Климатическая и экономическая характеристики Харькова

Введение
Изменения в окружающей среде происходят под влиянием природных и обусловленных деятельностью человека биосферных факторов. Изучение этих изменений невозможно без отделения антропогенных процессов на фоне природных, для чего и организуют специальные наблюдения за различными параметрами биосферы, которые изменяются вследствие человеческой деятельности. Именно в наблюдении за окружающей средой, оценке ее фактического состояния, прогнозировании ее развития и состоит сущность мониторинга.

По международному стандарту СТ ISO 4225-80, мониторинг – это многоразовые измерения для наблюдения за изменениями какого-либо параметра в определенном интервале времени; система длительных наблюдений, оценок, контроля и прогнозирования состояния и изменения объектов. Кроме наблюдений и получения информации, мониторинг предусматривает и элементы активных действий, таких как оценка, прогнозирование, разработка природоохранных рекомендаций.

При выполнении своих функций мониторинг ОС использует различные методы получения первичной и вторичной информации.

Методы получения первичной информации реализуются путем непосредственного наблюдения на соответствующих станциях, постах, створах. Это метеорологические, гидрологические, океанические, геофизические, биологические, фоновые наблюдения. Данные о состоянии ОС получают при помощи дистанционных приспособлений наблюдения, в том числе вследствие прямых наблюдений со спутников Земли, вертикальных зондирований, фотографических и геофизических съемок, а также геостационарных наблюдений.

Методы получения вторичной информации состоят в упорядочивании и обработке базы данных, полученных при помощи первичной информации. Результаты фиксируются в виде карт, таблиц, графиков. Для аккумулирования и обобщения информации функционируют географические информационные системы (ГИС) – компьютерные базы данных, объединенные с определенными аналитическими средствами для работы с пространственной информацией.

Мониторинг ОС предусматривает выполнение таких общий задач:

- наблюдение за факторами влияния на ОПС и его состоянием;

- оценка фактического состояния ОС;

- прогнозирование состояния ОПС и его оценка;

- исследование состояния биосферы, оценка и прогнозирование ее изменений;

- определение объема антропогенного действия на ОПС;

- установка факторов и источников загрязнения ОПС;

- выявление критических и экстремальных ситуаций, которые нарушают экологическую безопасность.

Прогнозирование предусматривает знание закономерностей изменения состояния природной среды, наличие схем и возможностей их прогнозируемого расчета, а также направленность прогноза, которая в значительной мере определяет структуру наблюдений (обратная связь).

Полученные результаты наблюдений или прогноза, которые характеризуют состояние окружающей среды (ОС), оценивают в зависимости от того, в какой сфере деятельности представляется их использование. Оценка предусматривает выяснение определенных антропогенных влияний, выбор оптимальных условий для деятельности, определение существующих экологических резервов при условии знания допустимых нагрузок на ОС.

Система мониторинга может охватывать локальные районы (локальный и региональный мониторинги), отдельные государства (национальный мониторинг) и планету Земля в общем (глобальный мониторинг).

Мониторинг – это важная составляющая системы управления качеством ОС, поскольку предусматривает надлежащее информирование о конкретных особенностях и последствиях взаимодействия человека и ОС. Информация о ее состоянии и тенденции изменений есть основа разработки мероприятий по охране природы, учитывается она и при планировании развития экономики. Результаты оценки существующего и прогнозируемого состояния биосферы определяют комплекс требований к подсистемам наблюдения.

В данной работе мы рассмотрим мониторинг атмосферного воздуха на примере завода «Поршень» ПО «Харьковтракторозапчасть».

1. 
   Климатическая и экономическая характеристики Харькова.
   

Город Харьков расположен в Харьковской лесостепной области западных склонов Средне-Русской возвышенности (высота до 237 м) на 50 ⁰ северной широты на северо-востоке Украины, Территория области – 31,4 тысяч км². окружающая местность характеризуется волнистым рельефом и значительной пересеченностью, имеются овраги, яры, балки, долины рек. Вокруг города – возделанные поля. Лесистость окружающей местности составляет 5% от общей площади. Леса лиственных и хвойных пород, много фруктовых садов. Через город протекают маловодные речки – Харьков, Лопань, Немышля.

