Химия өнеркәсібінің қалдығын өңдеу және пайдалану

Кіріспе

Адам баласының кез-келген шаруашылық әрекеті әр түрлі қалдықтармен биосфераны ластайды, бұл халықтың денсаулығы мен өміріне, флора мен фауна түрлерінің қысқаруына, қоршаған ортадағы тепе-теңдікке қауіп-қатер тудырады. Кең үйінділерін, өнеркәсіп тастандыларын, қоқыстарды, қала шөп-шаламдарын тек қоршаған ортаны бұзатын ластағыштар деп санауға болмайды, олар құнды шикізат көздеріне жатады. Қазіргі кезеңдегі ғылым мен техниканың даму деңгейіне сәйкес әбден жетілдірілген технологияның жоқтығына байланысты, оларды өндеп құнды өнімдер алу әзірше жолға қойылмаған, сондықтан бұларды сақтауға, жоюға, тасуға, көмуге, зиянсыз түрде айналдыруға көптеген қаражат, энергия, уақыт жұмсалып отыр.Қалдықтар шығаратын негізгі көздерге өнеркәсіп, ауыл-шаруашылығы, үй-жай шаруашылығы жатады. Химия өнеркәсібінің кәсіпорындары Қазақстанның  біршама аймақтарында орналасқан. Өнеркәсіптің әр түрлі салаларының, ауыл шаруашылығының, халықтың мұқтажын қанағаттандыру үшін бұл өндірістің шығаратын өнімдерінің түрі де, көлемі де аумақты.

Химия өнеркәсібінің қазақстанда дамуына  осы саламен металлургия саласының бірлесіп, яғни металлургия қалдықтарынан, қосалқы өнім ретінде бөлініп шыққан заттарды шикізат үшін пайдалануына байланысты. Мысалы, Шығыс, Орталық және Оңтүстік металлургия өнеркәсібінен шығатын өндірістің жанама газдарынан күкірт қышқылы алынып, осы аймақтардағы ірі фосфор  тыңайтқыштарын шығаратын өндірістерге беріліп отырылады. Экономистердің есебі бойынша  тасталатын жанама металлургиялық газдардан алынған күкірт қышқылының өзіндік құны табиғи шикізаттан алынған қышқылдан екі есе арзанға  түседі және 1 тонна өнімге жұмсалатын тиісті қаржының мөлшері де 2,1 есе төмен.

Химия өнеркәсібінде алынатын өнімдер, қолданылатын технологиялар және шикізат сантүрлі болғандықтан, шығатын қалдықтардың түрі де, атмосфералық ауаны, су бассейндерін және топырақты  ластаушы компоненттер де алуан түрлі және көбісі өте улы заттар қатарына кіреді.

Химия өнеркәсібінің қалдығын өңдеу және пайдалану

  Қалдықтар– табиғи шикізатты өңдеу нәтижесінде пайда болатын заттар мен өндірістік жарамсыз шығарылымдар. Қалдықтардың барлық түрлерін есептегенде өндірілетін табиғи заттар мен энергияның тек 2%-ы ғана пайдаға асырылады. Қалған 98%-ы әр түрлі қалдықтарға айналады. Адам баласыының кез-келген шаруашылық әрекеті әр түрлі қалдықтармен биосфераны ластайды, бұл халықтың денсаулығы мен өміріне, флора мен фауна түрлерінің қысқаруына, қоршаған ортадағы тепе-теңдікке қауіп-қатер тудырады. Кең үйінділерін, өнеркәсіп тастандыларын, қоқыстарды, қала шөп-шаламдарын тек қоршаған ортаны бұзатын ластағыштар деп санауға болмайды, олар құнды шикізат көздеріне жатады. Қазіргі кезеңдегі ғылым мен техниканың даму деңгейіне сәйкес әбден жетілдірілген технологияның жоқтығына байланысты, оларды өндеп құнды өнімдер алу әзірше жолға қойылмаған, сондықтан бұларды сақтауға, жоюға, тасуға, көмуге, зиянсыз түрде айналдыруға көптеген қаражат, энергия, уақыт жұмсалып отыр.Қалдықтар шығаратын негізгі көздерге өнеркәсіп, ауыл-шаруашылығы, үй-жай шаруашылығы жатады.

