Экологизация производства, ее содержание и основные формы

Защита окружающей среды  —  комплексная  проблема,  которая  может  быть решена только совместными усилиями специалистов различных отраслей  науки  и техники. Наиболее эффективная форма  защиты  окружающей  среды  от  вредного воздействия промышленных предприятий — переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях   сельскохозяйственного   производства — к биологическим методам  борьбы  с  сорняками  и  вредителями.  Это  потребует решения  целого  комплекса  сложных   технологических,   конструкторских   и организационных  задач.

Глава 4. Направления экологизации промышленного              производства

Экологизация  промышленного   производства   должна развиваться  по следующим направлениям⁵:

1. Совершенствование   технологических   процессов   и   разработка   нового оборудования с меньшим  уровнем  выбросов  вредных  примесей  и  отходов  в окружающую среду;
2. Широкое  внедрение  экологической  экспертизы  всех  видов  производств и промышленной продукции;
3. Замена   токсичных   и   неутилизируемых   отходов   на   нетоксичные и утилизируемые;
4. Широкое применение дополнительных  методов  и  средств  защиты окружающей среды.

Таким  образом,  рациональное  использование  ресурсов  и   обеспечение качества окружающей среды являются  общей  задачей,  которую  должны  решать специалисты различных областей науки и отраслей техники.

Инженерно-экологические   мероприятия   предполагают   создание   такой природно-промышленной системы, которая позволила бы  обеспечить  эффективное использование и охрану природных ресурсов в процессе работы того  или  иного производства.  В  инженерно-экологические  мероприятия  входят  три   группы мероприятий: инженерные, экологические и организационные.

Инженерные мероприятия направлены на совершенствование  существующих  и разработку новых технологических процессов, машин, механизмов и  материалов, используемых в производстве с  целью  исключения  или  смягчения  негативных воздействий предприятий на природную среду.

Экологические мероприятия обеспечивают самоочищение  (при загрязнении) природной  среды  или   самовосстановление   (при   нарушении   равновесия).

Экологические мероприятия  могут быть абиотическими и биотическими.⁶

Подгруппа   абиотических   мероприятий   основана   на    использовании естественных,  физических  и  химических,  процессов,  протекающих  во  всех составляющих  биосферы,  которые  позволяют   снизить   опасность   вредного антропогенного воздействия, уменьшить или исключить его последствия.

Биотические мероприятия основаны  на  использовании живых организмов, обеспечивающих  функционирование  экологических  систем   в   зоне   влияния производства.

К ним относятся биологическая  рекультивация  и  биологическая очистка сточных вод,  ликвидация  загрязнений  почв  с  помощью  специальных растений  или  микроорганизмов,   способных   извлекать   и   перерабатывать загрязняющие   вещества.    Биотическим    мероприятием    является    также самозарастание нарушенных земель.

Организационные  мероприятия  связаны  с  управлением,   структурой   и функционированием создаваемых или действующих природно-промышленных  систем. Они подразделяются на плановые и оперативные.

Плановые  мероприятия рассчитаны на длительную перспективу с учетом развития производства непроизводительной  инфраструктуры  крупных  природно-промышленных систем. К ним относятся выбор   месторасположения   новых производств с учетом взаимного расположения  других  источников  загрязнений атмосферы; передислокация  из  городов  и  поселков  предприятий с  высокой интенсивностью вредного воздействия;  выбор  места  расположения  отвалов и свалок; перемещение рекреационных территорий, объектов культурного назначения  из  зон  воздействия  и  влияния  предприятий  в  чистые   зоны; изменение  путей  и  режимов движения транспорта;  устройство   санитарно-защитных зон.

К  подгруппе оперативных относятся мероприятия, применяемые в экстремальных ситуациях, возникающих на производстве или в природной среде.

Экстремальные ситуации на производстве обычно сопровождаются  авариями (взрывы, пожары, разрывы трубопроводов) и приводят  к залповым  выбросам  и сбросам, загрязняющим окружающую среду.

Эти принципиальные направления  основаны  на  цикличности  материальных ресурсов и заимствованы у природы, где, как  известно,  действуют  замкнутые циклические процессы. Технологические процессы,  в  которых  в  полной  мере учитываются  все  взаимодействия  с  окружающей  средой  и  приняты  меры  к предотвращению отрицательных последствий, называют экологизированными. 

