Глава 4. Охрана природы.

С момента возникновения цивилизованного общества перед ним всё время стояла проблема охраны окружающей среды. Из-за промышленной, сельскохозяйственной и бытовой деятельности человека постоянно происходили изменения физических, химических и биологических свойств окружающей среды, причём многие из этих изменений были весьма неблагоприятны. Ожидается, что биотехнология будет оказывать многообразное и всё возрастающее влияние на способы контроля за окружающей средой и на её состояние.

Экология является теоретической основой рационального природоиспользования, ей принадлежит ведущая роль в разработке стратегии взаимоотношений природы и человеческого общества.

Промышленная экология рассматривает нарушения природного равновесия в результате хозяйственной деятельности. При этом наиболее значительным по своим последствиям является загрязнение окружающей среды (Хиггинс И., Бест Д., Джонс Дж., 1988).

Под термином «окружающая среда» принято понимать всё то, что прямо или косвенно воздействует на жизнь и деятельность человека. В упрощённом представлении под окружающей средой подразумевают биосферу Земли. Биосфера – оболочка земного шара, включающая в себя нижнюю часть атмосферы высотой до 10…15 км, всю водную оболочку (до глубины 12 км) и верхнюю твёрдую часть земной коры на глубину до 2…3,5 км.

Экологическое состояние нашего государства – очень тревожное . Более чем в ста городах атмосферный воздух не соответствует установленным стандартам. Загрязнено огромное количество пресноводных водоёмов рек, озёр, прудов, водохранилищ. Не внушает оптимизма и состояние прибрежных вод морей и океанов. Достаточно сказать, что десятки километров пляжей закрывают летом по санитарно-гигиеническим причинам.

В стране огромное количество свалок, зоохранилищ, шламохранилищ, шлакохранилищ. Они покрывают территории в десятки тысяч квадратных километров, причём достаточно часто для них отчуждены плодородные земли. Всё это наносит вред окружающей среде.

Можно назвать следующие причины экологического неблагополучия. Во-первых, крайне неблагоприятная структура экономики, резкий перекос в сторону природоэксплуатирующих отраслей. Во-вторых, моральное и особенно физическое старение производственных фондов. Средний срок службы оборудования в нашей промышленности перевалил за двадцать лет. На многих предприятиях он составляет уже тридцать лет.

Во избежание угрозы истощения природных ресурсов и нарушения экологического равновесия в конце 1992 года наконец был принят Закон об охране окружающей природной среды, первый в истории России, а также Закон о недрах, Лесной кодекс и др. Первый закон определяет три основных задачи:

1. Охрана природной среды.

2. Предупреждение вредного воздействия хозяйственной или иной деятельности.

3. Оздоровление окружающей среды, улучшение её качества.

По закону нормативы качества окружающей природной среды должны устанавливаться при сочетании экологии и экономики. Нормативами определяются предельно допустимые нормы различного воздействия (физического, химического, биологического, акустического, радиационного и т.п.), предельно допустимые концентрации вредных веществ, предельно допустимые их выбросы и сбросы, пределы радиации, шумов, вибрации, остаточных химических веществ в продуктах питания и т.д. Кроме того, закон устанавливает параметры экономического механизма управления природопользованием, иными словами, систему платежей за природные ресурсы, за выбросы в окружающую среду, а также регулируют доступ к природным ресурсам со стороны хозяйственных объектов. Закон ставит жестокие ограничения для всех производителей по объёму и качеству выбросов в окружающую среду.

Для уменьшения и в конечном счёте полного устранения существующих загрязнений на действующих предприятиях необходимо построить и ввести в строй очистные сооружения, заменить устаревшие технологические процессы новыми, отвечающими современным экологическим требованиям.

При производстве алкогольных напитков образуются сточные воды, газообразные и твёрдые вторичные материальные продукты (ВМП). После обработки экологически оправданными способами (смешение, выделение, окисления и т.д.) ВМП могут трансформироваться гетеротрофными организмами воды и почвы, не оказывая негативного воздействия на окружающую среду. Среди существующих способов очистки сточных вод и газовых выбросов от органических веществ, утилизация твёрдых отходов наиболее эффективными являются биологические системы с использованием адаптированных к загрязнением зоо- и фитоценозов.

