Cтраница 3
Их присутствие рассматривается в санитарной охране атмосферы как ее загрязнение, ибо в основном эти вещества являются ксенобиотиками. Как правило, это - побочные продукты ( отходы) отраслевых ресурсных циклов. [31]
По мере прохождения через ресурсный цикл вещества, ранее сконцентрированные в том или ином месте локализации, рассеиваются. Рассеиваются не исходные, а трансформированные или утраченные в процессе ресурсного цикла вещества, которые загрязняют природную среду. Таким образом, главной объективной причиной загрязнения среды является незамкнутость ресурсного цикла. [32]
Совершенствование ресурсного цикла идет по пути создания новых технологий, оптимизации технических решений ( в том числе оборудования), исходя из принципа минимизации экологического ущерба. Очевидно, что принципиально новые решения вызывают изменения на всех этапах ресурсного цикла. Например, разработка и широкое внедрение нового хладагента велись 20 - 30 лет с целью замены в холодильных установках экологически очень опасного аммиака на инертное, нетоксичное, пожаробезопасное вещество. Изначально хлор-фторуглероды ( фреоны) казались идеальным решением проблемы, и лишь всестороннее изучение ресурсного цикла показало серьезную ошибочность этого вывода, ибо они оказались смертоносны для озонового слоя Земли. [33]
Иначе обстоит дело с природно-хозяйственными системами, особенно городами и промышленными комплексами. В них массо-и энергообмен существенно отличается от природных процессов. Ресурсные циклы производства и потребления открыты, а поток вещества и энергии через производственно-хозяйственную систему почти не имеет положительных обратных связей: на входе - это все возрастающее потребление природных ресурсов, ведущее к деградации экосистем; на выходе - огромное количество отходов и отбросов, не возвращаемых для переработки в эту систему и загрязняющих окружающую среду. Энтропия техногенных систем имеет тенденцию к росту: возникают экологические бедствия и катастрофы, нарушаются связи управления, усиливается хаос. Для поддержания этих систем в рабочем состоянии человек вынужден увеличивать энергетические затраты, во все большей степени концентрируя их, интенсифицировать изъятие природных ресурсов. [34]
Конечная продукция в свою очередь также является отходами, только отложенными во времени. Изготовленные изделия ( машины, оборудование, предметы потребления), полученные химические соединения, все, что произвел человек, включая шедевры искусства и памятники истории, рано или поздно изнашивается, выходит из строя, разрушается и рассеивается в ОС. Вовлекаемые в ресурсный цикл вещества полностью возвращаются в окружающую среду. Однако замкнутость ресурсного цикла существенно отличается от замкнутости биогеохимического или биотического цикла. [35]
Учитывать необходимо природ-но-ресурсный потенциал региона в целом, наличие конкретных природных, материальных и трудовых ресурсов в общей связи всех хозяйственных начинаний в регионе. Необходимо рассматривать весь ресурсный цикл в пространстве и во времени - от изъятия ресурса из природы ( с учетом существующих изменений в природных системах) до полного вхождения изъятого природного материала в биогеохимические циклы планеты и затухание в ходе саморегуляции возникающих возмущений. Очевидно, это десятки лет и почти весь слой биосферы. Для АЭС учитываемое время равно сотням и тысячам лет - от добычи ядерного топлива до его полного радиоактивного распада. Необходимо принимать во внимание не только потоки вещества, но и физические процессы, прежде всего тепловые, волновые и радиационные. [36]
В антропогенной деятельности ресурсный цикл не замкнут, поскольку используемые в нем вещества и энергия не возвращаются в места их изъятия. Часть их рассеивается в окружающую среду при добыче, транспортировке, переработке. В результате реализации ресурсных циклов в окружающую среду поступают различные вещества и их соединения, в том числе и такие, каких нет в природных экосистемах. Часть отходов и уловленных выбросов различных производств перерабатываются в продукты потребления ( производство пемзы из шлака, гравия из пустой породы, древесностружечных плит из отходов деревообработки и др.), часть регенерируется и возвращается в производство. Однако значительная доля веществ и энергии теряется с выбросами, поступает в окружающую среду и нарушает динамическое равновесие экосистем. Ресурсные циклы являются основой любой промышленной технологии. Во многих случаях инженерные решения ориентированы на получение желаемого конечного продукта без учета образующихся отходов и выбросов в окружающую среду. Сжигание естественных видов топлив в энергетических установках приводит к поступлению в окружающую среду таких количеств оксидов углерода, азота, серы, соединений иных веществ, которые не могут быть переработаны в природных процессах. [37]
