Зміст
Вступ
Розділ 1. Короткий історичний оглядсоціально-економічного розвитку технологій
Розділ 2. Основні види відходів хімічноїпромисловості
Розділ 3.Проблема утилізації відходів хімічної промисловості
3.1 Використання осадів стічних вод хімічноїпромисловості
3.2 Методи утилізації вуглецевовмісних відходів
Висновки
Використаніджерела
Вступ
Проблема захистунавколишнього середовища встала перед людством порівняно недавно. Але вже внашому столітті, яке ознаменувало себе масштабним виснаженням природнихресурсів, величезною кількістю шкідливих викидів в атмосферу і океан, знищеннямлісів і безліччю інших чинників, що посилюють становище з екологією на нашійпланеті, екологічна катастрофа наблизилася надзвичайно. «Озоновадіра», радіоактивне забруднення, глобальне потеплення клімату, станповітряних басейнів у великих містах наочно свідчать про те, що наше середовищемешкання виснажене до межі. Від нашої активності в сфері охорони навколишньогосередовища залежить розв'язання питання про виживання, збереження здоров'ялюдей і створення нормальних умов їх життєдіяльності.
На всіх стадіяхсвого розвитку людина була тісно пов'язана з навколишнім світом. Але з тих пір,як з'явилося високоіндустріальне суспільство, небезпечне втручання людини вприроду різко посилилося, розширився об'єм цього втручання, воно сталорізноманітнішим і зараз загрожує стати глобальною небезпекою для людства.Витрата невідновних видів сировини підвищується, все більше орних земельвибуває з економіки, на них будуються міста і заводи. Людині доводиться всебільше втручатися в господарство біосфери – тієї частини нашої планети, в якійіснує життя. Біосфера Землі в даний час піддається наростаючій антропогеннійдії. При цьому можна виділити декілька найбільш істотних процесів, будь-який зяких не покращує екологічну ситуацію на планеті.
Найбільшмасштабним і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їйречовинами хімічної природи. Серед них – газоподібні й аерозольні забруднювачіпромислово-побутового походження. Прогресує і накопичення вуглекислого газу ватмосфері. Подальший розвиток цього процесу підсилюватиме небажану тенденцію вбік підвищення середньорічної температури на планеті. Викликає тривогу векологів і забруднення Світового океану нафтою і нафтопродуктами, яке досягловже 1/5 його загальної поверхні. Нафтове забруднення таких розмірів можевикликати суттєві порушення газо- і водообміну між гідросферою і атмосферою. Невикликає сумнівів і значення хімічного забруднення ґрунту пестицидами та йогопідвищена кислотність, що веде до розпаду екосистеми. В цілому всі розглянутічинники, яким можна приписати забруднюючий ефект, роблять помітний вплив напроцеси, що відбуваються в біосфері./>
Розділ 1. Короткий історичний огляд соціально-економічного розвиткутехнологій
Технології стародавніх цивілізацій і досі вражають сучасників, а протеїхня суть далеко не для всіх є достатньо зрозумілою. Піраміда Хеопса тапіраміди інших володарів Єгипту, зрошувальні системи Нілу, астрономічні спорудимайя, вироби шумерів, а пізніше ремісничі цехи римських міст, де археологічнідослідження виявили тканини, зброю, хірургічні інструменти, точні прилади(терези) та ін., свідчать про високий рівень технології тієї доби. Але ці технологіїбули дуже консервативними. Основні ритми і технологія економічного життяпомітно не змінювалися. Селяни орали землю, сіяли і збирали врожай протягомдесятиліть і, навіть, століть за однаковою технологією і з допомогою однаковихзасобів праці. Гончарі виробляли горщики на гончарному крузі віками, ковалікували залізо молотом, ткачі використовували пра-пра-прадідівські верстати.Протягом майже двох тисяч років доринкової економіки засоби виробництва майжене змінювалися. Одяг, посуд, транспортні засоби, будівельні матеріали накартинах кінця середньовіччя – епохи Відродження такі самі, що й на античнихвазах [22, 191].
