Переработка промышленных отходов

История возникновения отходов и характеристика современной экологической обстановки

На ранних этапах развития человеческого общества антро­погенное воздействие на природу было незначительным. Загрязнение окружающей среды вызывалось в большей степени естественными природными процессами: извержением вулканов, »емлетрясениями, лесными пожарами и другими природными катаклизмами. Подобные явления носили обратимый характер и проходили без каких-либо серьезных последствий для развития жизни на Земле.

С появлением промышленного производства металлов, гон­чарных и стекольных изделий, соды, мыла, красителей, тек­стильных материалов, пороха количество образующихся про­мышленных отходов резко возросло, т. к. создававшиеся технологии были рассчитаны на максимальное получение товарного продукта при минимальной его стоимости.

Экономическое несовершенство этих технологий оказалось унаследованным современным производством. Например, без принципиальных изменений более 80 лет сохраняется технология получения азотной кислоты, 90 лет — аммиака, 100 лет — соды, 115 лет — сульфатной целлюлозы, 130 лет — мартеновской и бессемеровской стали. Некоторые применяемые до сих пор технологии (выплавка чугуна, выделка кожи, стекловарение) известны давно, но в сущности не претерпели значительных изменений.

Развитие капитализма способствовало появлению новых отраслей промышленности при одновременной концентрации уже существующих производств. Промышленные монополии в погоне за прибылью интенсифицировали производство различной продукции, не задумываясь о вредном воздействии отходов производства на окружающую среду.

Большое количество отходов промышленного, сельскохо­зяйственного и бытового происхождения, образующихся в наше время, нарушило равновесие, при котором природа успешно справлялась с переработкой отходов с помощью бактерий, воды, воздуха и солнечного света.

Начиная с древнейших цивилизаций, с появлением крупных поселений и городов человек уделял внимание обработке твердых отходов.

Еще в древние времена на Крите (от 3000 до 1000 г. до н. э.) твердые отходы помещали в большие ямы и пересыпали через определенные промежутки слоями земли. Сбор и удаление отходов на свалки в основных чертах просуществовали до XIX в. Конечно, выбрасывалось на свалку только то, что невозможно было ис­пользовать. В Европе отходы применяются в течение нескольких веков. В России текстильные отходы используются с начала XVIII в.: в 1714 г. Петр I издал Указ о сборе и доставке в Санкт-Петербург холщевого вторичного сырья для производства бумаги.

В 1874 г. в Англии появилась первая печь для сжигания му­сора. Это было связано с последствиями промышленной рево­люции и появлением отходов с высокой теплотворной спо­собностью. В 1914 г. в этой стране было построено уже 200 печей для сжигания отходов, из них 65 были снабжены парогенераторами для получения энергии, т. е. уже тогда тепло, выделяющееся при сжигании отходов, утилизировалось.

Впервые сортировка отходов, их обработка и максимальное извлечение из них полезных материалов были организованы в США в 1898 г. Отходы начали классифицировать, собирать и складировать раздельно по видам.

На пороге третьего тысячелетия научно-техническая рево­люция определила гигантский рост материальных и духовных возможностей человека, качественный скачок в развитии про­изводительных сил, но она же “наделила” человечество проб­лемами, от решения которых зависит существование человека, выживание его как биологического вида. Развитие науки и техники, транспорта и сельского хозяйства привело к тому, что экологические катастрофы создают кризисные ситуации для всего человечества. Противоречия между развитием человеческого общества и ограниченными ресурсами среды, ее возможностями саморегенерации становятся все более существенными, долговременными и труднопреодолимыми.

В настоящее время необходим переход к качественно новому решению вопросов, связанных с охраной природы и рациональным использованием природных ресурсов. Это требует коренной перестройки практики природопользования и управ­ления развитием потребностей в незагрязненной среде.

Глобальный характер деградации окружающей среды поз­воляет рассматривать этот процесс как результат действия объек­тивных законов взаимодействия природы и общества.

Регулирование использования природных ресурсов осложняется еще и противоречием между сегодняшними задачами и проблемами будущего развития.

Решая сегодняшние задачи, человек использует природные ресурсы на благо современному обществу неизбежно в ущерб будущему развитию. Развитие современного общества входит в противоречие с выживанием будущих поколений. Осознание противоречий есть необходимое условие их разрешения.