Екінші реттік энергоресурстарды тиімді пайдаланудың халықшаруашылық маңызы өте зор. Екінші реттік энергоресурстар дегеніміз тікелей тап осы өндірістің өнімдерінің, қалдықтарының, жанама жөне аралык өнімдерінің энергетикалық потенциалдары. Екінші реттік энергоресурстар 3 топқа бөлінеді: 1)жанғыштар (Н2, СН4, СО, пеш газдары, май, шайыр целлюлоза және т. б.); 2) жылу (бөлінген газдардыкі, өнімдердікі, жанама өнімдердікі, суытылатын судыкі, экзотермиялык реакциялардыкі); 3) технологиялық аппараттардан шығатын газ бсн сұйықтықтардың қысымы. Екінші реттік энергоресурстар химиялық өндірістің азот күкірт, фосфор, хлор қосылыстарын, соданы шығаратын және мұнай-химия салаларыңда пайдаланылады. Жанғыштар қазандыктарда отын ретінде қолданылады. Бөлінген жылу калдықтарды өндейтін кондырғыларда, жылу айырбастағыштарда кейбір заттарды кыздыруға қолданылады, осы жағдайлармен жылуды тұтыну қажеттілігін төмендетуге болады. Қысым утилизациялык турбиналарда компрессорларды, насостарды, желдеткіштерді жүмыс істетуге қолданылады және электроэнергия алуға пайдаланылады. Екінші реттік энергетикалық ресурстарды жүзеге асыру жылу мен энергияны үнемдеумен қатар, атмосфераға бөлінетін жылу мөлшерін азайтып, қоршаған ортаны қорғауға себебін тигізеді. Череповец мсталлургиялық комбинатына карасты зауыттың жылу электр орталығында барлық казандықтар екінші реттік ресурстарды пайдалану арқылы жұмыс істеуде. Құс фабрикаларында қалдық болып шығып отырған кұс жүндері жоғары сапалы мал жемін - күрамында 85%-ке дейін белогі бар ұн алуға арзан шикізат ретінде қолдануын тауып жатыр. Мұндай өндіріс Германияда жаксы жолға қойылған, 3 т қалдықтан 1,2 т ұн алынады. Қалдықтар проблемасы қолымызда бар заттарды тиімді пайдаланумен тікелей байланысты. Бір көргенде, мысалы, күйіп кеткен лампалардан вольфрам алу түкке тұрмайтын іс сияқты. Жанып кеткен бір лампочкада 10 мг-дай вольфрам болады, ал оның миллионында ~ 10 кг. Өнеркәсіпте осы қымбат, тапшы металдың 10 кг алу үшін кұрамында вольфрамы бар минераддар — вольфрамит, шеелиттің 1 тоннадан кем емес көлемі өңделеді, сонымсн қатар, біраз энергия мөлшері жүмсалады. Вольфрам оксидінің геологиялық қоры не бәрі 1 млн. тоннадай. Жер шары масштабымен есептегенде ашылған қор 50 жылға ғана жетуі мүмкін, бұрынғы Одаққа кіретін мемлекеттерді есепке алмағанда, жылына дүниежүзі бойынша вольфрам рудасыньң 25 мьң тоннасы өндіріледі. Бұл мәлімет вольфрам қосылыстарын тастауды азайту тиімді екеніне ерекше көңіл аударудың қажеттілігін көрсетіп отыр. Румынияның аяқ-киім өнеркәсіп институтында тері қалдықтарынан табиғи терінің қасиетінен айырмашылығы жоқ материал шығаруға бағытталған пластикалық масса алу жолы жасалып өндіріске енгізілген. 1 кг қалдыктан 0,9 кг материал алынады. Ерекше назар аударуға және кідіртпей оңдеуге жататын калдықтарға тұрмыстық қалдықтар жатады, себебі осы қалдыктардың мөлшері мен әртүрлі аурулар эпидемиясының арасында тікелей байланыс бар. АҚШ-та тұрмыстық қатты қалдықтардың 41%-і "айрықша қауіпті" болып топтастырылады, ал Венгрияда " 33,5%-і, Францияда — 6%-і, Ресейде — 10%-і, Ұлыбританияда - 3%-і, Италия меи Жапонияда - 0,3%-і. Жылына Москва қаласынан шығатын тұрмыстық қалдықтың мөлщері 16 млн. м3 , Алматыдан — 3 млн. м3 үстінде. Жылына үлкен қалаларда бір адамға шаққанда жалпы 300 кг тұрмыстық қалдық келеді, оның ішінде азық-түлік калдыктарының жылдық мөлшсрі 80-90 кг. 1 т азық-түлік қалдықтарының құнарлығы орта есеппсн 250 кг дәнді жсм-шөптікіне пара-пар келеді. Ресей ғалымдарының мәліметтеріне сүйенсек, осы мөлшерді жем ретінде мал өсіру саласында пайдаланғанда 45 кг-ға дейін шошқа етін алуға болады. Тұрмыстық қалдықтарды пайдаланбай тастайтын болсақ, онда әртүрлі ауруларды қоздыратын ошақтың көзін ашуымен қатар, біраз жер көлемін пайдасыз жерге айналдырамыз. Қала қалдықтарында әртүрлі компоненттерге келетін мөлшер массалық %-пен алғандай: қағаз (30-40), азық-түлік қалдықтары (30-40), металдар (2-4), ағаш (1,5-3), кездемелер (2-4), шыны (3-6), тастар (1-2), тері, резина (1-2), пластмасса (1-1,5). Қала сыпырындысын жинайтын (1-сурет) негізгі жер қоқыстар үйіндісі, шамалы мөлшері қайтадан өнделеді немесе арнай ұйымдастырылған зауыттарда жағылады (2-сурет). [4]