Усе це означало, що економічне життя було стабільним і, навіть, у певномурозумінні соціально спрямованим. У рабовласницькому чи феодальному суспільствірозумний хазяїн піклувався про свою власність, щоб зберегти раба чи кріпака якзасіб виробництва. Консерватизм характеризував енергетичні ресурси суспільства,які майже не змінювались. Наприклад, від стародавніх римлян починаючи аж до кінцясередньовіччя в кінській упряжі не було хомута. Винахід хомута, який не стискавшиї коня, одразу підвищив продуктивність тяглової худоби на 30%. Протесуспільний уклад не стимулював «винахідницької діяльності»невільника-хлібороба, раба чи скутого традиціями ремісника.
Суспільні сили обстоювали стабільність і патріархальність укладу сім'ї,технологічні зміни лякали суспільство, навіть сам спосіб життя базувався наточному відтворенні традицій встановлення життєвих засад. Характерною ознакоюекономічної стабільності життя була майже постійна кількість населення Землі зпочатку нашої ери до середньовіччя – близько чверті мільярда.
Виникнення ринкової економіки стало могутнім поштовхом для пожвавленнядіяльності ринків праці, землі і капіталу, тобто появи тих факторіввиробництва, яких не існувало у доринковій економіці.
Технологія поєднала ці фактори в єдиний виробничий процес отриманняспоживної вартості у значно більшому розмірі, ніж це було необхідно для їївласників.
Нові технології забезпечили широкі верстви населення рідкісними ранішеречами і зумовили поступове зростання рівня життя.
Друга зміна, зумовлена технологією, – це продуктивність праці.
Розмір домни для виплавки чавуну збільшився у десять разів – від 10 футів(3 т) до 100 футів (30 т). Ткацькі верстати вже не вміщувались у житловійкімнаті і потребували механічного приводу.
Змінився характер праці, збільшилася її продуктивність: одного фахівця –ремісника замінили різні робітники відповідно до стадій технологічного процесу.
Головним фактором, який визначає місце індивідуума в суспільстві ізабезпечує йому високий рівень життя, стають не успадковані станові привілеї, аволодіння новою технологією. З'являється клас капіталістів – допитливих,енергійних, вільних у виборі праці людей.
Свобода вибору праці, прагнення до творчості, постійні винаходи все новихі нових засобів праці, нових технологій для насичення ринку споживнимивартостями стають рушійними силами суспільства. Здавалося б, це відкривалоперед людством нові горизонти необмеженого матеріального забезпечення іполітичних свобод. Найбільш яскраво це проявилося у двох знаменних явищах 1776року.
1. Прийняття Декларації Незалежності у США, якапроголошувала право кожної людини на життя, свободу та щастя.
2. Вихід із друку книжки Адама Сміта «An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth of Nations» («Дослідження про природу тапричини багатства народів»), що пояснювала, як суспільство маєфункціонувати в ринковій економіці, девіз якої – laissez faire, laisser passer (не заважай).
Але зміни в економічних відносинах суспільства, породжені розвиткомтехнологій, мали і негативні наслідки. «Невидима рука» – регуляторринку (визначення А. Сміта) не завжди спрацьовувала: технологічні новаціїпризводили до перенасичування ринку певними видами товару, що породжувало кризипопиту і збуту, порушувало виробничий цикл підприємств. Часто це закінчувалосяїх закриттям, масовим безробіттям. Оскільки фабричні робітники здебільшого вжевтратили навички ремісничої (кустарної) праці, вони залишалися без жоднихзасобів до існування. Причини своєї особистої катастрофи тодішні робітникивбачали саме у нових винаходах і нових технологіях, які постійно зменшувалипотребу в робочих руках. До цього додавалась ностальгія за старим звичнимпобутом: фабрики і заводи руйнували знайомі людям з дитинства природніландшафти, нещадно вирубувались ліси, відчужувались сільськогосподарські землі,перекривались річки, забруднювались вода і повітря.