Представления об экстенсивном и интенсивном характерах развития экономики и производительных сил, об экологической безопасности, о связи проблем окружающей среды с экономи­ческим развитием можно рассматривать как важнейшие призна­ки этого осознания. Но одного осознания проблем недостаточно для их решения.

Сегодня производственная деятельность человека связана с использованием разнообразных природных ресурсов, которое сопровождается изменением их состояния и объемов. Снижение их качества и (или) уменьшение их количества означает ухудшение состояния ресурсов.

Подсчитано, что на производство промышленной продукции расходуется всего 1/3 потребляемых сырьевых ресурсов, а 2/3 утрачивается в виде побочных продуктов и отходов. На технические нужды ежегодно расходуется из атмосферы 6 млрд. тонн кислорода, что составляет 12 % от вырабатываемого биосферой планеты. Усиление техногенного воздействия на природную среду уже породило ряд экологических проблем, связанных с состоянием атмосферы, гидросферы и литосферы.

Ежегодно промышленные предприятия всех стран мира выбрасывают в атмосферу: углекислого газа — 20 млрд. т; оксида углерода — 200 млн. т; диоксида серы — 200 млн. т; оксидов азота — 50 млн. т; фреонов — 1 млн. т; свинца — 0,4 млн. т; пыли — 250 млн. т; золы — 200 млн. т.

В общем виде воздействие человека на биосферу определяется следующими факторами:

1. Синтезом множества (более 10 млн.) веществ, отсутству­ющих в природе и обладающих качествами, не свойственными природным соединениям.

2. Строительством широкой сети газо - и нефтепроводов, других транспортных артерий и массовым транспортированием разнообразного сырья из районов добычи в районы переработки, сопровождающимся его рассеиванием и расширением регионов загрязнения.

3. Интенсивным развитием энергетики, использующей для выработки энергии углеводородное сырье, при сжигании которого выделяются в большом количестве загрязняющие биосферу вещества.

4. Освоением методов проведения управляемых ядерных реакций, приведшим к широкому использованию радиоактивных материалов и загрязнению ими биосферы.

5. Развитием транспорта, при эксплуатации которого выделяет­ся большое количество токсичных отходов.

6. Интенсификацией сельскохозяйственного производства, сопровождающейся использованием на полях удобрений, гербицидов и пестицидов.

7. Расширением металлургической, целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности, производящих в массовом количестве химически активные отходы производства.

По мнению специалистов происходящее антропогенное загрязнение атмосферы в обозримом будущем окажет большое влияние на генетические процессы многих видов. Но уже сейчас оно является причиной таких заболеваний человека, как бронхит, астма, аллергия, рак и др.

Одной из основных глобальных проблем стала угроза воз­никновения парникового эффекта вследствие загрязнения атмос­феры диоксидом углерода, образующимся в процессе сжигания углеродсодержащего топлива: угля, бензина, природного газа, дров и т. д. По различным оценкам специалистов, опасный порог содержания диоксида углерода в атмосфере (0,045 %) будет достигнут к 2030 либо к 2050 г., что приведет к возникновению парникового эффекта в 2050 или в 2090 году соответственно. В начале XX в. содержание диоксида углерода в атмосфере составляло

0, 03 %. При удвоении его содержания температура атмос­феры поднимется на 2—4 °С в среднем, но со значительными отклонениями, что приведет к подъему уровня мирового океана на 1 м.

Россия не является лидером по потреблению энергии в пересчете на одного человека. Больше всех энергии потребляет Канада: 14 т условного топлива на человека в год. Далее со

Значительным отрывом идут США — 11 т. Россия же потребляет только 6,5 т условного топлива на душу населения в год, что составляет всего 40 % от необходимого ей количества с учетом более северного положения большинства ее территорий по сравнению с другими странами. Для того, чтобы сохранить роль великой державы, Россия должна наращивать энерговооруженность.

