7.2. Взаимодействие производства и окружающей среды

Обмен веществ между производственной и природными сферами в про­цессе взаимодействия производства и окружающей среды называется антропо­генным метаболизмом. Он складывается из двух составляющих: суммы инди­видуальных обменов веществ всех людей на Земле (биологическая часть) и суммы техногенных обменов веществ от технологических процессов (техноло­гическая часть).

Рис. 7. 2. Относительные расстояния в распространении
отходов производства

 Технологический обмен трактуется как обмен веществ и энер­гии между техносферой и биосферой и порождает немало проблем и противоре­чий в системе «общество - природа» (Рис. 7. 2. ).

Любой технологический процесс начинается вводом исходных веществ (сырья) и завершается в конечном итоге выводом разнообразных готовых изде­лий и отходов. Иными словами, система антропогенного обмена в целом вклю­чает ввод природных ресурсов, их переработку с использованием энергии и вы­вод в окружающую среду отработанных веществ (производственных и бытовых отходов) и отслуживших свой срок готовых изделий. Процесс этот носит ли­нейный, незамкнутый и, следовательно, конечный характер, поскольку возвра­щение отходов и отработанных изделий в качестве исходного сырья все еще скорее исключение, чем правило.

Обмен веществ в биосфере основан на других принципах. Суммарный процесс движения веществ в биосфере носит замкнутый, цикличный характер, т. е. теоретически бесконечный при постоянном потоке энергии от Солнца.

Современный объем и скорости антропогенного обмена (особенно в его технологической части) достигли уровня, при котором все отчетливее проявля­ется напряженность и на вводе (сырьевые ресурсы), и на выводе из системы (отходы). В результате к настоящему времени со всей очевидностью выявились четыре острейшие проблемы глобального характера: охрана окружающей сре­ды от загрязнения, обеспечение растущего населения продуктами питания, обеспечение промышленности минеральным сырьем и проблемы энергетики.

Масштабы воздействия человека на окружающую среду огромны. Интен­сивному воздействию подвергаются все компоненты окружающей среды, из которых наиболее важны для человека атмосферный воздух, пресная вода и почва.

Загрязнение окружающей среды - вывод из системы антропогенного об­мена в природу всевозможных отходов, отбросов и использованных (амортизи­рованных) изделий. Виды, источники и пути загрязнения окружающей среды различны и многообразны: выбросы в атмосферу химических соединений и смесей; слив в водную среду (реки, подземные воды) всевозможных производ­ственных отходов и сточных вод, попадание в нее нефтяных продуктов; засоре­ние почвы твердыми отходами; повышение уровня ионизирующей радиации, шума, вибрации, а также тепловые выбросы в атмосферу и водный бассейн.

Основное загрязнение атмосферы в нашей стране создают шесть отраслей промышленности и автотранспорт. Их относительное участие в загрязнении атмосферы (%): теплоэнергетика - 27, 0; черная металлургия - 24, 3; цветная ме­таллургия - 16, 5; нефтедобыча и нефтехимия - 15, 5; автотранспорт - 13, 3; предприятия стройматериалов - 8, 1; химическая промышленность - 1, 3.

Как видно, теплоэнергетика и предприятия черной металлургии постав­ляют более половины всех выбросов в атмосферу. Выбросы от химических производств меньше по общему количеству, но их разнообразие и высокая ток­сичность ставят химическую промышленность в ряд основных загрязнителей атмосферы. Для химических и нефтехимических предприятий характерно на­личие технологических и вентиляционных, организованных и неорганизован­ных выбросов вредных веществ в атмосферу.

К технологическим относят хвостовые выбросы технологических процес­сов, выбросы при продувке оборудования, постоянно действующие вентиляци­онные трубы, периодически действующие предохранительные клапаны, дымо­вые трубы технологических печей. Эти выбросы характеризуются высокой концентрацией вредных веществ в небольшом объеме газовоздушной смеси.

К вентиляционным относят выбросы общеобменной и местной вытяжной вентиляции. С учетом объема вентиляционного воздуха валовое количество вредных веществ, содержащихся в вентиляционных выбросах, часто превышает таковое в технологических выбросах.

К организованным относят выбросы, отводимые от мест выделения сис­темой газоотводов, что позволяет улавливать вредные вещества в соответст­вующих установках.

Неорганизованные выбросы возникают за счет негерметичности оборудо­вания, коммуникаций, пробоотводников, канализационных колодцев и др.

К самым распространенным веществам, загрязняющим атмосферу, отно­сят оксид углерода, диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводо­роды, летучие растворители (ароматические углеводороды, спирты, эфиры, ке­тоны, галоген производные углеводороды и др. ), а также пыль. Известно более 200 веществ, загрязняющих атмосферу, причем по мере освоения новых техно­логических процессов их число возрастает. В некоторых случаях отрицательное влияние на окружающую среду усиливается в результате образования в атмо­сфере под воздействием солнечного света новых веществ из соединений, со­держащихся в выбросах.

Серьезные опасения вызывает загрязнение пресных вод, являющихся и природным ресурсом деятельности человека, и одновременно жизненно необ­ходимым благом. В нашей стране возобновляемый речной сток составляет око­ло 4700 км³ в год. Наиболее устойчивая величина стока, которая может быть использована для водопотребления, составляет 1600 км³ в год, или 34 % сум­марных водных ресурсов. Водосток имеет неравномерное распределение по территории страны. Около 80 % стока рек приходится на Сибирь и Дальний Восток, в то время как почти 80 % промышленного производства размещено на Европейской части континента.

Промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт загрязняют водоемы всевозможными поверхностно-активными веществами, солями, мине­ралами, углеводородами, взвесями, удобрениями и ядохимикатами. Одним из опасных видов органического загрязнения воды является загрязнение нефтью участка поверхности более 20 км². Такая пленка сокращает проникновение све­та, препятствует фотосинтезу, снижая перенос кислорода и углекислого газа. Со временем нефтяная пленка разлагается под действием солнечного излуче­ния, образуя высокотоксичные вещества.

Исключительно важной современной проблемой является сохранение почвы. Ежегодно в мире приходит в негодность примерно 6-7 млн га почвы. Немалые потери происходят из-за отчуждения пахотных и других пригодных для сельскохозяйственного использования земель под городскую застройку, прокладку дорог, промышленные площадки, свалки отходов и т. д. В настоящее время для добычи 1 м³ полезных ископаемых отчуждается 8, 6 га земли, при строительстве 1 км трубопроводов - 4 га, 1 км автодорог - 2 га.

Таким образом, экологические последствия деятельности человека сво­дятся к нарушению естественно протекающих процессов в отдельных компо­нентах окружающей среды и во всем их комплексе. Человек, его деятельность, непосредственно влияющая на компоненты окружающей нас природы и руко­творные объекты, образуют в тесной взаимосвязи эколого-экономическую сис­тему (ЭЭС), жизнедеятельность которой невозможно рассматривать по отдель­ным компонентам в силу теснейших взаимосвязей.