Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Акад. И.В. Петрянов-Семенов выполнил анализ огромного статистического материала (начиная с 1909 г) и установил, что:
- объем мирового промышленного производства увеличивается по экспоненциальному закону;
- объем образующихся отходов также возрастает по экспоненте.
Условно (в обобщенном виде) отходы подразделяют на две группы:
- промышленные отходы основного производства;
- отходы потребления (бытовые).
Классификация отходов приведена на рис.4.1.
Наиболее общим является деление отходов по их агрегатному состоянию на газообразные, жидкие и твердые.
Исторически «на виду» у общества всегда были жидки и газообразные отходы из-за загрязнения ими гидро- и атмосферы. В то же время твердые отходы всегда можно было увезти подальше, закопать, сбросить в море. Но прошло время и экологические последствия таких способов захоронения проявились через заражение токсичными фильтратами продуктами разложения материалов полигонов) подземных вод и почв, а также атмосферы «свалочным» газом.
Поэтому в общественном сознании постепенно сформировался вывод о том, что закапывание отходов в землю, сброс в их море – это недопустимое перекладывание проблем настоящего поколения на плечи потомков.
С позиции концепции устойчивого развития (под которым понимается такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять собственные потребности) проблема твердых отходов должна решаться сегодня, причем в рамках КИПР.
| Классификация отходов |
| По агрегатному состоянию |
| Газообразные |
| Твердые |
| По классу токсичности |
| По стадиям производства |
| По виду деятельности |
| Перечень компонентов, присутствие которых делает место складирования опасными С01-С85 |
| 1-отходы сырья |
| I класс – чрезвычай-но опасные |
| Прочие |
| Жидкие |
| Шламы |
| Смешанные |
| Производств. Раздел «А» Гр. 01-36 |
| IV класс – мало опасные |
| III класс – умеренно-опасные |
| II класс – высоко-опасные |
| V класс – практически неопасные |
| Классификация отходов |
| Бытовые Раздел «Б» Гр. 40-90 |
| Услуги Раздел «В» В1-В5 Гр. 1-5 |
| 1-отходы продукции |
| 2-отходы производства |
Рисунок 4.1 – Классификация отходов (КО)
Отходы характеризуются:
- экспоненциальным ростом объемов;
- сложным морфологическим составом;
- различием физико-химических свойств.
Перечисленные показатели не позволяют разработать универсальный метод их утилизации. Но поиск решения проблемы продолжается с учетом экологических, экономических, технологических, социальных аспектов.
В процессе используется научная методология, в основе которой лежит четыре подхода:
- системный (!);
- синергетический (исследует процессы самоорганизации и становления новых упорядоченных систем);
- информационный;
- культурологический («Культура» понимается как при самостоятельных подсистем: «Природа», «Человек» и «Общество»).
Все подходы диалектически взаимосвязаны, однако ключевым является системный подход – главный принцип неоиндустриальной экономики. Он касается организации производства.
Использование системного подхода для ретроспективного анализа процессов развития общества и техники позволяет обосновать абсолютный приоритет «необходимости» по сравнению с «возможностью» в техническом развитии на современном этапе, а именно необходимости перехода от традиционных (экстенсивных) технологий к новым.
Для понимания сути вопроса надо совершить исторический экскурс в прошлое человеческого общества.
Такой экскурс свидетельствует, что истории развития общества сопутствует история развития техники и технологии. Многие мощные социальные сдвиги начались именно с появления новых специфических видов характеристик техники. Даже важнейшие эпохи в развитии цивилизации отождествляются с применяемыми человеком материалами для изготовления орудий труда: каменный, бронзовый, железные века. Наконец, сегодня общество живет в эпоху научно-технического прогресса (НТП).
Анализ историко-технологического развития жизнедеятельности общества позволяет выявить следующие особенности и тенденции, связанные с появлением новых технических решений на различных стадиях развития и их влиянием на движение материальных ресурсных потоков в производственном процессе.
