· неучтенные технологические потери свинца для данного производства могут составлять до 0,25% или 50 т/год от его общего потока 20000 т/год (экспертная оценка проведена по аналогии с металлургическими производствами, осуществляющими соответствующие балансовые оценки и расчеты); эти потери в первую очередь определяют недекларируемые неорганизованные выбросы (около 15 т/год ) и сбросы свинца (около 35 т/год ).
Дополнительным свидетельством адекватности проведенных оценок являются данные расчета количества свинца, поступающего со сточными водами на городские очистные сооружения. Обобщение результатов многолетних измерений концентраций свинца на входе в очистные сооружения дает среднюю величину сброса в канализационный коллектор порядка 15 т/год. Следует отметить возможность существенного занижения полученной величины, так как измерялась концентрация преимущественно растворимых в воде форм свинца.
Все имеющиеся исходные данные, дополнительные сведения и результаты балансовых оценок были сведены в обобщенную схему материальных потоков в системе "производство - окружающая среда", анализ которой приводит к заключению от том, что реальное поступление свинца в окружающую среду только от одного завода свинцовых аккумуляторов (порядка 80 т/год) превышает величину, суммарно декларированную по отрасли в целом. В такой ситуации следует ожидать, что и масштабы загрязнения среды в зоне воздействия предприятий отрасли превышают те, что оцениваются обычно по моделям рассеяния загрязняющих веществ на основании официально декларируемых данных. Такое заключение вполне согласуется с упомянутыми уже результатами исследования загрязнения почвы в г.Курске. Так, в ареале рассеяния, характеризующемся валовым содержанием свинца в почве не менее предельно допустимой концентрации, на площади около 1370 гектаров, примыкающей к промышленной площадке, в верхнем слое почвы толщиной 20 см накоплено дополнительно к фону порядка 400 тонн свинца. Для того, чтобы судить о том, какому периоду времени соответствует такое накопление, необходимы сведения о типе почв, водном режиме, ритмичности работы предприятия, о транспортных потоках. С очевидностью можно лишь заключить, что большая часть свинца в почву поступила от известного стационарного источника выброса - аккумуляторного завода.
На основании анализа литературных источников следует отметить, что работы технологов посвящены прежде всего обсуждению потребностей в новом оборудовании, статьи специалистов в области экологического мониторинга описывают сложившуюся картину загрязнения за пределами промплощадки. Сотрудники Департамента санэпиднадзора и врачи, работающие в области медицины труда, обсуждают соответственно случаи нарушения требований техники безопасности, условий труда, профзаболевания и рассеяние загрязняющих веществ в селитебной зоне. Несмотря на кажущуюся изученность проблемы свинцовго загрязнения в отношении аккумуляторных заводов, ни сопоставить накопленный экспериментальный материал, ни соотнести статистические сведения и реальные масштабы воздействия не представляется возможным. Система принятия решений по-прежнему основывается на некоторых абстрактных цифрах и заключениях, а задачи на будущее формулируются по принципу улучшения существующей (но неизвестной) ситуации.
Если в отношении электротехнической промышленности само утверждение о том, что отрасль является источником загрязнения ОС свинцом, выглядит тривиально, то стекольные заводы в государственной статистике в этом ракурсе до опубликования Доклада [2] не рассматривались вовсе. Например, типичные таблицы, публикуемые с определенной периодичностью в обзорных работах [10,11], содержат численный материал, характеризующий выбросы свинца в атмосферный воздух для ряда отраслей промышленности (медицинской и др.) с точностью до килограмма в год. Вклад черной металлургии и химической и нефтехимической промышленности в 1992 году (до интенсивного спада промышленного производства) учтены и составляют соответственно 19,1 и 7,44 тонн. В Докладе [2] несколько раз повторяется, что сведения относятся к отчитавшимся (а значит, включенным в базу данных Госкомстата) предприятиям. В том же 1992 году только одно предприятие, производившее хрустальную посуду, отразило в формах 2-тп (воздух) выброс в атмосферу от регулируемых источников 28,6 тонн свинца. Стекольная промышленность в сводной таблице не фигурирует. Судя по тому, что нижнюю позицию занимала в 1992 году все та же медицинская промышленность (12 килограммов), вклад стекольного производства на федеральном уровне рассматривался как меньший или не рассматривался вовсе. Предполагать, что стекольные предприятия описаны в разделе промышленности стройматериалов (22,2 тонны свинца в год) также не приходится.
Известно, что стекло - это аморфный изотропный материал, получаемый переохлаждением расплавов неметаллических оксидов и бескислородных соединений. Материалами, склонными к переохлаждению и к переходу в стеклообразное состояние, являются главным образом силикаты, бораты, фосфаты.
