Как металлы влияют на природу

Влияние металлургии на окружающую среду

По показателю материалоемкости разные отрасли металлургии существенно отличаются. Черная металлургия намного менее материалоемка. — Разнообразие сырья в минералогическом отношении определяет потенциальное разнообразие технологий. Различные условия залегания руд определяют методы их добычи (используется шахтная и открытая разработка). Некоторые разновидности руд имеют весьма сложный состав. Особенно это характерно для полиметаллических руд. Кроме того, они содержат различные неметаллические примеси. Основные экологические проблемы металлургии

Предприятия, занимающиеся переработкой руд черных и цветных металлов, являются одним из главных факторов загрязнения природной среды во многих промышленных городах России и мира в целом. Наибольший вред объектам окружающей среды в данной отрасли промышленности обеспечивают техногенные выбросы в воздушную и водную среду от работающих предприятий. Большая доля отрицательного воздействия связана также со складированием отходов металлургических производств и сбросом в естественные водоемы отработанных вод.

Постоянное поступление в природную среду металлургических выбросов способствует все большей аккумуляции в почвах прилегающих к металлургическим предприятиям территорий различных тяжелых металлов, а также некоторому закислению или защелачиванию почв в зависимости от баланса постоянного поступления из атмосферы с осадками и пылью различных кислот и карбонатов кальция и магния. Масштабы воздействия на окружающую среду в зоне экологического следа предприятий отрасли зависят как от состава и объемов техногенных металлургических выбросов, так и приуроченности предприятия к определенной природной зоне и подзоне. Металлургическое загрязнение не только оказывает существенное негативное влияние на состояние природных объектов и среды, но и способствует ухудшению здоровья населения. Для людей наиболее опасно загрязнение отходами данной отрасли атмосферного воздуха.

Объем и специфика воздействия на природные территории предприятий металлургического комплекса зависят от особенностей применяемых технологий, их экологичности, качества и состава производственного сырья, объема и структурного состава продуцируемых отходов, географического расположения предприятий, связанного с особенностями циркуляции атмосферы рассеивания загрязнений и влияния отходов производства на ландшафты, природные сообщества и их отдельные компоненты.

Предприятия по переработке руд черных и цветных металлов способствуют появлениюследующих экологических проблем:

1. Поступление отходов в атмосферы (основная проблема металлургического производственного комплекса);
2. Поступление отходов в гидросферу, в том числе поверхностные и подземные воды;
3. Необходимость утилизации различных твердых отходов;
4. Деградация земель при образовании карьеров, отвалов и т.д.;
5. Появление техногенных геохимических аномалий;
6. Вредное влияние на почвы, растительный и животный мир;
7. Неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

Основные загрязняющие вещества – отходы и побочные продукты на предприятиях

На различных стадиях металлургического цикла среди вредных веществ образуются газы, шламы, шлаки, пыль.

Используемые в металлургии руды включают в свой состав некоторое количество тяжелых металлов, которые впоследствии накапливаются обнаруживаются в зонах рассеивания. Выбросы и сбросы от предприятий металлургии в основном содержат вещества 2-го класса опасности.

1. К 1 классу (наиболее опасному) относятся:
   • оксиды серы,
   • азота,
   • углерода,
   • бепз(а)пирен,
   • ртуть,
   • и др.
2. Ко 2 классу опасности относятся некоторые тяжелые металлы:
   • В,
   • Со,
   • Ni,
   • Сu,
   • Мb,
   • Pb,
   • Сr.
3. К 3-му классу опасности относятся:
   • Ва,
   • V,
   • Мn,
   • и др.

При обработке железных руд в атмосферу выбрасываются вредные для окружающей среды и здоровья человека газы (SO2, NO2, NO и др.), вызывающие вместе с углекислым газом парниковый эффект и выпадение кислотных дождей. Но, в отличие от выбросов предприятий цветной металлургии, к подкислению почв эти выбросы не приводят, поскольку с выбросами пыли в почвы поступают в значительном количестве карбонаты кальция и магния, которые нейтрализуют кислотность и подщелачивают ночву. Многие города со специализацией промышленности на черной металлургии оказываются в списке городов с наиболее загрязненным атмосферным воздухом.

