ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ ЗАО «ГЖЕЛЬСКИЙ ФАРФОРОВЫЙ ЗАВОД» НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

На сегодняшний день многие предприятия по производству фарфоровых изделий не обладают системой менеджмента качества, и, соответственно, не отвечают современным требованиям природоохранного законодательства. Но, не смотря на то, что данный вид деятельности не является особо опасным для окружающей среды, существуют определенные требования к режиму строительства, эксплуатации и ликвидации подобных сооружений. Требования обусловлены необходимостью предотвращения причинения вреда окружающей среде на каждом из этапов по производству и росписи фарфоровых изделий. Следует также отметить, что предприятия такого рода сложно отнести к какому-либо классу опасности. Отдельной категорией в СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03. «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» данный вид производства не выделен [4]. На основании вышеперечисленного целесообразным и актуальным является изучение вреда, причиняемого окружающей среде в процессе функционирования предприятий, изготавливающих фарфоровые изделия.

Поэтому целью исследовательской работы является изучение производственных циклов на предприятии, занимающимся изготовлением фарфоровых изделий, и возможного воздействия на окружающую среду на каждом из производственных этапов.

Предприятие ЗАО «Гжельский фарфоровый завод» расположено в Раменском районе Московской области, на 35 километре Егорьевского шоссе. В режиме производства фарфоровых изделий с последующей росписью кобальтом завод функционирует с 2003 года.

На рис. 1 указаны приблизительные границы предприятия ЗАО «Гжельский фарфоровый завод». Как было указано ранее, определение класса опасности данного производства является спорным вопросом. Согласно СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03 минимальным размером СЗЗ является размер, устанавливаемый для предприятий V класса опасности [2], которые практически не приводят к каким-либо нарушениям экосистем, и равный 50-и метрам [4]. Если считать, что фарфоровый завод относится к предприятиям пятого класса опасности, то его санитарно-защитная зона будет составлять 50 метров. Как видно на рис. 1, расстояние от границы предприятия до жилого здания составляет 36, 4 метров, что говорит о нарушении минимальных требований, предъявляемых природоохранным законодательством к промышленным производственным объектам.

В процессе производства и росписи фарфоровых изделий выделяют следующие технологические этапы [3, c. 95]:

1. Изготовление гипсовой формы
2. Изготовление шликера – мягкой массы, состоящей из каолина, кварца и полевого шпата
3. Заполнение гипсовой формы шликером
4. Сушка и шлифовка
5. Предварительный обжиг при температуре 900° С
6. Подготовка и использование фуксинового раствора
7. Роспись изделий смесью на основе оксида кобальта
8. Глазурование
9. Обжиг при температуре 1400° С

На каждом из этапов существуют определенные риски и механизмы воздействия на окружающую среду.

