic. Sana'a University Publications, 1985

58. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. Справочник в 2 томах. М. Металлургия, 1988

59. Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль. -М.:Мир, 1987

60. Арсенов В.В. Эколого-экономический рейтинг предприятия. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1997. - 120 с.

61. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы).- М.: Журнал «Россия Молодая», 1994. 367 с.)

62. Трудова М.Г. Статистика окружающей среды на современном этапе.// Вестн. МГУ. Сер. Экон. 1977. - №3

63. Арсенов B.C., Гранич JI.C. Платное природопользование. Саратов. -1995.

64. Арсенов B.C., Гранич JI.C. Эколого-экономический паспорт предприятия. -Саратов, 1989.

65. Балацкий О.Ф., Мельник Л.Г., Яковлев А.Ф. Экономика и качество окружающей природной среды. Л.- 1984.

66. Экологический паспорт промышленного предприятия: ГОСТ 17.0.0.0490: Издание официальное. М., 1990.

67. Руководство по гигиене труда. В 2-х томах. Т.1 / Под ред.Н.Ф. Измерова.- М.Медицина, 1987. 368 с.

68. Гончарук Е.Н., Сидоренко Т.Н. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве. М.Медицина. - 1986. - 320 с.

69. Применение цементной печной пыли в сельском хозяйстве. Охрана окружающей среды. Великобритания // Цемент, 1996. №3. - С.5.

70. Новые проекты, контакты и программы: Саудовская Аравия. Новый завод//Цемент. 1995. -№> 1. -С.З.

71. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экоразвития: Учебное пособие. М.:Изд-во Рос. экон. Акад., 1994. 312 с.

72. Использование отходов. Охрана окружающей среды: Япония. // Цемент. -1997.-№4.-С.З

73. Экоцемент. Использование отходов // Цемент. 1999. - №3.

74. Пересматриваются нормы выбросов при сжигании отходов. Охрана окружающей среды. Швейцария// Цемент, 1996. №4. - С.5

75. Использование топлива из обработанных отходов. Охрана окружающей среды. Норвегия // Цемент, 1996. №3. - С.5

76. Охрана окружающей среды: Бразилия. Загрязнение реки Риу Негру // Цемент. 1995. - Сентябрь-декабрь. - С.6-7

77. Фермеры испытывают беспокойство. Охрана окружающей среды: Англия // Цемент. 1995. - № 1. - С.6

78. В.Н.Лямин. О применении городского и бытового мусора в качестве технологического топлива на цементных заводах // Цемент и его применение, 1998.-№2.-С.37-39

79. А.Михайлова-Вагнера. Цемент. 1997. - № 1. - С.

80. Использование отходов. Охрана окружающей среды: Япония. // Цемент. -1995. -№ 1. С.6

81. Использование автопокрышек. Охрана окружающей среды: Великобритания.// Цемент. 1997. - № 2. - С.5

82. Проблемы с очисткой газа. Охрана окружающей среды: Великобритания //Цемент. 1995. - № 4. - С.7

83. За единые нормы выбросов. Охрана окружающей среды: Англия // Цемент. 1995. - Сентябрь-декабрь. - С.7

84. Спор продолжается. Охрана окружающей среды: США // Цемент. 1995. - сентябрь-декабрь. - С.7

85. Охрана окружающей среды: Ливан. Цементные заводы загрязняют Средиземное море // Цемент. 1997. - № 2. - С.5

86. Споры вокруг топлива не утихают. Охрана окружающей среды. Великобритания // Цемент, 1996. №3. - С.5

87. Опасно ли топливо из отходов? Охрана окружающей среды. Великобритания // Цемент, 1997. №3- С. 5

88. Диоксины супертоксиканты XXI века. Информ. выпуск №1-3 . - М. -1998

89. Черезниченко B.C., Казанцев A.M., Алыпаков А.С. Яцков М.И., Фалеев В.А., Современные методы переработки твердых бытовых отходов. Новосибирск, ИТ СО РАН, 1995, 155 с.