В структуре жидких и газообразных выбросов металлургических предприятий абсолютно преобладают оксиды углерода, составляющие около 78% всех выбросов. На втором месте по значимости находятся оксиды серы, на третьем – оксиды азота. Их объемы соизмеримы (несколько меньше) с масштабами выбросов пылевых частиц, загрязненных тяжелыми металлами.

Среди тяжелых металлов основными загрязнителями, продуцируемыми данной отраслью, являются свинец, кадмий и ртуть.

Источник

Тяжелые металлы — наиболее опасные элементы, способные загрязнять экосистемы в течении длительного времени

Понятие «тяжёлых металлов» применяется к тем химическим элементам, у которых либо плотность превышает 5 граммов на квадратный сантиметр либо атомный номер больше 20. Среди тяжёлых металлов, попадающих в экосистемы, есть микроэлементы, биологически важные для растений и живых организмов, так как они входят в состав ферментов. Однако существенные превышения допустимых концентраций тяжёлых металлов оказывают токсическое и угнетающее действие на биоценозы экосистем.

Тяжелые металлы-загрязнители окружающей среды

Тяжёлых металлов из таблицы Менделеева насчитывается около 40. Но чаще всего главными загрязнителями окружающей среды становятся лишь некоторые из них.

Ртуть

Около половины количества содержания ртути попадает в экосистему по техногенным причинам. Вместе со сточными водами и атмосферными выбросами предприятий нефтехимии соединения ртути оказываются в окружающей среде. Подавляющее количество — около 97% — находится на поверхности мирового океана. Соединения ртути, обладающие разной степенью окисления, в природе вступают в реакции между собой. Самыми опасными являются органические (алкильные) соединения ртути — метилртуть и диметилртуть. Находясь в воде, эти соединения адсорбируются донными отложениями, а затем медленно высвобождаются, становясь источником вторичного загрязнения и хронического токсического поражения гидросферы.

Кадмий

Кадмий — высокотоксичный тяжёлый металл. Он обладает довольно большой летучестью, поэтому значительная его часть загрязняет атмосферу. Это происходит в результате работы заводов по его выплавке и гальванических производств. В почву кадмий проникает из сельхозудобрений, а также с нефтепродуктами. В результате атмосферных процессов он выпадает на землю и поверхностные воды в виде осадков, которые угнетают рост и развитие растений и оказывают канцерогенное действие на представителей животного мира.

Свинец

Такой тяжёлый металл, как свинец, относится к 1 классу токсичной опасности. Среди промышленных отравлений именно отравление свинцом занимает первое место. Основными поставщиками свинцовых загрязнений на почву и в атмосферу являются выхлопы от сжигания этилированного бензина, выбросы промышленных предприятий, выпускающих пластик, целлюлозно-бумажные изделия, смазки, пигменты и другие.

Свинец способен накапливаться в биомассе, образуя высокотоксичные соединения. Далее соединения свинца вмешиваются в метаболический цикл растений и животных. Так, следуя по пищевым цепочкам, токсические элементы попадают в организм человека.

Вы знали, что соединения свинца способны разрушить структуру ДНК и причинить существенный вред репродуктивной системе человека?

Медь

В окружающую среду медь попадает из выбросов отходов металлургических предприятий, заводов по изготовлению химических источников тока (аккумуляторов, батареек), сельхозхимии. Когда ионы меди попадают в почву, то они быстро связываются с минералами и органическими веществами.

Попав в воду, медь распространяется на дальние расстояния, загрязняя всё новые акватории. Этот тяжёлый металл не разрушается в природе, и поэтому он накапливается в растениях, микроорганизмах. Большие дозы меди в организме человека разрушают его репродуктивную систему, органы ЦНС.

Цинк

На повышение содержания цинка могут повлиять как естественные геохимические процессы, так и техногенное загрязнение предприятиями цветной металлургии и химической промышленности.

Из вышеперечисленных тяжёлых металлов цинк наименее токсичен, однако, существенное превышение его доз аккумулируется в верхних слоях почвы, загрязняя плодородный слой.

