
- •Общие закономерности производственных процессов
- •Экологически чистые производства
- •Источники воздействия на окружающую среду
- •Охрана атмосферного воздуха на предприятиях
- •Рациональное использование и охрана от загрязнения воды на предприятиях
- •Твердые отходы производства
- •Производственный экологический контроль
- •Территориально-производственные комплексы
- •Промышленные экосистемы и эколого-промышленные парки
- •Процессы и аппараты защиты природной среды
- •2.1. Методики расчета аппаратов очистки газовых выбросов
- •Расчет циклона
- •2.1.2. Расчет аппаратов мокрой очистки газов от пыли
- •Расчет пенного пылеулавливателя
- •Расчет скруббера Вентури
- •2.2. Методики расчета аппаратов очистки сточных вод
- •Расчет отстойника
- •Расчет фильтров для суспензий
- •Об .. Г' ’ г)ф.УдЛп
- •Расчет выпарного аппарата
- •Определение и расчет температур и давлений. Соотношение температур:
- •Температуру вторичного пара в сепараторе определяем по формуле (40):
- •Количество выпариваемой воды рассчитываем по формуле (31):
- •Методика расчета теплообменных аппаратов
- •Определяем коэффициент теплоотдачи нитрозных газов ocj.
- •Контрольные вопросы
- •Мониторинг как многоцелевая информационная система
- •Организация системы мониторинга окружающей природной среды в России
- •Единая государственная система экологического мониторинга
- •3.2.2. Государственная служба наблюдения за состоянием природной среды
- •Общие сведения о методах наблюдений
- •Контактные методы наблюдений
- •Дистанционные методы наблюдений
- •Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха
- •Организация сети наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха
- •3.4.2. Выбор места контроля загрязнения и его источника
- •Отбор проб воздуха
- •Стабилизация и хранение проб воздуха
- •Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на стационарных постах
- •Проведение наблюдений за загрязнением атмосферы на маршрутных постах
- •Проведение наблюдений за загрязнением
- •Наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха автотранспортом
- •Наблюдения за радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха
- •Наблюдения за фоновым состоянием атмосферы
- •Обобщение результатов наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы
- •Наблюдения за загрязнением природных вод
- •Формирование сети пунктов контроля качества поверхностных вод
- •Параметры, определение которых предусмотрено обязательной программой наблюдений
- •Отбор проб донных отложений
- •Наблюдения за загрязнением морских вод
- •Параметры, определение которых предусмотрено обязательной (полной) программой наблюдений
- •Наблюдения за качеством природных вод с помощью комплексных лабораторий
- •Стабилизация и хранение проб воды
- •Наблюдения за радиоактивным загрязнением природных вод
- •Обобщение результатов наблюдений за загрязнением природных вод
- •Наблюдения за загрязнением почв
- •Обобщенная программа мониторинга загрязнения почв
- •Отбор, стабилизация и хранение проб почвы
- •3.6.3. Контроль загрязнения почв пестицидами
- •Контроль радиоактивного загрязнения почв
- •3.6.6. Обобщение результатов наблюдений за загрязнением почв
- •Оценка состояния загрязнения окружающей среды
- •Критерии качества окружающей среды
- •Оценка загрязнения атмосферного воздуха
- •Оценка загрязнения почв
- •Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю
- •Оценка пространственных масштабов загрязнения
- •Основы прогнозирования загрязнения окружающей природной среды
- •Основные виды прогнозов и методы прогнозирования
- •Прогноз загрязнения атмосферы
- •Прогноз загрязнения водных ресурсов
- •Контрольные вопросы
- •0 Каковы структура и задачи Единой государственной системы экологического мониторинга?