1 сурет 2 сурет

2.1.Химия өнеркәсібінің қалдықтары

Химия өнеркәсібінің кәсіпорындары Қазақстанның  біршама аймақтарында орналасқан. Өнеркәсіптің әр түрлі салаларының, ауыл шаруашылығының, халықтың мұқтажын қанағаттандыру үшін бұл өндірістің шығаратын өнімдерінің түрі де, көлемі де аумақты.

Химия өнеркәсібінің қазақстанда дамуына  осы саламен металлургия саласының бірлесіп, яғни металлургия қалдықтарынан, қосалқы өнім ретінде бөлініп шыққан заттарды шикізат үшін пайдалануына байланысты. Мысалы, Шығыс, Орталық және Оңтүстік металлургия өнеркәсібінен шығатын өндірістің жанама газдарынан күкірт қышқылы алынып, осы аймақтардағы ірі фосфор  тыңайтқыштарын шығаратын өндірістерге беріліп отырылады. Экономистердің есебі бойынша  тасталатын жанама металлургиялық газдардан алынған күкірт қышқылының өзіндік құны табиғи шикізаттан алынған қышқылдан екі есе арзанға  түседі және 1 тонна өнімге жұмсалатын тиісті қаржының мөлшері де 2,1 есе төмен.

Химия өнеркәсібінде алынатын өнімдер, қолданылатын технологиялар және шикізат сантүрлі болғандықтан, шығатын қалдықтардың түрі де, атмосфералық ауаны, су бассейндерін және топырақты  ластаушы компоненттер де алуан түрлі және көбісі өте улы заттар қатарына кіреді.

Бұл салада экологиялық проблемаларды  шешу мәселесі қиындау, өйткені қолданылатын аспаптардың (агрегаттардың көпшілігі ескірген, олардың 60% -не жуығы 10 жылдан артық, 20%-тейі20 жылдың үстінде  ұсталғандар,  ал 10%-нің пайдалануда  болғанына 30 жылдан джа асқан. Осыған қарамастан  ауға жіберілетін 90% тазалау цикілінан өткізіледі.

Газды, сұйық пен қатты түрде тіршілік ортаға тасталатын негізгі  заттарды атап өтсек, бұлар- көміртек, күкірт, азот оксидтері, көмірсутектер, аммиак, фенол, күкіртті көміртек, бензин, олифендер, ауыр металдардың қосылыстары, беттік активті заттар, спирттер, әртүрлі қышқылдар, фосфогипс, тұздар және т.б.