Проблеми раннього капіталізму дуже детально розглядалися в працях К. Маркса.Не аналізуючи його економічних і політичних поглядів, скажемо тільки, що Марксбув проникливим діагностиком «болячок» капіталізму і передбачавнавіть його саморуйнування. Відтоді багато чого змінилося у світі. Капіталізмостаточно відмовився від хаотичного, неконтрольованого розвитку. З'явиласябезліч економічних систем, призначених для регулювання виробництва й споживання[22, 193].
Як приклад варто назвати одну з найпопулярніших донедавна – теоріюоновленого капіталізму Д. Кейнса (John Maynard Keynes), «змішаноїекономіки», що в ній саме уряд відіграє вирішальну роль регулятора. Нажаль, не буде перебільшенням твердження, що й нині питання найефективнішоїрегуляції ринку залишається відкритим, чому наочним свідченням є тривалаекономічна криза в нашій державі. Що ж таке сучасна економічна наука? Яку рольу розвитку суспільства відіграє науково-технічний прогрес? Як він впливатиме наекологічний стан у XXI столітті?
Щодо першого, то несподівану для багатьох, але значущу відповідь давдиректор-розпорядник Міжнародного валютного фонду Мішель Камдессю в інтерв'юукраїнському телебаченню: "… економіка – це більше мистецтво, ніжнаука". І все ж, проблеми взаємодії тріади наук: економіки, технології таекології будуть надзвичайно актуальними для людства XXI ст.
Сучасне поняття системи технологій – з одного боку є економічноюкатегорією, тобто засобами праці, спрямованими на перетворення предметів праціна споживні вартості, а з іншого – позаприродною складовою сучаснихурбанізованих екосистем. У розділі І ми вже спинялися на суттєвих суперечностяхміж досягненням безпосередньої первинної мети, виробництва і техноекономічною іприродоохоронною діяльністю людей за умов сучасної індустріальної економіки.
Зрозуміло, що як і вогонь в руках первісних людей, так і сучасні науково-технічнідосягнення систем технологій не є самі по собі добром чи злом для суспільства.Саме від суспільства залежить, як воно їх використає, на добре чи на зле.
Щоб прийняти правильні рішення відносно того чи того напрямку розвиткупромисловості конкретного регіону чи окремого підприємства, не тількиекономісти, екологи й технологи мають володіти мінімальним рівнем екологічних,економічних і технічних знань. У наш час різні верстви суспільства можутьсправити вирішальний вплив на рішення урядів щодо захисту довкілля черезгромадські форми протесту і підтримки. Відтак елементарні знання з цьогопитання нині стають необхідними для всіх.
Індустріальна революція XX ст.у більшості країн світу і вУкраїні була орієнтована насамперед на непропорційно потужний розвитокпромисловості, що завдавало збитків іншим галузям виробництва при майже повномуігноруванні екологічного імперативу. Під час індустріальної революції булаздійснена глибока трансформація промислового виробництва. Галузева ітериторіальна структура промисловості набула пріоритетного характеру,підкоривши інфраструктуру інших галузей економіки. Відбулося стрибкоподібненарощування потужностей промислового виробництва. Так, у колишньому СРСРзагальний обсяг промислового виробництва з 1913 по 1980 p. збільшився у 157 разів. Відбулося це за рахунокпере-експлуатації природних ресурсів і нехтування проблемою знешкодженнявідходів промислових підприємств, небезпечних для природного середовища іздоров'я людини, За досягнення науково-технічного прогресу видавався,наприклад, відкритий спосіб видобутку кам'яного вугілля і руд. При цьомупродуктивність праці одного робітника справді була в шість разів вищою, ніж пришахтному способі видобутку, але втрачалися тисячі гектарів землі і створювалисьвеличезні території відвалів пустої породи. Пересічно видобуток 1 млн. твугілля відкритим способом спричинює знищення 20 га природних угідь, авидобуток такої самої кількості вугілля шахтним способом – тільки 5 га [24,127].
