Оптимизация природопользования

Современная экологическая ситуация и проблемы экологической безопасности   ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ОБЩЕСТВА ОПТИМИЗАЦИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ   ОХРАНА ПРИРОДЫ ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОСОБО ОХРАНЯЕМЫХ   ПРИРОДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ сВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ    Экологизация общества. Поиск выхода из сложившейся кризисной экологической ситуации и решение экологических проблем возможны только на основе комплексного подхода, который включает социально-политические, организационно-правовые, экономические, технологические, учебно-воспитательные, пропагандистские и некоторые другие аспекты. Все они могут быть объединены в рамках двух генеральных направлений решения экологических проблем: экологизации общества и оптимизации природопользования. Экологизация общества означает формирование такой системы отношений, взглядов, ценностей, в которой понимание экологических проблем становится насущной, естественной потребностью каждого гражданина в отдельности и общества в целом. Это возможно на основе широкого экологического образования и воспитания, на основе формирования экологического мышления. Экологически образованный и воспитанный человек обладает чувством внутреннего запрета на любые действия, способные нанести ущерб природе и тем самым обществу. Только такой человек может решать любые задачи, в том числе технологические, связанные с ликвидацией экологически кризисных ситуаций, с восстановлением экологической стабильности и нормализацией отношений человека и природы. Экологизация общества — это экологически обоснованные организационно-правовые решения, принимаемые органами представительной, исполнительной и судебной власти. Это полное информирование населения через средства массовой информации об экологической обстановке и степени ее воздействия на здоровье людей. Экологизация всего общества, при которой каждый гражданин экологически воспитан, экологически образован и обладает экологическим мышлением, позволит в полном объеме решать проблемы рационального использования природных ресурсов. В целях стабилизации экологической ситуации, улучшения качества окружающей среды Свердловской области Правительство Свердловской области 16 июня 2004 приняло Концепцию экологической безопасности Свердловской области на период до 2015 года. Концепция экологической безопасности Свердловской области на период до 2015 года представляет собой систему взглядов и мер политического, экономического, правового, образовательного, научно-технического, технологического, санитарно-гигиенического, медико-профилактического и реабилитационного характера, направленных на создание экологически безопасной среды обитания нынешнего и будущих поколений людей, сохранение и восстановление природных комплексов и объектов на территории Свердловской области. Концепция определяет основные направления экологизации общества и оптимизации природопользования. Подробнее ее содержание будет рассмотрено в завершении этой темы.  Оптимизация природопользования — это научно-техническое решение экологических проблем, обеспечивающее выход из экологически кризисных ситуаций и нормализацию взаимодействия общества и природы. Оптимизация природопользования включает ряд мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов, это: — развитие ресурсосберегающих и других экологических технологий, — научное обоснование хозяйственных проектов, в том числе их экологическую экспертизу, прогноз и мониторинг окружающей среды, — целенаправленное регулирование структуры геосистем и собственно охрана (консервация) части из них. Экологизация технологических процессов. Важнейшим направлением оптимизации приро­допользования является развитие ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологий, которое может быть реализовано различными способами. »

Харлампович Георгий Дмитриевич — доктор технических наук, профессор, академик Российской экологической академии. С 1969 г. — заведующий кафедрой технологии топлива и промышленной экологии Уральского политехнического института (ныне Уральский технический университет). С 1970 г. занимается проблемами охраны окружающей среды. В 1987 г. организовал на кафедре подготовку специалистов по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов». Автор более 350 научных публикаций, в их числе 19 монографий и учебников. Имеет 100 авторских свидетельств.   » Харлампович Г. Д. и др.  Индустрия охраняет природу.

Наиболее простой, доступный и весьма эффективный способ, не требующий капитальных затрат и нового строительства, состоит в повышении культуры и уровня эксплуатации существующих производств. Анализ работы однотипных производств показал, что повышение культуры их эксплуатации, увеличение стабильности работы, использование лучших технических решений позволяют без существенных изменений технологических процессов: — уменьшить расход материальных ресурсов на 5—15%; — снизить энергозатраты на 10—30%; — сократить количество твердых отходов на 10—15%; — уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу и водоемы в 3—15 раз.   Повышение культуры эксплуатации в теплоэнергетике, например, равносильно экономии около 2 млн. т условного топлива. На предприятиях металлургической и химической промышленности за счет экономии воды и сокращения конденсата пара произойдет уменьшение объемов потребления свежей воды и сокращение затрат на водоочистку и очистные сооружения приблизительно в 3 раза.  Приведенный пример показывает высокую эффективность стабилизации работы предприятий на определенном эталонном уровне эксплуатации.  Перевод на экологически чистые технологии устаревших производств — также эффективный способ оптимизации природопользования. В Свердловской области предусмотрена и проводится реализация этого способа на многих предприятиях, в том числе на НТМК и Кировградском медеплавильном комбинате, на металлургических заводах им. Серова и Нижнесергинском, на Невьянском цементном и в ПО «Уралхимпласт».  Ø

