По прогнозам, к 2020 г. численность населения Земли достигнет почти 8 млрд. человек (прирост в 1,5 раза по сравнению с последней декадой прошлого столетия), что потребует соответствующего увеличения производства продуктов питания, в первую очередь, пищевого и фуражного зерна. Следовательно, торговля продуктами питания была, есть и будет оставаться глобальной проблемой, в разрешение которой уже давно втянуты большинство стран, начиная с Латинской Америки и до их антиподов — стран Азии, в первую очередь, Китая и Индии. В последние годы к этому процессу активно подключилась Украина, ставшая на путь становления самостоятельного государства. Этот процесс сопровождается структурной перестройкой экономических связей. Изменяются характер и направление морских грузопотоков. Увеличиваются экспортно—импортные операции с новыми партнерами, в основном — с развитыми странами Европы, Азии и Америки. Возникает потребность в экспортировании товаров, которые имеют устойчивый спрос на мировом рынке.
В первое десятилетие XX века зерно экспортировалось через тринадцать украинских портов, крупнейшими из которых были Николаевский, Одесский и Херсонский. Так, ежегодно через Николаевский порт вывозилось более 1250 тыс. т зерна. В порту действовал крупнейший элеватор, емкостью 24 тыс. т, введенный в эксплуатацию еще в 1883 году. Ежесуточно в порт подавалось 400 грузовых вагонов. К внешней торговле хлебными грузами были причастны также многие коммерческие банки. Наибольшим экспортным оборотом отличались Международный коммерческий и Русско— Азиатский банки. В 1910 году они учредили Международное общество погрузочных средств и складских помещений, развернувшее широкую экспортную торговлю со странами Южной Европы.
Зерно и в настоящее время остается одним из конкурентоспособных товаров Украины на мировом рынке. Спрос на украинское зерно достаточно высок в странах Кавказа и Закавказья, в Иране, Турции, России, Белоруссии, Прибалтийских государствах, Польше.
Построенные в советское время портовые элеваторы, рассчитанные на отгрузку зерновых судами, как правило, дедвейтом до 10 тыс. т, применяют устаревшие технологии перевалки зерна с высокой материало- и энергоемкостью, что влияет на стоимость и скорость обработки грузов в портах. Поэтому эти предприятия фактически не удовлетворяют структурированный спрос на внутреннем рынке и не обладают достаточным экспортным потенциалом.
Все это привело в последние годы к строительству и вводу в эксплуатацию практически во всех украинских портах, специализированных перегрузочных комплексов зерновых грузов. Их основные функции:
— обеспечение возможности приема зерновых грузов насыпью с железной дороги, автотранспорта и воды (реки или моря);
— кратковременное хранение зерна в крытых складах различного типа;
— отгрузка зерна на суда, а в отдельных случаях также в железнодорожные вагоны и автотранспорт.
Типовая схема специализированного перегрузочного комплекса для зерна представлена на рисунке 1.(Технологическая схема).
В общем случае такой комплекс включает в себя следующие основные и вспомогательные объекты и оборудование:
— специализированный крытый склад для хранения зерна, как правило, силосного типа (С1-С10);
— станцию разгрузки вагонов (СРВ), обеспечивающую одновременную разгрузку заданного числа вагонов — хопперов;
— станцию разгрузки автомобилей (СРА), с приемными бункерами для разгрузки бортовых машин;
— систему конвейерных линий и ковшевых элеваторов (норий), обеспечивающих загрузку и разгрузку склада, взвешивание и транспортировку зерна по заданным маршрутам (КС, КЛ, Н);
— конвейерные галереи и пересыпные станции;
— подготовительное отделение, в котором при необходимости производится скальперация (очистка) и сушка зерна до нормативных значений;
специализированные судопогрузочные машины, обеспечивающие загрузку трюмов расчетных типов судов (СПМ);
— портальные краны, работающие в грейферном режиме, обеспечивающие, в случае необходимости, разгрузку зерна из речных судов, а также погрузку его в железнодорожные вагоны-хоппера.