- •Ф Как прогнозируют качество поверхностных вод?Глава 4 приборы измерения и контроля загрязняющих веществ
- •Приборы 1-го уровня Устройство для экспресс-определения токсичности воды «Биотоке»
- •Нитратомер эбик
- •Анализатор почвы «ап-Дельта»
- •Дозиметр «Белла»
- •Приборы 2-го уровня
- •Фотоэлектроколориметр фэк-56 м
- •Нефелометр нфм
- •Флуориметр эф-зма
- •Рефрактометр ирф-22
- •Цифровой малогабаритный преобразователь потенциалов электродных систем «Экотест-101»
- •Цифровой ионометрический преобразователь «Экотест-110»
- •Полярограф универсальный пу-1
- •Жидкостный хроматограф
- •Дозиметр «анри-Сосна 01-02»
- •Универсальные учебные комплекты средств экологического контроля (ки-28014; ки-28066)
- •Газоанализатор гиам-21
- •Приборы 3-го уровня
- •Приложение 1 Предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих атмосферу
- •Требования к питьевой воде по гост 2874—82
- •Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве
- •Форма титульного листа таблицы тза-1
- •Приложение 4 Источники загрязнения атмосферного воздуха
- •127422, Москва, ул. Тимирязевская, д. 38/25.
- •600000, Г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7.
- •Т Издательство .Ф. Гурова, л.В. Назаренко
А.Н. Голицын
ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Учебник
Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов учреждений среднего профессионального
образования
Издано при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям в рамках Федеральной целевой программы «Культура России»
Москва
ОНИКС
2007УДК 504 ББК 2018 Г60
Рецензент:
чл.-корр. Российской экологической академии, директор-координатор общественного движения «Здоровый город, здоровье москвичей» профессор В.И Хомич
Голицин А.Н.
Г60 Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды: Учебник / А.Н. Голицын. — М.: Издательство Оникс, 2007. — 336 с.: ил.
ISBN 978-5-488-00994-3
Учебник соответствует примерным программам Государственного образовательного стандарта нового поколения по специальности 3201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и по другим специализациям. В дополнение к программному материалу приведены очень важные в практической работе специалистов-экологов справочные сведения и нормативы: предельно допустимые концентрации веществ, загрязняющих атмосферу, и химических веществ в почве; источники загрязнения атмосферного воздуха; требования к питьевой воде; данные о влиянии качества воды, состояния почвы и шумовых воздействий на организм человека, а также формы ведения экологической отчетности на производстве. Впервые в учебной литературе описаны методики расчета аппаратов защиты природной среды.
Для студентов учреждений среднего профессионального образования и непрофильных вузов, для учащихся старших классов с экологическим уклоном и всех тех, кто интересуется современными проблемами охраны окружающей среды.
УДК 504 ББК 2018
©
ISBN 978-5-488-00994-3
Голицын А.Н., 2007 © ООО «Издательство Оникс», 2007ОГЛАВЛЕНИЕПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ 2
Учебник 2
ю 5
1.1. Общие закономерности производственных процессов 13
1.2. Экологически чистые производства 17
*6=/' К ■ Кэ • Ка, 19
1.3. Источники воздействия на окружающую среду 22
1.4. Охрана атмосферного воздуха на предприятиях 35
г■ г- с„ 35
1.5. Рациональное использование и охрана от загрязнения воды на предприятиях 50
s ~ ял ~6’67 м ■ 3
=°,004^ 1
«■ - ,-м'10'2 Д® ’ 6
МЧ) 6
Ы?) 6
В, = К, • н. 116
ПРЕДИСЛОВИЕ
«Промышленная экология» и «Мониторинг загрязнения природной среды» — главные учебные дисциплины в подготовке специалистов-экологов в учреждениях среднего экологического образования; наряду с курсом «Экологическая экспертиза» они включены в Государственный выпускной экзамен по специальности 3201 «Охрана окружающей среды и рациональное природопользование».
Настоящий учебник соответствует примерным программам Государственного образовательного стандарта по специальности 3201 нового поколения (2004 г.). Эти программы претерпели значительные изменения и по общему количеству учебных часов (а следовательно, по объему учебного материала), и по содержанию, и по современному подходу к изучению экологии, и по описанию новых экологических приборов. Впервые в учебник включен раздел «Процессы и аппараты защиты природной среды», в котором описаны методики расчета аппаратов. Это не только дополнит и углубит изучение промышленной экологии, но и повысит уровень практической подготовки специалистов-экологов среднего звена: темами их дипломных работ могут быть разработка и расчет тех или иных эффективных очистных сооружений.
Учебник состоит из четырех глав («Промышленная экология», «Процессы и аппараты защиты окружающей среды», «Мониторинг загрязнения природной среды», «Приборы измерения и контроля загрязняющих веществ») и Приложений.
