Воздействие промышленного производства на природу. Ресурсосберегающая технология. Материальный баланс производства

За 4 млрд. лет существования Земли пришли в равновесие происходящие в природе процессы. Установился кругооборот основных элементов органического мира (С, О, Н, N) и многих других. На высоте 20 - 25 км сформировался озоновый слой, защищающий биологический мир от ультрафиолетового излучения. Однако появление человека и его жизнедеятельность внесли дисбаланс в установившееся термодинамическое равновесие. Нарушение равновесия связано прежде всего с ростом численности населения планеты в XX веке с 1, 5 до 5 млрд. человек. Кроме того, каждые 15 лет происходит удвоение объемов производства. Растет номенклатура используемых элементов. Если в 1869 г. было известно 62 элемента, из которых использовали лишь 35, то в 1985 г. число открытых элементов выросло до 104, из них находят применение уже 90.

В настоящее время объем производства определяется получением различных металлов (примерно 800 млрд. тонн в год), добычей полезных ископаемых (примерно 100 млрд. тонн), производством синтетических материалов (около 60 млрд. тонн). На поля ежегодно вывозится до 500 тыс. тонн химических удобрений, из них 40 тыс. тонн - вредных для здоровья человека, а 12 тыс. тонн - ядовитых. Кроме того, в мире производится большое количество энергии, которое удваивается каждые 12 лет. Это приводит к тепловыделению порядка 10¹³ Вт (для сравнения: излучение Солнца составляет 10¹⁷ Вт). Большое тепловыделение, наряду с выбросом в атмосферу около 12 млрд. тонн двуокиси углерода влияет на климат Земли и приводит к появлению так называемого парникового эффекта. Последнее грозит таянием гренландских ледников и затоплением земной поверхности.

Использование атомной энергии связано с опасностью радиоактивного заражения в результате различных аварий, подобных чернобыльской. При этом обостряется проблема захоронения радиоактивных отходов.

В результате жизнедеятельности человека ежегодно в атмосферу выбрасывается:

- 250 млн. тонн пыли (по данным Орского горно-обогатительного комбината);

- 200 млн. тонн окиси углерода;

- 50 млн. тонн оксидов азота;

- 50 млн. тонн различных углеводородов.

Из-за выброса фреона реальна возможность нарушения озонового слоя, что может привести к массовой гибели организмов под действием жесткого ультрафиолета. Большое количество выбросов возвращается на Землю вместе с осадками в виде так называемых «кислотных дождей», загрязняющих водоемы.

Большое значение в жизни человека имеет вода. Около 13 % речных вод потребляет человек. Однако в результате его жизнедеятельности в водоемы сбрасывается 700 млрд. м³ сточных вод, загрязненных ядовитыми веществами (тяжелыми металлами, кислотами и органическими соединениями). Кроме того, в воды ежегодно сбрасывается 17 млрд. т твердых отходов, которые уносятся в моря и океаны. Водоемы пересыхают, засоряются и засоляются (Аральское море, Азовское море, Байкал, залив Кара-Богаз-Гол).

Серьезной проблемой является низкий коэффициент использования природного сырья. Так, при производстве металла 2/3 добытого сырья уходит в отходы. Причем даже из произведенной стали 25 % также уходит в отходы.

В ухудшение экологии свою лепту вносит и производство материалов электронной техники. Используемые вредные вещества As, P, Hg, Pb, Cd, Te и их соединения, HCl и другие кислоты, органические растворители, к сожалению, нередко попадают в среду обитания человека.

Крайне неблагополучное состояние природопользования диктует необходимость уделять этому вопросу больше внимания в жизнедеятельности человека. В различных странах разработаны соответствующие законодательные документы, регулирующие хозяйственную деятельность человека, создан общественный контроль (например, движение «зеленых»).

В России существует Комитет по охране природы, в задачу которого входит контроль за действующим производством, апробация внедряемых новых производств. Составляется экологический паспорт производства (газовые, жидкие и твердые отходы, их количество и состав). За выбросы вредных веществ предприятие обязано платить значительные суммы.

При создании предприятия составляется его экологическая карта или паспорт, в котором указываются:

1) общие сведения о предприятии;

2) природно-климатическая характеристика района расположения предприятия;

3) цеха и производственные объекты, которые производят выбросы запрещенных веществ, объемы продукции, технологические схемы с указанием видов и количеств отходов, материального баланса;

4) использование земельных ресурсов, здания, проезды и склады;

5) расход сырья и вспомогательных материалов по видам продукции;

6) расход энергоресурсов по видам продукции;

7) характеристика выбросов в атмосферу, методы их улавливания и утилизации;

8) характеристика водопотребления, водоснабжения и очистки сточных вод на предприятии;

9) характеристика твердых отходов, образующихся на предприятии;

10) характеристика полигонов и накопителей, предназначенных для захоронения (складирования) отходов;

11) рекультивация земель;

12) транспортируемая продукция;

13) плата за выбросы.

Инженерные методы защиты окружающей среды в целом могут быть проиллюстрированы схемой, в которой представлены все основные способы очистки отходов производства от опасных и вредных веществ (рис. 1.2.)

Рис.1.2. Схема обезвреживания и переработки промышленных отходов