Екологія. Портоваперевантаження зерна: історія та сучасні вимоги
За прогнозами, до 2020 р. чисельність населення Землі досягне майже 8 млрд. осіб (приріст в 1,5 раза порівняно з останньою декадою минулого століття), що вимагатиме відповідного збільшення виробництва продуктів харчування, насамперед харчового та фуражного зерна. Отже, торгівля продуктами харчування була, є і залишатиметься глобальною проблемою, у вирішення якої вже давно втягнуто більшість країн, починаючи з Латинської Америки і до їхніх антиподів — країн Азії, насамперед Китаю та Індії. Останніми роками до цього процесу активно підключилася Україна, яка стала на шлях розвитку самостійної держави. Цей процес супроводжується структурною перебудовою економічних зв'язків. Змінюються характер та напрямок морських вантажопотоків. Збільшуються експортно-імпортні операції з новими партнерами, переважно з розвиненими країнами Європи, Азії та Америки. Виникає потреба у експортуванні товарів, які мають стійкий попит на світовому ринку.
У перше десятиліття XX століття зерно експортувалося через тринадцять українських портів, найбільшими з яких були Миколаївський, Одеський та Херсонський. Так, щорічно через Миколаївський порт вивозилось понад 1250 тис. т зерна. У порту діяв найбільший елеватор, ємністю 24 тис. т, введений в експлуатацію ще 1883 року. Щодобово до порту подавали 400 вантажних вагонів. До зовнішньої торгівлі хлібними вантажами були причетні також багато комерційних банків. Найбільшим експортним оборотом відрізнялися Міжнародний комерційний та українсько-азіатський банки. У 1910 році вони заснували Міжнародне товариство вантажних засобів та складських приміщень, що розгорнуло широку експортну торгівлю з країнами Південної Європи.
Зерно і в даний час залишається одним зконкурентоспроможних товарів України на світовому ринку Попит на українське зерно досить високий у країнах Кавказу та Закавказзя, в Ірані, Туреччині, Україні, Білоукраїнсії, Прибалтійських державах, Польщі.
Побудовані за радянських часів портові елеватори, розраховані на відвантаження зернових суднами, як правило, дедвейтом до 10 тис. т, застосовують застарілі технології перевалки зерна з високою матеріало- та енергоємністю, що впливає на вартість та швидкість обробки вантажів у портах. Тому ці підприємства фактично не задовольняють структурований попит на внутрішньому ринку і не мають достатнього експортного потенціалу.
Все це призвело останніми роками до будівництва та введення в експлуатацію практично у всіх українських портах, спеціалізованих перевантажувальних комплексів зернових вантажів. Їхні основні функції:
- Забезпечення можливості прийому зернових вантажів насипом із залізниці, автотранспорту та води (річки або моря);
- Короткочасне зберігання зерна в критих складах різного типу;
— відвантаження зерна на судна, а в окремих випадках також до залізничних вагонів та автотранспорту.
Типова схема спеціалізованого перевантажувального комплексу для зерна представлена малюнку 1.(Технологическая схема).
У загальному випадку такий комплекс включає наступні основні та допоміжні об'єкти та обладнання:
- Спеціалізований критий склад для зберігання зерна, як правило, силосного типу (С1-С10);
- Станцію розвантаження вагонів (СРВ), що забезпечує одночасне розвантаження заданого числа вагонів - хоперів;
- Станцію розвантаження автомобілів (СРА), з приймальними бункерами для розвантаження бортових машин;
- систему конвеєрних ліній та ковшевих елеваторів (норій), що забезпечують завантаження тарозвантаження складу, зважування та транспортування зерна за заданими маршрутами (КС, КЛ, Н);
— конвеєрні галереї та пересипні станції;
- підготовче відділення, в якому за необхідності проводиться скальперація (очищення) та сушіння зерна до нормативних значень;
спеціалізовані судновантажні машини, що забезпечують завантаження трюмів розрахункових типів суден (СПМ);
- портальні крани, що працюють у грейферному режимі, що забезпечують, у разі потреби, розвантаження зерна з річкових суден, а також завантаження його в залізничні вагони-хопери.
