IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Машиностроение является важной отраслью промышленности, без продукции которой не может существовать ни одна отрасль народного хозяйства России. Ассортимент выпускаемой продукции российского машиностроения отличается большим разнообразием, что обусловливает глубокую дифференциацию его отраслей. В сферу материального производства вовлекается во много раз больше исходного сырья, чем выпускается готовой продукции. Машиностроение имеет многоотраслевую структуру (тяжелое, электротехническое, радиоэлектронное, транспортное машиностроение), и каждой из отраслей присущи свои экологические особенности: состав и количество отходов, токсичность загрязнений, режим их выбросов в атмосферу и т.п. [3]

Более 20 тысяч предприятий промышленности России ежедневно осуществляют загрязнение окружающей среды. Главными источниками загрязнения являются: внутризаводское энергетическое производство и другие процессы, связанные со сжиганием топлива; литейное производство; металлообработка конструкций и отдельных деталей; сварочное производство; гальваническое производство; лакокрасочное производство.

Предприятиями машиностроения ежегодно используется около 3,5 млрд. м³ свежей воды. В системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения задействовано около 12 млрд. м³ воды, что приводит к экономии 80% свежей воды (при 77,5% в целом по промышленности России). Ежегодный сброс сточных вод в поверхностные водоемы составляет около 2 млрд. м³, в том числе загрязненных сточных вод 0,95 млрд. м³, что составляет почти 10 % от общего объема сброса сточных вод этой категории всей промышленности России. В то же время доля нормативно-очищенных сточных вод, сбрасываемых в водоемы, по отношению ко всему объему стоков, прошедших очистные сооружения на предприятиях, продолжает оставаться незначительной (около 20%) [7].

Сточные воды предприятий машиностроительной отрасли содержат нефтепродукты, образующиеся из смазочно-охлаждающих жидкостей и растворов обезжиривания, ионы тяжелых металлов из гальванических производств, множество других соединений [2].

Гальваническое производство – один из наиболее значимых источников образования сточных вод в машиностроении, здесь для обработки и промывания деталей используется большой объем воды. На производстве используются такие технологические процессы, как никелирование, цинкование, хромирование, серебрение, меднение и прочие. В окружающую среду попадают такие опасные вещества, как ртуть, свинец, кадмий, висмут, никель, цинк и др. [5].

На машиностроительную отрасль приходится 32% выбросов в окружающую среду. Очистным оборудованием машиностроительная отрасль оснащена лишь на 30-50%. В связи с этим в некоторых промышленных районах с наиболее опасными производствами концентрации загрязняющих веществ иногда превышают все санитарные нормы. [6].

Литейное производство входит в категорию самых опасных производств. Наиболее экологически опасными загрязнителями здесь являются оксид и двуокись серы и оксиды азота, а также твердые вещества, входящие в состав литейных форм [5].

В составе выбросов от производства 1 тонны деталей из чугуна и стали содержится 250 кг окиси углерода, 50 кг пыли, 2 кг оксидов азота и серы и 1,5 кг прочих вредных веществ (аммиака, формальдегида, фенола, цианида). В водоемы поступает 3 м³ сточных вод и 6 т твердых отходов в виде отработки формовочных смесей.

Наиболее крупными источниками пыле- и газовыделения в атмосферу в литейных цехах являются вагранки, электродуговые и индукционные печи, участки складирования и переработки шихты и формовочных материалов, участки выбивки и очистки литья [1].

Наиболее экологически опасные загрязнители при металлообработке – индустриальные масла, металлическая пыль и др. При обработке металлоконструкций образуются металлические опилки, стружка и пыль, которые, в свою очередь, попадают в воздух, воду и почву [5].

Механическая обработка металлов на станках сопровождается выделением пыли, стружки, туманов масел и эмульсий. При работе металлорежущего оборудования всех видов с применением смазочно-охлаждающих жидкостей (эмульсий, масел) воздух загрязняется аэрозолями этих веществ. За 1 час работы металлорежущего станка в расчете на 1 кВт мощности установленного электродвигателя выделяется 0,2 г масляного тумана или 6,3 мг тумана эмульсола и 150 г паров воды. Пыль, образующаяся в процессе абразивной обработки, состоит на 30-40 % из материала абразивного круга и на 60-70 % из материала обрабатываемого изделия. Количество выделяющейся пыли зависит от размеров и твердости обрабатываемого материала, диаметра круга (с увеличением диаметра круга возрастает количество выделяемой пыли: при диаметре 300 мм – 155 г/ч, а при 900 мм – 310 г/ ч и окружной скорости круга, а также способа подачи изделия) [1].

