Основы безотходного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Безотходное производство

Безотходное производство - производство, в котором полностью используются не только основные сырьевые ресурсы, но и попутно получаемые отходы производства, в результате чего снижается расход сырья и сводится к минимуму загрязнение окружающей среды. Безотходное производство может использовать отходы собственного производственного процесса, и отходы других производств.

Согласно представлениям Д.И. Менделеева (1885 г.), мерой совершенства производства является количество отходов. С развитием науки и техники каждое производство все более приближается к безотходному.

Понятие безотходное производство не следует воспринимать абсолютно, т.е. было бы ошибочным полагать, что может быть производство без отходов. Представить себе полностью безотходное производство просто невозможно, ибо такого нет и в природе.

Несомненно, что создание безотходных производств - достаточно сложный и длительный процесс, требующий системы взаимосвязанных технологических, экономических, организационных. Психологических и других задач. Промежуточный его этап - малоотходное производство.

Под малоотходным понимается такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно - гигиеническими нормами. В малоотходных производствах выбросы вредных веществ не превышают ПДК, а также уровня, при котором предотвращаются необратимые экологические изменения

Концепция безотходного производства предусматривает необходимость включения в цикл использования сырьевых ресурсов сферу потребления. Другими словами, продукция после физического или морального износа должна возвращаться в сферу производства. Таким образом, безотходное производство представляет собой практически замкнутую систему, организованную по аналогии с природными экологическими системами, в основе функционирования которых лежит биогеохимический круговорот вещества.

Важнейшей составной частью концепции безотходного производства являются также понятия нормального функционирования окружающей среды и ущерба, наносимого ей отрицательным антропогенным воздействием. Концепция безотходного производства подчеркивает, что оно, неизбежно воздействуя на окружающую среду, не нарушает ее нормального функционирования.

Таким образом, назрела необходимость перехода к принципиально новой форме связи - к замкнутым системам производства, предполагающим возможно большую встроенность производственных процессов во всеобщий круговорот вещества в природе.

При замкнутой системе производство строится, опираясь на следующие фундаментальные принципы:

1. возможно более полное использование исходного природного вещества;

2. возможно более полное использование отходов (регенерация отходов и превращение их в исходное сырье для последующих ступеней производства);

3. создание конечных продуктов производства с такими свойствами, чтобы используемые отходы производства и потребления могли быть ассимилированы экологическими системами.

В создании безотходной технологии определились следующие четыре принципа:

1. разработка и внедрение различных бессточных технологических схем и водооборотных циклов на базе эффективных методов очистки (например, в гальваническом производстве);

2. разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов, исключающих образование любых видов отходов;

3. создание территориально-промышленных комплексов, т.е. экономических районов, в которых реализована замкнутая система материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса;

4. широкое использование отходов в качестве вторичных материальных и энергетических ресурсов.

Анализ существующей ситуации, расчеты и прогнозы на будущее убедительно показывают, что реализация безотходных производств во всех отраслях промышленности возможна при условии активного использования достижений науки и техники, и в первую очередь химической технологии.

2. Особо охраняемые природные территории

К наиболее эффективным мерам охраны природных экосистем следует отнести государственную систему особо охраняемых природных территорий. Особо охраняемые природные территории (ООПТ) - это участки суши или водной поверхности, которые полностью или частично изъяты из хозяйственного пользования и для которых установлен режим особой охраны. Особо охраняемые природные территории предназначены для поддержания экологического баланса, сохранения генетического разнообразия природных ресурсов, изучения эволюции экосистем и влияния на них антропогенных факторов, а также для решения различных хозяйственных и социальных задач. В зависимости от строгости охраны различают: государственные природные заповедники, национальные парки, природные парки, государственные природные заказники, памятники природы, дендрологические парки и ботанические сады.

Государственные природные заповедники - территории и акватории, которые полностью изъяты из хозяйственного использования с целью сохранения в естественном состоянии природного комплекса. Для уменьшения влияния прилегающих территорий на природу заповедника вокруг него создаются охранные зоны, где хозяйственная деятельность ограничена.