В далеком прошлом появление технических новинок, в основном, связывалось со случайностями. Так, примерно в X тысячелетии до н.э. в руки людей попала самородная медь – первый металл в истории человечества, который впоследствии в результате случайных сплавов с оловом дал еще один «эпохальный» материал - оловянную бронзу. Также случайно в Китае были изобретены первые водяные мельницы, которые устанавливались в императорских садах в качестве забавной игрушки. Таким образом, до определенного периода в развитии техники, абсолютное значение имел, фактор возможности, а фактор необходимости практически не действовал. Однако в XVIII – ХIХ вв. в ходе промышленной революции, ситуация резко меняется. Соотношение между возможностью и необходимостью в научно-техническом развитии сначала как бы размывается, а затем чаша весов начинает быстро склоняться в сторону необходимости.
Нынешний этап научно-технической революции является по преимуществу технологическим, то есть заключается, в основном, в переход от индустриального типа общественного развития к постиндустриальному, пути которого обозначены в концепции устойчивого эколого-экономического развития. А это означает практически абсолютный приоритет необходимости по сравнению с возможностью в техническом развитии, что полностью определяется актуальными задачами современного экономического развития. Другими словами, необходимость стала главным основанием для появления новых технических решений. Разумеется, речь не идет о научных результатах, фундаментального характера - здесь все сложнее. Фундаментальные исследования в наименьшей степени подвержены влиянию фактора необходимости. Нельзя сделать фундаментальное открытие, решающее определенную проблему по заказу к определенному сроку. Но направить исследования в нужное русло, придать им практическую ориентацию можно, и это реально делается. Что же касается других видов исследований (прикладных конкретных технических разработок), то в этом случае влияние необходимости можно определить как практически абсолютное.
Таким образом, на современном этапе имеет место изменение соотношения между возможностью и необходимостью в пользу последней.
Но! Помимо изменения соотношения между возможностью и необходимостью в пользу последней современный этап научно-технического развития общества имеет две характерные особенности.
Первая, наиболее очевидная, особенность заключается в затухании эффекта от традиционных технологий, что свидетельствует о близости к исчерпанию их потенциальных возможностей. Об этом убедительно свидетельствует технико-экономические показатели конкретных производств. Например, хотя расход топлива в условном исчислении на произведенную электроэнергию постоянно сокращается, но темпы его уменьшения становятся всё менее значительными.
Вторая особенность заключается в чрезвычайном усилении воздействия на научно-техническое развитие ресурсного фактора. Еще до сравнительно недавнего времени масштабы использования природного потенциала были таковы, что возобновимые ресурсы воспроизводились за счет естественных физико-химических и биологических; процессов. Запасы же многих видов невозобновимых ресурсов эксплуатировались в таких относительно небольших объемах, что их можно было отнести в то время к числу неисчерпаемых. В настоящее время ситуация изменилась: в хозяйственной деятельности общества возникли экономическая и экологическая напряженности, острые противоречия между экономической и экологической составляющими. Они берут свое начало в сфере технологий.
Основная причина возникших экономических и экологических проблем – экстенсивный способ развития экономики, который доминировал длительное время, игнорировал необходимость снижать удельный расход природных ресурсов, материалов, энергии и уменьшать отходы производства на основе постоянного совершенствования технологии: это основная генетическая причина экономических и экологических проблем.
Вместе с тем анализ названных проблем позволяет сделать вывод, что для их решения недостаточно наличия самих по себе технических решений. Нужны также организационные, экономические и целый ряд других условий для перестройки производства.
В каких рамках возможно выполнить это требование?
Необходима система, которой должно соответствовать производство в целом и все его «составные части. В соответствии с принципом системности каждый отдельный процесс рассматривается как элемент более сложной динамичной производственной системы, а на более иерархическом уровне – как элемент всей эколого-экономической системы, включающей, кроме материального производства и другой деятельности общества, также природную среду, ее экосистемы. Этот принцип учитывает взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.