Производство стекла складывается из подготовки сырьевых материалов, смешивания этих материалов и приготовления однородной шихты, варки, формования и отжига стекла. В некоторых случаях требуется химическая, механическая и термическая обработка отформованных изделий. Характерной особенностью технологии стекла является общность методов подготовки сырья, составления шихты и стекловарения для различных производств; это обстоятельство позволяет рассматривать общие закономерности поступления загрязняющих веществ в окружающую среду на примере практически любого типичного предприятия отрасли.
Сырьевые материалы, применяемые в производстве стекла, делятся на главные стеклообразующие и вспомогательные материалы. Наряду с главными стеклообразующими для варки хрустальных стекол и хрусталя применяют оксид свинца PbO (от 10% в малосвинцовом стекле до 80% в свинцовом хрустале по массе), который вводят в стекло в виде свинцового сурика Pb3O4 (тяжелый порошок светло-красного цвета) или реже свинцового глета PbO (тяжелый порошок темно-желтого цвета). Оксид свинца также применяют для получения ювелирных стекол, силикатных обжиговых красок и эмалей для стекла и керамики [12]. Некоторое количество соединений свинца в виде примесей основных сырьевых материалов.
Варка стекла осуществляется при температурах около 1400-1450оС, осветление и гомогенизация - при 1500о, остудка - при 1200о. При этих температурах происходит интенсивное выделение компонентов шихты, поступающих с отходящими газами в атмосферных воздух.
На основании результатов экспериментальных исследований и оценки материального баланса свинца в производстве можно заключить, что потери свинцовых соединений при варке в газопламенных печах составляет 8-10%, а при варке в электрических печах с ручной выработкой и газоотапливаемыми выработочными бассейнами - 2-5,7%, для электрических печей с электрообогреваемыми выработочными устройствами с индивидуальными наборными ячейками - 1-2%.
Условно общие потери соединений свинца в производстве свинцовых стекол и хрусталя можно представить в виде нескольких составляющих, отнесенных к нескольким операциям и процессам:
· приготовления шихты в составном цехе,
· транспортировки и загрузки в печь,
· поступления в воздух рабочей зоны свинца через смотровые, наборные окна, загрузочные проемы и др.,
· стекловарения с последующими залипанием на сводах и стенах в полости печи, а также конденсацией и осаждением пылевидных частиц отходящих газов в регенераторах, дымоотводных каналах и трубах,
· выброса в атмосферу,
· выщелачивания из готовых изделий в ходе механической или химической обработки,
· отбраковки (со стеклобоем).
Отметим, что указанные потери вносят вклад соответственно в формирование потоков соединений свинца, поступающих в атмосферный воздух как от организованных (через трубы составных и стекловаренных цехов), так и неорганизованных источников (производственные корпуса и промплощадка в целом). То же можно сказать и о сбросах соединений свинца (в канализацию и с поверхностным стоком с территории предприятия). Не исключена также вероятность поступления некоторой части оксидов свинца с просыпями на полигон в составе твердых отходов предприятия.
Суммируя приведенные данные, следует подчеркнуть, что потери соединений свинца на всех операциях производства свинцовых стекол составляют до 7-12% массовых от общего количества этого элемента, содержащегося в сырьевых материалах. К сожалению, определить выпуск свинцовых стекол в реальных массовых единицах, таких как съем стекломассы, в настоящее время не представляется возможным. Некоторое представление о географии рассеяния соединений свинца от стекольной промышленности дает Бизнес карта промышленности, опубликованная в 1996 году [13] . Предприятия, выпускающие свинцовые стекла и хрусталь, рассеяны по территории европейской части России, а также расположены в Уральском, Волжском и Кавказском регионах. Западную часть Владимирской области, в прошлом ориентированную почти исключительно на выпуск стекольной продукции, а также Московский мегаполис можно рассматривать как зоны риска воздействия соединений свинца, выбрасываемых предприятиями отрасли (прежде всего, в атмосферный воздух).
Очевидно, и при сегодняшнем спаде производства (выпуск продукции на большинстве предприятий составляет 15-20% от объемов, достигнутых в 1992 году) ежегодный выброс соединений свинца в атмосферу от единичного завода составляет до десяти-пятнадцати тысяч килограммов свинца. Можно предположить, что потери соединений свинца с выбросами от стекольных предприятий в целом по России близки к величинам порядка нескольких десятков - сотен тонн. Таким образом, реальный, но не учитываемый государственной статистикой) вклад стекольной промышленности в загрязнение атмосферного воздуха свинцом превышает декларированное влияние таких отраслей, как черная металлургия и оборонная промышленность.