Эколого-экономическое обоснование внедрения системы очистки воздуха в цехе литья пластмасс

Физические и химические свойства: чрезвычайно легко полимеризуется, особенно на свету и при нагревании. При хранении, даже в темноте превращается в метастирол – стекловидную твердую  массу. За счет винильного радикала, легко  присоединяет галогены, галогеноводородные кислоты и т.п.; легко окисляется; конечный продукт окисления –  бензойная кислота. Пределы взрываемости смеси паров стирола с воздухом 1,1-6,1%. Растворимость в воде 0,026%. Коэффициент  растворимости паров (расчетных) 8,3.

Общий характер действия на организм: отличается от бензола меньшим  общетоксическим (наркотическим) действием  и значительно меньшим влиянием на кровотворные органы; раздражает слизистые  оболочки. Вызывает поражения печени.

Порог восприятия запаха 0,02 мг/л. Эта концентрация вызывает через 10-30 сек. слабое раздражение слизистых  оболочек глаз, носа и горла. 10-минутное вдыхание паров в концентрации до 2 мг/л вызывает легкое раздражение  в горле, в дальнейшем сонливость. Раздражение в горле ощущается  некоторое время и после вдыхания. При 3,4 мг/л – немедленное раздражение  слизистой оболочки глаз, носа, горла, повышение секреции слизистой носа, металлический привкус, апатия, сонливость. После прекращения вдыхания –  слабое ощущение болезненности слизистой  оболочки, мышечная слабость, неустойчивость, инертность. Порог рефлекторного  изменения световой чувствительности глаза 0,02 мг/л.

Картина хронического отравления и вызывающие его концентрации: у  работающих при концентрациях порядка  десятых долей мг/л (даже 0,1-0,2 мг/л) – раздражение слизистых оболочек глаз, носа, глотки, жалобы на усталость, желудочно-кишечные расстройства, боли в подложечной области. По мере удлинения  стажа – усиливающиеся жалобы на похудание, ухудшение самочувствия, головную боль и головокружение, нарушение  сна, раздражительность, сердцебиение, одышку при физическом напряжении, тошноту, неприятный привкус во рту  после рабочего дня («стирольная  болезнь»).

Указанные изменения обнаруживались как при воздействии чистого  стирола, так и при совместном действии с другими веществами.

Предельно-допустимая концентрация – 0,005 мг/л.

 

2. Формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) - СН₂=О

Встречается при изготовлении искусственных смол, пластических масс.

Физические и химические свойства: газ с резким запахом. Газообразный формальдегид горит. С воздухом или  кислородом образует взрывчатые смеси. Обладает сильным восстановительным  действием. Легко конденсируется с  аминами и аммиаком (с последним  образует уротропин); с фенолами дает вначале оксиметильные (метилолные) производные, переходящие далее  в производные диоксидифенилметана  и, наконец, в фенолоформальдегидные  смолы.

Морфологические, гигиенические  и клинические исследования последних  десятилетий указывают на экологическую  подверженность населения действию формальдегида в повседневной жизни  человека в связи с широким  использованием его в составной  части синтетических смол и полимеров, строительстве, текстильной, мебельной, резиновой промышленности и в  медицинской практике. Экспериментально доказано, что токсические свойства формальдегида могут оказывать  на млекопитающих мутагенный и канцерогенный, эмбриотоксический и нейротоксический эффекты. У лиц, имеющих ингаляционное  воздействие, формальдегид является метаболитом  организма и способствует развитию инфекционных заболеваний. В настоящее  время особое внимание уделяется  исследованиям, связанным с воздействиями  формальдегида на детей, беременных женщин, пожилых людей и лиц  с хроническими заболеваниями. Показано, что формальдегид оказывает особое влияние на подвижность цилиарных структур носа, бронхов, функцию альвеолярных макрофагов и других защитных механизмов, а также на органы иммунной системы. Результаты исследований экологической токсичности формальдегида и его воздействия на человека, наземных и водных животных и растительные организмы свидетельствуют о значительном полиморфизме биологических эффектов его в современных условиях на всю биосферу и особенно на организм человека и необходимости создания предохранительных и профилактических мер. 

3. Метиловый спирт (карбинол метанол) - СН₃ОН

Химические свойства. При  окислении образует последовательно  формальдегид, затем муравьиную кислоту  и, наконец, двуокись углерода. Нижний предел воспламеняемости в смеси  с воздухом 3,5%.

