ОАО «Челябинский цинковый завод» является на сегодняшний день ведущим производителем металлического цинка в России (60% выпуска) и даже в мире (2% мирового производства). Он был пущен в строй в 1935 году, а совсем недавно прошел коренное техническое перевооружение. На сегодняшний день численность сотрудников этого предприятия составляет 1 800 человек, он входит в промышленную группу «УГМК», активами которой управляет зарегистрированная в Нидерландах холдинговая компания NF Holdings B. V.

Выплавка цинка (как, в прочем, и любых других цветных и черных металлов), представляет собой достаточно «грязный» технологический процесс, и ОАО «Челябинский цинковый завод», несомненно, оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Именно он, наряду с другими промышленными гигантами, повинен в том, что в воздухе этого крупного уральского города среднегодовая концентрация таких вредных и опасных веществ, как бензапирен и формальдегид превышает уровни предельно допустимой концентрации, соответственно, в 5 и 2,7 раз.

Следует, однако, заметить, что в каких-либо действительно громких и вызвавших большой общественный резонанс экологических скандалах и происшествиях ОАО «Челябинский цинковый завод» пока замечен не был. Пожалуй, единственным исключением является происшествие, имевшее место в 2011 году, когда в результате контрольного забора воды в реке Миасс на экологическую экспертизу было выявлено, что она содержит так называемое «ненормативное» количество натрия, аммония-кадмия и нефтепродуктов. Возникло подозрение, что виновником этого является именно ОАО «Челябинский цинковый завод», поскольку пробы были взяты неподалеку от того места, где он сбрасывал свои сточные воды.

В результате сотрудники «Росприроднадзора» провели проверку этого предприятия, в результате которой выявилось, что очистные сооружения ОАО «Челябинский цинковый завод» на самом деле не справляются в полной мере с оказываемой на них нагрузкой и не способны довести стоки до такого состояния, которое полностью соответствует всем принятым нормативам. Таким образом, было установлено, что это предприятия нарушает условия водопользования, за что на него был наложен штраф в размере 30 000 рублей. Конечно, для предприятия, годовой оборот которого составляет около 10,66 миллиардов рублей эта цифра, прямо скажем, смехотворна.

Необходимо отметить, что пока других серьезных нарушений «Челябинским цинковым заводом» экологических норм и природоохранного законодательства зафиксировано не было. Вполне вероятно, что причина тому кроется в действительно повышенном внимании, которое собственники и руководство предприятия уделяют в последние годы вопросам охраны окружающей среды. По все видимости, поступают они так не только (а, может быть, и не столько) потому, что их беспокоит состояние окружающей среды Урала, но и потому, что с 2004 года акции ОАО «Челябинский цинковый завод» котируются на Лондонской фондовой бирже, так что любые неприятности, связанные с несоблюдением этим предприятием экологических норм и стандартов, негативно отражающиеся на их курсе, собственникам предприятия совершенно ни к чему.

Не так давно на заводе было смонтировано специализированное оборудование финской компании «Larox», обошедшееся почти в два миллиона долларов и позволяющее серьезно сократить выбросы вредных веществ (преимущественно свинца и других тяжелых металлов). Интересно, что вложение в этот экологический проект оказалось весьма выгодным, поскольку это оборудование позволяет экономить ежегодно примерно 750 000 кубометров природного газа и 1 миллион киловатт-часов электроэнергии, что в денежном выражении по нынешним ценам составляет около 200 000 долларов.

Кроме того, на ОАО «Челябинский цинковый завод» не так давно вступила в строй первая и пока единственная в Российской Федерации технологическая линия по переработке отходов цинкового производства, которая также позволяет не только существенно сократить нагрузку на окружающую среду и улучшить экологические параметры предприятия, но и получать немалую прибыль. Кроме того, в самом ближайшем будущем ОАО «Челябинский цинковый завод» планирует перейти на полностью замкнутую систему водоснабжения. Это означает, что из реки Миасс не будут забираться новые объемы воды, и в нее не будет сбрасываться ни капли стоков.

Прояснить небо над Челябинском, разогнать смог и приструнить заводы-загрязнители помогут тысячи невидимых датчиков, установленных на промышленных предприятиях региона. В Росприроднадзоре и Минэкологии нашли способ повлиять на критическую ситуацию с выбросами. Новый проект мониторинга атмосферы позволит круглосуточно получать данные о состоянии воздуха в режиме онлайн. Показатели со сверхчувствительных газоанализаторов будут стекаться на единый информационный сервер и транслироваться через интернет в общий доступ. Такой контроль позволит разложить челябинский воздух на ингредиенты и вычислить тех, кто переборщил с выбросами. Чтобы оценить готовность промышленных предприятий подключиться к «зеленому» проекту, комиссия управления Росприроднадзора во главе с начальником департамента по УРФО Борисом Леонтьевым и руководителем областного управления Виталием Курятниковым побывала на Челябинском цинковом заводе и оценила экологическую политику предприятия, где рост объёмов производства происходит одновременно с модернизацией и внедрением чистых технологий.

Вопрос повис в воздухе

По сути, Челябинский цинковый завод расположен в городе — между Металлургическим районом и северо-западом — в пределах крупного промышленного центра. А потому на индустриальном объекте всегда уделяли первостепенное значение модернизации производства и следили за снижением негативного воздействия на окружающую среду. Еще в 2011 году завод одним из первых предприятий Челябинска подписал с городскими властями контракт о взаимодействии в сфере охраны окружающей среды. И сегодня по этому соглашению результаты замеров в режиме реального времени передаются в «ГорЭкоЦентр» и выкладываются на сайт предприятия. Все данные находятся в открытом доступе и для надзорных ведомств, и для простых горожан.

Для контроля над выбросами в атмосферу диоксида серы при производстве серной кислоты на ЧЦЗ применяются газоаналитические комплексы производства фирмы ЗАО «ЭНАЛ» г. Москва. Затраты на приобретение газоанализаторов составили 3,6 миллионов рублей, ежегодное обслуживание комплекса составляет порядка 350 тысяч рублей.

Во время визита на Челябинский цинковый завод руководитель регионального управления Росприроднадзора Виталий Курятников в составе комиссии положительно оценил усилия руководства по снижению негативного воздействия промышленного производства на экологию города:

— Главная задача визита — реализация проекта мониторинга качества воздуха. На сегодняшний день цинковый завод подтвердил свою приверженность двигаться в этом направлении, — отметил руководитель Росприроднадзора по Челябинской области Виталий Курятников.

Применяемые современные технологии снижения выбросов и природоохранные мероприятия впечатлили всех участников комиссии. В составе делегации предприятие также посетили руководители управления Росприроднадзора Курганской области, Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов.

— Основы системы экологического мониторинга были заложены в 2011 году. Цинковый завод одним из первых в городе подписал соглашение о взаимодействии с администрацией города в сфере охраны окружающей среды. Так что уже седьмой год результаты замеров в режиме реального времени передаются в «ГорЭкоЦентр» и на официальный сайт предприятия. Эти же данные поступают в Росприроднадзор и администрацию Челябинска. За последние три года выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух не превысили 30% от установленного норматива, — рассказал генеральный директор ЧЦЗ Павел Избрехт.

ЧЦЗ сегодня является крупнейшим в России производителем цинка и сплавов на его основе и единственным производителем цинка. На Лондонской бирже этот металл продаётся под собственным брендом Chelyabinsk Zinc Plant Special High Grade. Помимо цинка, предприятие также производит серную кислоту, индий, кадмий.

Разговор начистоту

За последние девять лет предприятие вложило в природоохранные мероприятия более четырех миллиардов рублей. На эти средства реализовано по меньшей мере шесть проектов по охране атмосферного воздуха, о которых руководство ЧЦЗ говорит прямо:

• приобретение передвижной лаборатории контроля атмосферы;
• реконструкция систем сернокислотного цеха и демонтаж технически устаревших цехов;
• оснащение источников выбросов диоксида серы в сернокислотном цехе газоанализаторами непрерывного контроля;
• строительство систем очистки газов печей обжигового цеха при их пуске и остановке;
• строительство рукавного фильтра для очистки воздуха при приемке пылевидного сырья;
• старт строительства узла приема, растаривания и грануляции пылевидных ВЦС.

Основным веществом, способным оказывать негативное воздействие на окружающую воздушную среду, является вырабатываемый при обжиге сырья диоксид серы. Технология утилизации отходящих газов, реализованная в сернокислотном цехе, признана оптимальной доступной технологией ИТС 13-2016 «Производство свинца, цинка и кадмия». Сегодня степень утилизации диоксида серы на цинковом заводе составляет 99,95%. В результате технического перевооружения и запуска вельц-печи с организацией нового помещения пылеочистки, пыль, улавливаемая в фильтре, возвращается в производство. Реализация данного проекта улучшает промышленно-санитарные условия в рабочей зоне цеха, минимизирует выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Затраты на установку составили 4,5 миллиона рублей.