Климат рассматриваемой территории умеренно-континентальный.

Таблица 1.1 – Среднемесячная и годовая температура воздуха, ⁰С.

Таблица 1.2 – Абсолютный максимум температуры воздуха, ⁰С

Таблица 1.3 – Абсолютный минимум температуры воздуха, ⁰С

Таблица 1.4 – Среднемесячная и годовая скорость ветра, м/с

Таблица 1.5 – Средняя скорость ветра по направлениям, м/с

Таблица 1.6 – Повторяемость ветра и штилей в %

В течение года выпадает в среднем более 500 мм осадков. Наибольшее количество осадков выпадает в летние месяцы, наименьшее – в зимние.

Таблица 1.7 – Среднее количество осадков, мм

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Год
37	31	33	39	49	69	66	52	34	45	43	40	538

Природные условия и минеральные ресурсы. Минеральные ресурсы: топливные – нефть и газ, каменный (Лозовское и Петровское месторождения) и бурый (Харьковская обл.) угли, горно-химические – фосфориты (Изюмское и Мало-Камышевахское месторождения), строительное сырье – мел, мергель, известняк, гипс, кирпично-черепичные и огнеупорные глины, строительный камень, пески формовочные и стекольные (Новоселовское месторождение); минеральные воды.

Речная сеть – Северский Донец, притоки Великий Бурлук, Уды, Мжа, Берека, Оскол, и др. Водохранилища – Печенежское, Краснооскольское и ряд небольших водохранилищ, озера пойменного происхождения.

Почвенно-растительный покров: север – дерново-подзолистые почвы под дубово-сосновыми лесами; центр (лесостепь) – чередование серых лесных почв и оподзоленных и реградированных черноземов под дубовыми и кленово-липово-дубовыми лесами с типичными черноземами под луговыми степями; южная часть – черноземы обыкновенные под разнотравно-типчаково-ковыльными степями. Степная растительность не сохранилась вследствие использования земель под сельскохозяйственные угодья (75% территории, из них 62 % пашня). Рекреационные ресурсы: живописные ландшафты, водные объекты, источники минеральных вод.

Население – 3182,1 тысяч человек, плотность – 101,3 чел/км², доля городского населения79 %. Сосредоточено 6,2 % трудовых ресурсов Украины. Отраслевая структура занятого населения: материальное производство – 77,2 %, в том числе промышленность – 31,5 %, сельское и лесное хозяйство – 19,7 %, транспорт и связь – 7,0%, непроизводственная сфера – 22,8 %.

Хозяйство дает 6,8% национального дохода Украины. Промышленность производит 7,2% валовой продукции отрасли.

Топливная: газовая и нефтяная, энергетика (Змиевская ГРЭС, ГРЭС-2 в Эсхаре, ТЭЦ). Черная металлургия, цветная металлургия, машиностроение (тяжелое, энергетическое и электротехническое, сельскохозяйственное и тракторное, транспортное, производство оборудования для разных отраслей хозяйства, станкостроение и инструментальное производство, приборостроение. Химическая: производство минеральных удобрений, лакокрасочная, резинотехническая, производство пластмасс, бытовая химия, химико-фотографическая, химико-фармацевтическая. Лесная и деревообрабатывающая: лесозаготовка, лесопиление, мебельная, производство бумаги и картона. Производство строительных материалов: железобетонных изделий, строительной керамики, фарфоро-фаянсовое, стекольное. Легкая: текстильная, швейно-трикотажная, кожевенно-обувная, меховая. Пищевая: сахарная, спиртовая, плодовоовощеконсервная, мясная, масложировая, маслосыродельная, молочная, мукомольно-крупяная, хлебопекарная, табачная.

Сельское хозяйство производит 7,4 % валовой продукции отрасли. Аграрно-территориальные комплексы: масломолочное скотоводство, картофелеводство, коноплеводство, зерновое хозяйство с ареалами производства льна-долгунца и сахарной свеклы, вокруг города – овоще-молочное хозяйство пригородного типа.