Сильный, преимущественно  нервный и сосудистый яд с резко  выраженным кумулятивным действием. При  вдыхании паров метилового спирта типичны  поражения зрительного нерва  и сетчатки глаз. Пары сильно раздражают слизистые оболочки дыхательных  путей и глаз.

Картина отравления и токсические  концентрации: симптомы хронических  отравлений: головокружение, мерцание в глазах, коньюктивит, головная боль, бессонница, повышенная утомляемость, желудочно-кишечные расстройства и  проходящее нарушение зрения. Отравление чаще всего развивается в течение  нескольких дней или еще медленнее. Вдыханию очень высоких концентраций паров спирта препятствует вызываемое ими раздражение дыхательных  путей и коньюктивиты. При малых  концентрациях отравление развивается  постепенно, выражаясь в раздражении  слизистых оболочек, подверженности заболеваниям дыхательных путей, головных болях, звоне в ушах, дрожании, невритах, расстройствах зрения.

Предельно-допустимая концентрация 0,05 мг/л

 

4. Ацетон (диметилкетон, пропанон) - С₃Н₆О

Прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом. Температура  кипения 56,24⁰С. Смешивается с водой во всех соотношениях. Порог ощущения запаха 40-70 мг/л; в этой концентрации не влияет на вкус, цвет и прозрачность воды. Порог привкуса 12 мг/л.

Нижний предел воспламеняемости в смеси с воздухом 2,25%.

Действует как наркотик, последовательно поражая все  отделы центральной нервной системы  и прежде всего нарушая условно-рефлекторную деятельность. При вдыхании в течении  длительного времени накапливается  в организме; поэтому токсический  эффект зависит не только от концентрации, но и от времени действия.

Предельно-допустимая концентрация 0,2 мг/л

 

5. Дибутилфталат (дибутиловый эфир офталиевой кислоты)

Жидкость практически  без запаха. Температура кипения 340⁰С. Растворимость в воде 0,04%.

Туман дибутилфталата вызывает раздражение верхних дыхательных  путей и глаз, двигательное возбуждение  с последующим состоянием угнетения .

          При переработке пластмасс, в  результате испарения материала  , с последующей конденсацией  в воздухе образуется пыль  пластмасс: полиэтилена, полиамида,  полипропилена, полистирола –  пыль органическая.

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Разработка экологических нормативов предприятия

 

            В процессе работы цеха литья пластмасс образуются выбросы в атмосферный воздух и отходы.

Вода, используемая для технологических  нужд, берется из водооборотной сети предприятия, поэтому сбросов технологической  сточной воды не происходит. Вода из общей городского водопровода забирается только для хозяйственно-бытовых  нужд и сбрасывается в общую систему  канализации предприятия.

Исходя их выше сказанного, нормирование загрязняющих веществ  для цеха возможно только по выбросам ЗВ и отходам.

 

3.1. Расчет выбросов  загрязняющих веществ в атмосферу

 

 

Расчеты выбросов загрязняющих веществ производятся на основании  нормативно-методических и нормативно-технических  документов, нормативов расхода сырья, материалов, топлива, ГСМ (горюче-смазочные  материалы) и т.д.

Цехом перерабатывается в  год 38,161 тонны пластмассы, из них:

- полиэтилен – 7,04 т/год;

- полипропилен – 6,01 т/год;

- полистирол – 10,6 т/год;

- пластик АБС – 13,6 т/год

- полиамиды – 0,821 т/год.

Количество вредных веществ  выделяющихся при литье пластмасс, рассчитывается по следующей формуле:

Максимально разовый выброс i-того ЗВ:

  Q_i = q_ix M x 10³  /  T x 3600   , г/сек                                                                   (1)

где q_i – показатели удельных выбросов i-того ЗВ на единицу перерабатываемой пластмассы, г/кг;                                                                                          

М – количество перерабатываемого  материала, т/год;

Т – время работы оборудования в год; Т= 2000 час/год

 

Валовый выброс i-того ЗВ:

М_i= Q_i х 10^-6 х Т х 3600, т/год                                                                              (2)

         

 

3.1.1 Расчет выбросов  загрязняющих веществ в атмосферу 

от литья полиэтилена

Цехом в год перерабатывается 7,04 тонны полиэтилена. При переработке  выделяются органические кислоты, оксид  углерода и пыль полиэтилена.