Номенклатура зернових вантажів, що перевантажуються нині в українських портах, дуже різноманітна. У морській практиці при перевезенні зернові культури прийнято поділяти на три основні групи: злаки (хлібні – пшениця, жито, овес, ячмінь та просовидні – просо, кукурудза, сорго, рис), бобові (горох, квасоля, соя, арахіс) та олійні ( соняшник, льон, коноплі). Поряд із багатьма загальними властивостями кожна група має свої певні. Облік цих властивостей дуже важливий при виборі технології навантаження та проектуванні перевантажувальних комплексів.
У технологічному процесі перевантаження вантажів, що є в порту основним виробничим процесом, беруть участь три взаємопов'язані складові: транспортні засоби, перевантажувальне обладнання і сам вантаж. Кожна зі складових, взаємодіючи з навколишнім середовищем, відчуває як собі її вплив, а й сама на неї певний вплив.
Аналіз даних про викиди в процесі виробничої діяльності портів, виконаний різними організаціями, показує, що основний шкідливий вплив на довкілля при перевантаженні насипних вантажів, як правило, надає третя складова, тобто самвантаж, що перевантажується. Це тим, що вантаж піддається впливу повітряних потоків, викликають інтенсивний викид твердих частинок вантажу — пилу (фракцій від 0 до 10 мкм), які поширюються далеко межі району робіт, а й за межі території порту. При цьому забруднюється атмосферне повітря, а при подальшому осіданні пилу – і прилегла акваторія.
На універсальних перевантажувальних комплексах з кранової схемою механізації найбільш інтенсивне пилення при перевантаженні насипних вантажів відбувається в процесі зачерпування та розкриття грейфера, а також у процесі перенесення через просипи вантажу, викликаних нещільністю закриття грейферу та наявністю вантажу на елементах його конструкції. Особливо висока запилення відзначається в процесі перевантаження грейферними кранами таких вантажів, як тапіока, шрот, зерно. Зокрема, обстеження низки морських портів показали, що значні перевищення значень гранично-допустимих концентрацій (ГДК) відзначаються в радіусі 10 м від місця навантаження грейфером і кратність цих перевищень для окремих вантажів становить: пшениця – від 40 до 1000 разів; кукурудза - від 4 до 750 разів; соя - від 3 до 100 разів.
При перевантаженні зернових вантажів пневмоустановками (ПУ) виміри запиленості атмосферного повітря, що проводилися в 1980-1990-ті роки, дали такі результати:
- розвантаження пшениці з теплохода типу «Герої Панфілівці» ПУ типу «Нойєро», що працюють у змішаному режимі (всмоктування - нагнітання) на виході з циклону-розвантажувача концентрація пилу - 12183 мг/м3; на кришці бункера, де встановлені циклони-розвантажувачі - від 543 до 3973 мг/м3; у місці виходу зерна з бункера (у районі розташування за вантажних люків залізничних вагонів) – від 700 до 2613 мг/м3. Навіть у трюмі судна, з якого розвантажувалося зерно, зазначенозапиленість до 75 мг/м3;
- розвантаження кукурудзи за тією ж технологічною схемою, в аналогічному режимі роботи машини, максимальна запилення відмічена в районі викиду з циклону - 4709 мг/м3. При цьому навіть на відстані 100 м від циклону-розвантажувача концентрація пилу в атмосферному повітрі перевищувала допустимі значення в 6-7 разів.
Інтенсивним джерелом пилення при перевантаженні пневмоустановками є трюм судна, що завантажується. Так, при перевантаженні на рейді зернових вантажів плавучим пневмоперевантажувачем викиди пилу з трюму судна, що завантажуються, створюють концентрації в атмосферному повітрі, що в десятки разів перевищують нормативні значення.
Великий вплив на дисперсний склад пилу має спосіб перевантаження. У процесі перевантаження зерна за крановою схемою основна кількість пилу утворюється внаслідок того, що частинки пилу, що раніше містилися в зерновій масі, перетворюються на зважений стан. Структура частинок пилу та конгломератів за такого способу перевантаження порушується дуже мало.