1 / 6

Для оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны с 2010 года работает передвижная лаборатория экологического мониторинга ЧЦЗ. Для создания действенной системы контроля выбросов на территории Челябинска завод передаёт результаты замеров в периоды НМУ на электронную почту в МУП «ГорЭкоЦентр». Затраты на приобретение лаборатории составили 1,3 миллиона рублей. Пробы воздуха производятся в семи точках, две из них в жилой зоне — в районе улиц Аральской и Волховской. Станция может уловить в воздухе 15 ингредиентов: кроме диоксида серы, это диоксид азота, оксид углерода, свинец, цинк, кадмий и другие вещества.

По данным комплексного доклада о состоянии окружающей среды Челябинской области в 2016 году, опубликованного на сайте Министерства экологии по Челябинской области в 2016 году, выбросы ПАО «ЧЦЗ» составили 0,4% от выбросов по Челябинской области или 1,7% от выбросов г. Челябинска.

1 / 6

— Открытая экологическая политика на предприятии ведется с 2009 года, — резюмирует генеральный директор ПАО «ЧЦЗ» Павел Избрехт. — За это время заменены и реконструированы сернокислотные системы, которые позволяют утилизировать диоксид серы, образующийся в процессе обжига концентрата. Кроме того, в 2016 году была введена в эксплуатацию новейшая вельц-печь. Это крупнейший агрегат стоимостью полтора миллиарда рублей, позволяющий перерабатывать не только те отходы, которые образуются на нашем предприятии, но и отходы других предприятий. Мы приступили к реализации проекта по строительству локальных очистных сооружений, планируем завершить его в 2020 году. Реализация этого проекта позволит полностью исключить сброс промышленных стоков в реку Миасс. Внедрение вышеперечисленных мероприятий позволяет постепенно снижать негативное воздействие производства на окружающую среду.

— Чем больше будет предприятий, которые будут вовлечены в проекты Росприроднадзора и Минкомсвязи на территории Челябинска и Магнитогорска и, в принципе, области, тем нам будет проще и понятней работать с нарушителями, — делится впечатлением от посещения цехов руководитель управления Росприроднадзора по Челябинской области Виталий Курятников.

Следующим шагом Росприроднадзора станет проверка достоверности показаний датчиков, передаваемых в надзорные органы. Информация будет обнародована с целью рассеять пелену, нависшую над информационным пространством, и снять недоверие в отношении тех данных, которые предоставляются на бумажном носителе. В итоге, когда задумка ведомства будет полностью реализована, надзорные органы и рядовые горожане смогут видеть реальную картину загрязнения воздуха от того или иного предприятия, а пресечь действия нарушителей станет проще.

Не утихают цинковые страсти
Обе ветви власти города – законодательная и исполнительная – объединились в стремлении не допустить в Орске строительства цинкового завода. Пока что они крепко держат стенку и не намерены отступать. Хотя на прошлой неделе снова в город прибыл представитель уральского центра с деловым предложением.
История тянется с прошлого года, когда орчане были шокированы сообщением, что «Русская медная компания» собирается построить цинковый завод в городской черте. Но и сегодня, как оказалось, страсти не утихают. Завод, по мнению уральцев, удобно разместить прямо в населенном пункте: не нужно тянуть коммуникации. К тому же в Новоорском районе имеется рудник, который будет поставлять медный и цинковый концентраты. С точки зрения производственников, все аргументы – за строительство цинкового завода в Орске. Но власти не соглашаются.
Радужные перспективы экспортного производства не радуют, многие задумываются, а нужно ли в промышленном узле области еще одно предприятие. Жители восточного Оренбуржья и так задыхаются от выбросов заводов черной и цветной металлургии. К тому же в атмосфере содержание некоторых предельно допустимых концентраций вредных веществ превышено. Руководство «Русской медной компании» обнадеживает, что на природоохранные мероприятия потратит 20 миллионов долларов, и даже пообещало добиться 100-процентной экологической безопасности проекта. Но стоит ли поддаваться на посулы?

Красная пыль Владикавказа
25 ноября 2005 года жители Владикавказа наблюдали, как с территории завода «Электроцинк» поднялось в воздух громадное красное облако. А через несколько минут дома, дороги, деревья – все покрылось пылью. Жители промышленной зоны североосетинской столицы были обеспокоены происшедшим и стали звонить на завод в отдел охраны окружающей среды. Однако им ответили, что в одном из цехов произошла поломка и ее оперативно устраняют. А еще заверили владикавказцев в безопасности: пыль никакой угрозы здоровью не принесет и благодаря ветреной погоде уйдет в сторону Карцинского шоссе. Не ушла. В журнале «Экология производства» за прошлый год опубликована заметка, где жители Владикавказа жалуются на «Электроцинк», обращаются в различные инстанции. Выброс красной пыли – подтверждение их слов, на заводе часто происходят технологические сбои, аварии. Корреспонденты журнала опросили жителей и вот какие ответы получили. «Мы уже задыхаемся от выбросов этого предприятия, – сказал Хасан Голиев, водитель автобуса, – дети рождаются с дефектами, больше стало онкологических больных. Мечтаем продать квартиру и уехать в село – уж там-то воздух чистый». По словам многодетной матери Эльвиры Теблоевой, как только заработали на полную мощность цеха предприятия, то сразу жителям стало невмоготу, они постоянно болеют. В республиканской онкологической больнице нет свободных коек.
Но все равно руководство завода опровергает факт загрязнения окружающей среды. Выброс пыли подтверждают, но заверяют жителей города в его случайном происхождении: якобы в обжиговом цехе осуществлялся переход с одной печи на другую. «Воздушные потоки унесли частицы пыли, и никаких негативных последствий для экологии быть не может», – считают на «Электроцинке». Причем больше всего страдают жители близлежащих домов – они бьют тревогу, но никто не прислушивается. За год завод выпускает около 100 тысяч тонн продукции, и оплатить металлургическому гиганту штраф – раз плюнуть. Поэтому с чистой совестью завод продолжает загрязнять окружающую среду.

Челябинцы вдыхают серу
ОАО «Челябинский цинковый завод» производит в год до 150 тысяч тонн продукции. Мощнейшее предприятие было построено в 50-х годах. Причем не в какой-нибудь малонаселенной территории, а прямо в центре города. И хотя радиус санитарной зоны составляет 1 километр, люди и природа подверглись отрицательному влиянию завода. Пятьдесят лет подряд загрязнялись воздух, почва и вода. Ежегодно в атмосферу попадало 4 тонны свинца, а твердых составляющих – 44 тысячи тонны. Экологи считают, что самое опасное на заводе – сернокислотное производство. Содержание вредных газов в воздухе значительно превышает нормы. 4 тысячи тонн серы попадало в городскую атмосферу.
Есть проблема утилизации ртутно-селенового шлама. Сейчас его вывозят в Киргизию на переработку. Речка Миасс подверглась варварскому загрязнению. Сульфат цинка, окись цинка и аммиак, сбрасывались в воду. В 2002 году на Челябинском цинковом заводе вопросы экологии стали приоритетными. Два последних десятилетия на ЧЦЗ проходила полномасштабная реконструкция попутных и вспомогательных производств. Приобретен импортный фильтр для предотвращения выбросов свинца и твердых отходов в окружающую среду. Установка для утилизации ртути из газов сможет разительно сократить выбросы – до 1,5 тысячи тонн. Решен вопрос с серной кислотой. Компания «Еврохим» готова приобретать кислоту с фиксированными годовым объемом и ценой в течение ближайших пяти лет. Генеральный директор ЧЦЗ Всеволод Гейхман неоднократно обращался с просьбой к властям о строительстве в Челябинске завода по производству удобрений. Он смог бы полностью решить проблему сбыта серной кислоты. Но общественность вряд ли позволит построить в Челябинске еще одно вредное производство. Специалистами разработан уникальный проект перерабатывающих мощностей по утилизации свинцовых кеков. Причем это будет единственное в России производство, которое сможет извлекать из сырья не только свинец, но и сплав золота с серебром. Пуск нового комплекса приведет к уменьшению количества выбросов в Миасс на 81 тонну. ЧЦЗ на модернизацию и природоохранные мероприятия потратил около 160 миллионов долларов.

Татьяна Алова

10 ФАКТОВ ОБ «ЭЛЕКТРОЦИНКЕ»

Всовременном мире одним из злободневной проблемой является экосистема окружающей среды. Как правило, в цивилизованных странах выделяются огромные средства на охрану и поддержание экологии, в частности на сокращения до минимума опасных для жизнедеятельности человека выбросов вредных веществ в атмосферу. Заводы, где производятся такие металлы как свинец, цинк, кадмий и прочее строятся в местах отдаленных от населенных пунктов. Некоторые европейские страны (например, Франция) особо опасные для здоровья человека тяжелые металлы производит в так называемые страны третьего мира.
Как известно, 5 и 28 октября завод «Электроцинк», владельцем которого является ООО «УГМК-Холдинг» (Уральская горно-металлургическая компания), произвел выбросы газовых масс, содержащий крайне опасные для здоровья человека вещества, в разы превышающий ПДК (предельно допустимая концентрация). Завод «Электроцинк» расположен в промышленном районе г. Владикавказ. Загрязнение окружающей среды со стороны завода - самая больная проблема в его работе. Вредные выбросы в атмосферу, загрязнение рек, многократное превышение ПДК тех или иных вредных элементов в воздухе и в почве, все это не может не оказывать пагубных последствий на здоровье людей. Напомним, что основная продукция, выпускаемая заводом, - это цинк, свинец, кадмий и серная кислота. Мощность по производству цинка завода «Электроцинк» составляет в пределах 100 тыс. тонн цинка в год.