Конфліктність у системі людство – природне середовище посилюваласьупродовж останнього століття надзвичайно низькими коефіцієнтами використанняресурсів у промисловості. Тому сировини доводиться витрачати дуже багато. А. Кларка (1966) писав, що для забезпечення однієї сучасноїлюдини предметами першої необхідності і предметами розкошу щорічно із надрЗемлі вилучається понад 20 т сировини.
Антагонізм між промисловим виробництвом і природним середовищем нароставу два етапи: першим була промислова революція XIX ст., другим –індустріальна революція другої половини XX ст. Деградаційний вплив промисловоговиробництва на природне середовище в глобальному масштабі найяскравіше виявивсяу другій половині XX ст., коли він набув загально-планетарногохарактеру.
Промисловим забрудненням називають надходження в навколишнє природнесередовище різноманітних несприятливих для нього речовин, які є побічнимипродуктами промислового виробництва. Традиційно вважається, що промисловевиробництво є одним з основних забруднювачів природного середовища. Незважаючипа індустріалізацію галузі і часткове впровадження маловідходних технологій, цяоцінка залишається актуальною і па межі третього тисячоліття.
Промислове забруднення за видами поділяють на такі основні форми:
1) забруднення атмосферного повітря пиловими і газоподібними викидамипромислових підприємств;
2) забруднення водойм і підземних вод стічними промисловими водами, щомістять широкий спектр токсичних речовин;
3) забруднення грунту важкими металами та іншими шкідливими речовинами;
4) теплове забруднення природного середовища викидами надлишків теплоти ватмосферу чи водойми;
5) шумове забруднення, що виникає під час роботи промислових підприємств[24, 127].
Промисловість є великим споживачем енергії. Переважно для її потребспоруджувались великі ГЕС і АЕС. Ці промислові об'єкти викликають серйозніекологічні і соціальні зрушення. Під водосховища відводять великі масиви частонайцінніших земель, на обширній території підіймається рівень ґрунтових вод,здійснюється переселення великої кількості населення, що супроводжуєтьсяперенесенням сіл і невеликих міст.
Як уже зазначалось, найбільш поширені ТЕС значно забруднюють атмосферу, зними пов'язане утворення величезних відвалів гірських порід при видобуванніпалива для них шахтним чи кар'єрним способом. Багато проблем створюють АЕС.Екологічно небезпечний видобуток урану та його переробка для отримання ядерногопалива, не вирішена проблемазахоронения відходів, а їхперевезення, як і сама робота АЕС, загрожує аваріями. Не вирішена проблемадемонтажу і консервації АЕС після закінчення терміну їх експлуатації, який ниністановить пересічно 30 років.
Екологічна оцінка типів промислового виробництва грунтується на аналізівиду і розміру речовин, що вилучаються з природного середовища, та характеру ікількості відходів. Вилучаються з природного середовища насамперед гірськіпороди, що містять руди металів, нафту, газ та інші потрібні для промисловоговиробництва речовини. Масштаби таких вилучень досить великі. Наприклад, під часрозробляння Курської магнітної аномалії було викопано кар'єр завглибшки 500 м ізавдовжки 500 км. Відбуваються аналогічні процеси під час промисловоговиробництва на території України, тим більше, що країна багата на кориснікопалини – має понад 7 тис. родовищ і добре розвинений гірничовидобувний комплекс.
Тією чи іншою мірою дають відходи усі види промислового виробництва.Відходність промисловості настільки велика, що одного лише пилу викидається ватмосферу промисловими підприємствами світу 200-250 млн. т щорічно. Найвища відходність металургійної і хімічної промисловості. Вразі отримання однієї чавунної виливки в навколишнє середовище викидається10-30 кг пилу, 200‑300 кг чадного газу, 1-2 кг оксидів сірки й азоту,0,15-1,5 кг фенолів та інших органічних речовин і 3 м3 стічних вод. Сильнозабруднює навколишнє середовище виробництво паперу. Його вибілюваннясупроводжується утворенням близько 1 тис. токсичних речовин, у тім числі такихнебезпечних, як діоксин, фурани тощо [24, 128].