 

- Органические кислоты,  в пересчете на уксусную кислоту:  q = 0,4 г/кг

Максимально разовый выброс уксусной кислоты:

Q_укс.к =  (0,4 x 7,04 x 10³) / 2000 x 3600 = 0,00039 г/сек

 Валовый выброс уксусной  кислоты:

 М_укс.к = 0,00039 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0028 т/год

- Оксид углерода: q = 0,8 г/кг

Максимально разовый выброс СО:

Q_СО = (0,8 х 7,04 х 10³) / 2000 х 3600 = 0,00078 г/сек

 Валовый выброс СО:

М_СО = 0,00078 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0056 т/год

- Пыль полиэтилена: q = 0,4 г/кг

Максимально разовый выброс пыли полиэтилена:

 

 Q_{пыль п/этилена} =  (0,4 x 7,04 x 10³) / 2000 x 3600 = 0,00039 г/сек

                 

 Валовый выброс пыли  полиэтилена:

 М_{пыль п/этилена}  = 0,00039 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0028 т/год

 

3.1.2 Расчет выбросов  загрязняющих веществ в атмосферу 

от литья полипропилена 

 

Цехом в год перерабатывается 6,01 тонны полипропилена. При переработке  выделяются органические кислоты, оксид  углерода и пыль полипропилена.

 

- Органические кислоты,  в пересчете на уксусную кислоту:  q = 1,7 г/кг

Максимально разовый выброс уксусной кислоты:

Q_укс.к =  (1,7 x 6,01 x 10³) / 2000 x 3600 = 0,00142 г/сек

 Валовый выброс уксусной  кислоты:

М_укс.к = 0,00142 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0102 т/год

- Углерода оксид: q = 1,0 г/кг

Максимально разовый выброс СО:

Q_СО = (1,0 х 6,01 х 10³) / 2000 х 3600 = 0,0008 г/сек

Валовый выброс СО:

М_СО = 0,0008 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,006 т/год

- Пыль полипропилена:  q = 0,4 г/кг

Максимально разовый выброс пыли полипропилена:

Q_{пыль п/пропилена} =  (0,4 x 6,01 x 10³) / 2000 x 3600 = 0,00033 г/сек

 Валовый выброс пыли  полипропилена:

М_{пыль п/пропилена}  = 0,00033 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0024 т/год

 

 

3.1.3  Расчет  выбросов загрязняющих веществ  в атмосферу

от литья полистирола

Цехом в год перерабатывается 10,6 тонн полистирола. При переработке  выделяются стирол оксид углерода и  пыль полистирола.

 

- Стирол: q = 0,3 г/кг

Максимально разовый выброс стирола:

Q_стирол =  (0,3 x 10,6 x 10³) / 2000 x 3600 = 0,00044 г/сек

 Валовый выброс уксусной  кислоты:

М_стирол = 0,00044 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0032 т/год

 

- Углерода оксид: q = 0,5 г/кг

Максимально разовый выброс СО:

Q_СО = (0,5 х 10,6 х 10³) / 2000 х 3600 = 0,00074 г/сек

Валовый выброс СО:

 М_СО = 0,00074 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0053 т/год

- Пыль полистирола: q = 0,6 г/кг

Максимально разовый выброс пыли полипропилена:

Q_{пыль п/стирола} =  (0,6 x 10,6 x 10³) / 2000 x 3600 = 0,00088 г/сек

 Валовый выброс пыли  полистирола:

М_{пыль п/стирола}  = 0,00088 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,0064 т/год

 

3.1.4  Расчет  выбросов загрязняющих веществ  в атмосферу

от литья полиамида

Цехом в год перерабатывается 0,821 тонн полиамида. При переработке  выделяются метиловый спирт, аммиак, оксид углерода и пыль полиамида.

- Метиловый спирт: q = 0,5 г/кг

Максимально разовый выброс метилового спирта:

Q_{мет.спирт} =  (0,5 x 0,821 x 10³) / 2000 x 3600 = 0,000057 г/сек

Валовый выброс метилового спирта:

М_{мет.спирт} = 0,000057 х 10^-6 х 2000 х 3600 = 0,00041 т/год

- Аммиак: q = 2,0 г/кг