Экология аммиака

Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных  материалов и веществ, в частности  грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка и др. вещества. Во время сброса прохождение материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.

Присутствие большого количества органических веществ создает  в грунтах устойчивую восстановительную  среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др 

Вода

В природной  воде аммиак образуется при разложении азотсодержащих органических веществ. Хорошо растворим в воде с образованием гидроксида аммония.

Содержание ионов  аммония в природных водах  варьирует в интервале от 10 до 200 мкг/дм³ в пересчете на азот. Присутствие в незагрязненных поверхностных водах ионов аммония связано главным образом с процессами биохимической деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, разложения мочевины под действием уреазы. Основными источниками поступления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды, поверхностный сток с сельхозугодий в случае использования аммонийных удобрений, а также сточные воды предприятий пищевой, коксохимической, лесохимической и химической промышленности. В стоках промышленных предприятий содержится до 1 мг/дм³ аммония, в бытовых стоках — 2-7 мг/дм³; с хозяйственно-бытовыми сточными водами в канализационные системы ежесуточно поступает до 10 г аммонийного азота (на одного жителя).

Присутствие аммония  в концентрациях порядка 1 мг/дм³ снижает способность гемоглобина рыб связывать кислород. Признаки интоксикации — возбуждение, судороги, рыба мечется по воде и выпрыгивает на поверхность. Механизм токсического действия — возбуждение центральной нервной системы, поражение жаберного эпителия, гемолиз (разрыв) эритроцитов. Токсичность аммония возрастает с повышением pH среды.

Таблица 4.2. Содержание аммония в водоемах с различной степенью загрязненности

Повышенная концентрация ионов аммония может быть использована в качестве индикаторного показателя, отражающего ухудшение санитарного  состояния водного объекта, процесса загрязнения поверхностных и  подземных вод, в первую очередь, бытовыми и сельскохозяйственными стоками.

Действующие сооружения по очистке воды используют устаревшие технологии 70-х-60-х годов, которые  потребляют большое количество энергии. Обработка шлама обычно не соответствует  международным стандартам (обычно его  вываливают просто на землю), а ливневые воды редко подвергаются обработке.

В то же время  платежи за сверхлимитные загрязнения  слишком малы, чтобы стимулировать  инвестиции предприятий в улучшение  природоохранного оборудования. Более  того, даже если уровень платежей повысить в несколько раз, это не даст результатов, поскольку у предприятий нет денег для его приобретения.

Большая часть  полигонов, отстойников и хранилищ переполнена. Это вынуждает предприятия  сжигать накопленные отходы или  сбрасывать их в овраги, балки и  водные объекты, что в свою очередь приводит к загрязнению воздуха, воды и почвы.

Предприятий по коммерческой переработке опасных  отходов катастрофически не хватает, услуги же существующих не по карману  предприятиям отрасли.

Таким образом, основные проблемы химической промышленности, связанные со сбросом сточных вод, можно свести к следующим:

• большое потребление воды в производственных процессах,
• большой объем сточных вод
• малая мощность очистных сооружений,
• разнообразие сбрасываемых вредных веществ, в том числе высоко токсичных, таких как ртуть, хром, кадмий, дихлорэтан.

Загрязнение почвы и подземных вод

Азотные удобрения  производят на заводах, связывая азот воздуха с водородом. В результате образуется аммиак, который затем  окисляется до азотной кислоты. Соединяя аммиак с азотной кислотой, получают наиболее распространенное азотное удобрение – аммиачную селитру, которая содержит около 34% азота.

Применяют как  удобрение водный раствор аммиака, содержащий около 20% азота. Его производство обходится значительно дешевле, чем производство аммиачной селитры. Но перевозить жидкий аммиак и вносить его в почву сложнее: нужны специальные цистерны и особые культиваторы – растениепитатели. Для того, чтобы аммиак не улетучивался из почвы, его необходимо заделывать по меньшей мере на глубину 10-15 см.

Из других азотных  удобрений применяются сернокислый  аммоний, содержащий до 20% азота, натриевая  селитра (16% азота), калийная селитра (13,5% азота и 46,5% окиси калия) и мочевина – наиболее богатое азотом соединение (до 46% азота).

Так как мы недостаточно осмотрительно обращаемся с азотными удобрениями и азотсодержащими  отбросами, реки и озера могут  перенасытиться азотом, попадающим в  них с водой. В таких водоемах и подземных водах концентрация азота может настолько повыситься, что вода станет вообще не пригодной для питья. Кое-где это уже произошло. Не исключено, что удастся использовать процессы микробной денитрификации для уменьшения количества связанного азота, но потребуется еще много усилий на то, чтобы разработать методы практического применения денитрификаторов.