Подобно любой экологической  системе, где вещество и энергия  расходуются экономно и отходы одних  организмов  служат  важным  условием  существования других, производственный экологизированный процесс,  управляемый  человеком, должен следовать биосферным законам, и в первую очередь  закону  круговорота веществ.

Глава 5. Биотехнологии⁷

В последние годы в экологической  науке все больший интерес  проявляется к биотехнологическим  процессам,  основанным  на  создании  необходимых  для человека продуктов, явлений и эффектов с помощью микроорганизмов.

Применительно   к   охране   окружающей   человека   природной    среды биотехнологию можно рассматривать как разработку  и  создание  биологических объектов, микробных культур, сообществ, их метаболитов  и  препаратов  путем включения их  в  естественные  круговороты  веществ,  элементов,  энергии  и информации.

История биотехнологии насчитывает  тысячелетия (хлебопечение, виноделие, сыроделие и т. д.). Однако ежегодно появляются новые прикладные  направления биотехнологии, общим подходом для которых  является  искусственное  создание условий  для  эволюционных,  биогеохимических  процессов  на  Земле  в  виде характерных биореакторов, реализующихся  с  большими  скоростями,  оставаясь совместимыми по своим продуктам с окружающей природной средой. 

Биотехнология нашла широкое  применение  в  охране  природной  среды,  в частности при решении следующих прикладных вопросов:

1. Утилизация твердой фазы сточных вод и твердых бытовых  отходов  с  помощью анаэробного сбраживания;
2. Биологическая  очистка  природных  и  сточных  вод  от   органических   и неорганических соединений;
3. Микробное восстановление загрязненных почв, получение  микроорганизмов, способных нейтрализовать тяжелые металлы в осадках сточных вод;
4. Компостирование (биологическое  окислении)  отходов  растительности  (опад листьев, соломы и др.);
5. Создание  биологически  активного  сорбирующего  материала  для   очистки

 загрязненного воздуха.

На транспорте необходимо внедрение экологически  чистых  видов  топлива (газа, неэтилированных бензинов),  устройство  каталитического дожигания и улавливания вредных веществ, широкое внедрение электромобилей.

В  холодильной  технике  и  технике  кондиционирования  переходить   от хладагентов на базе хлорсодержащих углеводородов  (фреонов),  разрушающих озоновый слой, к озонобезопасным смесям, состоящим только из фторуглеводородов.

В машиностроении разрабатывать  системы водоочистки  для  гальванических производств, переходить к замкнутым системам рециркуляции воды и  извлечению металлов из сточных вод, в  области  обработки  металлов  шире  использовать получение деталей из пресс-порошков.

В  целлюлозно-бумажной  промышленности  внедрять  процессы   с   низким расходом свежей воды на единицу продукции, применяя замкнутые  и  бессточные системы промышленного водоснабжения; максимально     использовать экстрагирующие соединения, содержащиеся в  древесном  сырье,  для  получения целевых  продуктов,  совершенствовать  процессы  отбеливания   целлюлозы с помощью кислорода и озона; улучшать переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими  методами  в  целевые продукты;  создавать  производственные  мощности  по  переработке   бумажных отходов, в том числе макулатуры.

На современном этапе  развития общества разработка  научного  осознания единства  общества  и  природы  стимулируется  необходимостью  практического обеспечения такого  единства.  По  сути  дела  перед  обществом  повсеместно встала  задача  экологизации  техники,  оптимального   согласования   ее   с природными факторами.

За долгие годы индустриального  развития набрана односторонняя  инерция развития  техники  в  экологически  беззаботном   режиме,   и   переход   на качественно новый режим  иногда  кажется  просто  невыполнимым.  К  тому  же принимаемые до сих  пор  меры  экологизации  техники  радикально  не  решают проблемы, а лишь оттягивают ее подлинное преодоление. Борьба с  загрязнением природной среды производством ведется пока  преимущественно   путем строительства очистных сооружений, а не путем смены существующей  технологии производства. Однако одних этих мер для решения проблемы недостаточно. Требования к степени очистки  отходов  производства  будут  непрерывно повышаться  по  мере  роста  числа  и  мощности  предприятий.  В   некоторых уникальных  природных  комплексах,   таких,   как   Байкальский,   например, требования к эффективности очистных сооружений уже очень высоки.