В период выброса заводом вредных веществ в больницы обращались жители г. Владикавказ. Достоверно известно, что среди них были и дети. Данный факт буквально взбудоражил общественность Осетии, в особенности молодежь, которая несколько раз проводила стихийные акции протеста. Появилось надежда, что проблемы экологии станут объединяющим фактором для общества, так сказать началом формирования ростков гражданского общества. Надеюсь, что здесь главной действующей силой станет молодежь, активность которой, несомненно помогла бы разрешить многие злободневные проблемы республики.
Глава республики Таймураз Дзамбекович Мамсуров оперативно и предельно жестко отреагировал на сложившуюся ситуацию и обязал холдинг УГМК и завод «Электроцинк» привести в норму экологическую среду вокруг завода и впредь не допускать подобные выбросы. Хочется, надеется, что данная непростая ситуация не станет предметом политических интриг и разных грязных инсинуации.
Считаю что в сложившейся ситуации необходимо обеспечить конституционное право каждого жителя республики на жизнь в благоприятной окружающей среде и на регулярное получение достоверной информаций о ее состоянии. Связи с этим хотелось бы верить что власти обяжут руководство завода привести в норму согласно российским и международным стандартам деятельность завода «Электроцинк».

Сами факты:
1. «Электроцинк» - НЕ «бюджетообразующее» предприятие
В 2009 году бюджет республики составил 15 млрд. рублей, а налоговые отчисления «Электроцинка» - менее 200 млн. Или 1,4% бюджета. Для сравнения, на содержание ФК «Алания» из бюджета извлекается около 300млн. рублей ежегодно.

2. «Электроцинк» БОЛЕЕ ВРЕДЕН, чем остальные предприятия и автотранспорт
Только на «Электроцинке» существует цинковое и кадмиевое производство. В почве Владикавказа содержание этих металлов превышает норму в десятки раз, тогда как уже 5-кратное превышение считается экологическим бедствием. Кадмий - тяжелый металл, входящий в первую категорию опасности по международной санитарной классификации. Он вызывает все формы рака, особенно поражая предстательную железу.

3. «Электроцинк» НЕ дает работу 3000 человек
На самом деле, после сокращения на заводе работает 1800 человек. Если перед закрытием завода провести честную ВТЭК, то большинство рабочих получат пенсию по инвалидности. Из работников завода около 400 - низкоквалифицированные рабочие, зарабатывающие не больше 10 тысяч. Их всех способна трудоустроить служба занятости. Высококвалифицированные рабочие так же востребованы этой службой, на бирже которой около 900 вакансий. Без работы останутся только высшие менеджеры завода, которые найдут себе работу по месту прописки.

4. «Электроцинк» НЕ ВОЗРОДИЛ Садонские рудники и работает на ПРИВОЗНОМ сырье
Условием продажи завода холдингу УГМК было возрождение горного куста Садон-Галон, заведомо убыточного. Предполагалось, что там будет возрождено производство, поддержаны сельские жители, а завод будет работать на местном, а не привозном сырье. УГМК своих обязательств не выполнило, сделав Владикавказ местом переработки привозного сырья и складирования отходов, что обычно делается в африканских странах.

5. «Электроцинк» НЕ МОДЕРНИЗИРОВАЛ производство после прихода УГМК
Неправда, что после покупки завода холдингом УГМК выбросы стали реже и меньше, так как производство было модернизировано. На самом деле, изношенность оборудования, подъездных путей и коммуникаций исключает возможность принципиальной модернизации. Владельцы завода готовят его к закрытию и переводу всех мощностей в Челябинск, где построен новый современный завод, однако предварительно выжимают из «Электроцинка» все возможное, не заботясь о здоровье жителей Осетии.

6. «Электроцинк» НЕ РЕАЛИЗУЕТ программу природоохранной деятельности
Руководство холдинга УГМК, купившего завод, цинично не выполнило заявленную программу природоохранной деятельности, призванную к 2007 году на 80% сократить выбросы ядовитых веществ в окружающую среду и прекратить сбросы тяжелых металлов в водный бассейн. С программой и ее сроками, которые давно прошли, можно ознакомиться на официальном сайте «Электроцинка».

7. «Электроцинк» НЕ РЕШАЕТ в республике социальные проблемы
Руководство холдинга избавилось от всякой социальной нагрузки. Ведомственный детский сад стоит даже для детей работников завода несколько тысяч в месяц, а рабочих отправляют «оздоравливаться» в профилакторий «Сосновая роща» без отрыва от производства, тогда как им положен полноценный отдых в санаториях. Дворец культуры «Металлург» - место далеко не бесплатного пребывания детей в кружках, например, занятия в студии бального танца стоят 400 рублей.

8. «Электроцинк» НАРУШАЕТ законодательство, превышает нормы ПДК
Конституция России гарантирует каждому гражданину «право на благоприятную окружающую среду и достоверную информацию о ее состоянии». «Электроцинк» нарушает это право регулярно, делая выбросы с превышением ПДК, что фиксируют контролирующие ведомства. Даже по одному такому зарегистрированному факту каждый житель города может подавать иск в суд, требуя компенсации за нарушение своих конституционных прав.

9. «Электроцинк» за 100 лет работы привел к ГЕНЕТИЧЕСКОЙ КАТАСТРОФЕ
Тяжелые металлы не только вызывают различные заболевания, в том числе онкологию. Самое страшное, что они проникают в структуру клетки и могут вызывать изменения на генном уровне во втором, третьем, четвертом поколении. «Электроцинку» - 100 лет, и последние 60 лет он активно влияет на жителей Владикавказа. Именно в последние годы резко возросло количество внутриутробных смертей, мутаций, аномалий развития, раковых заболеваний - это начали рожать дети и внуки тех, кто уже отравлен «Электроцинком».

10. «Электроцинк» ВРЕДИТ НАШИМ ДЕТЯМ
Зона экологического бедствия - 3,5 км вокруг «Электроцинка». Когда наши дети гуляют в парке, идут во Дворец пионеров, посещают школы и детские сады, проводят целый день в университетах и институтах - они получают катастрофическую дозу опасных веществ. Кадмий, свинец, цинк, мышьяк, ртуть на их руках, лицах, одежде. Отравляющие вещества в воздухе, которым дышат наши дети, в земле, по которой они ходят, в воде, которую они пьют. Поэтому во Владикавказе каждый второй ребенок имеет отклонения по здоровью.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цинк и его влияние на окружающую среду

1. Антропогенные источники поступления в окружающую среду

Основным источником является выброс в атмосферу цинка при высокотемпературных технологических процессах. Таким путем плюс потери при транспортировке, обогащении, сортировке с 1995 по 2005 г. во всем мире было рассеяно 700 тыс. т цинка. В результате сжигания каменного угля в 1980г. в атмосферу поступило 137,5 тыс. т, к 2000 году эта цифра возросла до 218,8 тыс. т. Содержание цинка в воздухе в районе завода вторичной переработки цветных металлов составляет: в радиусе 300 м -0,350 мг/м 3 ; 500м - 0,285 мг/м 3 , 1000 м - 0,148 мг/м 3 , 2000 м - 0,52 мг/м 3 . Металлический цинк окисляется кислородом воздуха и выпадает в виде оксида ZnO. В среднем с атмосферными осадками ежегодно выпадает на 1км 2 поверхности Земли 72 кг цинка - в три раза больше чем свинца, и в 12 раз больше чем меди. Значительные количества цинка поступают в почву с твердыми отходами ГРЭС на буром угле. В районе одного из цинкоплавильных заводов в радиусе 0,8 км в поверхностном слое почвы содержание цинка достигало 80 мг/г. В радиусе 1 км от цинкового завода в зеленых частях овощей содержание цинка 53 -667 мг/кг, в корнеплодах - 3,5 -65 мг/кг, в почве -42 -40 мг/кг сухого остатка.

Сточные воды, содержащие цинк, не пригодны для орошения полей. Не соблюдение гигиенических нормативов привело в Японии к вспышке тяжелого заболевания костно-мышечной системы у населения, потреблявшего в пищу рис, выращенный на полях орошения, где использовались ирригационные воды, сильно загрязненные сульфидом цинка и кадмием.

Для Мирового океана особую опасность представляют шламы сточных вод и сами сточные воды химического, деревообрабатывающего, текстильного, бумажного, цементного производств, а также рудников, горно-обогатительных и плавильных заводов, металлургических комбинатов. Пороговой концентрацией цинка, снижающей эффективность очистки сточных вод на 5%, является 5 -10мг/л. Серьезным источником поступления цинка в воду является вымывание его горячей водой из оцинкованных водопроводных труб до 1,2 -2,9 мг с поверхности 1 дм 2 в сутки. Суммируя все антропогенные источники, общий объем поступления цинка в окружающую среду составляет 314 тыс. т в год.