Лакокрасочное производство также является очень опасным технологическим процессом в экологическом отношении. В состав лаков и красок, используемых в технологических процессах, входит около 40 вредных веществ, среди которых свинец, дихлорэтан, гексаметилендиамин, эпихлоргидрин, трикрезилфосфат и многие др. [5].

Сварочное производство эманирует вредные пары сварочной аэрозоли, марганец, медь и кремний, пары оксидов цинка и железа, фториды и оксиды азота. К наиболее опасным загрязняющим веществам, выбрасываемым в атмосферу сварочным производством, относятся соединения шестивалентного хрома. [5]. Наибольшие выделения вредных веществ характерны для процесса ручной электродуговой сварки покрытыми электродами. При расходе 1 кг электродов в процессе ручной дуговой сварки образуется до 40 г пыли, 2 г фтористого водорода, 1,5 г оксидов углерода и азота, в процессе сварки чугунов – до 45 г пыли и 1,9 г фтористого водорода. При полуавтоматической и автоматической сварке (в защитной среде и без нее) общая масса выделяемых вредных веществ меньше в 1,5-2,0 раза, а при сварке под флюсом – в 4-6 раз. Сварочная пыль на 99 % состоит из частиц размером от 10^-3 до 1 мкм. Химический состав выделяющихся при сварке загрязняющих веществ зависит в основном от состава сварочных материалов (проволоки, покрытий, флюсов) и в меньшей степени от состава свариваемых металлов. Сварочный аэрозоль включает соединения марганца, оксиды хрома, оксид кремния, фториды и др. [1].

При осуществлении технологических процессов производства продукции на машиностроительном заводе образуется разнообразные виды отходов в объеме до 260 кг на 1 т металла. На некоторых машиностроительных предприятиях эти отходы составляют 50% массы обрабатываемых заготовок (при листовой штамповке потери металла достигают 60%). Основными источниками образования отходов легированных сталей является металлообработка – 84% и амортизационный лом – 16%.

Твердые отходы машиностроительного производства содержат амортизационный лом (модернизация оборудования, инструмента, оснастки), стружки и опилки металлов, древесины, пластмасс и т. п., шлаки, золы, шламы, осадки и пыль (отходы систем очистки воздуха и др.) [4]. Шламы из отстойников очистных сооружений и прокатных цехов содержат большое количество твердых материалов. Концентрация твердых частиц в шламах различна: от 20 до 300 г/л.

Машиностроение является наиболее крупной комплексной отраслью мировой промышленности. Оно определяет уровень развития промышленности каждой страны и общий экономический уровень. Предприятия машиностроения оказывают негативное влияние на все компоненты окружающей среды. В выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух содержатся оксиды серы, азота, углерода, пыль, шестивалентный хром, аммиак, формальдегид, фенол, цианиды и еще более 30 веществ. Важной проблемой при работе машиностроительных предприятий является загрязнение водных ресурсов. Это связано, во-первых, со сточными водами, в которых содержатся различные тяжелые металлы, нефтепродукты и прочие компоненты. Также отрасль характеризуется значительными объемами образуемых отходов, среди которых большая часть не используется вторично [5].

Список литературы

1. Александрова О.Б., Гаршина О.П. Экология отрасли (машиностроение) – Сызрань: изд-во Самарского гос. техн-го ун-та в г. Сызрани, 2011. – 148 с.

2. Алябышева Е.А., Сарбаева Е.В. Копылова Т.И., Воскресенская О.Л. Промышленная экология. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2010. – 110 с.

3. Бескоровайный А.И. Влияние промышленных предприятий на эколого- экономическую безопасность региона. // Российский академический журнал. 2014, №3. С. 23− 25.

4. http://ekologyprom.ru/uchebnik-po-promyshlennoj-ekologii/137-zagryazneniya-atmosfery-i-proizvodstvennye.html – Промышленная экология / Учебник по промышленной экологии / Загрязнение атмосферы и производственные сточные воды. Режим доступа: свободный. Дата обращения 12.01.17.

5. http://greenologia.ru/eko-problemy/mashinostroenie/mashinostroenie-v-rossii.html – Сайт проекта «Greenologia.ru» / Экологические проблемы / Машиностроение / Машиностроение в России и его вредные производства, влияющие на экологию. Режим доступа: свободный. Дата обращения 10.01.17.

6. http://libraryno.ru/8-1-osnovnye-istochniki-shuma-izso/ − Электронная библиотека Библиотека научно-образовательной литературы. / Безопасность жизнедеятельности в техносфере / Источники загрязнения среды обитания / Основные источники шума. Режим доступа: свободный. Дата обращения 10.01.17.

7. http://scibook.net/injenernaya-ekologiya_1322/mashinostroenie-50015.html − / Экология / Инженерная экология / Машиностроение. Режим доступа: свободный. Дата обращения 12.01.17.

Код для цитирования: Скопировать