Деятельность, направленная, на то, чтобы прокормить растущее народонаселение, должна быть уравновешена, поисками путей  к сохранению равновесия в круговороте  азота

Мероприятия по восстановлению почв проводили только на предприятиях, где произошли аварии.

На многих предприятиях планы по рекультивации и очистке  почвы и подземных вод не разработаны.

Нет четких представлений  о степени загрязнения отдельных  территорий.

Одна из наиболее очевидных экологических проблем  химических заводов - накопление значительных количеств отходов в результате прошлой деятельности. Система контроля за соответствием текущих размещений отходов экологическим нормам пока еще только в процессе рассмотрения.

В целом, география  и уровень загрязнения почвы на предприятиях остаются неизвестными. Предприятия иногда контролируют загрязнение грунтовых вод из-за размещения твердых отходов вокруг прудов. Так, например, на некоторых предприятиях по производству удобрений проводился мониторинг состояния грунтовых вод вокруг фосфогипсовых отвалов. Тем не менее, как и в случае с загрязнением почв, размеры и уровень загрязнения вод обычно не известны.

Государству и  региональным властям неизбежно  придется решать проблему ликвидации загрязнений от предприятий, уже прекративших свою деятельность. В связи с этим перед отраслью стоят три основных вопроса экологического регулирования:

• совершенствование существующих стандартов,
• совершенствования механизма соблюдения стандартов,
• решение проблемы ответственности за прошлое загрязнение.

Что может помочь улучшению  экологической ситуации в отрасли?

Разработан Отраслевой План Действий по Охране Окружающей Среды, рекомендации которого условно можно разделить на 4 группы:  
I) рекомендации в области промышленной политики;  
2) рекомендации в области налоговой политики;  
3) рекомендации, направленные на улучшение экологических показателей отрасли и 
4) рекомендации по природоохранным инвестициям в отдельные предприятия.

Рекомендации, направленные на улучшение  экологических показателей отрасли.

Эти рекомендации, которые могут быть использованы и в других отраслях промышленности, включают:

• Пересмотр существующих нормативов качества поверхностных вод и атмосферного воздуха, и приведение их в соответствие с международными нормами.
• Строительство установок по переработке опасных отходов в регионах.
• Учреждение специального фонда, направленного на финансирование существующих проектов реконструкции и строительство новых водоочистных сооружений.
• Разработку программы рекультивации земель для выявления участков почв и подземных вод, загрязненных химическими предприятиями, их восстановления и очистки.
• Разработку учебных программ для повышения эффективности системы управления природоохранной деятельностью, которая включала бы приобретение навыков и разработку политики проведения инспекций и аудитов, и более специализированный курс для профессиональных экологов.
• Разработку программы предотвращения загрязнения/минимизации отходов, которую можно будет использовать в качестве модели для всей отрасли.

Кроме мероприятий, направленных на улучшение экологических  показателей и финансовой ситуации в отрасли, существуют также различные  инвестиционные возможности на уровне предприятий. В ходе разработки ОПДООС мы определили 43 инвестиционных проекта, стоимость которых составляет от 100 тысяч до 50 миллионов долларов. Инвестиционные проекты можно разделить на пять категорий:

• Модернизация процессов
• Энергосбережение
• Регенерация отходов
• Повторное использование сточных вод
• Улучшение технологий переработки отходов.

Вот некоторые  примеры таких проектов:

• Восстановление металлов из пиритных отходов ("Аммофос", Череповец)
• Модернизация очистных сооружений ("Куйбышевазот", Тольятти)
• Регенерация пара на производстве метанола ("Щекиноазот", Щекино)
• Модернизация установки Клауса с целью уменьшения выбросов двуокиси серы ("Волжский оргсинтез", Волжский).
• Завершение строительства нового цеха по производству каустической соды мембранным методом ("Каустик", Волгоград).
• Завершение модернизации цеха по производству фосфорной кислоты (Воскресенские минудобрения).

Для всех этих проектов характерен короткий период окупаемости, составляющий в среднем менее  двух лет, и не превышающий пяти лет.

В рамках мероприятий, связанных с инвестированием, следует  подготовить справочник для инвесторов и развить брокерскую систему для горизонтальной и вертикальной интеграции.

План включает в себя также организационные мероприятия:

• сотрудничество с региональными властями для разработки модельной льготной налоговой программы, направленной на привлечение инвестиций и улучшение экологических показателей отрасли.
• оказание помощи в создании промышленных торговых групп
• улучшение системы управления природоохранной деятельностью на предприятиях.