Антропогенное воздействие хлебопекарных предприятий г. Калуга на атмосферу (стр. 2 )

Превышение ПДК диоксида азота обусловлено главным образом влиянием городского транспорта (рисунок 2.3).Наличие подобных очагов загрязнения требует принятия как технических, так и организационных решений, включая, при необходимости, административные меры.

Фактическое качество воздуха в городе оценивается по данным инструментального мониторинга. Для комплексной оценки качества воздуха используется индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).

Использование комплексного индекса позволяет проводить сравнительный анализ по временным рядам и территориальному распределению загрязнений. На рисунке 2.4 приводится среднегодовой уровень загрязнения атмосферы (ИЗА факт), полученный из результатов ежемесячных инструментальных замеров в 2008 году. Среднегодовое загрязнение атмосферного воздуха города в целом характеризуется как низкое или повышенное в зависимости от района.

Загрязнение диоксидом азота обусловлено выбросами автомобильного и железнодорожного транспорта. Помимо анализа территориального распределения среднегодовых загрязнений большой интерес представляет анализ изменения качества воздуха в зависимости от времени года.

На рисунке 2.5. приведена динамика изменения ИЗАфакт, полученного по данным ежемесячных замеров за 2008 год. Из графика видно, что повышение ИЗАфакт отмечается в апреле и в меньшей степени в ноябре. Такие сезонные повышения ИЗАфакт наблюдались и в предыдущие годы. На рисунке 2.6 приведены результаты мониторинга по основным компонентам: диоксиду азота, оксиду углерода и взвешенным веществам. Концентрации оксида углерода находятся значительно ниже нормы в течение всего периода, а концентрации диоксида азота и взвешенных веществ в большинстве месяцев превышают ПДК. График показывает, что апрельское повышение ИЗАфакт обусловлено в первую очередь взвешенными веществами, а ноябрьское – диоксидом азота. Весеннее загрязнение воздуха взвешенными веществами обусловлено с наибольшей вероятностью пылением газонов и дорожного покрытия после таяния снега. Своевременная влажная уборка улиц позволит снизить этот негативный фактор. Осеннее повышение концентрации диоксида азота вероятно связано с повышением мощности котельных в результате начала отопительного сезона.

Анализ среднегодовых данных инструментального мониторинга за длительный период наблюдений позволяет выявить тенденции к улучшению, ухудшению или стабилизации качества воздуха. На рисунке 2.7 приведена динамика изменения среднегодового ИЗАфакт по городу в целом за весь период наблюдений. Из графика видно, что уровень загрязнения атмосферы можно в целом оценить как низкий с тенденцией к повышению (5<ИЗА<7). Очевидно, что развитие промышленности и увеличение напряженности потоков автотранспорта не способствует улучшению качества воздуха. В то же время особое внимание и учет экологических факторов на прединвестиционном и инвестиционном этапах развития городской промышленности позволит затормозить рост антропогенного воздействия на городской воздух. Проблема воздействия городского автотранспорта требует незамедлительного принятия решений. К ним в первую очередь относится необходимость перераспределения потоков и режимов движения транспорта на улицах, а также разработка транспортно – дорожной схемы с обязательным учетом экологических аспектов.

В 2009 году предприятия города выбросили в атмосферу 7.93 тыс. т загрязняющих веществ. Следует отметить, что на протяжении последних шести лет суммарные выбросы калужских предприятий находятся практически на неизменном уровне, отклонения в ту или иную сторону не превышают 10%. Объясняется это в первую очередь постепенной ликвидацией или техническим перевооружением малоэффективных предприятий, что влечет за собой снижение антропогенной нагрузки на атмосферный воздух. Новые промышленные предприятия проектируются и строятся с учетом современных природоохранных технологий. Поэтому, несмотря на значительный рост промышленности, валовые выбросы в атмосферу до настоящего времени изменялись незначительно. В структуре валовых выбросов основное место занимают выбросы 17 наиболее крупных калужских предприятий (49% от всех выбросов) и выбросы предприятий теплоэнергетики (21%). Остальные 30% составляют выбросы многочисленных более мелких предприятий и организаций.
В целом уровень загрязнения атмосферы Калуги оценивается как повышенный, причем в последние 5 лет этот уровень остается практически неизменным (отклонения в ту или иную сторону находятся в пределах 10 – 15%). Однако, уровень загрязнения весьма неоднороден и сильно варьируется как по территории города, так и по временам года.