Глава 2 «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» дополняет главу 1 «Промышленная экология»; глава 4 «Приборы измерения и контроля загрязняющих веществ» является практическим руководством к главе 3: без знания экологических приборов невозможно проведение мониторинга загрязнения природной среды. В Приложениях приведен практический материал, необходимый в работе специалистов-экологов (ПДК загрязняющих веществ, формы экологической отчетности, промышленные источники выброса вредных веществ и т. п.).
Спецификой подготовки специалистов среднего звена является постановка акцента на практическом применении знаний, что учтено автором при работе над учебником. В дальнейшем было бы целесообразным для каждой из дисциплин разработать лабораторные практикумы, так как ввиду ограниченного объема учебника нет возможности привести подробные рекомендации по проведению производственной практики, лабораторных работ и практических занятий.
При разработке учебника был обобщен многолетний опьгг преподавания автором экологических дисциплин в учебных заведениях среднего экологического образования.
При написании главы 1 использованы материалы профессора РХТУ им. Д.И. Менделеева В.А. Зайцева (по согласованию с ним) и несколько схем из наглядного пособия Д. Квасничковой и В. Камины; глава 2 написана при участии Н.С. Кухарь; при написании главы 4 автор использовал ряд наработок Е.А. Мухиной.
Автор глубоко благодарен В.А. Зайцеву, А.И. Радионову, Д. Квасничковой, И.И. Мазуру, Н.С. Кухарь, В.Д. Валовой, А.А. Бэккеру, Т.В. Акаеву, В.В. Тарасову, Н.Е. Кручи- ниной, Е.А. Мухиной, А.Г. Муравьеву, В.Н. Денисову.
В создании учебника неоценимую помощь автору оказали академики |Н.Н. Моисеев) и А.Г. Назаров; разработчики утвержденных примерных программ Государственного образовательного стандарта по специальности 3201 Г.М. Яровая, Е.С. Андреева, Е.Р. Егорова, Н.Т. Голови-
на. Автор выражает признательность 1Е.И. Николаевой
А.В. Николаеву, М.Н. Бурлаковой и Т.Я. Голицыной — за помощь в подготовке рукописи.
Автор с благодарностью примет пожелания и замечания в адрес настоящего учебника.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время экологическую ситуацию в мире и в России можно оценить как неблагоприятную. По образному выражению академика Н.Н. Моисеева, колебания экологического маятника, закрепленного уже не сверху, а снизу, становятся невозвратными, неустойчивыми. Если маятник закреплен сверху, то после воздействия на него он возвращается в спокойное вертикальное состояние. Если же маятник закреплен снизу, после толчка он может отклониться настолько, что в вертикальное состояние уже не сможет вернуться; ему нужны подпорки. По мнению
Н.Н. Моисеева, одна подпорка уже есть — это общечеловеческие табу (законы и запреты, в том числе религиозные). Вторую подпорку — экологическую — человечеству еще необходимо создать. Ею может стать всемирный запрет: «Не навреди природе, в которой живешь!» Только в этом случае человечество может жить в условиях устойчивого равновесия.
Буквально за одно прошлое столетие перед человечеством возник ряд мировых проблем, вызванных техническим прогрессом. Наиболее значительные из них:
парниковый эффект. Вызван колоссальным выбросом в атмосферу промышленными предприятиями и транспортом трехатомных газов (главным образом двуокиси углерода) и пыли. Землю окутывает «одеяло» из газов, лучи Солнца не переизлучаются от Земли в космос, что приводит к потеплению климата и таянию ледников;
озоновые дыры. Расположенный в верхней части атмосферы щит Земли — слой озона — препятствует попаданию на Землю ультрафиолетовых лучей Солнца. Но под воздействием соединений фтора и хлора, а также оксидов азота озоновый слой разрушается, что чревато очень опасными для здоровья человека последствиями, в частности заболеванием раком кожи — меланомой;
кислотные дожди. Их «инициатором» являются кислые газы (оксиды серы, азота и углерода). Такие дожди отрицательно влияют на людей, животных, растительность, в частности приводят к заболеваниям человека, к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, вызывают коррозию металлов;
радиация. Чтобы оценить потенциальную опасность ядерной энергии, достаточно вспомнить Хиросиму и Нагасаки, а также катастрофу на Чернобыльской АЭС;
опустынивание земель и засоление почвы. Выпадающие на Землю вредные вещества, а также загрязненная вода, попадающая в почву, в значительной степени обедняют ее, делают непригодной для возделывания. Промышленная и «дикая» вырубка лесов приводит к образованию пустынь и вырождению целых экологических систем, к гибели различных видов животных и растений.