2. Химические и физические свойства цинка и его соединений

Цинк (Zincum) Zn - химический элемент 12-й (IIb) группы Периодической системы. Атомный номер 30, относительная атомная масса 65,39. Природный цинк состоит из трех стабильных изотопов 64 Zn (48,6%), 66 Zn (26,9%) и 67 Zn (4,1%). Известно несколько радиоактивных изотопов, важнейший из них - 65 Zn с периодом полураспада 244 сут. Степень окисления +2.

Характеристика простого вещества. Металлический цинк обладает характерным голубоватым блеском на свежей поверхности, который он быстро теряет во влажном воздухе. Температура плавления 419,58° С, температура кипения 906,2° С, плотность 7,133 г/см 3 . При комнатной температуре цинк хрупок, при 100-150° С становится пластичным и легко прокатывается в тонкие листы и проволоку, а при 200-250° С вновь становится очень хрупким и его можно быть истолочь в порошок.

При нагревании цинк взаимодействуют с неметаллами (кроме водорода, углерода и азота). Активно реагирует с кислотами:

Zn + H 2 SO 4 (разб.) = ZnSO 4 + H 2

Цинк - единственный элемент группы, который растворяется в водных растворах щелочей с образованием ионов 2- (гидроксоцинкатов):

Zn + 2OH - + 2H 2 O = 2- + H 2

При растворении металлического цинка в растворе аммиака образуется аммиачный комплекс:

Zn + 4NH 3 ·H 2 O = (OH) 2 + 2H 2 O + H 2

Соединения цинка. Цинк образует многочисленные бинарные соединения с неметаллами, некоторые из них обладают полупроводниковыми свойствами. Соли цинка бесцветны (если не содержат окрашенных анионов), их растворы имеют кислотную среду вследствие гидролиза. При действии растворов щелочей и аммиака (начиная с pH ~ 5) основные соли осаждаются и переходят в гидроксид, который растворяется в избытке осадителя.

Оксид цинка ZnO является самым важным промышленным цинксодержащим соединением. Будучи побочным продуктом производства латуни, он стал известен раньше, чем сам металл. Оксид цинка получают, сжигая на воздухе пары цинка, образующиеся при плавке руды. Более чистый и белый продукт производят сжиганием паров, полученных из предварительно очищенного цинка.

Обычно оксид цинка - это белый тонкий порошок. При нагревании его окраска меняется на желтую в результате удаления кислорода из кристаллической решетки и образования нестехиометрической фазы Zn 1+ x O (x ? 7,10-5). Избыточное количество атомов цинка приводит к появлению дефектов решетки, захватывающих электроны, которые впоследствии возбуждаются при поглощении видимого света. Добавляя в оксид цинка 0,02-0,03%-ный избыток металлического цинка, можно получить целый спектр цветов - желтый, зеленый, коричневый, красный, однако красноватые оттенки природной формы оксида цинка - цинкита - появляются по другой причине: за счет присутствия марганца или железа. Оксид цинка ZnO амфотерен; он растворяется в кислотах с образованием солей цинка и в щелочах с образованием гидроксоцинкатов, таких как - и 2- :

ZnO + 2OH- + H 2 O = 2-

Гидроксид цинка Zn(OH) 2 образуется в виде студенистого белого осадок при добавлении щелочи к водным растворам солей цинка. Гидроксид цинка, так же как и оксид, амфотерен:

Zn(OH) 2 + 2OH- = 2-

Сульфид цинка ZnS выделяется в виде белого осадка при взаимодействии растворимых сульфидов и солей цинка в водном растворе. В кислотной среде осадок сульфида цинка не выпадает в кислотной среде. Сероводородная вода осаждает сульфид цинка лишь в присутствии анионов слабых кислот, например, ацетат-ионов, которые понижают кислотность среды, что приводит к повышению концентрации сульфид-ионов в растворе. Свежеосажденный сульфид цинка легко растворяется в минеральных кислотах с выделением сероводорода:

ZnS + 2H 3 O + = Zn 2+ + H 2 S + 2H 2 O

Селенид цинка ZnSe может быть осажден из раствора в виде лимонно-желтого, плохо фильтрующегося осадка. Влажный селенид цинка очень чувствителен к действию воздуха. Высушенный или полученный сухим путем устойчив на воздухе.

Теллурид цинка ZnTe, в зависимости от способа получения, - серый порошок, краснеющий при растирании, или красные кристаллы.

Хлорид цинка ZnCl 2 является одним из важных соединений цинка в промышленности. Его получают действием соляной кислоты на вторичное сырье или обожженную руду.

Ацетат цинка Zn(CH 3 COO) 2 хорошо растворим в воде (28,5% по массе при 20° С) и многих органических растворителях. При перегонке ацетата цинка при пониженном давлении образуется основный ацетат , его молекулярная структура включает атом кислорода, окруженный тетраэдром из атомов цинка, связанных по ребрам ацетатными мостиками. Он изоморфен основному ацетату бериллия, но в отличие от него, быстро гидролизуется в воде, это обусловлено способностью катиона цинка иметь координационное число выше четырех.

Цинкорганические соединения . Открытие в 1849 английским химиком-органиком Эдуардом Франклендом (Frankland Edward) (1825-1899) алкилов цинка, хотя и не первых из синтезированных металлоорганических соединений (соль Цейзе была получена в 1827), можно считать началом металлоорганической химии. Исследования Франкленда положили начало применению цинкорганических соединений в качестве промежуточных веществ при органическом синтезе, а измерения плотности паров привело его к предположению (важнейшему в развитии теории валентности), что каждый элемент имеет ограниченную, но определенную силу сродства. Реактивы Гриньяра, открытые в 1900, сильно потеснили алкилы цинка в органическом синтезе, однако многие реакции, в которых они теперь используются, были сначала разработаны для соединений цинка. Алкилы типа RZnX и ZnR 2 (где Х - галоген, R - алкил) можно получить, нагревая цинк в кипящем RX в инертной атмосфере (диоксид углерода или азот). Ковалентные ZnR 2 представляют собой неполярные жидкости или низкоплавкие твердые вещества. Они всегда мономерны в растворе и характеризуются линейной координацией атома цинка C-Zn-C. Цинкорганические соединения очень чувствительны к действию воздуха. Соединения с малой молекулярной массой самовоспламеняются, образуя дым из оксида цинка. Их реакции с водой, спиртами, аммиаком и другими веществами протекают подобно реакциям Гриньяра, однако менее энергично. Важным отличием является то, что они не взаимодействуют с диоксидом углерода.

3. Получение и применение цинка и его соединений

Исходное сырье для получения металлического цинка - сульфидные цинковые и полиметаллические руды. Выделение цинка начинается с концентрирования руды методами седиментации или флотации, затем ее обжигают до образования оксидов:

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + SO 2

Образующийся диоксид серы используют в производстве серной кислоты, а оксид цинка перерабатывают электролитическим методом или выплавляют с коксом.

В первом случае цинк выщелачивают из сырого оксида разбавленным раствором серной кислоты. При этом цинковой пылью осаждают кадмий:

Zn + Cd 2+ = Zn 2+ + Cd

Затем раствор сульфата цинка подвергают электролизу. Металл 99,95%-ной чистоты осаждается на алюминиевых катодах.

Восстановление оксида цинка коксом описывается уравнением:

2ZnO + C = 2Zn + CO 2

Для выплавки цинка ранее использовались ряды сильно нагретых горизонтальных реторт периодического действия, затем они были заменены непрерывно действующими вертикальными ретортами (в некоторых случаях, с электрическим подогревом). Эти процессы не были так термически эффективны, как доменный процесс, в котором сжигание топлива для нагрева проводится в той же камере, что и восстановление оксида, однако неизбежная проблема в случае цинка в том, что восстановление оксида цинка углеродом не протекает ниже температуры кипения цинка (этой проблемы нет для железа, меди или свинца), поэтому для конденсации паров нужно последующее охлаждение. Кроме того, в присутствии продуктов сгорания металл повторно окисляется.

Эту проблему можно решить, опрыскивая выходящие из печи пары цинка расплавленным свинцом. Это приводит к быстрому охлаждению и растворению цинка, так что повторное окисление цинка сводится к минимуму. Затем цинк почти 99%-й чистоты выделяют в виде жидкости и дополнительно очищают вакуумной дистилляцией до чистоты 99,99%. Весь присутствующий кадмий в ходе дистилляции восстанавливается. Преимущество доменной печи в том, что состав шихты не имеет принципиального значения, поэтому можно использовать смешанные руды цинка и свинца (ZnS и PbS часто находят вместе) для непрерывного производства обоих металлов. Свинец при этом выпускают со дна печи.

