Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Природопользование. Учебное пособие
.pdf
В соответствии со статьей 14 «Методы экономического регулирования в
области охраны окружающей среды» Закона РФ «Об охране окружающей среды» к методам экономического регулирования в области охраны окружающей
среды, в частности, относятся:
– разработка государственных прогнозов социально-экологического развития на основе экологических прогнозов;
– разработка и проведение мероприятий по охране окружающей среды в
целях предотвращения причинения вреда окружающей среде;
– установление платы за негативное воздействие на окружающую среду;
– установление лимитов на выбросы и сбросы загрязняющих веществ и
микроорганизмов, лимитов на размещение отходов производства и потребления;
– проведение экономической оценки воздействия хозяйственной и иной
деятельности на окружающую среду;
– предоставление налоговых льгот при осуществлении эффективных мер
по охране окружающей среды;
– возмещение в установленном порядке вреда окружающей среде.
4.3. Научно-технические основы использования
природных ресурсов и охраны окружающей среды
За 400 000 лет до н.э. в пещерах пекинского человека впервые появился
огонь. Почитаемый как божество и ставший основой многих мифов, огонь стал
важнейшим фактором становления цивилизации. Все развитие цивилизации
связано с получением энергии. Человечество овладевало энергией горения растений, торфа, каменного угля, нефти и природного газа. Использование ядерной энергетики было самым заметным этапом в этой многовековой истории
развития энерговооруженности человечества. Энергия, доступная в виде тепла
и электрического тока, света символизирует уровень комфорта и качества жизни. Карандаш, шариковая ручка, бумага, автомобиль, дороги, здания, космиче-
ские ракеты — все это создано на основе использования энергии для трансформации природного сырья.
Научно-технический прогресс в корне изменил масштабы использования
природных ресурсов и производство энергии, промышленной и сельскохозяй-
ственной продукции.
61
В то же время научно-технический прогресс и его негативные экологиче-
ские последствия (о чем в предыдущих разделах содержится информация) еще
в большей степени, чем ранее, напоминают, что природные ресурсы — неотъ-
емлемая составляющая жизнедеятельности человека. Оптимизация их дальнейшего использования непосредственно связано с решением таких сложных
задач, как:
– ослабление техногенного давления на окружающую среду;
– компенсация воздействия производства на природную среду за счет
применения новых технологий;
– улучшение условий жизни на основе научно-технического прогресса.
Удовлетворение потребностей человечества на основе научно-
технического развития имеет свою экологическую цену, примеры которой нами
были рассмотрены ранее.
В то же время принципиально важным является следующее: научнотехнический прогресс создает предпосылки для решения экологических
проблем.
Далее именно с этой точки зрения рассмотрим отдельные примеры при-
менения новых технологий для охраны окружающей среды.
Современные технологии очистки дымовых газов тепловых электростанций (ТЭС). Теплоэнергетика является одним из главных источников техноген-
ных выбросов, так называемых основных загрязнителей воздуха (SO2, CO, NOх,
взвешенные твердые частицы). В отношении каждого из этих загрязнителей
имеются разнообразные технологии очистки. Здесь же мы обоснуемся в каче-
стве примера только на проблеме очистки выбросов ТЭС от NOx, являющихся
«виновными» в образовании фотохимического смога. Проблема снижения кон-
центрации NOx в отходящих газах тепловых электростанций (ТЭС) и котельных была выдвинута в конце 70-х годов прошлого столетия.
За рубежом в 70–80-хх годах было разработано большое число азотоочистных технологий (табл. 9–10).
В 80–90-х годах XX века были в мире внедрены новые технологии пылегазоочистки (табл. 10).
Из сравнения технологий очистки дымовых газов ТЭС 70–80-х и 80–90 гг.
следует, что научно-технический прогресс служит основой для эффективной
очистки выбросов от NOx и SO2.
62
Характеристика некоторых процессов
Процесс
Эффективность
очистки (в %) от
Наименование
Стадии
NOX
SO2
Электронно-лучевой
1. Окисление NO
X до SO2
2. Связывание оксидов серы и азота
аммиачной водой
3. Очистка от NH3
4. Производство удобрений
75
55
Озонный
1. Окисление NO до NO2
2. Связывание SO2 и NOX
3. Очистка от NH3
4. Производство удобрений
80
80–50
ЭДТА — способ
1. Каталитическое связывание NO
за счет SO2 до имидосульфонатов
в растворах щелочей с комплексом
Fe(II) и ЭДТА
2. Выделение термического
разложения имидосульфонатов
3. Регенерация катализатора
и регенерация раствора
80–85
90
CuO — способ
1. Абсорбция SO2 до CuSO4
и денитрификация по реакции с
NH3
2. Восстановление CUSO4 до CuO
с выделением SO2
70
90
Каталитическое
восстановление NO
х
углеводородами
Денитрификация при 400–500ºС
в присутствии оксида железа, меди,
кобальта и цеолитов
70
–
Таблица 9
азотоочистки и очистки от SO
2
Совершенствуется очистка газов от мелкодисперной пыли. Для пылеулавливания применяют большое число аппаратов, отличающихся друг от дру-
га как по конструкции, так и по принципу осаждения взвешенных веществ. По
способу улавливания пыли различают аппараты механической и электрической
очистки газов. В свою очередь, аппараты механической очистки подразделяют-
ся на сухие и мокрые, а аппараты электрической очистки — на однозонные и
двухзонные.