Транспорт и связь дают 6,8 % валового продукта отрасли. Длина жлелзных дорог – 2,4 тыс.км, автодорог с твердым покрытием – 14,3 тыс. км. Развито речное судоходство.

2. 
   Характеристика предприятия.
   

Харьковский завод «Поршень» входит в состав ПО «Харьковтракторозапчасть» и расположен на двух промышленных площадках. На первой, основной промышленной площадке, расположенной по адресу: 61038 г. Харьков, Салтовское шоссе, 43, находится основное производство, технологические линии, производственное оборудование. На второй промышленной площадке, расположенной по адресу: 61038 г. Харьков, ул. Механизаторская, гараж завода с вспомогательными участками и оборудованием.

Первая и вторая промышленные площадки завода «Поршень расположены в Московском районе города в промышленной зоне восточной части города.

Рельеф местности в этой части города равнинный. Перепад отметок местности в радиусе 50 высот труб от источников загрязнения не превышает 50 м на 1 км, поэтому при расчетах приземных концентраций поправочный коэффициент был принят равным 1.

На севере и северо-востоке от первой основной промплощадки расположены жилые дома по ул. Камышева и пер. Белостоцкому, на расстоянии 170 м от границ предприятия больница; на востоке – жилые дома по пер. Белостоцкому, на расстоянии 50 м – детский сад по пер. Белостоцкому, на расстоянии 270 м – детсад по Салтовскому шоссе. На юге от первой площадки завода «Поршень» расположена территория завода «Серп и Молот» и психоневрологического института, на юго-западе и западе жилые дома (частный сектор) по ул. Академика Павлова.

На севере от второй промплощадки завода «Поршень» расположены гаражи теплосети, прачечная и пустырь, на востоке – УМР треста жилстрой и на расстоянии 100 м от границ предприятия жилые дома (частный сектор) по улице Дидро; на юге и западе пустырь.

Источники выброса завода «Поршень» ежегодно выделяют в атмосферу города 358 т загрязняющих веществ.

В состав завода входит: инструментальный цех, деревообрабатывающий цех, чугунолитейный цех, центральная заводская лаборатория, алюминиеволитейный цех, ремонтно-эксплуатационный цех, механические цеха №№ 1,2 и 3, корпус механической обработки поршней, котельная, цех товаров народного потребления, ОМА, транспортный цех и гараж.

Максимальный вклад в валовые выбросы ВВ вносят цеха: алюминиеволитейный, механические, чугунолитейный, инструментальный.

Количество источников выброса – 144 на сегодня, и 158 на перспективу.

Предприятие специализируется на изготовлении деталей на комплектацию двигателей семейства СМД-14М, СМД-60 и выпуске поршней для двигателей комбайнов и автомобилей КАМАЗ, ВАЗ, Икарус, Татра.

Расход природного газа на производстве пара в котельной составляет – 300 тыс. м³/год..

Основными технологическими процессами, при которых происходит выделение вредных веществ являются:

- литейное производство;

- производство пара;

- механическая обработка металлических заготовок;

- заточные работы;

- термообработка отдельных деталей;

- обработка дерева;

- нанесение графитового покрытия на поверхность поршней;

- сварочные работы.
Литейное производство.

В литейное производство входит чугунолитейный цех и алюминиево-литейный цех.

В основу организации производства отливок положено применение автоматических и поточных линий.

К ведущим отделениям чугунолитейного цеха относятся:

- формовочное;

- плавильное.

К смежным отделениям:

- стержневое;

- смесеприготовительное;

- обрубо-очисточное.

Для плавки металла применяются индукционные тигельные печи ИЧТ-10/25-С₃, емкостью 10 тонн каждая. Основными источниками выделения ВВ в цеху являются:

- индукционные печи чугунного литья;

- выбивные решетки;

- центробежные бегуны:

- транспортеры горелой земли:

- галтовочные барабаны.

Основные ВВ, выделяющиеся в процессе чугунолитейного производства:

- взвешенные вещества;

- оксид углерода;

- сернистый ангидрид;

- диоксид азота.

К ведущим отделениям АЛЦ относятся:

- коксильно-заливочное;

- плавильное.