Краеугольным камнем реализации принципа системности является изменение отношения к отходам, а именно признание точки зрения экономики природопользования о том, что все виды отходов можно и нужно рассматривать с двух позиций: с одной стороны они являются одним из основных источников загрязнения ОПС вредными и опасными веществами, но, с другой стороны - это недоиспользованное сырье, содержащее большое количество полезных веществ, т.е. это потери природных ресурсов, на что указал еще Д.И. Менделеев. В связи с этим академик В.Н. Ласкорин предложил сам термин «отходы» заменить на «продукцию незавершенного производства», чем, по существу, они и являются. В настоящее время для обозначения остатков (или дополнительных продуктов), которые образуются в процессе или по завершении определенной хозяйственной деятельности и не используются в непосредственной связи с этой деятельностью, применяется термин «вторичные материальные ресурсы» (ВМР), а также «вторичные энергетические ресурсы» (ВЭР). Вторичные материальные и энергетические ресурсы подразделяют на реальные и потенциальные. К реальным относятся ВМР и ВЭР, для использования которых уже имеются эффективные методы и мощности по переработке, обеспечен рынок сбыта. К потенциальным относятся ресурсы, не вошедшие в группу реальных, но образующиеся в достаточных для экономически эффективной переработки количествах. К ним условно можно отнести также побочные и попутные продукты, которые в настоящее время используются недостаточно полно и представляют собой потенциальный резерв материальных ресурсов для промышленности.
Задача ставится следующим образом: сырье, включая ВМР и ВЭР, должно использоваться комплексно и рационально, т.е. направляться на создание общественно значимого продукта с комплексом оптимизированных параметров (ресурсных, экономических, экологических и др.) при заданных рациональных ограничениях, связанных с дефицитом сырья. Именно возможность решения этой задачи все более привлекает бизнес.
В конечном итоге, основным для промышленного производства должно стать вторичное сырье.
С экологической точки зрения это имеет двоякое значение:
- во-первых, имеет место очистка биосферы от загрязнений;
- во-вторых, экономия ПР.
Пока еще направления использования ВМР и ВЭР, а также экономическая составляющая проблемы находятся в стадии научного исследования, но подход четко обозначен, рис. 4.2.
Следующие соображения подтверждают этот тезис.
Как известно, равновесное состояние биосферы Земли основано на постоянно идущих процессах обмена веществом, энергией, информацией (круговороты воды, органогенных элементов: углерод, азот, кислород, фосфор, сера). Отличительной особенностью природных циклов является их замкнутость: в природных экосистемах отходы одних живых организмов являются сырьём (ресурсом) для других. Иная картина имеет месть при протекании промышленных циклов в процессах производства продукции (товара). Оптимальной особенностью производственных циклов является их незамкнутость, т.е. линейность.