Таким образом, одной из наиболее значимых проблем качества воздуха в Калуге на сегодняшний день является запыленность. Снизить уровень загрязнения позволят такие меры, как соблюдение экологических требований при строительстве, ремонтах дорожного покрытия, проведении погрузочно – разгрузочных работ. В весеннее - летний период необходима систематическая влажная уборка не только проезжей части автодорог, но и тротуаров, дворовых территорий, территорий больниц, детских садов. Улучшить качество воздуха позволит также увеличение количества зеленых насаждений на улицах и во дворах, организация клумб и газонов на свободных от растительности участках города.

3.1.3 Анализ выбросов от хлебопекарных предприятий

Технологический процесс хлебопекарного производства состоит из следующих стадий:

1.  Хранение и подготовка сырья к производству.

2.  Дозирование сырья и замес теста.

3.  Брожение теста.

4.  Разделка теста:

·  деление теста на куски определенной массы;

·  округление тестовых заготовок;

·  предварительная расстойка тестовых заготовок;

·  формование;

·  окончательная расстойка;

·  надрезка (отделка поверхности);

5.  Выпечка.

6.  Охлаждение и хранение готовой продукции.

Доставляется сырье на предприятия автотранспортом, затем оно разгружается и складируется. В качестве основного сырья хлебопекарного предприятия используются мука, вода, соль и дрожжи. Муку можно хранить бестарным способом (в силосах или бункерах) и тарным ( в мешках). На предприятиях города только хранит муку двумя известными способами. Остальные предприятия в следствие малой производительности хранят муку в мешках.

Подготовка сырья включает освобождение его от тары и очистку. Муку обязательно просеивают и удаляют металлопримеси. Соль растворяют и фильтруют. Дрожжи разводят в воде и процеживают.

Приготовление теста одна из основных операций значительно влияющая на качество готовой продукции. При замесе теста в тестомесильную машину дозируются подготовленные компоненты, перемешиваются месильным органом тестомесильной машины до однородной консистенции. Замешенное тесто оставляется на брожение. В зависимости от способа приготовления теста оно может длиться от 60 до 300 минут. За время брожения в тесте протекают микробиологические процессы: спиртовое и молочнокислое брожения, в результате которых выделяются диоксид углерода, разрыхляющий тесто, этиловый спирт, альдегиды, летучие кислоты, способствующие формированию вкуса и аромата.

Выброженное тесто разделывается. Тесто делится на кусочки определенной массы, таким образом, чтобы готовое изделие по массе отвечало требованиям ГОСТов. Затем кусочки округляются и им 5-10 минут дают полежать (отдохнуть) – предварительная расстойка. Она может осуществляться в специальных шкафах или на разделочных столах. Далее округленным тестовым заготовкам придается определенная форма и заготовки отправляются на окончательную расстойку. Окончательная расстойка – период интенсивного брожения перед выпечкой, в процессе которого формируется пористая структура будущего изделия, его объем. После окончательной расстойки изделия надрезаются (батоны), смазывются яичной смазкой (сдобные изделия) и если надо посыпаются различными посыпками.

Расстоявшиеся тестовые заготовки поступают на выпечку. Это заключительная операция технологического процесса, формирующая готовый продукт. На выпечке протекают сложные процессы в результате которых закрепляется объем изделий, их форма, мякиш становися сухим и изделия окрашиваются в светло - (пшеничные) или темно- (ржаные) коричневый цвет в зависимости от вида изделия. Растительное масло, которым смазывают листы и под для выпечки изделий, подвергается воздействию высоких температур, в следствие чего выделяется газ акролеин.