Смежные отделения:

- обрубочно-заточное;

- термическое;

- зачистное.

Основные источники выделения ВВ:

- газовые печи плавки алюминия;

- металлообрабатывающие станки.

Основные ВВ, выделяемые в процессе производства:

- оксид углерода;

- диоксид азота;

- взвешенные вещества.
Центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ)

Оборудование ЦЗЛ предназначено для проведения анализов металла – алюминия, чугуна для нужд основного производства.

Основные ВВ, выделяемые оборудованием ЦЗЛ:

- взвешенные вещества;

- щелочь:

- оксид хрома;

- соляная кислота;

- серная кислота;

- диоксид азота.
Котельная

Для производства пара в котельной установлены три котла ДКВР, работающие на природном газе. Основные ВВ, выделяемые котлами:

- оксид азота;

- диоксид азота;

- оксид углерода.

Ремонтно-эксплуатационный цех (РЭЦ)

Технологическое оборудование, находящееся в цехе, предназначено для выполнения ремонтных работ, проведение модернизации оборудования. Основное ВВ, выделяющееся в процессе работы технологического оборудования – взвешенные вещества.

В механическом цехе производится механическая обработка, нанесение приработочного покрытия, консервация и упаковка поршней тракторных двигателей диаметром 120-130 мм (М-1, М-2) и чугунных гильз цилиндров (М-3).

В первом и втором цехах механическая обработка производится на одной автоматической линии и двух поточных, на которых применяются автоматы, полуавтоматы и автоматизированные участки из 2-3 автоматов. В качестве СОЖ при механической обработке применяется Укринол-1, водный раствор и др.

Приработочное покрытие – нанесение графитового покрытия на поверхность поршня с последующей сушкой в инфракрасных лучах или в виде химического лужения.

В 3-м цеху производится механическая обработка чугунных гильз цилиндров резанием на автоматах и полуавтоматах, термообработке внутренних гильз с последующей сушкой в инфракрасных лучах или в виде химического лужения.

В третьем цеху производится механическая обработка чугунных гильз цилиндров резанием на автоматах и полуавтоматах, термообработке внутренних гильз с последующей обработкой на шлифовальных и хоминговальных станках-автоматах с применением СОЖ ВИ-4.

Очистка отливок осуществляется в специальном проходном галтовочном барабане непрерывного действия.

Для механизации и автоматизации межоперационного транспорта цеха применяются ленточные, пластинчатые и подвесные конвейера.

Основное оборудование выделяющее ВВ – металлообрабатывающие станки.

Основные ВВ, выделяющиеся в механическом производстве – взвешенные вещества. На оборудовании, выделяющем вредные газы и пыль установлены местные отсосы.

Технологическое оборудование ИЦ применяется для изготовления приспособлений мерильного и режущего инструмента для цехов основного производства. В процессе изготовления изделия проходят следующие технологические операции:

1. 
   заготовительные (частично с применением сварки);
   
2. 
   механическая обработка на металлообрабатывающих станках;
   
3. 
   слесарно-сборочные операции (частично с применением сварки);
   
4. 
   термообработка и нанесение защитных покрытий (в отпускной печи).
   

Сварочные работы производятся в цехах М – 1, 2, 3, ИЦ, АЛЦ, РЭЦ, ОЭЦС. В основном сварка осуществляется электродами АНО-4 и ЦЛ-11. расход электродов в год: АНО-4 18,2 тонн, ЦЛ-11 (нержавеющие) 1 тонна.

Основными веществами, выделяющимися в процессе сварки, являются:

- взвешенные вещества;

- оксид марганца.

Гараж

Источники выделения ВВ автотранспортного хозяйства принадлежат второй площадке (филиал) завода «Поршень». На предприятии насчитывается 55 автомобилей. Расход бензина – 207 т/год, дизтоплива – 77 т/год.

Для обслуживания автомобилей на предприятии имеется 3 резервуара для хранения топлива и 3 автоколонки для заправки автотранспорта.

Вывод: рассматриваемое нами предприятие является серьезным источником загрязнения атмосферы, расположено в соседстве с идентичными предприятиями и организациями, а следовательно нуждается в организации мониторинговых исследований.