Ø Не так давно весь газ, образующийся при обжиге концентрата на Среднеуральском медеплавильном заводе в Ревде, выбрасывался в атмосферу. Вокруг завода была мертвая земля. В результате строительства на СУМЗе цеха по изготовлению серной кислоты выбросы оксидов серы заметно уменьшились. А использование кислородного дутья еще больше сократит выбросы дымовых газов. Экологически вредное и опасное ранее производство станет экологически безопасным, экономически более эффективным. Техническое перевооружение СУМЗа позволит в будущем забыть о ядовитых облаках в центре Урала. В настоящее время по­чти 80% всего сернистого газа заводов цветной металлургии России переводится в серную кислоту. Разработан, но пока не внедряется технологический процесс, позволяющий улавливать 98—99% газа.   В 2006 году УГМК принято решение о полной реконструкции СУМЗа, практически будет построен новый завод с самыми совершенными экологически безопасными технологическими процессами.

На коксохимическом производстве НТМК внедряется сухое тушение кокса. Установка сухого тушения кокса (УСТК) дает многообразный эффект, характерный для всех экологических сберегающих материалы и энергию технологических процессов. УСТК позволяет удовлетворить энергетические нужды не только коксохимического, но и некоторых других производств комбината. На 150—200 тыс. т уменьшилась масса топлива, необходимого НТМК. Пар и энергия на УСТК получаются в 1,5—2 раза дешевле, чем производимые сегодня на Нижнетагильской ТЭЦ. Ликвидация башен мокрого тушения кокса защитит воздушный бассейн Нижнего Тагила не только от огромного количества водяного пара (более 2 млн. т), но и от 15—20 тыс. т токсичных веществ, выбрасываемых вместе с этим газом. На Ревдинском метизно-металлургическом комбинате введен в эксплуатацию в 1993 г. стенд комбинированной механической очистки проволоки от окалины. Если раньше на заводе очистка проволоки осуществлялась с помощью травления кислотами и огромное количество ядовитых вредных веществ выбрасывалось в атмосферу, то теперь этот процесс стал экологически более чистым.   Большие перспективы в решении экологических проблем связаны с утилизацией вторичных ресурсов и комплексной переработкой сырья, особенно на предприятиях черной и цветной металлургии. Этот способ позволяет сократить потребление первичного природного сырья и соответственно уменьшить экологический ущерб, связанный с нарушением земель (выработка карьеров, образование отвалов, шламо- и хвостохранилищ). На предприятиях черной и цветной металлургии после соответствующего их дооборудования можно полностью перерабатывать минеральное сырье в металлы, азотные и фосфорные удобрения, серную кислоту, разнообразные строительные материалы и другую продукцию.   Железные руды Качканарского месторождения имеют сложный, комплексный характер. Главное их богатство — титаномагнетит, вкрапленный в алюмосиликатные горные породы. Кроме того, есть в них и другие железосодержащие компоненты, среди которых пирит, халькопирит, хромит. Особую ценность рудам придают содержащиеся в них соединения ванадия и титана. Такие руды используются для получения высококачественных сталей. Есть в них золото и платина. В год Качканарский горнообогатительный комбинат (ГОК) перерабатывает около 40 млн т руды, получая при этом 7 млн т железованадиевого концентрата. В 1993 г. ГОК переработал 1 млрд т руды. В отвалы ежегодно идет 33 млн т «отходов». В хвостах обогащения Качканарского ГОКа остается еще 8% железа, за год это 2,5 млн т; ванадия — примерно 150 тыс. т; 1 тыс. т платины; около 600 тыс. т титана в виде оксида. Этого количества титана хватило бы для постройки 40 тыс. сверхзвуковых реактивных самолетов. В отвалы уходит 3 млн т оксида алюминия, многие миллионы тонн соединений кальция, кремния, магния. Богатейшие руды Качканарского месторождения надо было бы сразу использовать комплексно. Однако главным для черной металлургии считается железо. И хотя технологическая схема извлечения титана и железа из отходов обогащения разработана, метод пока не применяется. Не приступили пока и к извлечению платины. Доказана применимость хвостов для дорожного строительства, для производства бетона, силикатного кирпича. Флотационные хвосты могут существенно снизить кислотность подзолистых почв и обогатить их микроэлементами. Качканарский «Клондайк» притягивает взоры иностранцев: англичан, американцев, японцев. Комбинат имеет конкретные предложения от английских и немецких фирм о совместной переработке шлаков путем строительства завода. Есть предложения и о закупке шламов.   На предприятиях по выплавке меди в городах Красноуральске и Ревде серной кислотой обрабатывают апатит и получают фосфорные удобрения. Отходы — миллионы тонн фосфогипса. Долгое время эти отходы не использовались, так как при изготовлении гипсовых изделий фосфогипс схватывается медленнее, чем чистый гипс. В настоящее время разработаны технологии использования в строительстве вместо гипсового камня фосфогипса. Есть и другой путь: в сочетании с доменным шлаком фосфогипс дает прочный материал для изготовления стеновых материалов. Существующие шлаковые, зольные отвалы, остатки обогащения руд, побочные продукты различных отраслей промышленности нельзя считать отходами. Это поверхностно залегающие комплексные «руды», требующие рационального использования.