Традиционные технологические схемы использования природных ресурсов базируются на принципах их одноразового применения, который в мире называют принципом па конце трубы. Его реализация имеет следующие составляющие: выявление ресурса в природной сфере - добыча ресурса - отходы добычи - основной технологический процесс по изготовлению целевой продукции - отходы основного производства использование продукции - отходы изношенной продукции. Последовательность такого производственного процесса представлена на рис.4.3
| Сырье и материалы |
| Производственный процесс |
| ВМР |
| Технологические потери |
| Выбросы |
| Основная продукции |
| Кормовые отходы |
| Компост и удобрения |
| Отходы строи-тельства |
| Пищевые отходы |
| Побочная продукции |
| Отходы промышленного применения |
Рисунок 4.2 – принципиальная схема движения материальных потоков в производственном процессе
| Выявление ресурса, его экономическая оценка |
| Добыча ресурса |
| Очистка, утилизация, складирование, захоронение неутилизируемых компонентов отходов |
| Использование продукции |
| Изготовление продукции |
| отходы |
| отходы |
| отходы |
Рисунок 4.3 – Типичная технологическая схема ресурсного производственного цикла
| Энергия высокого качества |
| Вещество |
| Отходы вещества, поступившие в природные среды |
| Энергия низкого качества |
| Общество одноразового потребления |
| Вход |
Рисунок 4.4 – Модель жизнедеятельности расточительного общества
| Энергия высокого качества |
| Вещество |
| Отходы до 5 % |
| Энергия низкокачественной теплоты |
| Природо-ресурсо-сберегающее общество |
| Вход |
| Контроль загрязнения |
| Выход вещества |
| Рециркуляция, превращение вещества в новый продукт |
Рисунок 4.5 – Модель природо-(ресурсо) сберегающего общества
Видно (рис.4.3), что начинается с извлечения природного ресурса и завершается накоплением огромного количества отходов различного агрегатного состояния (твердого, жидкого и газообразного), а также в виде выброшенной изношенной продукции. Это модель разового потребления, характерного для жизнедеятельности расточительного общества (рис.4.4) каждый раз производство начинается с использования некоторых новых природных ресурсов и каждый раз это потребление заканчивается отводом отходов в окружающую среду, нарушая экологическое равновесие. По этой технологии процесс очистки, переработки, утилизации отходов как бы выведен за пределы основного производств, рассматривается в качестве «довеска» к нему. Однако, как доказала практика, абсолютно полная очистка отходов невозможна.
Описанный цикл был терпим до тех пор, пока масштабы отходов не превышали границ способности экологических систем к самовосстановлению. В то же время интенсивное развитие промышленного производства требует использования все большего количества природных ресурсов, их переработки в продукцию с экспоненциальными увеличением объема вредных отходов, которые уже не могут нейтрализоваться окружающей природной среды, а потому требует искусственного обезвреживания, очистки, утилизации.
При этом непомерно возрастают объемы строительства и стоимость очистных сооружений. В ряде случаев затраты на очистные сооружения и устройства сравнимы, а иногда превышают капиталовложения на развитие основной техники. Становится все более очевидным, что даже при самых больших масштабах строительства очистных сооружений, пусть самых эффективных, решить задачу нейтрализации вредных отходов не удастся. Очистка технологических выбросов не является окончательным решением проблемы, поскольку полная очистка почти невозможна.
Сложившееся положение в области ресурсопотребления и масштабы промышленных отходов позволяют сделать вывод о том, что принцип «на конце трубы» следует заменить принципом «от начала до конца трубы», т.е. от добычи природного ресурса (сырья) до выдачи готовой продукции. Это модель жизнедеятельности природо-(ресурсо) сберегающего общества, рис. 4.5, которая является отражением новой концепции «промышленного метаболизма». Технологии, основанные на этой концепции, обеспечивают круговорот сырья, значительно сокращают в регионах объемы техногенных отходов, а, следовательно, их воздействие на население и ОПС.
Речь идёт о разработке и внедрении экологически безвредных («чистых») технологий - безотходных технологий. Это единственный способ, подсказанный самой природой. Создание безотходных, или «чистых», производств является конечной целью эколого-системного подхода, достижение которой возможно лишь при переходе экономики страны к более прогрессивному (шестому) технологическому укладу, основанному на постиндустриальной модели экономического развития. Поставленная приоритетная цель требует изменения целевых ориентиров хозяйственной деятельности предприятий, комплексов и отраслей промышленности, максимально возможного отказа от традиционных экстенсивных факторов развития, формирования структуры промышленного производства на принципах ресурсосбережения с использованием инноваций, научных знаний, способствующих решению столь актуальных задач. В настоящее время все более наукоемкими становятся даже такие «доиндустриальные» отрасли как добыча полезных ископаемых, производство сельскохозяйственных продуктов.
По мере развития современного промышленного производства на основе эффектов НТП идея создания безотходных производств приобретает все большую актуальность, а ускорение её реализации рассматривается как стратегическое направление комплектного рационального использования природных ресурсов, а также коренного изменения отношения общества к окружающей природной среде.