Загрязнения, поступающие в атмосферу, возвращаются на Землю с осадками и попадают в водоемы и почву. Наряду с этим реки, озера и моря загрязняются сточными водами промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Вода — самый важный строительный материал любого живого организма, она необходима везде, где существуют земные формы жизни. Вместе с тем вода — незаменимый технологический материал для промышленного производства, например, для вып­лавки 1 т стали требуется более 100 т воды. Человечество ежегодно расходует 7—8 млрд. т минеральных ресурсов и такое же количество воды ежедневно.

Учитывая, что объемы неконтролируемого сброса загряз­ненных промышленными стоками вод в реки и закрытые водоемы составляют 600 — 700 млрд. м3 в год, можно понять, что водные ресурсы во многих странах стали остродефицитными. А ведь еще не так давно человечество рассматривало гидросферу как неисчерпаемый источник ресурсов.

Одними из главных загрязнителей гидросферы стали нефтепро­дукты. Загрязнение мирового океана нефтью и нефтепродуктами достигло уже 1/5 его общей поверхности. В результате аварий судов, промывки резервуаров танкеров, утечек нефти при добыче ее в шельфовой зоне ежегодно в воды океана попадает 12-15 млн. т нефти.

Нефтяная пленка приводит к гибели оплодотворенной икры, нарушает процессы фотосинтеза и выделения кислорода, осу­ществляемого фитопланктоном, в результате чего происходит нарушение газо - и влагообмена между атмосферой и гидро­сферой.

Огромную нагрузку в результате деятельности человека испытывает и литосфера. Практически все полезные ископаемые вместе с содержащими их породами извлекаются из недр земли. Кроме того, подземная среда используется для строительства (размещение производств, прокладка коммуникаций, создание хранилищ и т. д.). Поверхностные накопители промышленных отходов и сточных вод в результате несоблюдения правил склади­рования и захоронения отходов наносят большой ущерб флоре и фауне этих регионов, влияя на динамическое равновесие биосферы.

Нерациональное использование удобрений (особенно азот­ных) и пестицидов в некоторых регионах приводит к необратимым изменениям всей биосферы.

В почву, самоочищение которой происходит медленно, попадает огромное количество отходов. Накапливание токсичных веществ приводит к постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов.

Любое загрязнение литосферы твердыми отходами может вызвать загрязнение подземных вод.

Антропогенные факторы ускоряют протекание многих биосферных процессов в окружающей среде по сравнению с их ходом в естественных природных условиях.

Обобщая вышеизложенное, следует отметить, что антропо­генное воздействие на природу вызывает следующие проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды:

1. Возможное изменение климата вследствие поступления в атмосферу техногенного тепла, углекислого газа и аэрозолей.

2. Нарушение озонового слоя Земли за счет поступления в ат­мосферу фреонов, оксидов азота и других соединений.

3. Биологические последствия загрязнения биосферы радиоак­тивными веществами, тяжелыми металлами и другими вредными веществами.

4. Биологические последствия, связанные с загрязнением мирового океана речными стоками, морским транспортом, продуктами техногенного происхождения, содержащимися в атмосферных осадках.

Мы стоим на пороге очередного важного эволюционного события, которое определит развитие жизни на Земле: либо произойдет дальнейшее ухудшение существующего состояния биосферы, следствием которого будет вымирание большинства видов, либо мы научимся контролировать свои потребности и сохраним существующую экологическую систему, в которой будет соблюдаться равновесие между всеми обитающими на Земле видами, и пойдем по пути совершенствования своих духовных и интеллектуальных способностей.

События, изменяющие ход эволюции на Земле, происходят в среднем раз в 100 млн. лет. Мы живем именно в такую переломную эпоху, и земляне должны сделать выбор: либо создать условия для сохранения экологической системы, либо в бли­жайшие 50 лет стать очевидцами и участниками катастрофы.

Экологический кризис, переживаемый человечеством в конце XX в., требует критического пересмотра ценностей научно-техни­ческой революции и определения приоритетных задач предстоящего периода общественного развития с целью более рационального природопользования.

Настоящий период войдет в историю как эпоха перелома в общественном сознании, заключающегося в осознании факта ограниченности природных ресурсов и уязвимости окружающей среды. Реальная угроза истощения материальной основы хозяйства и разрушения биосферы должна определять наши действия и на местном, и на мировом уровнях.