Разновидностью государственных природных заповедников являются биосферные заповедники. Они входят в состав ряда государственных природных заповедников и используются для фонового мониторинга биосферных процессов. В настоящее время в мире создана единая сеть из более чем 300 биосферных заповедников, которые работают по согласованной программе ЮНЕСКО и ведут постоянные наблюдения за изменениями природной среды.

В России имеется более 95 заповедников. Самые крупные из них - Таймырский и Усть-Ленский, площадь каждого из них превышает 1,5 млн. га. Уникальны по разнообразию растительного и животного мира Тебердинский, Алтайский, Кроноцкий, Воронежский и другие заповедники нашей страны.

Национальные парки - это относительно большие природные территории и акватории, где обеспечивается выполнение трех основных целей: экологической (сохранение природных экосистем), рекреационной (регулируемый туризм и отдых) и научной (разработка и внедрение методов сохранения природного комплекса в условиях массового допуска посетителей). В национальных парках имеются зоны хозяйственной деятельности.

К самым известным природным национальным паркам в России относятся «Лосиный остров», «Сочинский», «Приэльбрусье», «Валдайский», «Русский Север» и др.

Природные парки - территории, отличающиеся особой экологической и эстетической ценностью, с относительно мягким охранным режимом и используемые преимущественно для организованного отдыха населения. Природные парки финансируются за счет бюджетных средств. Самый крупный природный парк в России - «Русский лес» в Подмосковье.

Заказники - территории, созданные на определенный срок (в ряде случаев постоянно) для поддержания природных комплексов и экологического баланса. В заказниках сохраняют и восстанавливают плотности популяций одного или нескольких видов животных или растений, а также природные ландшафты, водные объекты и др. Например, в Тихвинском районе Ленинградской области расположен заказник «Венский лес», в котором под особую охрану взяты девственные ельники, в то же время охота и туризм не запрещены. После восстановления плотности популяций видов животных и растений, природного ландшафта заказники закрываются.

Памятники природы - уникальные, невоспроизводимые природные объекты, имеющие научную, экологическую, культурную и эстетическую ценность (пещеры, вековые деревья, скалы, водопады и др.). На территории расположения памятника природы запрещена любая деятельность, нарушающая его сохранность.

Дендрологические парки и ботанические сады - коллекции деревьев, кустарников и трав, созданные человеком с целью сохранения биоразнообразия и обогащения растительного мира, а также в научных, учебных и культурно-просветительских целях.

Режим особо охраняемых природных территорий охраняется законом. За нарушения режима законодательством Российской Федерации установлена административная и уголовная ответственность.

3. Гидросфера. Проблемы и пути их решения

гидросфера безотходный природный

Гидросфера (Водная среда) - это воды суши (реки, озёра, водохранилища, пруды, каналы), Мировой океан, ледники, подземные воды, содержащие природо - техногенные и техногенные образования, которые, испытывая воздействие экзогенных, эндогенных и техногенных сил, влияют на здоровье человека, его хозяйственную деятельность и всё остальное живое и неживое на Земле. Вода, обеспечивая существование всего живого на планете, входит в состав основных средств производства материальных благ.

Ухудшение качества воды обусловлено, прежде всего, недостаточностью и несовершенством очистки загрязнённых природных вод в связи с ростом объёмов промышленных, сельскохозяйственных, хозяйственно - бытовых стоков. Общая нехватка, увеличивающееся загрязнение, постепенное уничтожение источников пресной воды особенно актуальны в условиях растущего населения мира и расширяющегося производства.

За последние 40 лет водные системы многих стран мира оказались серьёзно расстроенными. Отмечается истощение самых ценных из доступных нам источников пресной воды - подземных вод. Бесконтрольное изъятие воды, уничтожение лесных водоохранных полос и осушение верховых болот привели к массовой гибели малых рек. Сокращается водоносность крупных рек и приток поверхностных вод во внутренние водоёмы.

Ухудшается качество воды в закрытых водоёмах. Озеро Байкал загрязняется промышленными стоками Байкальского целлюлозно - бумажного завода, Селенгильского целлюлозно - картонного комбината и предприятий Улан - Удэ.