Безотходное производство – форма организации технологических процессов, при которой отходы производства сведены к минимуму или полностью перерабатываются во вторичные материальные ресурсы. При безотходном производстве необходимо использование сбалансированных по основным компонентам технологических схем с замкнутыми материальными и энергетическими потоками.
Что означает комплексность и рациональность БОТ и МОТ?
Комплексность и рациональность организации безотходного производства – максимально полное использование всех компонентов сырья и энергоресурсов и одновременно максимальное уменьшение материало-, энерго- и трудоёмкости производства, поиск новых экологически чистых сырьевых и энергетических технологий.
В концепции безотходного производства имеются два подхода. Первый из них основан на законе сохранения вещества в соответствии с которым материя может быть преобразована в ту или иную, все отходы – экологически опасные вещества, будут преобразовываться в безопасный продукт или исходное сырье.
Согласно другому подходу, полностью безотходную технологию нельзя создать ни практически, ни даже теоритически, коль скоро это определенным образом противоречит второму началу термодинамики. Подобно тому, как энергию нельзя полностью перевести в полезную работу, так сырье невозможно полностью перевести в полезный экологически безопасный продукт. Второй подход является не только теоритически более обоснованным, но и практически более трезвым, реальным. Другими словами, полностью безотходная технология – это идеальная система, к которой должен стремиться всякий реальны технологический процесс, и чем больше будет это приближение, тем меньшим окажется экологически опасный след. В настоящее время такая технология практически не существует: это технология будущего времени.
Таким образом, под понятием «безотходная технология» не следует понимать буквальное исчезновение вредных отходов в виде загрязненных сточных вод, газовых выбросов и твердых веществ.
Безотходная технология – условное название процесса получения конечных продуктов, в ходе которого достигается максимальное снижение отходов при заданном уровне развития технологий. Практически безотходного производства не существует. Всегда есть отходы, хотя бы в виде тепловой энергии, в противном случае нарушались бы законы термодинамики. Более точный термин – малоотходное производство или малоотходные технологии.
Исходя из этого вывода, более реальной в условиях настоящего времени является не безотходная технология (БОТ), а так называемая малоотходная технология (МОТ).
Под малоотходной технологией (МОТ) понимают такую организацию промышленного производства продукции, которая на современном этапе развития науки и техники обеспечивает наиболее полное (комплексное) и рациональное использование природных ресурсов и энергии при минимальном количестве образующихся техногенных отходов, благодаря чему вредное воздействие на окружающую природную среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами. При этом образуют по техническим, организационным, экономическим и другим причинам отходы утилизируются другими способами, обезвреживаются или отправляются на длительное хранение, захоронение.
Исторически представление о без-, малоотходной технологии развивалась следующим образом.
Термин «безотходной технологии» был впервые предложен академиками Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым, впоследствии этот термин приобрел широкое распространение в мире. Официальное понятие «безотходной технологии» (БОТ) сформулировано на общеевропейском совещании по сотрудничеству в области охраны окружающей средь: в рамках ООН (Женева, 1979 г.), где была принята «Декларация и малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов». Его редакция имела следующий текст: «Безотходная технология есть практическое применение знании, методов и средств с тем, чтобы и рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду». Это определение носило, прежде всего, декларативный характер. Развитие представлений о комплексном и рациональном природопользовании, а также практические задачи привели к необходимости уточнить формулировку БОТ, которая была принята на семинаре Европейской экономической комиссии (Ташкент, 1984г.):
«Под БОТ понимают такой принцип организации производства, при котором наиболее комплексно и рационально используются сырье и энергия в цикле первичные сырьевые ресурсы – «производство – потребление – вторичные сырьевые ресурсы» таким образом, что любые воздействия на ОПС не нарушают ее нормального функционирования, т.е. экологического равновесия.»
Дата: 2018-12-21, просмотров: 258.