1. Изготовление гипсовой формы - начальный этап производства фарфоровых изделий. На этом этапе, помимо непосредственного изготовления формы, происходит предварительная подготовка материала. Таким материалом является гипс – порошкообразное вяжущее вещество. Данный материал поступает на предприятие, как правило, в насыпном или упакованном виде и хранится на складе [3, с. 96, 97]. При работе с данным веществом следует учитывать, что входящие в его состав фракции являются мелкодисперсными. Данное обстоятельство не позволяет работать с материалом на открытом воздухе, т.к. велика вероятность распространения гипсовых частиц на многие километры. Кроме того, исключив работу с гипсом на открытом воздухе, нельзя полностью исключить его распространение на прилегающие территории и поступление в водные объекты, чему способствует транспортировка, обработка, утилизация материала. Распространение гипса оказывает негативное влияние в большей степени на почву, изменяя ее кислотно-щелочной баланс, а также на растительный покров, закупоривая поры и нарушая тем самым растительный и, в целом, экологический метаболизм.
2. На этапе изготовления шликера – кашеобразной мягкой фарфоровой массы, состоящей из каолина, полевого шпата и кварца - глинистые материалы при необходимости предварительно измельчают. Каменистые компоненты массы подвергают дроблению и тонкому помолу. Полученный шликер процеживают, подвергают магнитной сепарации и хранят при перемешивании в расходных бассейнах [3, с. 99]. Основное влияние на окружающую среду на данной стадии производства может оказывать распространение сырьевых материалов на прилегающие территории, сказывающееся негативно на качестве почв. Подобное распространение возможно в случае грубого нарушения техники безопасности. Кроме того, нельзя не отметить, что каолины и полевые шпаты могут содержать в своем составе примеси. Например, последние нередко являются источником получения рубидия, а также, содержат алюминий. Данные вещества, как и любые другие, в концентрациях, превышающих ПДК, способны вызывать массовую заболеваемость населения, а также загрязнение окружающей среды и ухудшение качеств геосфер.
3. Для выявления микротрещин и дефектов изделий используют фуксиновый раствор [3, с. 95]. Его изготавливают на основе спирта, т.к. фуксин C₂₀H₂₀N₃Cl плохо растворяется в воде. Данное вещество является ядовитым и канцерогенным, следовательно, даже малые концентрации фуксина способны вызвать необратимые изменения в окружающей среде, отравить почву и водные экосистемы.
4. Роспись изделий выполняется смесью на основе оксида кобальта. Данный металл имеет атомную массу 58,93 г/моль, что позволяет отнести его к группе тяжелых металлов. Отличительным свойством кобальта является способность к растворению водорода без образования соединений. Кроме того, оксид кобальта при взаимодействии с водородом восстанавливается, что особенно опасно для окружающей среды. Это обусловлено высвобождением из связанного состояния и дальнейшей миграцией кобальта в кислой среде с последующим поступлением в пищевые цепи. Металл является токсичным. ПДК данного элемента в воздухе 0,5 мг/м³, в питьевой воде – 0,01 мг/л [1].
5. Глазурование осуществляется при полном погружении изделия в глазурь, химический состав которой зависит от температуры обжига [3, с. 100]. Для массы, составляющей тугоплавкую глазурь, характерно наличие кремнезема, глинозема, кварца, каолина, глины, доломита, мрамора. В состав легкоплавкой глазури входят щелочные и щелочноземельные окислы, борный ангидрид, кварц, полевой шпат, карбонат стронция, магнезит и доломит. Концентрации данных веществ в окружающей среде также не должны превышать установленные нормы.
6. Производство фарфоровых изделий подразумевает два вида обжига. Первый – утельный - осуществляется при температуре 900-1100 °С. По мере повышения температуры из материала испаряется остаточная и гигроскопическая влага, выгорают органические примеси, содержащиеся в минеральном сырье. Второй – политой – имеет такое назначение, как спекание керамики до плотного состояния, а также расплавление и растекание расплава глазури по поверхности изделия. Температура политого обжига твердого фарфора составляет 1360 °C — 1430 °C. На стадии обжига в окружающую среду, в частности в атмосферу, поступают соединения, входящие в состав всех смесей, используемых в производстве фарфоровых изделий [3, с. 100].

Подводя итоги, следует отметить, что на подобных предприятиях, должны использоваться те виды сырья, которые позволят уменьшить температуру обжига и сокращение его цикла; должна быть налажена система утилизации тепла отходящих газов; необходимо также заменить гипсовые формы пластмассовыми с целью сокращения твердых отходов, установить системы пылеулавливания, системы сбора отходов глазури; важным также является внедрение замкнутого цикла водооборота. Данные меры необходимы для снижения степени воздействия на окружающую среду.

Список литературы:

1. Википедия: кобальт [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кобальт (дата обращения 07.04.2016)
2. ГОСТ 12.1.007 – 76 «Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности»
3. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям: производство керамических изделий. ИТС 4-2015. М.: Бюро НДТ, 2015. – 222 с.
4. СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03. «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»
5. Яндекс.Карты [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://yandex.ru/maps/?ll=38.451130%2C55.598918&z=16&l=sat%2Cskl (дата обращения 06.04.2016)