ПРОЦЕССЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

современный научно-технический прогресс

Развитие цивилизации и современный научно-технический прогресс непосредственным образом связаны с природопользованием, т. е. с гло­бальным использованием природных ресурсов.

Природопользование - отрасль материального производства и наука, решающие и исследующие проблемы удовлетворения материальных по­требностей человеческого общества, необходимых для его нормального воспроизводства, интеллектуально-духовного развития в течение неогра­ниченно долгого времени на базе ограниченных природных ресурсов без деградации окружающей среды.

Составной частью природопользования является переработка и вос­производство природных ресурсов, охрана их и инженерная защита окру­жающей среды (инженерная экология).

Инженерная экология - наука о взаимодействии технических и при­родных комплексов (природно-технических геосистем) и комплексная на­учно-техническая дисциплина, изучающая области проектирования, созда­ния и управления ресурсосберегающих технологий, экологически безопас­ных сооружений и промышленных производств, реализации инженерно - экологических решений по рациональному природопользованию и охраны окружающей среды.

Процессы инженерной защиты окружающей среды - комплексная научно-техническая дисциплина, изучающая теоретические основы созда­ния ресурсосберегающих технологий, экологически безопасных промыш­ленных производств, реализации инженерно-экологических решений по рациональному природопользованию и защите окружающей среды.

С точки зрения современной науки, геофизическая оболочка Земли представляет собой ноосферу - сферу взаимодействия природы и общест­ва, или систему «окружающая природная среда - человек - техника». Под "окружающей природной средой" или "окружающей средой" понимается совокупность естественных и измененных природных условий обитания человека и производственной деятельности общества.

В процессе бытовой и производственной деятельности человеческое общество неизбежно влияет на окружающую среду, которая немедленно или через определенный промежуток времени реагирует на это влияние и оказывает обратное положительное, а чаще отрицательное действие.

Деятельность человека все глубже проникает в биосферу - область ак­тивной жизни оболочки Земли, включающей нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые заселены живыми орга­низмами. Толщина этой оболочки (40...50 км) ничтожно мала по сравне­нию с диаметром Земли, доступна для человеческой деятельности и чрез­вычайно ранима. Воздействие человека на биосферу тесно связано со все возрастающими темпами научно-технического прогресса и необходимо­стью решения возникающих социально-экономических задач.

Геохимическое воздействие человека на природу определяется тремя обстоятельствами:

1) синтезом множества (более миллиона) веществ, отсутствующих в естественных условиях и обладающих качествами, не свойственными при­родным соединениям;

2) строительством широкой сети газо - и нефтепроводов, шоссейных и железных дорог, что наряду со специализацией производства привело к массовому транспортированию разнообразного сырья из районов добычи в районы переработки, а также к перераспределению и рассеиванию загряз­нений. Рассеиванию загрязняющих веществ во многом способствовало и задымление атмосферы выбросами ТЭЦ, металлургических, химических, нефтеперегонных и других заводов, автомобильного и авиационного транспорта;

3) интенсификацией производства сельскохозяйственной продукции, потребовавшей массового применения удобрений, гербицидов и пестици­дов, отрицательное побочное воздействие которых на окружающую среду выявилось лишь спустя длительное время.

Развитие мирового общественного производства идет все ускоряю­щимися темпами, и размеры ущерба, наносимого окружающей среде, уве­личиваются при этом так, что их уже невозможно, как раньше, преодолеть естественным путем, без использования глубоко продуманного комплекса законодательных и технологических мероприятий, затрагивающих все сферы производственной деятельности человека.

Промышленные отходы (ПО) и загрязнения, выделяющиеся в техно­логических циклах предприятий и при очистке производственных сточных вод, представляют наибольшую опасность прежде всего для населения крупных промышленных центров и окружающих их регионов, создают трудности в работе городских коммунальных служб. Известны, например, случаи взрывов легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), попавших в канализационные коллекторы. Кроме того, сбрасываемые в канализацию тысячи тонн гальванических шламов, содержащих токсичные тяжелые ме­таллы, делают осадок городских станций аэрации в ряде случаев непри­годным для использования в качестве удобрения.