После выпечки изделия укладываются на лотки контейнеров для хранения, остывают, а затем упаковываются в пакеты. при остывании и хранении выпеченных изделий выделяются пары этилового спирта летучих кислот (уксусной) и альдегидов (уксусных).

Анализ вредных веществ, образующихся на стадиях технологического процесса производства хлеба приведен в схеме 1.

Транспортировка сырья

Пыль (мучная, сахарная)

↓

Хранение и подготовка сырья к производству

Пыль (мучная, сахарная)

↓

Приготовление теста, включая его брожение	CO2 – диоксид углерода(углекислый газ)
С2Н5ОН - пары этилового спирта
Летучие кислоты
Альдегиды

↓

Разделка	CO2 – диоксид углерода(углекислый газ)
С2Н5ОН - пары этилового спирта
Летучие кислоты
Альдегиды

↓

Выпечка	С2Н5ОН - пары этилового спирта
Летучие кислоты
Альдегиды
Акролеин

↓

Остывание и хранение готовой продукции	Альдегиды
С2Н5ОН - пары этилового спирта
Летучие кислоты

Схема 1 - Вредные вещества, образующие на стадиях технологического процесса производства хлеба

Рассмотрим образующиеся вещества каждое в отдельности, какой вред они могут принести человеку.

Пыль( мучная и сахарная) – мелкие твердые тела органического или минерального происхождения. Пыль – это частички среднего диаметра 0,005 мм и максимального – 0,1 мм. Более крупные частицы переводят материал в разряд песка, который имеет размеры от 0,1 до 1 мм. Пыль, попавшая в глаза, вызывает воспалительный процесс их слизистых оболочек – конъюнктивит, который выражается в покраснении, слезотечении, иногда припухлости и нагноении. При тарном методе хранения муки выделятся отдельное помещение для освобождения мешков от мучной пыли с механическим агрегатом для выбивания ее из мешков. Этот агрегат должен быть оборудован достаточно мощной вытяжкой вентиляционной установкой во избежание запыленности воздуха помещений. Рекомендуется тщательно убирать помещения склада, регулярно сметать пыль и делать влажную уборку пола, стен и мест скопления мучной пыли.

Этиловый спирт (эталон) С2Н5ОН. Пары спирта вредны для человека, предельно допустимая их концентрация в воздухе 1 мг/л. Спирт взрывоопасен. В зависимости от дозы, концентрации, пути попадания в организм и длительности воздействия этанол может обладать наркотическим, наркозным и токсическим действием [28] В определённых дозах к массе тела и концентрациях приводит к острому отравлению и смерти (смертельная разовая доза — 4-12 грамм этанола на килограмм веса). Однако этанол является естественным метаболитом человеческого организма, и в определённых дозах используется в медицине как самостоятельное лекарственное средство, а также как растворитель фармацевтических препаратов, экстрактов и настоек.

Летучие кислоты

Под летучими кислотами понимают сумму концентраций муравьиной и уксусной кислот.[27]

Муравьиная кислота сильно разъедает кожу и глаза. Допустимое суточное потребление 3 мг/кг веса тела в день.

Уксусная кислота - Регулятор кислотности, подкислитель, консервант, катализатор гидролиза и инверсии. Бесцветная жидкость с едким запахом и кислым вкусом. Уксусную кислоту (в основном в виде диацетата натрия) используют для защиты пшеничного хлеба от тягучей порчи (картофельной болезни). Допустимое суточное потребление не ограничено.

Акролеин (лат.acris – острый, едкий + oleum – масло) (пропеналь) – Н2С=СН-СНО, альдегид акриловый кислоты, простейший ненасыщенный альдегид. Бесцветная легколетучая слезоточивая жидкость с резким запахом. Вследствие своей высокой реакционной способности акролеин является токсичным, сильно раздражающим слизистые оболочка глаз и дыхательных путей соединением. Максимально разовая предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе 0,03 мг/м3; среднесуточная ПДК в воздухе 0,01 мг/м3(Список ПДК ГН 2.1.6.1338-03). Относится к I классу опасности (чрезвычайно опасные вещества).[25,14]