Возросший дефицит пресной воды связан с загрязнением водоёмов сточными водами промышленных и коммунальных предприятий, водами шахт, рудников, нефтепромыслов, при заготовке, обработке и сплаве материалов, выбросами водного, железнодорожного и автомобильного транспорта, предприятий кожаной, текстильной пищевой промышленности. Особенно сильно загрязняют поверхностные отходы целлюлозных - бумажных, предприятий, химических, металлургических, нефтеперера-батывающих заводов, текстильных фабрик, сельского хозяйства.

В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы сегодня выступают нефть и нефтепродукты, попадающие в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использования в качестве топлива и промышленного сырья. Они покрывают поверхность воды тонкой плёнкой, которая препятствует газо - и влагообмену между водой и околоводных организмов. Серьёзную угрозу чистоте водоёмов наносит добыча нефти со дна озёр, морей и океанов. К серьёзным загрязнениям вод приводят внезапные выбросы нефти на совершающей стадии бурения скважин на дне водоёмов.

Другим источником загрязнения водоёмов служат катастрофы с нефтеналивными судами. Нефть попадает в море при разрывах шлангов, при протечке муфт нефтепроводов, при её перекачке в береговые нефтехранилища, при промывке танкеров. Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты - очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более. «Нефть, попавшая в воду, в течение 40 - 100 ч. образует поверхностную плёнку толщиной 10^-4 см. Если пятно небольшое, то оно исчезает (садится на дно в холодное время года), всплывает на поверхность с наступлением тёплого периода.»

«Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду, являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и др., а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртутные фракции).

Одним из наиболее значительных источников загрязнения водных ресурсов становится сельское хозяйство. Это проявляется прежде всего в смыве удобрений и попадании их в водоемы. В науке широко известен эффект эвтрофикации (или доступ к чистой воде городского (А) и сельского (Б) населения в отдельных регионах эфтрофирования) водоемов вследствие загрязнения их азотными и фосфорными удобрениями. Нитраты и фосфаты служат своеобразными удобрениями для водных растений. В результате водоемы пышно «цветут», резко увеличиваются кормовые ресурсы (фитопланктон, микроводоросли поверхностного слоя), затем возрастает количество рыбы, ракообразных и других организмов. Однако со временем огромные толщи фитомассы отмирают, расходуя при этом все запасы кислорода. В водоеме интенсивно накапливается сероводород, а сам он, агонизируя, постепенно «умирает».

Все чаще водные ресурсы загрязняются гербицидами и пестицидами. При этом степень их накопления и проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических и термических характеристик водного объекта. Например, в непроточном водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником хронического загрязнения. С повышением температуры токсическое воздействие практически всех ядохимикатов усиливается.

Иногда в пищевых цепях ихтиофауны наблюдается своеобразный эффект усиления концентрации ядохимикатов. Так, если морской планктон содержит одну единицу известного вещества ДДТ, то мальки рыб - уже 25 единиц, хищная морская птица - около 1500 единиц, а крупные морские животные - намного больше. Отметим также, что представители ихтиофауны, отличающиеся большей жирностью, представляют для человека значительную опасность. Так, в тканях рыб, выловленных в Атлантике, Балтийском и Северном морях и имеющих жирность менее 6-7%, хлороорганических пестицидов практически не обнаружено, в то же время в тканях рыб жирностью 15-20% эти пестициды присутствуют всегда.

Специфическим видом загрязнения гидросферы является термическое. Когда электростанции употребляют воду для конденсации отработанного пара, они возвращают ее в водоем подогретой на 10-30°С. Это приводит к уменьшению содержания кислорода в водной среде, увеличению токсичности имеющихся в ней загрязнителей, уменьшению доступа света к водной растительности, стимулированию роста вредных синезеленых водорослей и т.п.