 По  мнению специалистов,  водоочистные  сооружения  Байкальского   целлюлозно-бумажного комбината не  удовлетворяют  этим  требованиям,  хотя  стоимость  сооружений велика и  составляет  25%  от  стоимости  самого  комбината. Следовательно, действующий ныне основной способ   экологизации техники становится экономически нецелесообразным и экологически неэффективным.  Возникло противоречие  между  старым типом технологии   производства и новыми требованиями к защите окружающей среды. Оснащение современного  производства  очистными  сооружениями  следует рассматривать  только   как   этап, хотя   и   очень   важный,   на   пути совершенствования  природопользования. Одновременно  с  проведением   этого этапа нужно переходить к следующему, более важному и  радикальному  этапу  — перестройке самого типа технологии  производства. Необходимо  переходить к безотходному  производству  с  возможно  более  полной   утилизацией   всего комплекса  веществ,  поступающих  в   производственно-бытовую систему от горнодобывающей и заготавливающей отраслей производства. Такая технология требует полной  перестройки  производства  на  основе создания территориально-производственных комплексов. В этих  комплексах  все многообразие видов  производства  должно  быть  увязано  так,  чтобы  отходы одного вида предприятий служили сырьем для других видов и  так  до  наиболее полной утилизации всех без исключения  веществ,  поступивших  в  систему  на входе.

Современное   производство   организовано   с   нарушением   системных принципов. Соотношение добытого и использованного в процессе  производства вещества (98%  и 2% соответственно)  показывает,  что  процессы  получения вещества и энергии из  окружающей  среды  явно  взяли  верх  над  процессами утилизации  изъятого   вещества.   Таким   образом,   экологический   кризис запрограммирован в существующей технологии производства. Но из  этого  не  следует,  что  техника  в  принципе  несовместима  с природными процессами. Она вполне совместима с ними, но при  условии,  чтобы производство было построено в соответствии с законами системной  целостности саморегулирующихся систем. Приблизительным аналогом такой организации обменных процессов вещества и энергии могут служить природные биогеоценозы и биосфера в целом. Как в биогеоценозах  многообразие  видов  организмов  обусловливает  возможность замкнутого цикла в  движении  вещества  и  энергии,  так  и  в  общественном производстве  само многообразие его видов служит важной предпосылкой обеспечения замкнутости контуров технологических процессов.

Переход на  качественно  новую технологию  производства  с  замкнутым циклом  использования  вещества позволит   резко   сократить   потребление материалов из окружающей  среды.  За  исключением   небольших потерь в результате  рассеивания,  распыления  и  т.  д.  все  вещество   при   новой технологии будет  циркулировать  в  социальной  среде,  и  новые  количества вещества  будут  требоваться лишь для расширенного воспроизводства  и компенсации неизбежных потерь, т.е. примерно так, как в живой природе.  Если бы живая природа с  самого  начала  встала  на  тот  же  путь  использования вещества, по которому  пошел  человек,  то  от  всей  огромной  массы  нашей планеты при существующих биогенных темпах миграции элементов  уже  давно  бы ничего не осталось.  Способом  преодоления  противоречия  между  нарастанием интенсивности  метаболических  процессов  в  живой  природе  и  ограниченным количеством вещества в неживой природе планеты стали  круговороты вещества. Общественное производство также должно  подчиняться  принципу  круговорота вещества.

 Перестройка технологии производства на экологической  основе - таков следующий этап совершенствования  природопользования после этапа  защиты природы на основе традиционной  технологии. Для краткости  традиционную технологию в ее отношении к природе можно  назвать  "сервотехнология" (т.е. предполагающая охрану природы с помощью дополнительных техносистем),  а новую технологию, органично согласованную с природными процессами и поэтому не нуждающуюся в параллельной технике по защите среды, — "экотехнологией". От сервотехнологии   к   экотехнологии   —   таков   основной   путь совершенствования природопользования.