По данным экспертов, в 2009 производство цинка составило 9,9 млн. тонн, а его потребление - около 10,2 млн. тонн. Таким образом, дефицит цинка на мировом рынке равен 250-300 тыс. тонн.

В 2004 в Китае выпуск рафинированного цинка достиг 2,46 млн. т. Примерно по 1 млн. т производят Канада и Австралия. Цена на цинк в конце 2004 составила более 1100 долл. за тонну.

Спрос на металл остается высоким, благодаря бурному росту производства антикоррозионных покрытий. Для получения таких покрытий используют различные способы: погружение в расплавленный цинк (цинкование горячим способом), электролитическое осаждение, опрыскивание жидким металлом, нагревание с порошком цинка и использование красок, содержащих цинковый порошок. Оцинкованная жесть широко применяется как кровельный материал. Металлический цинк в виде брусков используют для защиты от коррозии стальных изделий, соприкасающихся с морской водой. Большое практическое значение имеют сплавы цинка - латуни (медь плюс 20-50% цинка). Для литья под давлением, помимо латуней, используется быстро растущее число специальных сплавов цинка. Еще одна область применения - производство сухих батарей, хотя в последние годы оно существенно сократилось.

Примерно половина всего производимого цинка используется для производства оцинкованной стали, одна треть - в горячем цинковании готовых изделий, остальное - для полосы и проволоки. За последние 20 лет мировой рынок этой продукции вырос более чем в 2 раза, в среднем прибавляя по 3,7% в год, причем в странах Запада производство металла ежегодно увеличивается на 4,8%. В настоящее время для цинкования 1 т стального листа нужно в среднем 35 кг цинка.

По предварительным оценкам, в 2005 потребление цинка в России может составить порядка 168,5 тыс. т в год, в том числе 90 тыс. т пойдет на цинкование, 24 тыс. т - на полуфабрикаты (латунный, цинковый прокат и др.), 29 тыс. т - в химическую промышленность (лакокрасочные материалы, резинотехнические изделия), 24,2 тыс. т - на литейные цинковые сплавы.

Соединения цинка.

Основное промышленное применение оксида цинка - производство резины, в котором он сокращает время вулканизации исходного каучука.

В качестве пигмента при производстве красок оксид цинка имеет преимущества по сравнению с традиционными свинцовыми белилами (основной карбонат свинца), благодаря отсутствию токсичности и потемнения под действием соединений серы, однако уступает оксиду титана по показателю преломления и кроющей способности.

Оксид цинка увеличивает срок жизни стекла и поэтому используется в производстве специальных стекол, эмалей и глазурей. Еще одна важная область применения - в составе нейтрализующих косметических паст и фармацевтических препаратов.

В химической промышленности оксид цинка обычно является исходным веществом для получения других соединений цинка, в которых наиболее важными являются мыла (т.е. соединения жирных кислот, такие как стеарат, пальмитат и другие соли цинка). Их используют в качестве отвердителей красок, стабилизаторов пластмасс и фунгицидов.

Небольшая, но важная область применения оксида цинка - производство цинковых ферритов. Это шпинели типа Zn II x M II 1- x Fe III 2 O 4 , содержащие еще один двухзарядный катион (обычно Mn II или Ni II). При х = 0 они имеют структуру обращенной шпинели. Если х = 1, то структура соответствует нормальной шпинели. Понижение количества ионов Fe III в тетраэдрических позициях приводит к понижению температуры Кюри. Таким образом, изменяя содержание цинка, можно влиять на магнитные свойства ферритов.

Гидроксид цинка применяется для синтеза различных соединений цинка.

Сфалерит ZnS является наиболее распространенным минералом цинка и главным источником металла, однако известна и вторая природная, хотя и намного более редкая форма вюрцит, более устойчивая при высокой температуре. Названия этих минералов используются для обозначения кристаллических структур, которые являются важными структурными типами, найденными для многих других соединений АВ. В обеих структурах атом цинка тетраэдрически координирован четырьмя атомами серы, а каждый атом серы тетраэдрически координирован четырьмя атомами цинка. Структуры существенно различаются только типом плотнейшей упаковки: в вюрците она кубическая, а в сфалерите - гексагональная.

Чистый сульфид цинка - белый и, подобно оксиду цинка, применяется как пигмент, для этого его часто получают (как литопон) вместе с сульфатом бария при взаимодействии водных растворов сульфата цинка и сульфида бария.

Кроме того, у сульфида цинка интересные оптические свойства. Он становится серым при действии ультрафиолетового излучения (возможно, за счет диссоциации). Однако этот процесс можно замедлить, например, добавлением следов солей кобальта. Катодное, рентгеновское и радиоактивное излучение вызывает появление флуоресценции или люминесценции различных цветов, которую можно усилить добавлением следов различных металлов или замещением цинка кадмием, а серы селеном. Это широко используется для производства электроннолучевых трубок и экранов радаров.

Селенид цинка используется в качестве лазерного материала и компонента люминофоров (вместе с сульфидом цинка).

Теллурид цинка используется как материал для фоторезисторов, приемников инфракрасного излучения, дозиметров и счетчиков радиоактивного излучения. Кроме того, он служит люминофором и полупроводниковым материалом, в том числе в лазерах.

Хлорид цинка ZnCl 2 является одним из важных соединений цинка в промышленности. Его получают действием соляной кислоты на вторичное сырье или обожженную руду.

Концентрированные водные растворы хлорида цинка растворяют крахмал, целлюлозу (поэтому их нельзя фильтровать через бумагу) и шелк. Его применяют в производстве текстиля, кроме того, он используется как антисептик для древесины и при изготовлении пергамента.

Поскольку в расплаве хлорид цинка легко растворяет оксиды других металлов, его используют в ряде металлургических флюсов. С помощью раствора хлорида цинка очищают металлы перед пайкой.

Хлорид цинка применяется и в магнезиальном цементе для зубных пломб, как компонент электролитов для гальванических покрытий и в сухих элементах.

Ацетат цинка используют как фиксатор при крашении тканей, консервант древесины, противогрибковое средство в медицине, катализатор в органическом синтезе. Ацетат цинка входит в состав зубных цементов, используется при производстве глазурей и фарфора.

4. Возможные пути ми грации и трансформации вещества

Цинк относиться к группе рассеянных элементов: содержание его в земной коре <1,5*10 -3 %. при Кларке 83/10 -4 %. Из 64 минералов цинка наибольшее значение имеют сфалерит (цинковая обманка ZnS, цинкит ZnO), смитсонит ZnCO 3 , вюртцит, каламин, госларит и другие. Основная масса цинка мигрирует через гидросферу Земли. Содержание растворенных форм цинка в Мировом океане составляет 6850 млн.т. Цинк относится к наиболее распространенным токсическим компонентам крупномасштабного загрязнения Мирового океана, о чем можно судить по его содержанию в настоящее время в поверхностном слое морской воды (60-100мкм), где оно достигает 1020 мкг/л. Верхним порогом экологической толерантности для океанов и внутренних морей принято считать 50мкг/л. Годовой глобальный вынос цинка с речными водами составляет 740 тыс.т при средней концентрации его 20мкг/л. Годовой захват цинка железомарганцевыми конкрециями океана превышает 2,8 тыс. т в год. Среднее содержание цинка в почвах мира 5*10 -3 %. В массе живого вещества планеты содержится 500 млн. т. Захват цинка годовым приростом фитомассы составляет 57,5 кг на 1 км 2 . Вместе с медью и свинцом цинк занимает первое среди рассеянных элементов по интенсивности поглощения биосом океана. Содержание цинка в морских водорослях 15,0 мг/100 г сухого веса, в наземных растениях 10,0. в морских животных 0,6-150,0. в наземных животных 16,0 в бактериях 0,1-28,0. Интенсивно аккумулируют цинк водные растения, брюхоногие моллюски и особенно клоп-гладыш, содержание цинка в которых достигает 141 мг/кг сухого вещества. Накопителем биоиндикатором атмосферного загрязнения цинка могут служить мхи.

5. Токсич еское действие цинка и его соединений и сан итарно-гигиенические показатели

Микроорганизмы и растения . При содержании цинка в верхнем слое почвы до 8 -13% значительно уменьшается общее число микроорганизмов, но рост большинства из них замедляется уже при уровне цинка 100-200 мкг/кг; грибы более устойчивы. Отрицательное влияние цинка на микроорганизмы и микрофауну почвы снижает ее плодородие: в условиях умеренного климата урожай зерновых снижается на 20 -30%, свеклы - на 35%, бобов - на 40%, картофеля - на 47%. Уровень цинка, снижающий урожай или высоту растения на 5-10%, считается токсичным и составляет для овса 435-725 млн -1 , для клевера 210-290, для свеклы 240-275. Известны растения, которые обладают способностью концентрировать цинк, например гвоздичные (до 1500-4900 мг/кг сухого вещества), крестоцветные (до 5440-13630 мг/кг).