Все перечисленные беды Земли связаны с ростом промышленного производства и увеличением количества транспортных средств.
Сегодня недостаточно только знать о ноосфере и трофических цепях — надо иметь понятие об очистных сооружениях и уметь их создавать и рассчитывать, как недостаточно родить ребенка — его надо защищать и научить выживанию. Недостаточно вырастить дерево — необходимо вырастить минимум сорок деревьев (вместе со студентами автор посадил на пустырях Москвы около двух тысяч саженцев).
ю
При изучении промышленной экологии необходимо прежде всего обратить внимание студентов на технологические процессы тех отраслей промышленности и транспорта (с точки зрения экологов, промышленность и транспорт неразделимы), которые загрязняют природу в большей степени. Наибольший «вклад» в загрязнение окружающей среды вносят энергетика, металлургия, химическое производство, промышленность строительных материалов, транспорт, особенно в мегаполисах.
Естественно, в рамках одной дисциплины изучить все технологии невозможно, но существуют общие закономерности их экологического совершенствования, о которых должен знать эколог-практик: принципы создания экологически чистых производств, рациональное использование отходов производства, применение водооборотных циклов, наболее эффективные способы захоронения ядовитых отходов, создание территориально-производственных комплексов и т. д.
Специалист-эколог среднего звена должен знать классификацию загрязняющих веществ и их предельно допустимые концентрации (ПДК) с учетом специфики того или иного типа производства; конструкции эффективных аппаратов защиты окружающей среды (отстойников, скрубберов, циклонов и т. п.) и простейшие методы их расчета; порядок проведения экологического контроля на производстве, включая обнаружение с помощью приборов экспресс-анализа неплановых источников вредных выбросов и способы их устранения; он должен уметь составлять экологический паспорт предприятия. Именно техники-экологи на производстве измеряют объем вредных выбросов и ведут экологическую отчетность. Их практический вклад на этом уровне даже более весом, чем вклад инженеров-экологов.
Мониторинг загрязнения природной среды отличается от производственного экологического контроля по масштабу измерений, их регулярности, а также по обобщению полученных данных и прогнозированию экологической ситуации.
В рамках дисциплины «Мониторинг загрязнения природной среды» выпускник учреждения среднего экологического образования должен:
иметь представление об уровнях Единой государственной системы экологического мониторинга в России и глобальной системы мониторинга окружающей среды, о методах прогнозирования экологической ситуации;
знать современные методы контроля окружающей среды; современные требования государственных стандартов к состоянию атмосферы, природных вод и почвы; показатели загрязнения воздуха, воды и почвы и основные критерии для составления перечня загрязняющих веществ, подлежащих контролю; устройство приборов экологического контроля (и владеть навыками работы с ними);
уметь оформлять отчетную экологическую документацию при работе на стационарных и передвижных постах наблюдения.Глава 1
ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ
Цель изучения курса «Промышленная экология» — освоение знаний в области защиты окружающей среды от промышленных выбросов вредных веществ в атмосферу и поверхностные воды, а также от твердых и жидких отходов, загрязняющих почву.
Дисциплина «Промышленная экология» является основой изучения курсов рационального природопользования и охраны окружающей природной среды.
Промышленные выбросы отрицательно влияют на окружающую среду. Снижение их количества и изменение (улучшение) их качества должно обеспечить охрану здоровья населения Земли. Необходимо оперативное вмешательство в процесс загрязнения природы, иначе уже в середине настоящего столетия человечество может оказаться на грани экологической катастрофы.
На рис. 1.1 приведена схема негативного влияния технического прогресса на развитие цивилизации.
I ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ - РОСТ ПОТРЕБЛЕНИЯ - УРБАНИЗАЦИЯ - РОСТ ПОПУЛЯЦИИ |
I АТМОСФЕРА-) | ВОДА | | ПОЧВА | | ЕИОЦЕНОЗЫ~|
ЗАГРЯЗНЕНИЕ
КЛИМАТИЧЕСКИЕ
ИЗМЕНЕНИЯ
НЕХВАТКА ЭРОЗИЯ ВЫМИРАНИЕ
воды видов
СНИЖЕНИЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЕ УРОЖАЙНОСТИ УНИЧТОЖЕНИЕ
экосистем


С
ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА ВЫЖИВАНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
ОКРАЩЕНИЕПЛОЩАДИ НАРУШЕНИЕ
ПАШНИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
РАВНОВЕСИЯ
Рис. 1.1. Влияние технического прогресса на развитие цивилизации
Как уже указывалось выше, основными техногенными проблемами на пороге XXI в. являются:
парниковый эффект (причина — выбросы промышленными предприятиями и транспортом оксидов углерода, азота и серы, а также пыли, золы и сажи);
образование и расширение озоновых дыр в атмосфере Земли (причина — промышленные выбросы фторсодержащих соединений, хлора и оксидов азота);
кислотные дожди (причина — промышленное загрязнение атмосферы оксидами азота, серы и углерода);
радиация (причина — выбросы атомными электростанциями изотопов урана, стронция, йода и других радиоактивных веществ);
опустынивание земель и засоление почвы (причина — отрицательное влияние на окружающую среду кислотных дождей и твердых отходов производства).
АТМОСФЕРА N, — -
ПОЧВА
Рис. 1.2. Круговорот азота и его соединений в природе

Н
БАКТЕРИИ _ , , , А30Т-
Органические остаткит фиксаторы
а рис. 1.2 показан техногенный круговорот вредных веществ в природе на примере соединений азота.
Академик В.И. Вернадский в работе «Химическое строение биосферы Земли и ее окружение» писал: «Ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится. Все эти организмы неразрывно и непрерывно связаны — прежде всего питанием и дыханием — с окружающей их материально-энергетической средой. Вне ее природных условий они существовать не могут». Вода, воздух и земля имеют свойство поглощать и очищать ядовитые выбросы. Однако в настоящее время этому наступил предел.
На рис. 1.3 показана схема взаимосвязи человека с окружающей средбй. Из схемы видно, что в результате взаимодействия человека с воздухом, водой и почвой возникают промышленные и бытовые отходы, которые после очистки и переработки возвращаются в окружающую среду, однако их ценность с точки зрения удовлетворения запросов человека в значительной мере снижается.
Технология включает конкретные технологические системы (ТС). Для окружающей среды наиболее вредо-
Рис.
1.3. Схема взаимодействия человека с
природой:
газообразная
среда; жидкая среда; твердая среда;
взаимосвязь
носными являются следующие ТС: энергетика, транспорт (особенно автомобильный в крупных городах), металлургия, химическое производство, строительная промышленность, сырьевое производство.
К сожалению, на производство необходимой для человека продукции затрачивается только 2% сырья, все остальное превращается в отходы; некоторые из них токсичны (опасны для здоровья). На каждого жителя развитых стран приходится около 20 т сырья в год, а расходы на обезвреживание и переработку отходов достигают 10% от суммарных расходов на производство продукции.
Проблему рационального природопользования подразделяют на две части: защиту окружающей среды от загрязнения отходами производства и быта; повторное использование материальных и энергетических ресурсов — их называют вторичными материальными ресурсами (BMP) и вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР). Идеально было бы организовать производство так, чтобы в масштабах завода, региона, страны основными были BMP и ВЭР, а первичное сырье шло бы только на восполнение потерь и расширение производства.
Промышленная экология — это наука, которая изучает экономическую деятельность людей и управление материальным производством во взаимосвязи с фундаментальными биологическими, химическими и физическими глобальными системами. Предмет изучения промышленной экологии — эколого-экономические и эколого-пра- вовые системы. В отличие от других экологических наук промышленная экология является наиболее функциональной, так как рассматривает взаимосвязь материального (промышленного) производства со средой обитания человека.
В природе 90% энергии расходуется на разложение и возвращение веществ в биогеохимический кругооборот, в системе же взаимодействия человека с природой основное количество энергии используется в производстве и потреблении необходимой человеку продукции, а материальное сырье в основном превращается в отходы.
Промышленная экология решает проблемы рационального использования природных ресурсов, предотвращения (на первом этапе — ограничения) загрязнения окружающей среды, совмещения техногенного и биогеохимиче- ского кругооборотов веществ. Иначе говоря, промышленная экология служит средством обеспечения устойчивого функционирования эколого-экономических систем.