Необходимо, чтобы природоохранная деятельность стояла наряду со здравоохранением на первом месте в ряду приоритетов политики государства. Это по сути дела означает сформули­рованный акад. Н. Н.Моисеевым “экологический императив” общественного развития. Его выполнение необходимо в плане как выживания нации, так и реализации стратегии ускорения научно­технического прогресса. Не решая эффективно экологические проблемы, мы разрушаем природный, а значит, продовольст­венный, сырьевой и вообще экономический потенциал общества.

Понимание возникающих противоречий между производи­тельными силами и производственными отношениями является основой устойчивого развития человеческого общества и создания совместимой с развитием окружающей среды материально­технической базы общества.

Центральной проблемой такой стратегии остается роль человека во взаимоотношениях общества и природы. Необходимо особо выделить в качестве одного из приоритетов стремление к достижению качественно новой экологической культуры чело­вечества, адекватной современной ситуации и направленной на перерастание ее в устойчивые нормы общественного, коллектив­ного и индивидуального поведения.

В нашей стране экологическая ситуация может считаться одной из самых неблагополучных в экономически развитой части планеты. Достаточно отметить, что 16 % территории, занятой населением 50—70 млн. человек, признано зоной экологического бедствия. Каждый десятый город имеет высокий уровень заг­рязнения основных природных сред, причем среди них все города, включая Москву и Санкт-Петербург, с населением больше 1 млн. человек. В России ежегодно образуется 270 млн. т газообразных отходов, более 60 млрд. т сточных вод, из которых около 41 % относятся к категории загрязненных, и 7 млрд. т твердых отходов. Только бытовых твердых отходов ежегодно вывозится на свалки и полигоны более 130 млн. т, под складирование которых занято 250 тыс. гектаров земельных угодий. А всего на учтенных свалках накоплено 65 млрд. т твердых отходов.

Как известно, в последние годы произошел значительный спад объемов производства и в промышленности, и в сельском хозяйстве. Несмотря на это, качественного изменения эко­логической обстановки в стране не произошло, а по ряду показателей она продолжает ухудшаться. В частности, все более острой становится проблема утилизации и обезвреживания токсичных отходов: более половины из них вывозится в необработанном виде на свалки, которые зачастую для этого не приспособлены и не отвечают природоохранным требованиям.

Около половины населения России используют для питья воду, не соответствующую санитарным нормам. Концентрации токсичных веществ в атмосферном воздухе 208 городов страны, в которых проживает 43 % населения, превышают предельно допустимые нормы.

Наибольший вклад в загрязнение среды обитания вносят предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, стройиндустрии, целлюлоз­но-бумажной промышленности и т. д.

При бездумном расхищении потенциала, дарованного нам природой, мы находимся в состоянии хронического сырьевого и топливно-энергетического дефицита, особенно обострившегося в последнее время из-за заметного сокращения добычи нефти и перерасхода материальных ресурсов на единицу конечного общественного продукта.

Анализ показывает, что в России имеются гигантские резервы ресурсосбережения: наша страна потребляет на единицу валового внутреннего продукта (ВВП) нефти на 36 %, угля — на 56 %, газа — на 42 %, стали — на 138 % больше, чем США.

Ресурсоемкость единицы ВВП в России почти в два раза выше, чем в США, и примерно в четыре раза выше, чем в Западной

Европе. Это означает, что в общее загрязнение окружающей среды Россия вносит примерно такой же вклад, как США и Западная Европа, значительно уступая им по объему ВВП. Отсюда спра­ведливое беспокойство мирового сообщества по поводу эколо­гической ситуации в России.

За последние 15 лет в индустриально развитом мире соверши­лась настоящая революция в ресурсосбережении и были дос­тигнуты значительные успехи в снижении уровня загрязнения окружающей среды. В России, к сожалению, положение в области ресурсосбережения практически не изменилось, а экологическая ситуация заметно ухудшилась. Следует признать, что определенную роль в ресурсорасточительности нашего хозяйства в какой-то мере играет богатство природных недр страны, малая зависимость России от импорта сырья и энергоносителей.

Необходимо наведение элементарного порядка в хранении, перемещении и использовании сырья и энергии, а также стимулирование создания новой ресурсосберегающей техники и технологии. Важную роль должны сыграть структурные сдвиги в экономике и широкое рециклирование большинства промышлен­ных материалов.