У США щорічно формується 265 млн. т екологічно небезпечних відходів, у країнахЄвропейської співдружності – 35 млн. т. Світовий обсяг відходів, за П. Бусоном(1989), становить 400 млн. т. Екібастузька ГРЕС-1 за один лише 1986 р. викинулав повітря 177 тис. т оксиду сірки (IV), 48 тис. т оксидів азоту й дала 1 млн.281 тис. т золи. Згідно з розрахунками, витрати на ліквідацію завданих збитківвиявились більшими, ніж отриманий прибуток від виробленої на цій ГРЕСелектроенергії [24, 129].
Промислових відходів епохи науково-технічної революції стало так багато,що в розвинених країнах світу їх уже неможливо розміщувати на власнійтериторії. У 1987 р. із Західної Німеччини в НДР було ввезено870 тис. т промислових відходів. У 1991 р. Організація африканської профспілкової єдності заборонила ввезення вдержави Африки відходів з економічно розвинених країн. Робились і роблятьсяспроби використати для складування і «переробки» відходів і територіюУкраїни.
Для потреб промисловості впродовж останнього століття сформуваласярозгалужена мережа наземних і водних транспортних магістралей. Транспорт, метоюякого є доставляння сировини на промислові підприємства, вивезення відходів ітранспортування продукції споживачам, сам по собі став важливим антропогеннимзабрудником природного середовища. Упродовж XX ст. значного мірою збільшиласьмережа автомагістралей (табл. 10.3), що зайняла дуже велику територію.Загальний парк автомобілів, включаючи вантажні, автобуси та інші, досягнув 600 млн. одиниць. За прогнозом до 2010р. число автомобілівперевищить 1 млрд. Все більший обсяг пасажирських і товарнихперевезень бере на себе повітряний транспорт. Щорічно літаками літає близько700 млн. чоловік.
Екологічна оцінка транспортної системи виявила, що вона завдає істотнихзбитків навколишньому природному середовищу. Один автомобіль за рік пересічнопоглинає 1 т кисню і викидає в повітря до 600-800 кг вуглекислого газу, 40 кгоксидів азоту і 200 кг вуглеводнів, які не згоріли. Не вирішена проблемаутилізації відпрацьованих масел. Так, в одній лише Канаді щорічно зливається вканалізацію або закопується 240 млн.л відпрацьованих масел. А всвіті лише 40 % таких масел надходить на рециклінг або використовується якпаливо, решта масел потрапляє у відходи [24, 130].
Однак особливу екологічну небезпеку становить свинець, який добавляють доетилованого бензину. Пересічний вміст свинцю в бензині досягає 0,4 г/л й підчас спалювання його в двигунах 75 % початкової кількості цього металу надходитьу повітря. Підраховано, що на території такої невеликої держави як Австріясумарний викид свинцю автомобільним транспортом і лакофарбового промисловістюстановить 15 тис. т щорічно.
В міру розвитку цивільної і транспортної авіації вона стає все більшекологічно небезпечною. Відомо, наприклад, що лише один літак Боїнг за 1 годинупольоту спалює 16 т гасу, а під час злітання він витрачає його 7,8 т. Під часкожного старту літак викидає в атмосферу до 100 кг оксиду вуглецю (IV) і 50 кг оксидів азоту. Пересічно в світі на переміщення 1 пасажира на відстань100 км витрачається 2,7 кг гасу. В Німеччиніодна лише цивільна авіація щорічно спалює 3 млн. т гасу. Повітряний транспортспоживає 14% світового виробництва палива.