Номенклатура перегружаемых в настоящее время в украинских портах зерновых грузов весьма разнообразна. В морской практике при перевозке зерновые культуры принято подразделять на три основные группы: злаки (хлебные — пшеница, рожь, овес, ячмень и просовидные — просо, кукуруза, сорго, рис), бобовые (горох, фасоль, соя, арахис) и масляничные (подсолнечник, лен, конопля). Наряду со многими общими свойствами каждая группа имеет свои определенные. Учет этих свойств весьма важен при выборе технологии перегрузки и проектировании перегрузочных комплексов.
В технологическом процессе перегрузки грузов, являющимся в порту основным производственным процессом, участвуют три взаимосвязанных составляющих: транспортные средства, перегрузочное оборудование и непосредственно сам груз. Каждая из составляющих, взаимодействуя с окружающей средой, ощущает не только на себе ее воздействие, но и сама оказывает на нее определенное влияние.
Анализ данных о выбросах в процессе производственной деятельности портов, выполненный различными организациями, показывает, что основное вредное воздействие на окружающую среду при перегрузке насыпных грузов, как правило, оказывает третья составляющая, то есть сам перегружаемый груз. Это объясняется тем, что груз подвергается воздействию воздушных потоков, вызывающих интенсивный выброс твердых частичек груза — пыли (фракций от 0 до 10 мкм), которые распространяются далеко за пределы района работ, а часто и за пределы территории порта. При этом загрязняется атмосферный воздух, а при последующем оседании пыли — и прилегающая акватория.
На универсальных перегрузочных комплексах с крановой схемой механизации наиболее интенсивное пыление при перегрузке насыпных грузов происходит в процессе зачерпывания и раскрытия грейфера, а также в процессе переноса из-за просыпей груза, вызванных неплотностью закрытия грейфера и наличием груза на элементах его конструкции. Особенно высокая запыленность отмечается в процессе перегрузки грейферными кранами таких грузов, как тапиока, шрот, зерно. В частности, обследования ряда морских портов показали, что значительные превышения значений предельно-допустимых концентраций (ПДК) отмечаются в радиусе 10 м от места перегрузки грейфером и кратность этих превышений для отдельных грузов составляет: пшеница — от40 до 1000 раз; кукуруза — от 4 до 750 раз; соя — от 3 до 100 раз.
При перегрузке зерновых грузов пневмоустановками (ПУ) замеры запыленности атмосферного воздуха, проводившиеся в 1980-1990-е годы, дали следующие результаты:
— разгрузка пшеницы из теплохода типа «Герои Панфиловцы» ПУ типа «Нойеро», работающими в смешанном режиме (всасывание — нагнетание) на выходе из циклона— разгрузителя концентрация пыли - 12183 мг/м3; на крышке бункера, где установлены циклоны-разгрузители — от 543 до 3973 мг/м3; в месте выхода зерна из бункера (в районе расположения за грузочных люков железнодорожных вагонов) — от 700 до 2613 мг/м3. Даже в трюме судна, из которого разгружалось зерно, отмечена запыленность до 75 мг/м3;
— разгрузка кукурузы по той же технологической схеме, в аналогичном режиме работы машины, максимальная запыленность отмечена в районе выброса из циклона — 4709 мг/м3. При этом, даже на расстоянии 100 м от циклона-разгрузителя концентрация пыли в атмосферном воздухе превышала допустимые значения в 6-7 раз.
Интенсивным источником пыления при перегрузке пневмоустановками является трюм загружаемого судна. Так, при перегрузке на рейде зерновых грузов плавучим пневмоперегружателем выбросы пыли из трюма загружаемого судна создают концентрации в атмосферном воздухе, в десятки раз превышающие нормативные значения.
Большое влияние на дисперсный состав пыли оказывает способ перегрузки. В процессе перегрузки зерна по крановой схеме основное количество пыли образуется вследствие того, что частицы пыли, ранее содержавшиеся в зерновой массе, переводятся во взвешенное состояние. Структура частиц пыли и конгломератов при таком способе перегрузки нарушается очень мало.