Очистка сточных вод

Сточные воды алкогольной промышленности сильно загрязнены органическими, взбешенными веществами и подлежат очистке на очистных станциях самих заводов или городских очистных сооружениях. Для очистки сточных вод применяют разнообразные способы, которые подразделяются на механические, биологические и физико-химические.

механические способы очистки применяют для выделения из сточных вод находящихся в ней нерастворённых, грубодисперсных примесей путём процеживания, отстаивания, фильтрования. Механические способы как самостоятельные используют в тех случаях, когда достигается такая степень очистки, при которой сточные воды можно направлять на производственные нужды или сбрасывать в водоёмы. Как правило, механическая очистка – это предварительная стадия перед биологической или другими видами очистки.

Наиболее широко распространённым видом загрязнителей сточных вод является нерастворённые примеси – взвешенные вещества, которые удаляют на следующих сооружениях: решётках, песколовках, отстойниках. Решётки служат для задержания крупных предметов органического и минерального происхождения, песконики – для отделения нерастворённых оседающих или всплывающих механических примесей. Как правило, после механической очистки вода поступает на биологическую очистку.

Биологические способы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению и восстановлению органических веществ. Биологическая очистка может производится в естественных условиях. В естественных условиях биологическая очистка сточных вод производится на полях орошения, полях фильтрации, в биологических прудах.

Очистка сточных вод на полях фильтрации основана на способности самоочищения почвы. Полями орошения называют специально подготовленные, спланированные земельные участки, предназначенные для очистки сточных вод и выращивания сельскохозяйственных культур, такие территории называют полями фильтрации.

Биологические пруды представляют собой искусственные водоёмы, в которых происходит самоочищение сточных вод.

К искусственным сооружениям очистки относятся: биофильтры – сооружения, в которых сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биоплёнкой, образованной колониями микроорганизмов.

Аэрофильтры – сооружения, отличительной особенностью которых является более высокая окислительная способность, обусловленная лучшим обменом веществ в них. Благодаря большой загрузке, высоким скоростям движения воздуха, хорошему распределению кислорода биоплёнка образуется во всём объёме.

Аэротенки представляют собой прямоугольные резервуары вытянутой формы, по которым медленно движется поток сточной воды. Распад органических веществ происходит в нём в самой толще воды, как в естественном водоёме, но со значительно большей интенсивностью.

Физико-химические способы очистки основаны на химических реакциях или физических явлениях, в результате реализации которых происходит разложение или выделение вредных веществ из сточных вод.

К физико-химическим методам очистки относится обеззараживание сточных вод, которые производится с целью уничтожения в них патогенных микробов. Эффект обеззараживания определяется по концентрации в выпускаемой воде кишечной палочки. Дезинфекция сточных вод может производиться различными способами, но наибольшее распространение на пивоваренных заводах получило хлорирование, т.е. введение в сточные воды жидкого хлора или хлорной извести в определённых количествах. Расчётную дозу активного хлора следует принимать: 10 мг/л – после механической очистки сточных вод, 5 мг/л – после неполной искусственной биологической очистки, 3 мг/л – после полной искусственной биологической очистки сточных вод.

Очистка атмосферных загрязнений

На алкогольных предприятиях основные загрязняющие вещества содержатся в выбросах котельных. Они в большем или меньшем количестве выбрасывают в атмосферу твёрдые вещества, двуокись серы, окислы азота, углеводороды. Одним из самых опасных канцерогенных углеводородов является бенз(о)-пирен. Он поступает в атмосферу с продуктами сгорания топлива наряду с окислами металлов и некоторыми другими веществами.

Высокая концентрация загрязняющих веществ в атмосфере наносит большой ущерб здоровью населения, сельскому и лесному хозяйству, промышленности, жилыми зданиям и техническим сооружениям, историческим памятникам…

На многих предприятиях на существующих пылегазоочистных сооружениях очищают производственную отходящую воздушную смесь лишь от промышленной пыли, но при этом не удаляются выбросы газообразных веществ. Чтобы снизить их вредное воздействие, в последние годы широко развёрнуты работы по установлению для каждого источника загрязнения предельно допустимых выбросов (ПДВ) (Тихомиров В.Г., 1998).