Химия өндірісіне байланысты әлі ойдағыдай шешімін алмай келе жатқан проблеманың бірі фосфор өндірісінің қалдықтары фосфогипс пен галит мәселесі.  Көп мөлшерде жиналаған бұл қалдықтар айналымға қажетті көптеген жер көлемін алып жатуымен қатар, біраз мөлшерде топырақты ластап қышқылдандыруда.[3]

2.1.1.Химиялық қалдықтар

Химиялық қалдықтарды бірнеше бағытпен өндеуге мүмкіндік бар, мысалы, тыңайтқыш, жанатын газ және синтетикалық мұнай, құрылыс плиталарын, қағаз және тағы да көптеген заттарды алуға болады. Ең алғашкы қоқысты жағуға арналған зауыт 1975 жылы Москва қаласында ашылған, оның жылдық өнімділігі 150 мың тонна шамасында. Жану процесінің нәтижесінде бөлінетін жылу іске асырылып, бу қазаңдықтарды жылытуға пайдаланылса, шлактан іріктеп жиналған металл қалдықтары металлургия өнеркәсібіне, ал шыққан шлактар кұрылыс материалдарын өндіруге колданылады. Химиялық қалдықтарды жою, яғни негізгі мақсатын орындаумен бірге, зауыт басқа өндірістерге шикізат ретінде кажетті өнімдерді — жылу, металл, шлактарды да шығарады. Мысалы, Мәскеудің N1 қоқыс жағатын зауытынан шыққан шлакты зерттеу арқылы алынған мәліметтерге (Г.И. Сидоренко, 1990 ж.) сүйенсек, жылына тұрмыстық қалдық, жинайтын жерге тек Мәскеудің өзінен мынадай көлемде металдар тасталады екен: Мо - 8,3 т, Со - 11,4 т, V - 12,4 т, Аg - 27,6 т, Иі - 75 т, 5Ь - 115 т, 5п - 244 т, F - 353 т, Сг - 689 т, РЬ - 1573 т, Сu - 2180 т, Zn - 6762 т. Бұл мөлшер жыл бойына үлкен кең орындарынан алынатын мөлшерге эквивалентті. Санкт-Петербург маңындағы Горелово поселкесінде 1972 жыддан бастап тұрмыстық қокысты өндсйтін зауыт қызмет етуде, оның ең негізгі шығаратын өнімі компост (тыңайткыш), бірақ-та қоқыстың 30%-і, яғни пластмасса, резина, тері, ағаш, металдан тұратын бөлігі өнделінбейді. Жылдық өнімділігі 110 мың тонна төңірегінлегі зауыт 1975 жылдап бастап Ташкентте іске қосылған. Жыл сайын тұрмыстык қоқыстан 400 т кара және 5 т түсті металдар, 20 мың т компост алынады. Компост деп микроорганизмдермен ыдырау нәтижесінде өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарынан шыкқан органикалық тыңайтқыштарды айтады. Оны алуға көң, көң бөкпесі және құстар саңғырығы, шьмтезек, қала сыпырындысы, ағаштардың түскен жапырақтары, сабан және т. б. тұрмыстық қалдықтар колданылады. Қордаландыру процесінің нәтижесінде органикалық массадагы өсімдіктер сіңіруге қолайлы қоректік заттектер (азот, фосфор) түрлерінің мөлшері жоғарылайды, патогеңді микрофлора залалсызданады, целлюлоза мен пектин заттектері азаяды, сонымен катар тыңайткыш топырақка еңгізуге қолайлы сусымалы түрде алынады. Өте тапшы органикалық тыңайткыштардың (көң, шымтезек) орнына компост кеңінен пайдалануға жатады. Химиялық қалдықтардың барлық түрі компост алуға жатпайды. Егерде қоқыстағы азык-түлік қалдықтарының мөлшері 20%-тен төмен болса, олардан тұрмыстық тынайтқыш алынбайды. Себебі қалдықтарды қордаландыру аэробты микробтардың қатысуымен жүретін биохимилык процесс. Бұл микробтардан өте көп мөлшерде жылу бөлініп шыккандықтан қоқыс 70 0С-ге дейін қызады. Бұл жағдайда ауру қоздыратын микробтар жойылып, шикізат қызып, тұрмыстық тынайтқышқа айналады. Табиғи жағдайда бұл процесс айлап жүрсе, зауыт жағдайыңда аэрадия аркылы 2-3 күнде аякталады. Ал қалдықтарда азық-түлікке жағатын компоненттер аз болса процестін жүру жылдамдығы күрт төмендейді. Химиялық қоқысты қайта өндеу үшін магниттік сепарация әдісі де қолданылып келеді. [2]