В процессе работы пневмоустановки при движении груза по материалопроводу происходит интенсивное истирание и перемешивание материала, приводящее к его разрушению. Например, у зерновой массы, истирание зерен, крупных растительных остатков, шелухи и пылевых конгломератов приводит к образованию значительного количества новых пылевых частиц.
Практика борьбы с пылью в различных отраслях промышленности и на транспорте, в том числе в портах, перегружающих насыпные грузы, в частности, зерно, свидетельствует о том, что наибольшая эффективность пылеподавления достигается в том случае, когда удается в наибольшей степени учесть физико-химические свойства грузов и их пылей.
В целом комплекс мер, направленных на уменьшение выбросов пыли, включает в себя планировочные, технические, технологические и организационные мероприятия.
К планировочным мероприятиям в общем случае относят: взаиморасположение перегрузочного комплекса и порта в целом по отношению к жилым массивам с учетом господствующих направлений ветра; наличие или создание естественных природных заслонов между портом и жилыми районами; устройство санитарно-защитной зоны (СЗЗ). Как правило, взаиморасположение портов и жилых массивов городов складывалось исторически в процессе их строительства, происходивших порой более полутора—двух столетий назад, поэтому реализация планировочных мероприятий затруднена.
Основным технологическим мероприятием по уменьшению выбросов в атмосферу на комплексах для перегрузки зерна является применение технологии погрузочно-разгрузочных и складских работ, основанной на машинах непрерывного транспорта. Хранение груза в крытых складах различного типа и внутриобъектовая транспортировка зерна конвейерами значительно уменьшает валовые выбросы пыли.
К техническим мероприятиям по сокращению выбросов пыли в атмосферу следует отнести решения по пылеулавливанию на организованных источниках за счет применения специальных герметичных укрытий и пылеочистных устройств. При загрузке трюмов и других транспортных средств в последние годы широко используются специальные технические средства, снижающие скорость падения зерна, в виде пылегасящих насадок, герметичных желобов, спускных устройств и т. п.
Комплексное применение мероприятий по всем указанным направлениям позволяет предельно снизить негативное воздействие технологического процесса перегрузки зерна на окружающую среду, нолем не менее, остаточные воздействия все же сохраняются.
Величина остаточного воздействия зависит от нескольких обстоятельств. В первую очередь, от качества проектирования; во-вторую — от качества эксплуатации.
Не секрет, что часто, выполняя технико-экономические обоснования по новым объектам строительства в системе «экономика—экология», проектировщики под давлением заказчика отдают предпочтение малозатратным, с короткими сроками строительства решениям. При этом экологические аспекты строительства и эксплуатации проектируемых объектов отодвигаются на второй план.
В диаграмме представлена составленная по проектным материалам диаграмма, наглядно иллюстрирующая величины удельных выбросов пыли различных зерновых грузов на перегрузочных комплексах в ряде украинских портов. Различия в удельных выбросах на отдельных комплексах
объясняются тем, что в отдельных случаях в силу вышеупомянутых причин в проект закладывались гибкие технологические схемы с передвижными конвейерами, у которых места пересыпки не оборудованы устройствами пылеулавливания и номенклатурой самих перегружаемых грузов.
При этом необходимо отметить, что сами удельные выбросы в процедуре выполнения оценки воздействия проектируемого объекта на окружающую среду являются далеко не единственным, но весьма важным экологическим показателем. Однако следует ожидать, что в связи со стремлением Украины к вступлению в европейское сообщество именно этому показателю будет придаваться все большее значение, поскольку европейский подход к оценке технологического и экологического совершенства производства основывается на сравнении величины этого показателя на отдельных технологических операциях.
График: Перегрузочные комплексы: 1-Керченский МТП; 2- Измаильский МТП; 3-Николаевский речпорт; 4-Ильичевский рыбный порт; 5-Херсонский МТП; б-Одесский МТП (29-й причал); 7-Ильичевский МТП (I и II очереди)