63
Таблица 10
Процесс
Эффективность
очистки (в %) от
Наимено-
вание
Стадии
NOx
SO2
SNOX —
процесс
1. CKB* с проскоком NH3 до 10 ррм
2. Окисление SO2
3. Получение 94 %-ной H2SO4
90
94
SNRB —
процесс
1. Сероочистка за счет впрыска Ca(OH)2
2. Пылеочистка при использовании
керамических фильтров
Каталитическая денитрификация с NH3
90
80
COBRA
1. Связывание SO2 в CuSO4
2. Восстановление CuSO2 до CuO
c выделением SO2 и H2S
3. Переработка SO2 на установки Клауса
95–00
95–99
Новые технологии комплексной пылегазоочистки
Мокрые пылеуловители имеют ряд преимуществ: сравнительно небольшую стоимость и достаточно высокую эффективность улавливания взвешенных
веществ (до 70 %). В качестве орошающей жидкости в мокрых пылеуловителях
чаще всего используется вода. Однако мокрое обеспыливание имеет ряд недостатков: улавливаемый продукт выделяется в виде шлака, в связи с чем необхо-
дима обработка сточных вод.
В электрофильтрах осаждение частиц пыли происходит за счет сообще-
ния им электрического заряда. Эффективность пылеулавливания в электрофильтрах составляет 96–99 %. Несмотря на эффективность работы, капитальные затраты на них весьма высоки.
К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, использующие различные механизмы осаждения: гравитационные (пылеосадочные камеры), инерционные (осаждение пыли за счет изменения направления движения газового потока); центробежные (одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители). Они обеспечивают
эффективность очистки до 80 %.
В настоящее время ведутся научно-исследовательские разработки по со-
зданию принципиально новых и совершенствованию известных конструкций
пылеуловителей. Так, например, в Ярославском государственном техническом
*
СКВ — селективное каталитическое восстановление оксидов азота аммиаком.
64
университете разработан инерционно-центробежный пылеуловитель, высокоэффективный в работе (очистка от пыли до 98,6 %).
В каждом доме и производстве образуется огромное количество отходов.
Промышленные отходы — это не следствие развития научно-технического прогресса, а следствие отсутствия научно-технического решения проблемы отхо-
дов или нежелание вкладывать экономические ресурсы в природоохранную
технологию.
В самом обобщенном виде имеются два пути научно-технического решения проблемы отходов:
– комплексная технологическая переработка сырья с целью максимально-
го превращения в конечную продукцию с уменьшением доли отходов вплоть до
безотходной технологии;
– строительство очистных сооружений.
Первый путь в эколого-экономическом аспекте наиболее целесообразен, а
второй — экологическом (однако при этом себестоимость продукции резко повышается).
В то же время оба варианта научно-технического решения заслуживают
внимания, так как накапливаемые в очистных сооружениях отходы представляют ценные вторичные ресурсы для получения различных промышленных
продукций. Рассмотрим отдельные примеры утилизации промышленных отхо-
дов и улучшения качества воды.
Хелантные сорбенты для очистки воды. Усиливающееся техногенное
воздействие на окружающую среду отрицательно влияет на качество поверхностных и подземных вод. Поэтому необходима очистка питьевой воды некоторых источников водоснабжения от катионов тяжелых металлов (свинца, хрома, цинка и др.). Кроме того, актуальна задача очистки воды от катионов двухвалентного железа, так как их высокое содержание ухудшает
органолептические и санитарно-токсикологические характеристики питьевой
воды.
В институте физико-органической химии НАН Беларуси разработаны хелатные волокнистые сорбенты «ФИБАН Х-1», «ФИБАН Х-2», «ФИБАН Х-3»
для очистки воды от ионов тяжелых металлов, и в первую очередь от двухвалентного железа. Эти сорбенты отличаются наличием химически активных
групп, способных взаимодействовать с находящимися в растворе ионами ме-
таллов с образованием хелатных комплексов.
65
Очистную установку с применением хелатных сорбентов можно эксплуа-
тировать до тех пор, пока концентрация Fe2+ в воде не достигает ПДК. Затем
сорбент регенерируют. Такая установка на скважине работает более 5 лет.