? ЗАДАНИЕ Подумайте и попытайтесь ответить на следующие вопросы. Какие безотходные технологии знаете вы? На каких предприятиях вашего города (поселка) они внедрены? Что вы знаете о безотходных технологиях в сельском и лесном хозяйствах? Как вы оцените экологичностъ технологических процессов, которые применяются на предприятиях вашего района?     Ø ...Земельное богатство по-разному считается: что человеку больше надобно, то и дороже ... если дедовские отвалы перебрать, так много полезного найдем, а внуки станут наши перебирать и подивятся, что мы самое дорогое в отброс пускали. Вот и выходит, что земельное богатство не от горы, а от человека считать надо. П. П. Бажов

Нельзя не остановиться на проблемах рационального использования лесных ресурсов, комплексного использования древесины. Понятие «комплексное использование древесины» включает следующие основные направления: 1. Использование вершин, сучьев, иных отходов, получаемых при первичной обработке деревьев на лесосеке. Масса их составляет до 10% от свежесрубленного дерева. Основное их назначение — получение прессованных плит. 1 куб. м таких плит заменяет 2—3 куб. м пиломатериалов. 2. Использование побочных продуктов, образующихся на различных стадиях переработки древесины (опилки, стружки, щепки, обрезки досок и т. д.). 3. Постоянное снижение применения древесины как топлива. 4. Более рациональное использование сырья из древесины (например, замена деревянной тары на картонную и пластмассовую). 5. Расширение использования макулатуры для получения бумажной массы и последующего производства картона. 6. Сокращение расхода древесины в жилищном и промышленном строительстве. Замена деревянных деталей и комплектующих металлическими и из других материалов. 7. Проведение комплекса мероприятий по защите древесины от коррозии (пропитка антисептиками, огнезащитными составами).   Комплексное использование древесины позволяет почти втрое увеличить массу лесопродуктов, не вырубая при этом ни одного лишнего дерева.

На лесоперерабатывающих предприятиях при изготовлении технологической щепы в отходах оказывается до 50% исходного продукта. При производстве шпал в отходы идет 33%, фанеры —55%, карандашей — 90% исходного сырья. 1 куб. м опилок, тонких сучьев, стружек может дать 60 л спирта, или 12 кг дрожжей, или 30—40 кв. м плит, достаточных для изготовления полного комплекта мебели «спальная комната». Древесностружечные и древесноволокнистые плиты широко известны. Однако для их производства годятся не все отходы. Кроме того, из-за нарушений технологии синтетическая смола, которая служит связующим элементом в плитах, может выделять ядовитые фенолы и формалин. Оказалось, что можно обойтись без связующих компонентов. Учеными Уральского лесотехнического института разработана технология получения лигноуглеводных древесных пластиков (ЛУДП), которые вдвое дешевле ДСП. Исходные материалы — опилки, отходы производства технологической щепы, лесовыращивания и лесозаготовок, кора в смеси с раздробленной низкокачественной древесиной и загнившие стволы деревьев. Самое удивительное, что по своим характеристикам плиты из гниющей древесины оказались даже лучше ДСП. Лигноуглеводные пластики открывают путь к увеличению выпуска строи­тельных материалов в 2—3 раза. Можно переработать горы отвалов лигнина в Тавде, Ивделе, Лобве и других центрах лесохимической промышленности.