3. 
   Анализ экологической ситуации на предприятии.
   

На заводе «Поршень» насчитывается 135 организованных источников выброса загрязняющих веществ. Для снижения выброса ВВ и улучшения воздушной среды рабочей зоны производственных помещений 19 организованных источников оборудованы газоочистными установками (ГОУ).

В основном это циклоны ЦН-15, предназначенные для улавливания взвешенных веществ, в количестве 16 штук, а также циклон с обратным конусом, циклон «Гидродревпром» Ц9-950, фильтр волокнистый ФВГ-Т.

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых источниками загрязнения завода «Поршень» в атмосферу г.Харьков, их ПДК, класс опасности и валовые выбросы представлены в таблице 3.1.

Завод «Поршень относится к предприятиям 3 категории опасности.

Таблица 3.2. Концентрация выбросов препрятия

Наименование вещесива	ПДК в жилой зоне, мг/м3	Макс.расчетн. концентр. в жи-лой зоне, мг/м3	Фонов концентр, мг/м3	Суммарная концент-рация,мг/м3
1	2	3	4	5
Натрия гидроокись Оксид алюминия Пыль (SO2 более 85%) Оксид железа Диоксид азота Взвешенные вещества Оксид углерода Марганец Масло нефтяное Сажа Оксид цинка С-Н предельные	0,01 0,04 0,15 0,04 0,065 0,5 5,0 0,01 0,05 0,15 0,05 1,0	0,0044 0,014 0,0603 0,01572 0,0409 0,2716 0,8635 0,0043 0,0182 0,0075 0,0021 0,0862	0,004 0,016 0,06 0,016 0,0266 0,0887 4,0366 0,004 0,02 0,06 0,02 0,4	0,0084 0,03 0,1203 0,0372 0,0675 0,3603 4,9001 0,0083 0,0382 0,0676 0,0221 0,4862
Группа суммации в долях ПДК
Диоксид S и диоксид N	1	0,481	0,4	0,881
Ф И Л И А Л
Углеводороды Взвешенные вещества Азота диоксид	1,0 0,5 0,085	0,0506 0,0051 0,0193	0,4 0,406 0,0133	0,4506 0,4111 0,0326
1	2	3	4	5
Оксид углерода Сажа Свинец Бенз(а)пирен Марганец	5,0 0,15 0,0003 1*10-6 0,01	0,2869 0,002 0,0001 0,0584*10-6 0,0014	2,016 0,06 0,00012 0,6*10-6 0,004	2,3029 0,0002 0,00022 0,6584*10-6 0,0054
Группа суммации в долях ПДК
Диоксид N и диоксид S Диоксид S и Pb	1 1	0,2288 0,2644	0,4 0,4	0,6228 0,6644

Размер нормируемой СЗЗ, определенной по СН-245-71 составляет 300 м для основной площадки и 100 м для филиала. Учитывая, что санитарно-техническими и техническими мероприятиями удается обеспечит соблюдение санитарно-гигиенических нормативов качества воздуха на границе жилой застройки, размеры и границы cpp на момент достижения ПДВ для основной площадки и филиала приняты по границе существующей жилой застройки.

4. 
   Структура мониторинговых исследований.
   

Рост антропогенного влияния на ОС требует получения разноплановой и детальной информации о нем, которая дает возможность не только оценить реальную ситуацию, а и спрогнозировать состояние ОС в перспективе, наладить рациональную систему природоохранной деятельности, контроля над состоянием экосистем.

Организация наблюдений предусматривает контроль над распространением вредных примесей, как в самой атмосфере, так и между элементами системы «атмосфера – гидросфера – литосфера – биосфера». Для этой деятельности необходимы:

- сведения о действующих и перспективных источниках загрязнения;

- характеристика загрязняющих веществ;

- гидрометеорологические данные;

- результаты предыдущих наблюдений;

- данные об уровне загрязнения окружающей среды в соседних регионах и областях;

- данные о трансграничном перенесении вредных примесей.

Комплекс задач, связанных со сбором этой информации, выполняет специальная служба наблюдений, которую формируют система наблюдений и система контроля.