Остановимся несколько подробнее на загрязнении водной среды нефтяными углеводородами. Согласно многим источникам, ежегодно в Мировой океан поступает около 25-30 млн т этих веществ. Пути их попадания разные: 23% общих загрязнений нефтью и нефтепродуктами приходится на преступный сброс с судов промывочных и балластных вод; 28% - на приток с речными водами; 17% - на потери при переливе нефти с танкеров при загрузке; 16% - на береговые промышленные сточные воды; 10% - на атмосферные осадки; 5% - на катастрофы танкеров и 1% - на шельфовое бурение.

Попавшая в морскую среду нефть начинает растекаться, стремясь попасть в мономолекулярный слой. Однако практически всегда образуются пятна (слитки) с чистой нефтью в центре, тогда как на периферии пятен появляется нефтеводная эмульсия. Легкие фракции нефти быстро испаряются. Таким образом, испарение играет огромную роль в перераспределении углеводородов между океаном и атмосферой. Часто случающиеся катастрофы танкеров служат причиной серьезного загрязнения не только моря, но и атмосферы! Оставшиеся после испарения высококипящие фракции нефти образуют смолистые «комки», способные погружаться на дно. Раньше этот эффект широко использовался с помощью диспергирующих агентов, погружающих нефть на дно. Однако впоследствии такой способ отвергли, так как диспергирующий агент (т.е. химикат) оказывался токсичнее самой нефти.

Помимо растворения и испарения нефть, оказавшись в водной среде, подвергается интенсивному фотохимическому и биологическому окислению (при этом для окисления 1 л нефти требуется столько кислорода, сколько его содержится в 400 ООО л воды). Нетрудно сделать вывод, что это приводит к обеднению морской фауны прибрежной зоны (главным образом из-за потери кислорода).

Наиболее легко растворимой в водной среде частью нефти являются ароматические углеводороды, которые, кстати, считаются и наиболее токсичными. Именно они представляют смертельную опасность для рыб, особенно мальков. Чрезвычайно токсично также дизельное топливо, загрязняющее в первую очередь портовые акватории вследствие халатности (а нередко - и преступных действий) команд судов.

Особенно чувствительны к нефтяному загрязнению пернатые. Попытки их спасти, как правило, безуспешны, поскольку оперение птиц хотя и гидрофобно, но лишено защиты от нефти и нефтепродуктов. Иногда птице достаточно нефтяного пятна в 2-3 см², чтобы она погибла. При попытке птицы очиститься клювом, эти продукты попадают к ней в желудок и летальный исход неизбежен. Гибнут также иглокожие, лангусты, креветки и многие другие моллюски.

Долговременные экологические последствия загрязнения Океана и вообще всей гидросферы нефтью и нефтепродуктами изучены пока недостаточно. Есть аспекты, которые еще ждут своего исследования. Так, известно, что нефть и нефтепродукты всегда содержат полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), отличающиеся канцерогенной активностью. До сих пор считалось, что главным источником таких особо опасных веществ является отработанное машинное масло, попадающее в водную среду с судов. Однако в последние годы в науке сформировалась точка зрения, согласно которой некоторые морские организмы могут не только аккумулировать ПАУ, но и синтезировать их из сырой нефти. Если в дальнейшем это подтвердится, то проблем только прибавится.

Всё большее значение (как загрязнения водоёмов) получают поверхностно - активные вещества, в том числе синтетические моющие средства (СМС). Широкое применение этих соединений в быту и промышленности приводит к увеличению их концентрации в сточных водах. Они плохо удаляются очистными сооружениями, подают водоёмы, в том числе хозяйственно - питьевого назначения, а оттуда в водопроводную воду. Присутствие в воде СМС придаёт ей неприятный вкус и запах.

Основными загрязнителями водоёмов являются соли тяжёлых металлов - свинца, ртути, меди, железа. Наибольшее поступление их воды связано с промышленными центрами, расположенных у берегов. Ионы тяжёлых металлов поглощают водные растения: по тропическим цепям они поступают к растительноядным животным, а затем к плотоядным. Иногда концентрация ионов этих металлов в теле рыб в десятки и сотни раз превышают исходную концентрацию их водоёма. Воды, содержащие бытовые отходы, стоки сельскохозяйственных комплексов, служат источниками многих инфекционных заболеваний (паратифы, дизентерия, вирусные гепатиты, холера и др.). Широко известно распространение холерных вибрионов загрязнёнными водами озёр, водохранилищ.