У процесі роботи пневмоустановки під час руху вантажу по матеріалопроводу відбувається інтенсивне стирання та перемішування матеріалу, що призводить до його руйнування. Наприклад, у зернової маси, стирання зерен, великих рослинних залишків, лушпиння та пилових конгломератів призводить до утворення значної кількості нових пилових частинок.
Практика боротьби з пилом у різних галузях промисловості та на транспорті, у тому числі в портах, що перевантажують насипні вантажі, зокрема зерно, свідчить про те, що найбільша ефективність пилоподавлення досягається в тому випадку, коли вдається найбільшою мірою врахувати фізико-хімічні властивості. вантажів та їх пилів.
У цілому нині комплекс заходів, вкладених у зменшення викидів пилу, включає у собіпланувальні, технічні, технологічні та організаційні заходи.
До планувальних заходів у випадку відносять: взаєморозташування перевантажувального комплексу і порту загалом стосовно житлових масивів з урахуванням панівних напрямів вітру; наявність чи створення природних природних заслонів між портом та житловими районами; будову санітарно-захисної зони (СЗЗ). Як правило, взаєморозташування портів і житлових масивів міст складалося історично в процесі їх будівництва, що відбувалися часом понад півтора-два століття тому, тому реалізація планувальних заходів утруднена.
Основним технологічним заходом щодо зменшення викидів в атмосферу на комплексах для перевантаження зерна є застосування технології вантажно-розвантажувальних та складських робіт, що базується на машинах безперервного транспорту. Зберігання вантажу в критих складах різного типу та внутрішньооб'єктове транспортування зерна конвеєрами значно зменшує валові викиди пилу.
До технічних заходів щодо скорочення викидів пилу в атмосферу слід віднести рішення щодо пиловловлювання на організованих джерелах за рахунок застосування спеціальних герметичних укриттів та пилоочисних пристроїв. При завантаженні трюмів та інших транспортних засобів в останні роки широко використовуються спеціальні технічні засоби, що знижують швидкість падіння зерна, у вигляді пилогасних насадок, герметичних жолобів, спускових пристроїв тощо.
Комплексне застосування заходів по всіх зазначених напрямках дозволяє гранично знизити негативний вплив технологічного процесу навантаження зерна на навколишнє середовище, алелем не менше, залишкові впливи все ж таки зберігаються.
Розмір залишкового впливу залежить від кількох причин. В першучерга від якості проектування; по-друге – від якості експлуатації.
Не секрет, що часто, виконуючи техніко-економічні обґрунтування щодо нових об'єктів будівництва в системі «економіка-екологія», проектувальники під тиском замовника віддають перевагу маловитратним, з короткими термінами будівництва рішенням. При цьому екологічні аспекти будівництва та експлуатації об'єктів, що проектуються, відсуваються на другий план.
У діаграмі представлена складена за проектними матеріалами діаграма, що наочно ілюструє величини питомих викидів пилу різних зернових вантажів на перевантажувальних комплексах у низці українських портів. Відмінності у питомих викидах окремих комплексах
пояснюються тим, що в окремих випадках в силу вищезазначених причин у проект закладалися гнучкі технологічні схеми з пересувними конвеєрами, у яких місця пересипки не обладнані пристроями пиловловлення та номенклатурою вантажів, що перевантажуються.
При цьому необхідно відзначити, що самі питомі викиди у процедурі виконання оцінки впливу проектованого об'єкта на довкілля є далеко не єдиним, але дуже важливим екологічним показником. Однак слід очікувати, що у зв'язку з прагненням України до вступу до європейської спільноти саме цьому показнику надаватиметься все більшого значення, оскільки європейський підхід до оцінки технологічної та екологічної досконалості виробництва ґрунтується на порівнянні величини цього показника на окремих технологічних операціях.
Графік: Перевантажувальні комплекси: 1-Керченський МТП; 2- Ізмаїльський МТП; 3-Миколаївський речпорт; 4-Іллічівський рибний порт; 5-Херсонський МТП; б-Одеський МТП (29-й причал); 7-Іллічівський МТП (I та II черги)