Перед промышленной экологией поставлены и такие задачи, как контроль загрязнения окружающей среды (и как высшая форма контроля — мониторинг), анализ экологической ситуации. В широком понимании контроль включает в себя инвентаризацию материальных и энергетических ресурсов, качественную и количественную оценку влияния человека на окружающую среду и поиск путей снижения отрицательного воздействия на нее промышленности. К числу задач промышленной экологии относятся также: определение и ранжирование отраслей-загрязнителей и источников загрязнения; поиск путей снижения вредных выбросов источниками загрязнения с учетом снижения материальных затрат на природоохранную деятельность; прогнозирование последствий хозяйственной деятельности; экологизация промышленных технологий; очистка воздуха и воды; решение проблем использования или захоронения твердых промышленных и бытовых отходов, а также эколого-экономическая экспертиза вновь принимаемых проектов и технических решений.
Средства решения задач, стоящих перед промышленной экологией, включают в себя современные достижения науки и техники, экономические рычаги (налогообложение, стимулирование) и природоохранное законодательство (еще Платон выдвигал принцип: «Кто загрязняет, тот и платит»).
Для комплексного решения экологических проблем создаются территориально-производственные комплексы (ТПК) и эколого-промышленные парки, в которых реализуются следующие методы, применяемые в промышленной экологии:
предупреждение отрицательного влияния производства на окружающую среду;
эффективное использование сырьевых и энергетических ресурсов, в том числе BMP и ВЭР;
учет последствий принятых решений;
планирование производства с учетом экологических ограничений;
управление качеством окружающей среды;
наблюдение за всеми технологическими процессами — от переработки сырья до захоронения отходов;
применение малоотходных процессов (к сожалению, создание идеальных безотходных процессов в настоящее время невозможно);
рециркуляция ресурсов.
С точки зрения экологии в природе материальные потоки являются замкнутыми, в то время как в промышленности эти потоки рассредоточены и характеризуются малыми концентрациями полезных веществ в отходах, что мешает их эффективному использованию.
Важнейшие направления промышленной экологии — экологизация технологий, создание малоотходных процессов, очистка от вредных примесей атмосферы и водных ресурсов, переработка твердых отходов (или их захоронение), использование экономических и правовых рычагов для охраны окружающей среды.
Отсюда очевидны значение и роль промышленной экологии в современном мире. Как метко выразились И. Ильф и Е. Петров, не надо объявлять кампанию по уборке мусора: надо взять метлу и подмести улицу.
Общие закономерности производственных процессов
Основным принципом экологизации производства необходимой человеку продукции в промышленности, так же как и медицине, является принцип: «Приносить пользу и не вредить» (Гиппократ).
В настоящее время, когда человек хочет получить для себя слишком много благ, реализовать этот древний принцип (ему около 2500 лет) чрезвычайно трудно. Для производства пищи, одежды, жилья необходимо переработать много сырья и сжечь много топлива. К сожалению, сделать это, не нанося ущерба окружающей среде, невозможно. Однако пути снижения вредного воздействия промышленности на природу существуют. И прежде всего можно назвать следующие:
совершенствование с точки зрения экологии используемых технологических процессов;
создание малоотходных (в идеале — безотходных) производств;
очистка вредных выбросов, отравляющих атмосферу, воду и почву.
Наиболее простым и дешевым (хоть и не самым эффективным) является первый путь.
Технология — это приемы и способы получения, обработки или переработки сырья, материалов или изделий, реализуемые в различных отраслях промышленности. Организация технологий и производственных процессов с точки зрения экологии носит ^иерархический характер, т. е. имеет расположение элементов целого в порядке от высшего к низшему.
Совершенствование существующих технологий должно проходить по всем направлениям производства, но главным образом это касается самого технологического процесса, аппаратуры, сырья, продукции и организации ее производства.
Технологический процесс является операцией добычи, обработки, переработки, транспортирования, складирования и хранения сырья и продукции производства.
С экологической точки зрения наиболее эффективны следующие приемы и способы снижения вредного воздействия промышленности на окружающую среду:
комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов. Как правило, более 30% стоимости сырья приходится на сопутствующие элементы. Например, в нефтеперерабатывающем производстве нефть очищается от серы, и эта элементарная чистая сера, естественно, должна использоваться в химической промышленности.