Гидробионты . Соединения цинка сильно повреждают жабры рыб. Сначала наблюдается фаза возбуждения и учащения дыхания, по мере разрушения респираторного эпителия наступают асфиксия и смерть. Обратимость отравления возможна, если рыбу перенести в свежую воду в стадии опрокидывания. Токсичность цинка усиливают ионы меди и никеля. Концентрация 15мг/л в течение 8 ч смертельна для всех рыб. Плотва не переносит концентрацию более 1мг/л. В мягкой воде цинк токсичен для форели в концентрации 0,15мг/л, в жесткой ЛК 50 = 4,76 мг/л. Хлорид цинка токсичен для улиток и ракообразных при 0,2 мг/л. Способностью накапливать цинк обладают устрицы; скармливание таких устриц крысам вызывает у них интоксикацию.

Общий характер действия на теплокровных . В основе многих проявлений цинковой интоксикации лежат конкурентные отношения цинка с рядом других металлов. У рабочих - плавильщиков цинка и упаковщиц оксида цинка выявлено значительное снижение общего уровня кальция в сыворотке крови. Избыточное поступление цинка в организм животных сопровождалось падением содержания кальция не только в крови, но и в костях, одновременно нарушалось усвоение фосфора; в результате развивался остеопороз. Токсичность оксида цинка объясняют его каталитической активностью. Цинк может представлять мутагенную и онкогенную опасность. Гонадотоксическое действие цинка проявляется снижением подвижности сперматозоидов и их способности проникать в яйцеклетку.

Острое отравление. Животные. У кошек, вдыхавших однократно цинковую пыль, в легких - отек, кровоизлияния, в бронхиолах и альвеолах - лейкоциты, макрофаги. В подострых опытах: узелки эпителиальных клеток в легких, цирроз поджелудочной железы, увеличение содержания в ней цинка, дегенерация, а в некоторых случаях пролиферация Я-клеток в островках Лангерганса, выделение сахара с мочой. У кроликов с экспериментальной цинковой лихорадкой проявление анемии. После вдыхания паров оксида цинка в концентрации 110-600мг/м 3 (к воздуху добавлялось 10% СО 2) в течение 15 мин у кошек наблюдается вялость, понижение температуры. При вдыхании в течение 45мин полная прострация, дрожание, затрудненное дыхание, понижение температуры, снижение числа эритроцитов в крови. У убитых сразу после извлечения из камер животных резко выраженных изменений в легких не обнаружено. У убитых через сутки - полнокровие, проникновение в ткани вокруг бронхов клеточных элементов, экссудат в бронхах, очаги уплотнений с большим количеством лейкоцитов в альвеолах. Через 4 суток воспаление легких. Крысы и кролики менее чувствительны. Ингаляция морским свинкам ZnO в течение 3 часов в концентрации 25мг/м 3 привела к выраженному отеку легких. Воздействие аэрозоля сульфата цинка (1,1 мг/м 3 в течение 1 часа) раздражает у морских свинок верхние дыхательные пути. После интратрахеального введения 40мг цинка через 8 мес.наблюдаются значительные изменения в бронхах, гиперплазия лимфоидных элементов, интенсивное образование соединительной ткани, эмфизема в легких. Примесь 1мг цинка к 25мг SiO 2 усиливает фиброгенность последнего. Через 18-24 мес. после интратрахеального однократного (5, 25 и50 мг) или повторного (по2 -5 мг) введения высокодисперсной пыли цинка у 15% крыс появились злокачественные опухоли (саркомы) в легких и опухоли яичек. Через тот же срок после введения в трахею 50мг ZnO деформация бронхов, гиперплазия и склероз лимфатических фолликулов, перибронхиальная пневмония.

Человек. Опасность острого ингаляционного отравления представляют аэрозоли металлического цинка, его оксида и хлорида; возможно отравление парами последнего. Опрос рабочих, занятых в производстве цинковой пыли, выявил у большинства из них в анамнезе случаи литейной лихорадки. Описаны симптомы, появляющиеся сразу после приступа лихорадки,- боли и отечность суставов, геморрагические высыпания в области стоп. Острые отравления с типичными явлениями лихорадки описаны при электросварке и газорезке металлических конструкций, содержащих цинк; количество цинка в сварочной пыли в зависимости от толщины цинкового покрытия колеблется в пределах 18 -58 мг/м 3 ; в моче при этом резко увеличивается содержание цинка и меди; появляется дизурия. У электросварщиков обнаружены хронические катаральные заболевания верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта, конъюнктивиты, дерматиты, малокровие, билирубинемия, гипоацидный гастрит. При отравлении оксидом цинка наблюдается типичная картина литейной лихорадки. Уже во время работы появляется сладковатый вкус во рту, после работы - плохой аппетит, иногда сильная жажда. Чувство усталости, стеснение и давящая боль в груди, сонливость, сухой кашель. Этот период, длящийся в зависимости от тяжести отравления от 1 до 4 -5 ч, сменяется резким ознобом, продолжающимися 1 -1,5 ч.Озноб часто нарастает толчками, температура поднимается до 37-38 о С (иногда до 40 о С и выше) и держатся несколько часов. При этом наблюдается расширение зрачков, гиперемия конъюнктивы, глотки, лица. В моче появляются сахар, часто гематопорфирин, уробилин; возможно увеличение содержания цинка и меди. В крови содержание сахара поднимается значительно, иногда отмечается увеличение печени. Нередко болезненное состояние длится 2-3 дня и дольше. В зависимости от индивидуальности, а также концентрации паров ZnO картина заболевания может быть весьма разнообразна. Описан случай лихорадки у фотографа, использовавшего для раскрашивания портретов краску, содержащую ZnO. У погибших при тяжелом отравлении обнаружены отек межуточной ткани легких, деструкция и метаплазия альвеолярного эпителия. Повторные заболевания приводят к ослаблению организма и активированию туберкулезного процесса, а также повышению восприимчивости к другим заболеваниям дыхательных органов.

Вдыхание в течение 5-30 мин дыма хлорида цинка вызывает пароксизмальный кашель, тошноту, иногда рвоту; через 1-24 часа -одышка, повышение температуры тела, возможны воспалительные явления и отек легких; осложнений следует ожидать в течение 5-12 дней. Описанный синдром получил название острой химической пневмопатии. На вскрытии погибших на 6 и 11 дни после отравления - некротизирующий трахеит, бронхит, сливная бронхопневмония с тромбозом мелких сосудов и облитерирующий бронхиолит.

При попадании сульфата цинка в желудок - тошнота, рвота, понос иногда с примесью крови; доза, вызывающая рвоту,- 1-2 г. Инкубационный период от нескольких минут до нескольких часов. При смертельных исходах на вскрытии - тяжелые повреждения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта вплоть до некроза, признаки расстройства мозгового кровообращения. Известно массовое отравление в США пищей, которую готовили и хранили в посуде с цинковым покрытием: под действием кислот пищи образовался ZnSO 4 . Возможна интоксикация кислыми продуктами, например, фруктовой пастилой, при изготовлении и хранении их в оцинкованной посуде. Известны, также, многочисленные случаи отравления пищей, хранившейся в оцинкованной посуде: квасом, стоявшим сутки (содержание цинка в продукте 187,6 мг%), молоком (31,3 мг%), томатным соком(89 мг%), кашей, сваренной в оцинкованной посуде(650 мг%).

Хлорид цинка обладает выраженным действием на слизистые оболочки пищеварительного тракта и кожу вокруг рта: ожог слизистых, колики в животе, рвота с примесью крови, кровавый понос, сильное возбуждение; в последующие дни желтуха, боли в конечностях, анурия, остаточный азот до 280 мг%; на вскрытии - признаки поражения печени, почек, миокарда. Известен случай смерти от внезапного кровотечения из трахеи через месяц после отравления; возможно также развитие стеноза пищевода.

Хроническое отравление. Человек . При воздействии цинковой пыли рабочие жалуются на раздражительность, бессонницу, снижение памяти, потливость по ночам, ухудшение слуха, шум в ушах, желудочно-кишечное расстройство; объективно гипохромная анемия, субатрофические катары верхних дыхательных путей после 2-3 лет работы; рентгенографически - усиление легочного рисунка, эмфизема, начальные признаки пневмосклероза. Обращают внимание на то, что цинк обладает кумулятивным токсическим эффектом даже при весьма незначительном содержании его в воздухе. У рабочих цеха цинковой гальваники содержание цинка в волосах достигает 27,2 мг% (в контроле 7,76); у паяльщиков 25,5; маляров 22,9; оцинковщиков 30,04; у тех из них, кто жаловался на слабость и плохой сон, 57,5 мг%. Среди шведских горняков, добывающих цинк, наблюдается повышенная смертность от рака легких.

У многих рабочих, занятых в производстве оксида цинка, обнаружены гипогликемия, гипохолестеринемия, повышение содержания уробилина и порфиринов в моче; нарушение функций поджелудочной железы и печени; фиброз легких. Даже при использовании респираторов пыль ZnO вызывает (не ранее, чем через год) изменения в содержании полисахаридов, пероксидаз и кислых фосфатаз в клетках крови; при стаже 10 лет развивается анемия. При хроническом воздействии ZnO жалобы на диспептические явления. У женщин, работающих в производстве цинковых белил и подвергавшихся в течение 5 лет воздействию цинка в концентрациях 2,4 -7,1 мг/м 3 , выявлено снижение содержания гемоглобина в крови и железа в сыворотке, повышение уровня трансферрина и эритропоэтина.