В настоящее время по статистическим данным в различных странах образуются токсичные ПО в следующих количествах:

В современных условиях общественное воспроизводство требует во­влечения в хозяйственный оборот больших объемов сырья и энергии. В России, например, до 1990 г. по ориентировочным расчетам на каждый рубль произведенного национального дохода расходовалась примерно 1 т природного вещества (воды, минерального сырья, топлива, биомассы, ат­мосферного кислорода). При этом масса готовой продукции составляла 1­1,5 % массы вещества, поступающего на переработку. Господствующая много лет вера в неисчерпаемость природных ресурсов страны, ошибки в планировании, безответственность и бесконтрольность нанесли и продол­жают наносить невосполнимый ущерб окружающей среде.

В связи с этим в дальнейшем необходимо внедрение технологических процессов, дающих минимальные выбросы, при которых самоочищающая­ся способность природы в достаточной степени будет препятствовать воз­никновению необратимых экологических изменений.

Под безотходной технологией понимается идеальная модель произ­водства, которая в большинстве случаев не может быть реализована в пол­ной мере, но с развитием технического прогресса все больше приближает­ся к идеальной. Более конкретно под безотходной технологической систе­мой следует понимать такое производство, в результате деятельности ко­торого не происходит выбросов в окружающую среду. Безотходное произ­водство представляет совокупность организационно-технических меро­приятий, технологических процессов, оборудования, материалов, обеспе­чивающих максимальное и комплексное использование сырья и позво­ляющих свести к минимуму отрицательное воздействие отходов на окру­жающую среду.

Безотходное производство можно характеризовать всемерно возмож­ной утилизацией образовавшихся в прямых технологических процессах отходов. Малоотходная технология представляет собой промежуточную ступень безотходной и отличается от нее тем, что обеспечивает получение готового продукта с не полностью утилизируемыми отходами. Отходы представляют собой побочные продукты промышленного производства, выделяющиеся в процессе производства основных видов продукции и ха­рактеризующиеся определенными физико-химическими свойствами. От­ходы производства и потребления, пригодные для переработки в товарную продукцию, относятся к вторичным материальным ресурсам.

В основе подавляющей массы технологий лежат физические и хими­ческие превращения. В физических процессах изменяются лишь форма, размеры, агрегатное состояние и другие физические свойства веществ. Их строение и химический состав сохраняются. Физические процессы доми­нируют при дроблении, измельчении полезных ископаемых, в различных способах обработки металлов давлением, при сушке и в других аналогич­ных случаях.

Химические процессы изменяют физические свойства исходного сы­рья и его химический состав. С их помощью получают металлы, спирты, удобрения, сахара и т. п., которые в чистом виде в сырье не присутствуют. Химические процессы являются основой производства в металлургии, хи­мической промышленности, промышленности строительных материалов, целлюлозно-бумажной промышленности и во множестве других отраслей народного хозяйства.

Химические явления в технологических процессах зачастую получают развитие под влиянием внешних условий (давление, объем, температура и т. д.), в которых реализуется процесс. При этом имеют место нестехиомет - рические превращения одних веществ в другие, изменение их поверхност­ных, межфазных свойств и ряд других явлений смешанного (физического и химического) характера.

Совокупность взаимосвязанных химических и физических процессов, происходящих в вещественной субстанции, получила название физико - химических, пограничных между физическими и химическими. Физико - химические процессы широко применяются в обогащении полезных иско­паемых, металлургии, технологиях основных химических производств, ор­ганическом синтезе, энергетике, но особенно в природоохранных техноло­гиях (пыле - и газоулавливании, очистке сточных вод и др.).

Специфическую группу составляют биохимические процессы - химические превращения, протекающие с участием субъектов живой при­роды. Биохимические процессы составляют основу жизнедеятельности всех живых организмов растительного и животного мира. На их использо­вании построена значительная часть сельскохозяйственного производства и пищевой промышленности, например биотехнология. Продуктом био­технологических превращений, протекающих с участием микроорганиз­мов, являются вещества неживой природы.