Переход предприятий на бессточные системы водоснабжения — кардинальный путь уменьшения загрязнения поверхностных вод. Примеры перехода на бессточные системы водоснабжения уже есть. В начале 60-х гг. встал вопрос о коренной реконструкции Верх-Исетского металлургического завода в Екатеринбурге. Речь шла, по сути, о сооружении крупного современного завода по производству высококачественной рулонной трансформаторной стали. Однако для нормальной работы цеху холодной прокатки потребовалось бы 60 млн куб. м воды в год. И это при имеющемся ее дефиците. Кроме того, эти кубометры в процессе производства стали бы грязными. Следовательно, надо было как можно меньше получать промышленных вод, т.е. сделать производство бессточным, при котором вся вода после очистки снова возвращается в производство. Комплекс очистных сооружений занял группу многоэтажных зданий и, по существу, образовал самостоятельное промышленное предприятие. Немало стоила безотходная водная система, но все-таки установка ее оказалась весьма выгодной: 98% воды, используемой в цехе холодной прокатки, является оборотной. Свежей воды цех расходует всего лишь 120 тыс. куб. м в год (вместо 60 млн). Чистая экономия от применения безотходного водоснабжения вместо прямоточного составляла в 80-х гг. в старых ценах более 1300 тыс. руб. в год. Традиционное направление решения проблем уменьшения загрязнения поверхностных вод — очистка промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных стоков. Современные системы водоочистки используют биохимический метод — очистку воды с помощью разнообразнейших микроорганизмов. Вся масса очищаемой воды (стоков) поступает в аэротенки — длинные бетонные ванны, в которых она непрерывно перемешивается за счет подачи воздуха снизу. В зимний период производится подогрев. В таких условиях активность микроорганизмов значительно усиливается и процесс разложения ими загрязняющих веществ, проходящий в естественных условиях месяцами, в аэротенках ускоряется в сотни раз. Вода, прошедшая очистные сооружения, очищается приблизительно на 90%. Некоторые вредные вещества уничтожаются практически полностью. Например, завод пластмасс в Нижнем Тагиле до создания очистных сооружений сбрасывал в реку до 2,5 т фенола в сутки, уничтожавшего в ней все живое. Биологические системы очистки воды обезвреживают 99% фенола в промстоках. Строительство новых и реконструкция действующих газопылеулавливающих установок, сооружений по очистке загрязненных стоков, расчистке рек и прудов остается актуальнейшей задачей на достаточно длительный период. В целом по области реализация этого комплекса мероприятий должна обеспечить резкое сокращение сброса неочищенных стоков, а в дальнейшем предусматривается полностью исключить загрязнение водоемов. В будущем планируется завершить переход предприятий области на бессточную систему водоснабжения. Строительство газоочистных сооружений, ликвидация устаревших экологически вредных технологических процессов и другие воздухоохранные мероприятия обеспечат сокращение выбросов и достижение всеми предприятиями области установленных предельно допустимых выбросов (ПДВ). 

«То, что создано и внедрено в асбестовой промышленности, представляет собой прообраз возможных вариантов безотходной по газу и пыли технологии будущего, применимой ко всем отраслям производства» — так оценил работу по созданию замкнутой системы вентиляции на асбообогатительных фабриках один из крупнейших специалистов по охране природы академик И.В.Петрянов-Соколов. Авторы разработки нашли оптимальное решение задачи создания замкнутой системы вентиляции и фильтрации воздуха и добились того, что остаток асбеста в воздухе составил 0,3-0,5 мг/куб.м, что намного меньше санитарных норм (0,6 мг/куб. м). До внедрения этой истемы только одной фабрикой комбината «Ураласбест» в атмосферу ежесуточно выбрасывались тонны высококачественного асбеста. К тому же асбестовая пыль вызывала тяжелые заболевания.

Дальнейшее развитие хозяйства области должно быть неразрывно связано с разработкой и внедрением принципиально новых экологических технологий.