Особо тяжелая экологическая обстановка сложилась в Москве. К настоящему времени Московский регион стал одним из крупнейших урбанизированных регионов мира. Здесь на 0,3 % территории России проживает 10 % населения. Рост Москвы как крупнейшего промышленного центра обусловил возникновение сложных экологических проблем. Анализ всех аспектов эко­логического состояния городской среды показывает, что город находится в критической экологической ситуации. За последние годы заболеваемость органов дыхания у детей увеличилась на 20 %, гормональных и имунных расстройств — на 24 %, постоянно растет число врожденных уродств, по которым Москва держит первое место в стране.

Наиболее неблагоприятным экологическим фактором в Москве является загрязнение воздуха. Без уменьшения загрязнения воздуха, в первую очередь от стремительно нарастающего количества автотранспорта, невозможно улучшить экологическую обстановку в городе.

Москва сбрасывает 10 % всех сточных вод России. Водо - потребление в городе на душу населения — самое большое в мире.

Одна из самых злободневных проблем города — промыш­ленные и бытовые отходы. В городе отсутствует индустрия переработки промышленных и бытовых отходов. Площадь, зани­маемая в черте города несанкционированными свалками, оце­нивается в 900 га, в ближайшем Подмосковье — несколько тысяч гектаров. Особенно острой проблемой является отсутствие в городе предприятий по сбору и обезвреживанию токсичных промыш­ленных отходов. Сегодня, как бы ни была законопослушна адми­нистрация московского предприятия, как бы она ни хотела сдать на переработку токсичные отходы, сделать этого она не может. Поэтому сотни тонн растворов, жидкостей, отработанных масел, лаков и красок и т. п., включая сильно действующие ядовитые вещества, в конце концов попадают в грунтовые воды и кана­лизацию.

Правительством Москвы проводится значительная работа по улучшению экологической обстановки в городе. В Москве действует несколько федеральных, отраслевых и городских эко­логических программ, имеются экологические разделы во всех научно-технических программах, принятых городом.

Московским городским комитетом охраны окружающей среды совместно с другими департаментами правительства, спе­циалистами академических и отраслевых институтов проанали­зированы различные аспекты экологических проблем города и подготовлена Комплексная экологическая программа, утвержден­ная постановлением правительства Москвы. Началось строи­тельство современного завода по обезвреживанию и утилизации токсичных промышленных отходов, запланировано строительство еще нескольких таких заводов, много внимания уделяется улуч­шению дорожного строительства и правильной организации до­рожного движения.

Важнейшей задачей государства является создание норматив­но-правового, экономического и общественно-политического механизмов управления природопользованием.

Нормативно-правовой механизм должен обеспечить развитие всех сфер общественного производства в соответствии с реальным состоянием ресурсов и условий окружающей среды. Основными средствами его реализации являются система норм состояния и допустимых воздействий на окружающую среду, система норм и стандартов использования ресурсов, экологическая экс­пертиза, система законодательных актов, определяющих правовую ответственность ресурсопользователя.

Современный уровень нормирования и контроля за сос­тоянием природной среды неэффективен. Контрольные органы и предприятия не обеспечены современными нормами, приборами и средствами контроля, что резко снижает его надежность и достоверность. Существующие стандарты, определяющие контроль за состоянием природной среды и допустимые воздействия на нее, не имеют достаточного социально-экономического обос­нования, а для многих предприятий и видов воздействий нормативы и стандарты не установлены вообще. Поэтому необ­ходимо создание системы современных стандартов качества природной среды и предельно допустимых воздействий на нее, а также сети стационарных и передвижных постов экологического мониторинга, оснащенных приборами и системами автома­тизированного контроля за расходованием природных ресурсов, выбросами и сбросами вредных веществ, их содержанием в атмосфере, водных источниках, почве, растениях и продуктах питания. Организационной основой нормативно-правового механизма должна стать единая государственная система нор­мирования, контроля и управления природопользованием.