Что касается энергоресурсов, то, безусловно, целесообразно использовать тепло уходящих газов печей в котлах- утилизаторах (например, использование ВЭР) и направлять его в виде воды и пара для различных (не только технологических) нужд предприятия. Использование ВЭР приносит двоякую экологическую пользу: снижает тепловое загрязнение атмосферы и косвенно уменьшает степень загрязнения окружающей среды за счет того, что для получения Необходимого количества тепла и электроэнергии не требуется сжигать топливо с выбросом в атмосферу С02 и NOx;
снижение количества стадий технологических процессов, так как на каждой стадии переработки сырья происходит его потеря и образуются отходы (например, объединение при получении бензина нескольких стадий технологического процесса в одной ректификационной колонне приводит к экономии сырья и повышению экологичности производства);
внедрение непрерывных процессов позволяет снижать расход сырья и тепла;
автоматизация и компьютеризация дают возможность осуществлять производственный процесс в узких рамках оптимальных технологических параметров, что сводит к минимуму потери сырья и топлива и обеспечивает безопасность производства. В частности, при переработке нефти работа вручную не только неэффективна, но и невозможна;
интенсификация технологических процессов обеспечивает экономию времени и энергоресурсов. При этом, естественно, не должно снижаться качество выпускаемой продукции;
создание комплексных энерготехнологических процессов, например в таких химических производствах, как аммиачное. Увеличение производительности комплексного энерготехнологического процесса экономит сырье, материалы и энергоресурсы;
максимально возможная замена первичных материальных и энергетических ресурсов на вторичные;
разработка комбинированных аппаратов (например, многофункциональных ректификационных колонн) позволяет снизить расход материалов на их изготовление и экологизировать процесс;
уменьшение размеров аппаратов при увеличении их производительности за счет оптимизации технологического процесса. Такие аппараты занимают меньшую производственную площадь, что снижает расходы на строительство производственных зданий;
изготовление аппаратов повышенной герметичности, в частности автоклавов (аппаратов, работающих под давлением). Во многих производствах, в том числе при переработке нефти, утечка сырья и продукта недопустима, так как их возгорание может привести к экологической катастрофе. Даже небольшая протечка в сальниках насосов загрязняет почву вокруг технологических аппаратов;
внедрение в производство современных эффективных очистных сооружений;
применение новых конструкционных материалов позволяет увеличить срок службы аппаратов за счет снижения скорости коррозии, снизить их вес;
научно-практическое обоснование качества ресурсов. Например, совсем необязательно в производстве бензина применять питьевую воду, на очистку которой расходуется много средств. Питьевую воду можно заменить технической и при необходимости использовать ее многократно;
предварительная подготовка сырья и топлива удешевляет и улучшает технологический процесс, а кроме того, снижает его экологическую опасность (например, извлечение серы из сырой нефти, обессеривание мазута, подаваемого в котлы и печи, способствуют резкому снижению выбросов S02 в атмосферу);
замена высокотоксичных материалов (ртути, кадмия, свинца) на менее ядовитые (например, при производстве красителей, катализаторов, электролита);
замена привозного сырья на местное (например, добываемое попутно);
обеспечение безопасности продукции в соответствии с нормами;
увеличение срока службы продуктов производства;
обеспечение регенерации и утилизации продукции, т. е. возможности ее возвращения на предприятие после выработки ресурса;
обеспечение удобства применения продукции (починка, разборка, использование запчастей);
всемерная экономия материальных и энергетических ресурсов за счет организационных мер (правильная организация работы смен, ликвидация простоев оборудования и т. д.);
устранение запланированных и незапланированных потерь сырья, материалов, энергоресурсов;
внедрение новых, более совершенных процессов и аппаратов;
обеспечение экологического контроля сырья и продукции;
составление экологического паспорта предприятия;
осуществление постоянной отчетности перед экологической службой и общественностью района, города, области;
недопущение в масштабах предприятия чрезвычайных экологических ситуаций.
Из приведенных выше приемов и способов снижения вредного воздействия промышленности на окружающую среду видно, насколько многообразна и трудна работа по совершенствованию производства с точки зрения экологии.
При выборе эффективных малозагрязняющих технологий применяют эколого-экономические подходы, для чего разрабатывают общегосударственные стандарты.