Химиялық өнеркәсіп қалдықтары атмосмералық ластағыш заттардың құрамына кіреді.

1- кесте.

Өндірістің нешізгі салаларының ауаға шығаратын ластаушы заттардың үлес салмағы

2.2.Ластанған ауаның зиянды әсері

Ауаны ластаушы заттар негізінен жер бетінен санағанда 3км биіктікке дейінгі аралықта жиналады. Төменгі қабаттағы ауаның жылынып жоғары көтерілуіне байланысты мөлшері 4-10 мкм аралығындағы шаң-тозаң мен газдар 1км-ге көтеріліп жан-жаққа жүздеген км қашықтыққа тарайды. Онан ірілері 300-500 метрге көтеріліп, ешқайда жылжымай, ауа салқындаған кезде қайта түседі. Мысалы, Лондонда 1 квадрат км жерге жылына 390 тонна, Нью-Иоркте 300, Париж бен Чикагода-260, Алматыда125 тонна шаң-тозаң түседі. /9-12/

Дүниежүзі денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша дамыған елдердің 20 пайызға жуық халқы түрлі аллергиялық (тұмаудан бастап тыныс демікпесіне дейін) аурулармен сырқаттануы ауаның ластануымен байланысты көрінеді. Ауадағы шаң-тозаңның көп болуы өкпе ауруына себепші болады.

Ауаны негігі ластаушылар қатарында көміртек тотығы, көмірсутек, күкүртті газ, азот тотығы, шаң-тозаң, күйе мен күл айтылған болатын. Қоршаған ортаға аса қауіпті автомашиналардан ауаға қосылатын көміртек тотығы, халық оны иісті газ деп те атайды. Бұл газ адамдардың және жылы қанды жануарлардың қанындағы гемоглабинмен (қанның ішіндегі бояушы қызыл зат) қосылып, дененің оттекті пайдалануына кедергі жасап оттек тапшылығына, дененің әлсіреуіне түрлі ауруларға төтеп бере алмайтын халге, оттекпен нитрит топырақтан ауаға қосылған адамдар өкпе ауруына шалдығып, витамин алмасуы бұзылады. Нитрит емшек сүтімен балаға өтсе, олардың тынысы тарылып, ұйқысы бұзылып, денесі көгеріп кетеді.

Отын жаққанда, өрт болғанда, адамдардың іс-әрекетінен ауа көмір қышқыл газы өте көп қосылады. Осының нәтижесінде соңғы 100 жылда ауадағы көмір қышқыл газы 11-13 пайызға өсті. Бұл газдың адамға әсері жүрек соғу мен демалу жылдамдап, бас ауырып, құлақ шуылдап, қан қысымы көтеріліп, тамыр соғуы азаяды. Газ тым көп болса кісі есінен де танып қалады. /9-12/

Ластанған ауаның өсімдіктер мен жануарларға да зияны көп. Мысалы, ауада фтор көп болса жануарлардың тістері тез қажалып, бал аралары өліп қалады. Мышьяк көбейсе құлындардың аяғы ісіп, сал ауруына шалдығады.

Хлорлы сутек немесе Т73 қышқылы – металды өңдегенде қолданылады. Дымқыл ауада тұман пайда болып, жоғарғы дем алыс жолдарына әсер етеді.