Особливо небезпечне те, що продукти згоряння авіаційного паливапотраплять у верхні шари атмосфери. Сюди від пролітаючих літаків щорічнонадходить до 180 тис. т оксиду сірки (IV) і 1,5 млн. т оксидів азоту. Цеприскорює руйнування озонового шару, що відбувається під впливом фреонів.
Розділ 2. Основні види відходів хімічної промисловості
Хімічна промисловість –комплексна галузь, що визначає, разом з машинобудуванням, рівень НТП, щозабезпечує всі галузі народного господарства хімічними технологіями іматеріалами, зокрема новими, прогресивними і що проводить товари масовогонародного споживання.
Хімічнапромисловість є однією з провідних галузей важкої індустрії, єнауково-технічною і матеріальною базою хімізації народного господарства і граєвиключно важливу роль в розвитку продуктивних сил, зміцненні обороноздатностідержави і в забезпеченні життєвих потреб суспільства. Вона об'єднує цілий комплексгалузей виробництва, в яких переважають хімічні методи переробки предметівматеріалізованої праці (сировини, матеріалів), дозволяє вирішити технічні,технологічні і економічні проблеми, створювати нові матеріали з напередзаданими властивостями, замінювати метал в будівництві, машинобудуванні,підвищувати продуктивність і економити витрати суспільної праці. Хімічнапромисловість включає виробництво декількох тисяч різних видів продукції, закількістю яких поступається тільки машинобудуванню [27].
Значення хімічноїпромисловості виражається в прогресивній хімізації всього народногосподарськогокомплексу: розширюється виробництво цінних промислових продуктів; відбуваєтьсязаміна дорогої і дефіцитної сировини дешевшим і поширенішим; проводиться комплексневикористання сировини; уловлюються і утилізуються багато виробничих відходів,зокрема шкідливі в екологічному відношенні. На базі комплексного використаннярізноманітної сировини й утилізації виробничих відходів хімічна індустріяутворює складну систему зв'язків з багатьма галузями промисловості ікомбінується з переробкою нафти, газу, вугілля, з чорною і кольоровоюметалургією, лісовою промисловістю. З таких поєднань складаються ціліпромислові комплекси.
В основівиробничого процесу в хімічній промисловості найчастіше лежить перетвореннямолекулярної структури речовини. Продукцію цієї галузі народного господарстваможна підрозділити на предмети виробничого призначення і предмети тривалого абокороткочасного особистого користування [27].
Хімічна промисловістьоб'єднує багато спеціалізованих галузей, різнорідних за сировиною іпризначенням продукції, що випускається, але схожих за технологією виробництва.
До складу сучасноїхімічної промисловості України входять наступні галузі і підгалузі.
Галузі хімічноїпромисловості:
1) гірничо-хімічна (видобуток і збагачення хімічної мінеральної сировини –фосфоритів, апатитів, калійних і кухонних солей, сірчаного колчедану);
2) основна (неорганічна) хімія (виробництво неорганічних кислот,мінеральних солей, лугів, добрив, хімічних кормових засобів, хлору, аміаку,кальцинованої і каустичної соди);
3) органічна хімія:
– виробництво синтетичних барвників (виробленняорганічних барвників, напівпродуктів, синтетичних дубителів);
– виробництво синтетичних смол і пластичних мас;
– виробництво штучних і синтетичних волокон і ниток;
4) виробництво хімічних реактивів, особливо чистих речовин ікаталізаторів;
– фотохімічна (виробництво фотокіноплівки, магнітнихстрічок та інших фотоматеріалів);
5) лакофарбова (отримання білил, фарб, лаків, емалей, нітроемалей іт.п.);
6) хіміко-фармацевтична (виробництво лікарських речовин і препаратів);
– виробництво хімічних засобів захисту рослин;
7) виробництво товарів побутової хімії;
– виробництво пластмасових виробів, скловолокнистихматеріалів, склопластиків і виробів з них.
8) мікробіологічна галузь.