Попав в организм человека, цинк заметно активирует деятельность ферментов. Превышенная доза цинка может вызвать рвоту.

Молибден

Молибден попадает в окружающую среду из минеральных удобрений и из выбросов предприятий по добыче и переработке молибденовых руд. Примечательно, что в некоторых регионах страны фиксируется недостаток молибдена в биосфере. А в регионах, где базируются крупные предприятия, добывающие и перерабатывающие молибденовые руды, его содержание в почве и воде может превышать норму в 100-200 раз. Растения, накапливающие данный металл в аномальных количествах, становятся ядовитыми для человека и животных. Повышенное содержание молибдена в организме человека вызывает угнетение функций гипофиза, гипоталамуса, щитовидной железы.

Источники загрязнения

Небольшая доля тяжелых металлов проникает в биосферу, благодаря естественным геохимическим процессам, таким, как, выветривание горных пород, вулканическая деятельность и другие. Основной загрязнитель природы тяжёлыми металлами — это антропогенный фактор, результат хозяйственной деятельности человека.

Промышленные сточные воды

В экосистемы тяжелые металлы поступают главным образом со стоками металлургических и горнодобывающих предприятий, а также заводов химической и легкой промышленности, где их соединения применяют в технологических процессах. К примеру, соединения цинка, меди, кобальта, титана используются в качестве красителей, соли хрома сбрасывают кожевенные фабрики, а никель и хром содержатся в отходах предприятий по гальваническому покрытию металлических изделий.

Неочищенные промышленные сточные воды загрязняют почвенный покров, подземные воды и ближайшие водоёмы соединениями тяжёлых металлов, провоцируя экологическую катастрофу.

Источник

Влияние металлургии на окружающую среду

Процесс плавки заключается в том, что предприятия черной и цветной металлургии извлекают из руд металлы. Такие металлы, как железо, медь или свинец, часто извлекаются с помощью этого процесса. Несмотря на то, что плавильные печи широко используются при производстве металла, есть много недостатков плавки, которые влияют на окружающую среду.

Горнодобывающая и металлургическая промышленность наносят серьезный ущерб как земной, так и водной среде в местном и региональном масштабе. На рудниках и металлургических заводах образуется большое количество отходов, которые необходимо размещать на суше или в водных системах. Основные последствия деятельности металлургического производства связаны с загрязнением воздуха, почвы, речной воды и грунтовых вод тяжелыми металлами. И для сокращения негативного воздействия на природу такому предприятию нужно сделать многое, начиная от разработки проекта санитарно-защитной зоны заканчивая комплексным мониторингом выбросов в атмосферу.

Токсичные загрязнители воздуха

В процессе плавки разрушается руда, содержащая не только металлы, но и другие химические вещества. В результате многие химические вещества из руды попадают в атмосферу. К некоторым химическим веществам относятся диоксид серы и фтористый водород, которые вызывают тошноту и загрязняют атмосферу.

Загрязнение воды

Отходы плавки включают в себя жидкие отходы, попадающие в систему водоснабжения. Вода, используемая для охлаждения остатков руды, обычно утилизируется и очищается. Однако может произойти случайная утечка, в результате которой эта токсичная вода снова попадет в окружающую среду. Эта вода содержит ряд опасных химических веществ, таких как свинец и хром, которые крайне опасны для растительного и животного мира.

Кислотный дождь

В результате загрязнения от металлургического завода может возникнуть кислотный дождь. Кислотный сернистый газ выбрасывается из предприятий, попадает в атмосферу и реагирует с водой в ней. Погодные явления вызывают кислотный дождь. Кислотные дожди ускоряют эрозию почвы и наносят физический вред растениям и животным при прикосновении.

Здоровье работников

Рабочие плавильных заводов ежедневно подвергаются воздействию токсичных химикатов. Хотя нанесенный экологический ущерб может быть дорогостоящим для населения, рабочие, как правило, подвергаются воздействию более высоких уровней токсинов в результате прямого воздействия на металлоперерабатывающих заводах. Вдыхание — обычный способ, которым многие работники подвергают себя воздействию токсичных химических веществ в процессе плавки, что может нанести вред здоровью и производительности работников плавильных предприятий.

Источник