Если мы отравляем подземные воды, восстановление их чистоты произойдет лишь через 300 - 400 лет.

4. Экологический риск

В последние годы в России получает распространение концепция экологического риска, используемая взамен концепции допустимых норм воздействий на окружающую среду. Экологический риск - это оценка на всех уровнях вероятности появления негативных изменений в окружающей природной среде, вызванных антропогенным или иным воздействием. Он является также вероятной мерой опасности причинения вреда природной среде в виде возможных потерь за определенное время. Различают три главные составляющие экологического риска:

· оценка состояния здоровья человека и возможного числа жертв;

· оценка состояния биоты (в первую очередь фотосинтезирующих организмов) по биологическим интегральным показателям;

· оценка воздействия загрязняющих веществ на человека и окружающую природную среду.

При антропогенном воздействии учитываются следующие правила допустимого экологического риска:

· неизбежность и минимальность потерь в природной среде;

· реальная возможность восстановления потерь в природной среде;

· отсутствие вреда здоровью человека и необратимость изменений в природной среде;

· соразмерность экологического вреда и экономического эффекта.

Помимо оценки необходимо организовывать и управление риском, которое предполагает принятие целого комплекса решений, направленных на снижение величины риска до приемлемого уровня. На основе анализа природных опасностей и уязвимости среды, выполненного совместно с проектировщиками, экономистами и социологами, оценивается риск и составляются карты риска. Эти карты, где указаны территории различной степени риска, помогают эффективно решать вопросы управления риском и планирования социально-экономического развития области, района, города. Не допускается превышение пределов допустимого экологического риска на отдельных производствах.

Фактор экологического риска существует на любых производствах независимо от мест их расположения. Однако существуют регионы, где в сравнении с более экологически благополучными районами во много раз превышена вероятность проявления негативных изменений в экосистемах, а также вероятность истощения природно-ресурсного потенциала и, как следствие, повышенной величины риска потери здоровья и жизни для человека. Эти регионы называются зонами повышенного экологического риска и подразделяются на зоны хронического загрязнения окружающей среды, повышенной экологической опасности, чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия.

К зонам чрезвычайной экологической ситуации относятся территории, на которых в результате воздействия негативных антропогенных факторов происходят устойчивые отрицательные изменения окружающей природной среды, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экосистем, генофондам растений и животных.

Зоной экологического бедствия называется территория, на которой произошли необратимые изменения окружающей среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, разрушение естественных экосистем, деградацию флоры и фауны.

Прежде всего, это зона влияния аварии на Чернобыльской АЭС, а также Кузбасс, степные районы Калмыкии. В ближнем зарубежье наиболее опасной экологической зоной являются Арал и Приаралье. Правовой режим и финансирование

затрат по оздоровлению окружающей среды зависят от принадлежности территории к той или иной зоне повышенного экологического риска.

Список используемой литературы

1. Федеральный закон Российской Федерации от 24 июня 1998 г. №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления.»

2. Федеральный закон от 14.03.1995 №33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях»

3. Закон РФ «Об охране окружающей природной среды»

4. Приказ Минприроды РФ от 25.01.1993 №15 «Об утверждении Положения о памятниках природы федерального значения в Российской Федерации».

5. Арустамов Э.А., Левакова И.В., Баркалова Н.В. Экологические основы природопользования: Учебник. - 4-е изд., перераб. и доп./ Рук. авт. колл. Э.А. Арустамов. - М.: Издательско-торговая компания «Дашков и К°», 2007. - 316 с.

6. Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник - М.: Издательско-торговая компания «Дашков и К°», 2008. - 304 с

7. Крассов, О.И. / Экологическое право: Учебник. // (2-е изд., пересмотр.) - М.: Норма, 2008. - 671 с.

8. http://www.recyclers.ru/modules/section/item.php? itemid=189

Размещено на Allbest.ru