Разнообразная деятельность промышленности и ее геоэкологические последствия могут быть схематизированы в виде производственно-экологической пирамиды, несколько похожей на экологическую пирамиду (рис. 23). В основании пирамиды лежит добыча сырья, преимущественно минерального. Известно, что около 98% добываемого на этом этапе сырья идет в отходы в виде пустой породы, руды низкой концентрации, грунта, нестандартной древесины и пр. Только 2% сырья достигает следующего уровня, который можно назвать уровнем переработки сырья. В результате получают промежуточную продукцию, например, железо, сталь, прокат различного
Рис. 23. Соотношения типов промышленности, использования природных ресурсов и загрязнения окружающей среды
сортамента, цветные металлы, разнообразные химические вещества, различные пиломатериалы и пр. Промежуточная продукция используется на следующей стадии, условно называемой машиностроением и легкой промышленностью, производящей разнообразные орудия труда и предметы потребления. На этой стадии доля полезного продукта от исходного количества сырья еще более сокращается. Наконец, на высшей стадии промышленного производства мы имеем дело с современной индустрией высокой сложности и точности, производящей аппараты электроники и прецизионного машиностроения, композитные материалы, продукты биотехнологии и прочие товары так называемой "высокой технологии" (high-tech). На этой стадии объем используемых материалов минимален, главные вложения оказываются в виде личного опыта персонала, передовой технологии и дорогостоящих комплектующих. Одна из тенденций современной индустрии в том, что значительная часть промышленности высокой сложности и точности перестала продавать свою продукцию. Вместо этого, продукция сдается в аренду потребителю, а компания-изготовитель обеспечивает ее сервис. Так происходит переход к стадии услуг, и роль услуг имеет тенденцию к росту. Стадия "высокой технологии" есть результат современной научно- технической революции. Зачастую, при чтении литературы, создается ошибочное впечатление, что человечество или, по крайней мере, развитые страны целиком и полностью перешли на эту стадию. На самом деле, все четыре стадии необходимы одновременно и нуждаются в развитии и совершенствовании, а без низшей стадии невозможно достичь более высокой. По-прежнему необходим металл, энергия, продукция химической промышленности и пр., без них не достичь высот "высокой технологии". В соответствии со стадиями промышленного производства возникают определенные тенденции изменения геоэкологических проблем: а) Объем извлекаемых ресурсов и перерабатываемого сырья снижается; б) Объем загрязняющих отходов, сбрасываемых в окружающую среду, сокращается; в) Однако токсичность сбросов резко увеличивается, так что результирующее загрязнение может и не уменьшиться. Геоэкологические воздействия промышленности охватывают всю технологическую цепочку, от добычи сырья и первичной обработки через собственно процессы производства, до использования конечного продукта и размещения отходов. Промышленность - весьма важный потребитель природных ресурсов (металлических и неметаллических руд, продуктов сельского хозяйства, энергии различных видов). В результате индустриальных процессов возникает необходимость в запланированных или неожиданных сбросах вредных газов, твердых отходов и разнообразных жидких стоков. Это может случиться в процессе производства или позднее при использовании продукта. Некоторые из отходов и продуктов промышленности весьма токсичны и могут нанести значительный ущерб. Геоэкологические последствия для конкретных областей промышленности показаны ниже. Геоэкологические воздействия различных отраслей промышленности Вид пром-сти Сырье Воздух Вода, количество Вода, качество Твердые отходы и почва Риск Прочие проблемы Текстильн Шерсть, синтетика Хим. в-ва Пыль, запахи, S02, НС Использование воды БПК, взвеси, соли, токе, металлы, сульфаты Пром. илы Шум машин, вдыхание пыли Кожевен. Шкуры, хим. в-ва Запах Использование воды БПК, взвеси, сульфаты, хром Отстой с содерж. хрома Черная металлург Железная руда, лом, известняк SO2,NOXпыль, НС, СО, H2S, кислотн. туманы Использование воды, промывка скрубберов БПК, взвеси, нефть, металлы, кислоты, фенол, сульфиды, сульфаты, аммиак, цианиды Шлак, отходы, пром. илы Рисквзрывов и пожаров Аварии, контакт с токсичн. в- вами, пыль, шум Нефтепереработка Неорган, хим. в-ва S02, NOx НС, СО, запахи, пыль Вода для ох- лажд. и про- мышл. процесса БПК, ХПК, нефть, фенол, хром, др. Пром. илы, использ. катализ., смолы Рисквзрывов и пожаров Риск аварий, шум Химическая Неорган, и орга- нич. в-ва Органич. хим. в-ва, запахи, фреоны Органич. хим. в-ва, тяжелые металлы, взвеси, цианид, ХПК Пром. илы от очист. воздуха и воды, хим. отходы Риск взрывов, пожаров и хим. выбросов Возможн. контакт с токсичн. и опасными в- вами Цветная металлург Боксит Фтор, СО, S02, пыль Вода дляпромывкискрубберов После промывки скрубберов, с фтором, взвесями, НС Пром. илы, облицовка печей (углерод и фтор) Микроэлектроника Хим. в-ва(напр.растворители),кислоты Токсичн. газы Отравление почв и гр. вод токе, веществами. Случайные сбросы токе, веществ Илы Риск контакта с токсичн. в- вами Биотехнология Использ. очистные воды, изменен, биолог, виды Очистка отравл. почвы Опасность попадания микроорганизмов в окр.среду