Уран – радиоактивті элемент, атом электр станцияларында, шыны және фосфор өндірістерінде қолданылады. Сәулелену ауруына ұшыратады, бүйрекке зиянды.[1]

2.3.Химиялық қалдықтардан келер қауiп көп

Алматының қақ ортасындағы жағдай осындай болып отыр- ғанда, қала маңындағы көрiнiстi айтудың өзi ұят. Департамент инспекторлары мен қоғамдық ұйым мүшелерiнiң бiрлесе жүргiзген рейдi барысында шаһардан шыға берiстегi жолдардың жағасы мен өзектерде, ағаш-талдардың арасында төгiлген 1375 жабайы қоқыс орындары анықталды. Әуежай мен Әлмерекөө ауылының ортасында, Кеңсай шатқалында, Боралдай кентiнiнiң кiре берiсiндегi сайда, Бiрiншi Май ауылының тұсындағы ағаштың iшiнде төгiлген үйiндiлерден көз сүрiнедi. Әрине, ол жерлердiң барлығы облыс аумағы саналғанымен, апарылған күл-қоқыс негiзiнен алып шаһардың үлесiне жататынын мойындаған жөн. Онда не жоқ дейсiз? Бәрi бар – құрылыс, өндiрiс, тамақ қалдықтары, «баклашкалар» мен пластиктер. Жоғарыда айтылған қоқыс өңдейтiн кәсiпорын осы пластиктердi балқытып, диаметрi әртүрлi су құбырларын жасау- ды қолға алып едi, бұл iс те орта жолда тұрып қалды. Ғалымдардың зерттеуiнше, пластик жүз жыл бойы ашық аспан астында шiрiместен жата бередi екен. Ал, олардан ауаға «диоксин» дейтiн улы зат таралатынын көпшiлiгiмiз бiле бермеймiз. Сондай-ақ, автокөлiк жөндейтiн, май құятын (ауыстыратын) бекеттерден шығарылатын, кәсiпорындарда, жылу пештерiнде жағармай ретiнде жиi қолданылатын «мазут» дейтiн мұнай қалдығының ыдыстары бар. Ол да табиғат үшiн өте зиянды. Арабтың «мазхулат» (қалдық) сөзiнен шыққан, құрамында көмiртегi мен күкiрт қышқылы бар бұл қара-қоңыр түстi қоймалжың сұйық төгiлген жерге ешқашан шөп шықпайды және исi көп уақытқа дейiн кетпейдi. Сол себептi, департамент мамандары қоршаған ортаны қорғау мақсатында химиялық қоспалар ыдыстарын қайта өңдеу мен көмудi арнайы лицензиясы бар кәсiпорындар арқылы ғана жүзеге асыруды ұсынуда. Және ҚР Экология кодексiнiң 289- бабының талабы бойынша улы химикаттар ыдыстарына пас- порттық құжаттама жасауды заңды тұлғаларға жүктеу, босаған ыдыстарды қабылдап-тапсыру актiлерiн тiркеп, ол туралы мәлiметтердi экология департаментiне өткiзудi мiндеттеу – осы бағыттағы жұмыстарды қадағалауға мүмкiндiк берер едi дейдi олар. Иә, соңғы кездерi тұрмыстық қалдықтармен, оның iшiнде аса қауiптi медициналық қалдықтармен жұмыс iстейтiн мекемелер тарапынан экологиялық заң талаптарын бұзушылық оқиғалары да жиiлеп кеткенiн және мұның қоршаған ортаға төнген үлкен қауiп екенiн жасыруға болмайды. Жуырда эколог инспекторлар осындай бiр қауiптiң басын әрең қайтарған. Мәселенiң ушыққаны соншалық, оған тiптi, Мемлекеттiк Қауiпсiздiк комитетiнiң қызметкерлерi араласты. Бұл органның оңайшылықпен қозғала бермейтiнiн еске алсақ, айтылып отырған жәйттiң қаншалықты маңызды екенiн аңғаруға болады. Iргедегi Қапшағай қаласында «Қапшағайтяжстрой» дейтiн iрi кәсiпорынның базасы бар. Кезiнде дүрiлдеп тұрған шаруашылықтың атшаптырым ғимараты қазiр кәсiпкерлерге жалға берiлген. Соның бiр бұрышында келiсiм-шартпен жұмыс iстейтiн «МОД и компания» қызметкерлерi бiршама уақыт бойы аса қауiптi медициналық қалдықтарды ашық әдiспен өртеп келгенi анықталды.