Экономический механизм рационального природопользования и охраны окружающей среды должен обеспечить прогрессивное развитие и внедрение ресурсосберегающих, малоотходных тех­нологических процессов, комплексных безотходных производств. Он должен способствовать созданию и внедрению экологичной техники, экологически обоснованному размещению производи­тельных сил, перераспределению материально-технических и трудовых ресурсов в приоритетные сферы рационального при­родопользования, развитию адекватных научных знаний и обра­зования. Основными средствами реализации такого механизма должны стать: политика в области ценообразования, плата за пользование природными ресурсами, экономическое стимули­рование предприятий через систему налогообложения и госу­дарственных дотаций и инвестиций.

Общественно-политический механизм должен обеспечить решение вопросов рационального природопользования и охраны окружающей среды путем воспитания и экологического обра­зования населения страны, повышения личной ответственности каждого гражданина за состояние окружающей среды.

В качестве обобщенных целевых эколого-экономических показателей программы восстановления отечественной природной среды могут быть приняты: повсеместное достижение, а затем и ужесточение нормативных уровней чистоты окружающей среды по всем сферам (атмосфера, гидросфера, литосфера); стабилизация забора воды из природных источников по стране в целом на уровне 320—340 куб. км в год, что обеспечивается примерно двухкратным снижением водоемкости общественного производства; снижение потерь почв от антропогенной эрозии на всей площади госу­дарственного земельного фонда до уровня, соответствующего масштабам естественного состояния почв (0,5—3,0 т/га в год в зависимости от типов почв); сокращение площади пашни в районах интенсивной распашки до экологически допустимых пределов (40—60 % всей территории); снижение площади нарушенных земель до технологически допустимого минимума (1,5—2 млн. га, включая торфоразработки); создание около 8 млн. га полезащитных и противоэрозионных и 8 млн. га пастбище-защитных и мелиоративно-кормовых насаждений; комплексное, малоотходное и безотходное использование минерально-сырьевых ресурсов, обеспечивающее размер потерь при добыче и переработке не более 2—25 % (в зависимости от вида ресурса); доведение площади природных охраняемых территорий всех видов до 10—15 % (в том числе 6 % строго охраняемых) всей земельной площади России с созданием экологически обоснованной системы таких территорий во всех регионах страны; увеличение и улучшение ресурсов дикой флоры и фауны и других биологических ресурсов на территории России, включая повышение лесистости в малолесных районах, повышение доли хвойных и других ценных лесных пород и размера среднего запаса леса на лесопокрытых площадях, увеличение видового разнообразия животного и растительного мира, обеспечение условий для естественного воспроизводства редких и исчезающих биологических видов и других дико­растущих растений, наземных позвоночных и беспозвоночных, а также рыб и других биологических объектов в естественных водоемах и водохранилищах; осуществление комплекса меро­приятий по резкому снижению риска и ущерба от катастро­фических социально-экологических ситуаций (аварий на эко­логически опасных объектах, стихийных бедствий и т. д.).

Достижение указанных целей могло бы стабилизировать состояние окружающей среды и ее санитарно-гигиенические показатели. Естественно, что осуществление этих целей потребует увеличения капиталовложений на охрану окружающей среды и ра­циональное природопользование.

Полномасштабная программа восстановления природной среды и внедрения природоохранных, ресурсо - и энергосбере­гающих технологий в России требует сотни триллионов рублей.

Проект одобренной правительством России федеральной целевой программы “Отходы” нацелен пока только на то, чтобы хотя бы сдержать дальнейшее ухудшение экологической обста­новки.

Цель программы — проведение единой государственной политики в сфере комплексной переработки, транспортировки, утилизации, безопасного хранения и обезвреживания производст­венных и бытовых отходов.

Программа пока касается твердых отходов, а также отходов, улавливаемых защитными сооружениями. При ее выполнении должны быть разработаны правовые, экономические, методи­ческие, научно-технические и организационно-управленческие основы системы обращения с отходами. В рамках Программы намечено выполнить 156 пилотных проектов малоотходных тех­нологий, а также производств по обезвреживанию, вторичному использованию и захоронению отходов. В среднем проекты могут окупиться за три года. Реализация этой программы и эффектив­ность коренной перестройки в деле охраны природы и рацио­нального природопользования во многом зависят от политики распределения государственных капиталовложений.