Обезвреживание шламов гальванических производств методом ферритизации. В производственном цикле машиностроительных, приборострои-
тельных и других предприятий широко применяются гальванические процессы,
которые приводят к образованию жидких отходов (сточных вод, обработанных
электролитов и различных концентратов). При их переработке электрокоагуля-
ционным и другими способами образуются токсические твердые отходы —
гальванические шламы, представляющие собой смесь труднорастворимых гидросидов, карбонатов, редко сульфидов тяжелых металлов, соединений кальция
и железа.
В соответствии с СанПиН 3183-84 размещение этих шлаков на полигонах
твердых бытовых отходов недопустимо. Для их захоронения необходимы специальные полигоны, исключающие вынос ионов тяжелых металлов в окружа-
ющую среду.
Одним из новых направлений в решении проблемы является химическая
стабилизация (ферритизация) шлаков. Сущность данного метода заключается в
образовании на поверхности частиц гидроксидов металлов прочно адгезиро-
ванного слоя смешанных оксидов ионов тяжелых металлов и железо-ферритов
(MeO∙Fe2O
). Ферриты практически нерастворимы в воде и слабокислых сред-
3
ствах. С учетом этого ферриты можно подвергать компактному захоронению
или складированию для последующей переработки и получения ценных про-
дуктов.
Древесно-полимерные композиции из отходов в деревообрабатывающей промышленности. На предприятиях деревообрабатывающей промыш-
ленности накапливаются опилки. Одним из экологически и экономически
обоснованных способов переработки отходов древесины является их обработка
полимерообразующими и полимерными веществами с последующим изготов-
лением цельнопрессованных изделий из древесно-полимерных материалов.
Выбор полимерного связующего обусловлен образованием прочной адгезион-
ной связи между полимером и древесным наполнителем.
Электрохимический способ очистки сточных вод спиртового завода.
В настоящее время обсуждается вопрос о возможности применения электрохимического способа для доочистки сточных вод спиртового завода, так как качество биохимических очищенных сточных вод по основным показателям не со-
ответствует санитарным нормам.
66
Электролизу подвергают сточные воды спиртового завода, прошедшие
биологическую очистку в аэротенке. В процессе электролиза воды очищается
от фосфатов, нитратов, нитритов.
Использование твердых отходов литейного производства в строительной индустрии. Отходами литейного производства являются отработан-
ные формовочные смеси.
Эти смеси представляют собой техногенные кремнеземистые соединения,
которые образуются в результате многократного технического воздействия
расплава металла на смесь, состоящую из мелкого кварцевого песка, глинистой
составляющей и связующего.
Примеры научно-технического решения можно бесконечно продолжать.
Ограничиваясь этими примерами, хотелось бы подчеркнуть, что процесс общества и успехи в области науки и техники внедрят в практику природосберегаю-
щие и природоохраняющие принципы хозяйствования.
4.4. Экономика и финансирование охраны окружающей среды
и рационального природопользования
В природе существует поток энергии и вещества. Человек в этом потоке
(в круговороте) энергии и вещества создал свою ситуацию: взаимоотношения
между человеком и природой развивались на основе эволюционируемой структуры и функции экономики. Началом человеческой деятельности было не производство, а потребление. С точки зрения функционирования природы, вся деятельность человека в природной среде (как первобытного, так и современно-
го) — это не более чем сплошное потребление. Система потребления создала
потоки энергии и вещества. Она же создала экономическую систему, в которой
все природные ресурсы (ПР) через полезность и ценность природного объекта
(ПО) приобрели стоимость:
Стоимость ПР = ценность ПО + полезность ПО.
В этой связи Т.Д. Акимова и В.В. Хаскин (1994) подчеркивают: «Драматизм современной эпохи заключается в том, что концепция полезности ставится
все более применимой к состоянию биосферы и к планетарным запасам почв,
лесов, пресной воды и даже воздуха, т.е. к тем ресурсам, которые всегда считались «внеэкономическими» или «свободными благами». Они приобретают все
более реальную стоимость для человечества».
Экономика природопользования должна учитывать единство потоков
энергии (и вещества) и денежного потока (рис. 14–16).
67
Производство
продуктов
питания
Запасы питательных
веществ почвы
Дождь
Солнце
Потеря
энергии
Удобрения
Работа человека
и машины
$
Потребитель
продуктов
питания
$
Рис. 14. Поток энергии и вещества и денежный поток
в агроэкосистеме между агроэкосистемой и потребителем
*
*
Примечание: $ — денежные операции.
68
Солнце
Фотосинтезирующие
растения
и пищевые цели
Рыборазведение
Рыба
Рыболовство,
технология
переработки рыбы,
строительство
рыболовецких судов
и др.
Потребитель
$
$
Рис. 15. Поток энергии и денежный поток, связанные с потреблением рыбы
69
Металлурги-
ческие заводы
Продукция
Потребитель
Энергия для
промышленности
Природные
ресурсы
Нефть
Железные
руды
Добыча
железных руд
Расходы на охрану
окружающей
среды
Рис. 16. Схема потока энергии и вещества до потребителя
и денежный поток, обеспечивающий производство продукции
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]