Лица, контактирующие с цинкосодержащими удобрениями, жалуются на общую слабость, сухость в носу, кашель, шум в ушах; объективно- хроническое воспаление слизистых верхних дыхательных путей. Производственный контакт с хлоридом цинка может привести к поражению слизистой верхних дыхательных путей вплоть до прободения носовой перегородки, желудочно-кишечным расстройствам(после 1 года работы), а также к возникновению язвы желудка или двенадцатиперстной кишки (после 5- 20 лет работы).

Ортоарсенит и гидроортоарсенат цинка. ЛД 50 при введении в желудок крысам для ортоарсенита 1503 мг/кг, для гидроортоарсената 1020 мг/кг; ЛД 50 последнего для мышей 601 мг/кг. Симптомы интоксикации: гиподинамия, одышка, понос; увеличение содержания пировиноградной кислоты и снижение концентрации SH- групп в крови; на вскрытии- кровоизлияния по ходу пищеварительного тракта. Порог острого раздражающего действия при введении в желудок для ортоарсенита 14 мг/кг, для гидроортоарсената 54мг/кг. Повторное введение обоих веществ в дозах соответственно 27 и 102 мг/кг вызывает сосудистые расстройства, нарушение функции ЦНС, терморегуляции, порфиринового обмена; на вскрытии- язвы на слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, гепатит, увеличение содержания мышьяка в печени.

Селенид и сульфид цинка. Токсическое действие. Животные. Порог острого ингаляционного действия селенида цинка для крыс по влиянию на прирост массы тела и ректальную температуру 44,5 мг/м 3 . При интратрахеальном введении выявлено только пневмотоксическое действие. При введении в желудок доза 8 г/кг не вызывает гибели животных. Кожно-резорбтивное действие отсутствует.

Человек. При производственном контакте жалобы на головную боль, быструю утомляемость, головокружение, сухость во рту, понос, боли в области печени и в суставах, выпадение волос. На некоторых рабочих участках возможно образование селено- и сероводорода.

Фосфаты цинка (ортофосфат и гидроортофосфат) . Токсическое действие. Животные. У крыс через 3 мес. после интратрахеального введения 50 мг каждого из фосфатов воспаление легких и умеренный сетчатый склероз; явления исчезают к концу 6-12 -месячного периода. При введении в желудок не вызывают гибели крыс в дозах 10 г/кг; при в/ брюшинном введении ЛД 50 для гидроортофосфата цинка 600, для ортофосфата цинка551 мг/кг.

Фосфид цинка. Т оксическое действие. Высокую ядовитость фосфида цинка определяет фосфин РН 3 , образующийся в желудке в результате реакции между Zn 3 P 2 и HCI желудочного сока. Фосфин обладает выраженным нейротоксическим действием. В крови он окисляется, частично превращаясь в фосфорную кислоту, частично выделяясь в неизменном виде через легкие; в крови и органах погибших животных и людей не обнаруживается. Ядовит для животных и человека при любых путях введения. У человека при приеме фосфида цинка жажда, тошнота, боли в желудке, понос, отдышка, рвота, чувство страха, судороги, кома.

Объективно - признаки почечной и печеночной недостаточности, нарушение сердечной деятельности, ацидоз. На вскрытии- гиперемия, отек мозга и легких, крупные кровоизлияния в легких и поджелудочной железе. Смерть наступает через 7-60 часов после появления асфиксии. Смертельная доза для взрослого человека - 25 мг.

Поступление, распределение и выведение из организма . Содержание цинка в теле взрослого человека составляет 1-2,5 г.: 30% - в костях, 60% - в мышцах. В печени цинк трансформируется в металлобелковые комплексы (металлоэнзимы). В кровь цинк транспортируется в виде белковых комплексах и лишь небольшая часть в ионной форме. Содержание цинка в крови 700-800 мкг%. В организме цинк распределяется следующим образом(мкг/г): надпочечники 6, кости 66, почки 37, почки 38, мозг 13, желудок 21, сердце 27, кожа 6, мышцы 48. С возрастом содержание цинка в организме увеличивается. Выводится цинк через кишечник, с мочой и потом. Выводится цинк и с молоком.

Санитарно-гигиенические нормативы

Вещество	Нормативы (атмосферный воздух)	Класс опасности
	ПДКр.з мг/м3	ВДКр.з мг/м3	ПДКс.с мг/м3
карбонат
	Нормативы (водоисточники)
	ПДКв мг/л	ПДКв.р. мг/л
	Нормативы (почва)
	ПДКп мг/кг

ПДК цинка в пищевых продуктах

6. Методы определения и контроля за содер жанием цинка в окружающей среде

цинк окружающая среда выброс атмосфера

Определение цинка и его соединений в воздухе основано на образовании комплекса при взаимодействии иона цинка Zn 2+ с гидрохлоридом диантипирилметилметана в присутствии тиоцианата аммония; чувствительность 1 мкг в анализируемом объеме. Определение в воде основано на образовании красных соединений цинка с дитизоном, извлечении дитизоната цинка в слой CCI 4 при рН 4,5 -4,8 с последующим фотометрированием; чувствительность метода 0,005 мг/л. Определение в пищевых продуктах хроматографическое; основано на образовании комплекса катионов цинка (при рН 4,5-5,0) с диэтилдитиокарбоматом натрия); чувствительность метода 0,005 мг/л.

Для определения в растениях предложен рентгенофлюоросцентный метод. Определение в организме выполняют колориметрически с дитизоном или путем образования комплексов с другими реагентами. Описан флуорометрический метод определения цинка с 8- гидроксихинолином и ряд других. В семенной жидкости цинка можно определить колориметрически по реакции цинка и (4-пиридилазо)-резорцина; чувствительность 2мг/л.

7. Неотло жная помощь при отравления и СИЗ

Индивидуальная защита. Для защиты органов дыхания следует использовать противогазы марки БКФ или респираторы типа «Лепесток», «Астра» и др. При возможности загрязнить кожу рук цинком и его соединениями рабочие должны применять защитные мази перед работой с последующим нанесением питательных кремов после мытья. Работающие, не обеспеченные необходимой спецодеждой и средствами индивидуальной защиты или имеющие их в неисправном состоянии, не должны допускаться к работе.

Неотложная помощь. При литейной лихорадке или после острого отравления парами или пылью цинка, оксидом и хлоридом цинка - дыхание свежим воздухом, иногда - кислородом; щелочные ингаляции, в/вено 5% раствор глюкозы, декстрана физиологического раствора до нормализации венозного давления. В угрожающих случаях назначают пеницилламин, далее антибиотики, кортикостероиды. После приема внутрь растворимых солей цинка сразу промыть желудок 0,5% раствором танина, принять яичное молоко активированный уголь; под кожу унитиол; по показаниям противошоковая терапия.

8. Задача

Исходные данные .

Высота трубы (Н)=12 м.

Диаметр трубы(D)=0,6 м.

V 1 =6500 м 3 /ч=1,81 м 3 /с.

М факт =0,02.

Место выброса: Пермская область (А=200).

Решение.

Соединение цинка: ZnO. Т.к данных по ПДКм.р. для данного соединения нет берем значения ПДКр.з. и считаем ВДКа.в. ПДКр.з=0,5 мг/м 3

lgВДКа.в=0,62*lgПДКр.з-1,77=0,62*lg0.5-1,77=-1,957

Значит ВДКа.в=0,011 мг/м 3

Фоновая концентрация вещества

Сф=0,3*ВДКа.в=0,0033 мг/м 3

Средняя линейная скорость выхода смеси

w о =(4*V 1)/(р*D 2)=(4*1,81)/(3,1416*12*12)=6,4 м/с

ДТ=Т-Тв=55-25=30 о С - выброс горячий.

Параметр f=(1000*w o 2 *D)/(H 2 * ДТ)=5.69<100 - выброс горячий.

Vm=0.65*(V 1 * ДТ/H) 1/3 =0.65*(1.81*30/12) 1/3 =1.075.

Коэффициент n, учитывающий подъем факела за счет скоростного напора,

т.к. 0,5

n=0,532*Vm 2 -2,13*Vm+3,13=1,455

Коэффициент m, учитывающий подъем факела за счет теплового напора,

m=(0.67+0.1*f 1/2 +0.34*f 1/3) -1 =0.6598

Примем что F=1 и з=1, тогда значение ПДВ

ПДВ=((ВДКа.в-Сф)* H 2 *(V 1 * ДТ) 1/3)/(А*F*n*m* з)=

=((0.011-0.0033)* 12 2 *(1.81*30) 1/3)/(200*1*1.455*0.6598)=0.022 г/с

Т.к Мф<ПДВ- выброс экологически безопасный.

Определение максимальной концентрации.