Диоксид углерода (Carbon dioxide, двуокись углерода, углекислый газ, оксид углерода IV, угольный ангидрид, углекислота, E290) — CO2, бесцветный газ со слегка кисловатым запахом и вкусом. Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье. При повышении концентрации диоксида углерода в атмосфере формируется парниковый эффект.[26]

3.2  Практическая часть

3.2.1.Расчет доли загрязняющих атмосферу хлебопекарных предприятий в общем объеме загрязнителей г. Калуга

Величины загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу П, кг/т, определяются расчетным путем по удельным выделениям и количеству произведенной продукции или количеству израсходованного сырья по формуле

Π= Nq·10-3,

где N – количество произведенной продукции в единицу времени или количество переработанного сырья, т/год;

q – количество загрязняющих веществ, выделяющихся при производстве единицы продукции для реализации источников, кг/т.

Производительность произведенной продукции по предприятиям указана в таблице 1.

Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ приведены в таблице 4 и 5 и приняты в соответствии с Нормами технологического проектирования хлебозаводов[15].

Таблица 4 - Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ хлебопекарного производства на 1т продукции (даны по технологическим операциям).

Технологические операции	Выбросы загрязняющих веществ, кг/т продукции
Пыль мучная	Этиловый спирт	Летучие кислоты (уксусная)	Альдегиды (уксусные)	Акролеин
Прием, хранение и подготовка сырья	0,017	-	-	-	-
Выпечка	-	1,0	0,155	0,03	0,676×10-6
Остывание и хранение выпеченных изделий	-	0,2	0,03	0,002	-

Таблица 5 - Нормативы удельных выбросов загрязняющих веществ, выделяющихся у хлебопекарных предприятий

Топливо	Нормативы удельных выбросов в кг вещества на 1 тонну готовой продукции
Оксиды азота	Оксид углерода	Диоксид серы	Твердые частицы
Природный газ	0,16	0,15	-	-

Таблица 6 - Расчет выбросов на стадии приема, хранения и подготовки сырья

Предприятия	Прием, хранение и подготовка сырья	Всего
Мучная пыль
1.	0,68×10-3	0,68×10-3
2. ЗАО"Хлебопекарное предприятие"Калужский хлеб»	0,034×10-3	0,034×10-3
3. «Золотая нива»	0,017×10-3	0,017×10-3
4.	0,026×10-3	0,026×10-3
5. ИП	0,046×10-3	0,046×10-3
6. №1»	0,068×10-3	0,068×10-3
7. Покров»	0,026×10-3	0,026×10-3
Итого:	0,897×10-3	0,897×10-3

Таблица 7 - Расчет выбросов на стадии выпечка

Предп-риятия	Выпечка	Всего
Этило-вый спирт	Летучие кислоты (уксусная)	Альде- гиды (уксус- ные)	Акро- леин	Оксид азота	Оксид угле- рода
1. комби нат»	40×10-3	6,2×10-3	1,2×10-3	27,04× 10-9	6,4×10-3	6×10-3	59,8×10-3
2. ЗАО"Хлебопекар ное предприятие"Калужский хлеб»	2×10-3	0,31×10-3	0,06×10-3	1,352× 10-9	-	-	2,370001× 10-3
3. «Золотая нива»	1×10-3	0,155×10-3	0,03×10-3	0,676 ×10-9	-	-	1,185001× 10-3
4.	1,5×10-3	0,232×10-3	0,045×10-3	1,014× 10-9	-	-	1,777001× 10-3
5. ИП	2,7×10-3	0,419×10-3	0,081×10-3	1,825× 10-9	-	-	3,200002× 10-3
6. №1»	4×10-3	0,62×10-3	0,12×10-3	2,704× 10-9	-	-	4,740003× 10-3
7. Покров»	1,5×10-3	0,232×10-3	0,045×10-3	1,014× 10-9	-	-	1,777001× 10-3
Итого:	52,7×10-3	8,168×10-3	1,581×10-3	35,625×10-9	6,4×10-3	6×10-3	74,849× 10-3

Оксид азота и углерода выделяется только на , так как на нем установлены газовые печи для выпечки изделий.