Для борьбы с неблагоприятными геоэкологическими последствиями промышленного производства существует два принципиальных подхода: а) Управление загрязнениями на конечной стадии производства; б) Системная перестройка производственного цикла. По сути дела, при стратегическом подходе типа а) управление загрязнениями осуществляется после завершения технологического цикла, в виде как бы дополнения к нему. Этот подход носит условное название "на конце трубы". Переработка загрязнений "на конце трубы", как правило, не сокращает объем или массу загрязнителей. Она попросту перемещает отходы, после их обработки, из одной среды в другую, более удобную при данном технологическом цикле, например, из воздуха в землю. Во многих случаях обработка отходов перемещает эмиссии, выпускаемые в воздух, в водную среду. Такого рода операции нежелательны в долгосрочном плане, хотя и могут казаться приемлемыми как временная мера. Обработка отходов за пределами основного технологического цикла, то есть "на конце трубы" чрезвычайно широко распространена, хотя по сути не решает экологических проблем. Такая технология носит название "малоотходная" или, более того, "безотходная", что, как мы видим, неверно. При стратегическом подходе типа б) в качестве долгосрочной, и скорее всего, недостижимой на 100% цели ставится задача добиться такого производства, которое было бы полностью замкнутым, подобно космическому кораблю в продолжительном, автономном полете. С этих позиций, существует три класса технологических подходов, требующих системной перестройки промышленного производства для действительного снижения объема, массы и токсичности отходов, сбросов и эмиссий: 1) Экономия сырья, материалов и энергии. К этой категории относятся изменения производственного цикла, в том числе такие мероприятия, как внедрение более экологически и экономически эффективных производственных процессов, использование новых материалов, а также такие мероприятия как повышение теплоизоляции производственных помещений, установка более эффективного освещения, применение более легких грузовиков, и пр. 2) Увеличение степени использования промышленного продукта. К этим мерам относится организация вторичного рынка таких использованных товаров как автомобили, одежда и обувь, электроника, мебель, книги и многие другие, сбор и переработка утиля (лом цветных и черных металлов, стекло, бумага, использованная упаковка и пр.), при соответствующем сокращении производства новых товаров. 3) Извлечение полезных продуктов из промышленных отходов. Первой этим стала знаменита американская корпорация 3-М, получающая значительный доход от извлечения побочных продуктов. Ее лозунг "Pollution Prevention Pays" (РРР), который можно перевести как "Предотвращение загрязнения платит за себя" широко известен в деловом мире. Имеются и более сложные, системные примеры экономически целесообразной борьбы с промышленным загрязнением. В г. Калундборг (Дания) имеются три основных, первичных промышленных предприятия, - нефтеперегонный завод, тепловая электростанция (ТЭЦ), работающая на угле, и фармацевтическая фабрика. Объединив эти предприятия в систему, стало возможным значительно сократить их отходы, не увеличив в то же время стоимость продукта. ТЭЦ снабжает попутным теплом фармацевтическую фабрику, а также рыбоводческое хозяйство и теплицы. Зола с электростанции продается цементному производству, а сульфат кальция, улавливаемый установкой по десульфуризации отходов, поступает к изготовителю обоев. Нефтеперегонный завод снабжает ТЭЦ отходящими углеводородами как дополнительным топливом, а сера как продукт десульфуризации нефтепродуктов поставляется химической компании, производящей серную кислоту. Наконец, органические отходы фармацевтического предприятия потребляются рыбоводческим хозяйством и используются как удобрение в теплицах. Несмотря на то, что такие комплексы экологически и, вероятно, экономически целесообразны, пример Калундборга, насчитывающего уже примерно 30 лет опыта, не получил широкого распространения. По-видимому, локальная координация усилий различных производств в деле улучшения состояния окружающей среды слишком сложна. Казалось бы, система централизованного планирования должна способствовать развитию подобной кооперации. Однако опыт СССР и других подобных стран не был более успешен, чем опыт стран с рыночной экономикой. В чем, по-видимому, центрально-плановая экономика показала преимущество, это в совместном производстве электричества и тепла для крупных городских районов и даже целых городов. Исследования Департамента энергетики показали возможность сокращения промышленных отходов в США на 1,3 млрд. т за период между 1996 и 2010 гг. Потенциальная выгода от этого может увеличить валовой продукт страны за тот же период на 1936 млрд. долларов (в ценах 1992 г.). Одновременно возрастет занятость на 16 млн. чел. в год в течение 15 лет. Таким образом, национальная политика сокращения промышленных отходов может принести как экологическую, так и экономическую выгоду.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Геоэкологические аспекты промышленности» з дисципліни «Геоекологія»