По мере прохождения через ресурсный цикл вещества, ранее сконцентрированные в том или ином месте локализации, рассеиваются. Рассеиваются не исходные, а трансформированные или утраченные в процессе ресурсного цикла вещества, которые загрязняют природную среду. Таким образом, главной объективной причиной загрязнения среды является незамкнутость ресурсного цикла. [38]
Поскольку человек активно вмешивается в метаболизм вещества на планете, добывая, перерабатывая и рассеивая в природе огромные количестве вещества ( в частности, полезных ископаемых), химические характеристики природных сред коренным образом изменяются. Например, в результате использования человеком природных ресурсов возник особый круговорот вещества - антропогенный, который называют ресурсным циклом. Он является частью естественно происходящих биогеохимических циклов. К настоящему времени сформировалось новое направление в химической науке - химия окружающей среды, в основе которой находятся классические разделы общей химии, органической и неорганической, физической и коллоидной и др. Выше уже было сказано о химии живых организмов, или биохимии. [39]
Если рассмотреть ресурсный цикл на примере целлюлозно-бумажного производства, то в начале его находится добыча или заготовка древесины, сырья для получения реагентов варочных растворов, забор воды, выработка энергии путем сжигания ископаемого топлива. В процессе получения энергии или при варке древесины с целью получения целлюлозы неизбежны твердые, жидкие и газообразные отходы сырья, материалов, происходит износ оборудования. Получение энергии сопровождается полным разрушением ископаемых энергетических ресурсов, превращением их в иные продукты, а получаемая при варке древесины целлюлоза используется на последующих этапах ресурсного цикла, где требуется вовлечение в цикл дополнительных ресурсов, например веществ, необходимых для отбелки целлюлозы, производства из нее бумаги, картона и др. Далее конечная продукция поступает в пользование в виде книг, писчебумажных принадлежностей, упаковочных материалов, технических продуктов. Многие побочные продукты, например отработанные щелока, могут частично рекуперироваться, а частично использоваться для получения канифоли, мыла, скипидара, спирта, кормовых дрожжей и других продуктов. [40]
Слово цикл предполагает замкнутость процесса. Известно, что в природе все химические вещества ( вода, газы, металлы) движутся по замкнутому циклу. Если бы не было замкнутости, то эти вещества теоретически оказались бы уже исчерпанными как возможное сырье для производства биомассы и перешли бы в какое-либо иное состояние. Ресурсный цикл как круговорот фактически незамкнут ( рис. 3.6): использованные ресурсы не возвращаются в места изъятия. [41]
Изъятый ресурс возвращается в биосферу в существенно измененном виде, в том числе с новым для природы сочетанием химических элементов. Такие соединения не могут быть ассимилированы в биосфере обычным путем. Кроме того, добытые для переработки природные ресурсы возвращаются не точно на место изъятия, а попадают в другие экологические системы; характерный пример - добыча фосфатов, их использование в качестве минерального удобрения и последующая эвтрофикация водоемов. Следовательно, антропогенный ресурсный цикл является главным источником загрязнения окружающей среды. [42]
Конечная продукция в свою очередь также является отходами, только отложенными во времени. Изготовленные изделия ( машины, оборудование, предметы потребления), полученные химические соединения, все, что произвел человек, включая шедевры искусства и памятники истории, рано или поздно изнашивается, выходит из строя, разрушается и рассеивается в ОС. Вовлекаемые в ресурсный цикл вещества полностью возвращаются в окружающую среду. Однако замкнутость ресурсного цикла существенно отличается от замкнутости биогеохимического или биотического цикла. [43]
Диапазон возможностей для реновации очень широк. Он включает и перемонтаж выработавших летный ресурс авиадвигателей воздушных судов на речные и морские суда на подводных крыльях, и перевозку мебели на дачный участок при замене ее в современной городской квартире, и сезонные распродажи товаров. Реновация экологически эффективна также при решении задач конверсии военной техники и оборонных предприятий. Все вещества и энергия ( бывшие природные ресурсы), за исключением возвращенных в ресурсный цикл BMP и ВЭР, после седьмого этапа поступают в окружающую природную среду, где они уже являются загрязнением. [44]
Совершенствование ресурсного цикла идет по пути создания новых технологий, оптимизации технических решений ( в том числе оборудования), исходя из принципа минимизации экологического ущерба. Очевидно, что принципиально новые решения вызывают изменения на всех этапах ресурсного цикла. Например, разработка и широкое внедрение нового хладагента велись 20 - 30 лет с целью замены в холодильных установках экологически очень опасного аммиака на инертное, нетоксичное, пожаробезопасное вещество. Изначально хлор-фторуглероды ( фреоны) казались идеальным решением проблемы, и лишь всестороннее изучение ресурсного цикла показало серьезную ошибочность этого вывода, ибо они оказались смертоносны для озонового слоя Земли. [45]