Т.к. f<100 то Cm=(Mф*A*F*m*n* з)/(H 2 *(V 1 * ДТ) 1/3)=0.0065 мг/м 3

Определение максимальной высоты

Коэффициент d зависит от Vm и f<100, тогда

d=4.95*(1+0.28*f 1/3)=7.424

Xm=4*7.424*12/4=89.1 м.

Расчет концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе в районе источника выброса.

9 . Методы очистки выбросов, производимых в атмосферу, от цинка и его соединений (выбранное соединение ZnO)

Так как выбранное соединение цинка - оксид цинка представляет собой мелкий порошок - среднедисперсную пыль, то будут рассмотрены методы очистки газов от твердых частиц.

Современные аппараты обеспыливания газов можно разбить на четыре группы:

1) механические обеспыливающие устройства, в которых пыль отделяется под действием сил тяжести, инерции или центробежной силы.

2) мокрые или гидравлические аппараты, в которых твердые частицы улавливаются жидкостью.

3) пористые фильтры, на которых оседают мельчайшие частицы пыли.

4) электрофильтры, в которых частицы осаждаются за счет ионизации газов и содержащихся в нем пылинок.

Для выбросов, содержащих данное соединение цинка, наиболее подходящие в использовании методы очистки - это пористые фильтры, т.к. они обладают наибольшей эффективностью пылеулавливания, и пригодны для такого вида частиц.

Фильтры. В пылеулавливателях этого типа газовый поток проходит через пористый материал различной плотности и толщины, в котором задерживается основная часть пыли. Очистку от грубой пыли проводят в фильтрах, заполненных коксом, песком, гравием, насадкой различной формы и природы. Для очистки от тонкой пыли применяют фильтрующий материал типа бумаги, войлока или ткани различной плотности. Бумагу используют при очистке атмосферного воздуха или же газа с низким содержанием пыли. В промышленных условиях применяют тканевые или рукавные фильтры. Они имеют форму барабана, матерчатых мешков или карманов, работающих параллельно.

Основным показателем фильтра является его гидравлическое сопротивление. Сопротивление чистого фильтра пропорционально корню квадратному из радиуса ячейки ткани. Гидравлическое сопротивление фильтра, работающего в ламинарном режиме, изменяется пропорционально скорости фильтрации. С увеличением слоя осевшей на фильтре пыли его гидравлическое сопротивление возрастает.

В качестве фильтрующих тканей в промышленности раньше широко применяли шерсть, хлопок. Они позволяют очищать газы при температуре меньше 100єС. Теперь их вытесняют синтетические волокна - химически и механически более стойкие материалы. Они менее влагоемки (например, шерсть поглощает до 15% влаги, а тергаль лишь 0,4% от собственной массы), не гниют и позволяют перерабатывать газы при температуре до 150єС. Кроме того, синтетические волокна термопластичны, что позволяет при помощи простых термических операций проводить их монтаж, крепление и ремонт.

Фильтрующие рукава из некоторых синтетических тканей с помощью термической обработки выполняются в виде гармошки, что значительно увеличивает их фильтрующую поверхность при тех же размерах фильтра. Стали применяться ткани из стекловолокна, которое выдерживает температуру до 250 0 С. Однако хрупкость таких волокон ограничивает сферу их применения.

Рукавные фильтры очищают от пыли следующими методами: механическим встряхиванием, обратной продувкой воздуха, ультразвуком и импульсной продувкой сжатым воздухом (гидравлический удар). Главным достоинством рукавных фильтров является высокая степень очистки, достигающая 99% для всех размеров частиц. Гидравлическое сопротивление тканевых фильтров составляет обычно 0,5-1,5 кПа, а удельный расход равен 0,25-0,6кВт. ч на 1000 м 3 газа.

Развитие производств металлокерамических изделий открыло новые перспективы в пылеочистке. Металлокерамический фильтр ФМК предназначен для тонкой очистки запыленных газов и улавливания ценных аэрозолей из отходящих газов предприятий химической промышленности, цветной металлургии и других отраслей промышленности. Фильтрующие элементы, закрепленные в трубной решетке, заключены в корпус фильтра. Они собираются из металлокерамических труб. На наружной поверхности фильтрующего элемента образуется слой уловленной пыли. Для разрушения и частичного удаления этого слоя предусмотрена обратная продувка сжатым воздухом. Удельная нагрузка по газу 0,4-0,6 м 3 /(м 2. мин). Рабочая длина фильтрующего элемента 2 метра, его диаметр 10 см. Эффективность пылеулавливания 99,99%. Температура очищаемого газа до 500 0 С. Гидравлическое сопротивление фильтра 50-90 Па. Давление сжатого воздуха для регенерации 0,25-0,30 МПа. Период между продувками 30-90 мин, продолжительность продувки 1-2 с.

Один из рукавных фильтров, выпускаемых промышленно и его характеристики, представлены ниже.

Фильтр рукавный с механической регенерацией рукавов ФРМ-С.

Фильтры рукавные с механической регенерацией рукавов типа ФРМ-С представляют собой надежные и эффективные пылеулавливающие аппараты, предназначенные для улавливания мелкодисперсных пылей из воздуха и негорючих газов.

Область применения: в производстве строительных материалов, деревообработке, технологических процессах черной и цветной металлургии и др.

Фильтрующим элементом рукавных фильтров является рукав, сшитый из специального материала, который выбирается исходя из условий эксплуатации установок у Заказчика. Регенерация осуществляется путем встряхивания рукавов с помощью электромеханического вибратора.

Устройство и принцип работы:

Принцип работы фильтра основан на улавливании пыли фильтрующей тканью при прохождении через нее запыленного воздуха. По мере увеличения толщины слоя пыли на поверхности рукавов возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра, во избежание чего предусмотрена регенерация запыленных рукавов при помощи электромеханических вибраторов.

Запыленный воздух поступает в фильтр (рис. 1) по воздуховоду через входной патрубок (1) в камеру запыленного воздуха (2), проходит через рукава (3), при этом частицы пыли задерживаются на их наружной поверхности, а очищенный воздух поступает в камеру чистого воздуха (4) и через выходной патрубок (5) отводится из фильтра.

Регенерация запыленных рукавов осуществляется включением на непродолжительное время электромеханического вибратора (6), закрепленного на крепежной раме (7), установленной на виброизоляторах (8).

Пыль, стряхиваемая с рукавов, осыпается в бункер (9) и шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра.

Технические характеристики

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Свойства и биохимическая функция цинка. Геохимическая характеристика элемента в природных средах. Месторождения и производства по добыче металла. Влияние цинка и его соединений на здоровье человека. Модель устойчивого развития системы "природа-общество".

контрольная работа , добавлен 11.09.2010


Общая характеристика производства. Физико-химические свойства глинистого сырья. Пластичные свойства глин. Оценка влияния выбросов Кирпичного завода ООО "Ажемак" на окружающую среду. Особенности кислотных дождей. Влияние углеводорода на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 06.01.2015


Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу предприятием, их влияние на человека и окружающую природную среду. Учёт, обследование и расчеты по инвентаризации выбросов автотранспорта, цеха механической и деревообработки, литейного производства.

курсовая работа , добавлен 29.09.2011


Анализ влияния загрязняющих веществ при производстве кормовых дрожжей на окружающую природную среду. Расчет годовых выбросов вредных примесей; определение границ санитарно-защитной зоны для предприятия. Методы очистки сточных вод и газообразных выбросов.

курсовая работа , добавлен 25.08.2012


Основные виды карьерного транспорта и их влияние на окружающую среду. Железнодорожный, автомобильный и конвейерный карьерный транспорт. Выброс вредного вещества при сжигании топлива. Выделение пыли в атмосферу на дорогах, отвалах, перегрузочных пунктах.

реферат , добавлен 16.12.2013


Природа и свойства загрязняющих окружающую среду веществ, особенности их влияния на человека и растительность. Состав выбросов при сжигании твердого топлива. Загрязнения от подвижных источников выбросов. Элементы и виды отработанных газов автомобилей.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015


Методы очистки сточных вод и системы водообеспечения. Гальваническое покрытие металла. Хромирование, цинкование и никелирование. Распространение цинкования и меднения. Влияние гальванических производств на окружающую среду. Загрязнение природных вод.

контрольная работа , добавлен 05.05.2009


Свойства двуокиси серы, описание влияния данного соединения на окружающую среду. Удаление серы на нефтеперерабатывающих заводах. Очистка продуктов сгорания от окислов серы. Выбор и обоснование метода, способа и аппарата очистки и обезвреживания выбросов.

курсовая работа , добавлен 21.12.2011


Классификация, принцип действия АЭС. Выбросы радиоактивных веществ в атмосферу. Влияние радионуклиидов на окружающую среду. Нормирование выбросов радиоактивных газов в атмосферу. Ограничение абсолютных выбросов. Промышленные системы газоочистки.

курсовая работа , добавлен 26.02.2013


Комплексное воздействие предприятия на окружающую среду. Оценка выбросов в атмосферу и их характеристика. Санитарно-защитная зона предприятия. Воздействие на почву, подземные и поверхностные воды. Влияние опасных и вредных факторов на организм человека.