Галузінафтохімічної промисловості:
– виробництво синтетичного каучуку;
– виробництво продуктів основного органічногосинтезу, включаючи нафтопродукти і технічний вуглець;
– резиноазбестова (виробництво гумотехнічних,азбестових виробів) [27].
Крім того, на базігазів, що відходять, і побічних продуктів певна частина хімічної продукціївиробляється в коксохімічній промисловості, кольоровій металургії,целюлозно-паперовій, деревообробній (лісохімія) та інших галузях. Затехнологічною ознакою до хімічної промисловості можна віднести виробництвоцементу й інших в'яжучих, кераміки, фарфору, скла, ряду продуктів харчової, атакож мікробіологічної промисловості.
Охоронанавколишнього середовища і раціональне використання природних ресурсіввідноситься до однієї з глобальних проблем сучасності. Хімічна і нафтохімічнапромисловість є значним джерелом забруднення навколишнього середовища. Заваловими викидами шкідливих речовин в атмосферу хімічний комплекс займає десятемісце серед галузей промисловості, за скиданням стічних вод у природніповерхневі водоймища – друге місце.
У 2002 році викидихімічних підприємств в атмосферу склали 428 тис. тонн. Основними видамизабруднювачів є (у % від загальної маси): оксид вуглецю (30%), леткі органічнісполуки (21%), діоксид сірки (14%), оксиди азоту (10%), оксиди вуглеводнів (9%) [29].
За рівнемвикористання водних ресурсів хімічна і нафтохімічна промисловість випереджаєчорну і кольорову металургію, поступаючись лише електроенергетиці. Значначастина води використовується в технологічному процесі, що приводить дохімічного її забруднення. У 2002 році у водні басейни хімічними підприємствамискинуто 1660 млн. куб. метрів стічних вод.
У хімічному комплексігостро стоїть проблема накопичення й утилізації виробничих відходів. Щорічно напідприємствах галузі утворюється близько 14,2 млн. тонн токсичних речовин (безурахування відходів 5 класу), з яких знешкоджується тільки близько 20 відсотківречовин. Типовими видами накопичуваних відходів 1 і 2 клас є ртуть, третьогокласу – нафтошлами, лігнін і ін., четвертого – фосфогіпс, піритові огарки.
Ліквідаціявідходів утруднена відсутністю рентабельних технологій їх переробки. Останнімироками використовується перспективна технологія утилізації дистилерної рідинисодових виробництв з отриманням хлористого кальцію, хлористого натрію ібудівельних матеріалів.
Важливо відзначитинезавершеність кодифікування і класифікації відходів виробництва в хімічній інафтохімічній промисловості. В даний час діє система класифікації, заснована насистематизації відходів за приналежністю до класів хімічних з'єднань, тоді якбільшість відходів мають змішаний склад. Так, наприклад, хромовмісні відходивідносяться до першого і другого класу небезпеки.
Іншими проблемамив хімічному комплексі є також усунення ртутного забруднення навколишньогосередовища, наявність незакладених пустот, що утворилися в результаті видобуткуруди шахтним способом для виробництва калійних добрив [29].
Враховуючинадзвичайно велике значення роботи по оздоровленню екологічної обстановки, щопроводиться підприємствами галузі, в умовах обмежених власних засобів, дляпідвищення її ефективності і досягнення необхідних масштабів, необхіднореалізувати заходи по наданню державної підтримки у вигляді наданняпідприємствам ряду пільг.
Досягненняекологічної безпеки в хімічному секторі передбачає вдосконаленнянормативно-правової бази стосовно природоохоронної діяльності, а такожстворення державою умов і передумов для впровадження хімічними підприємствамиресурсозберігаючих і екологічно чистих технологій. Це дозволить мінімізуватинегативну дію на навколишнє середовище і поліпшити екологічну обстановку в зонідії підприємств хімічного комплексу.
Відповідно до єдиноїдержавної політики в області екології, направленої на охорону навколишньогосередовища і раціональне використання природних ресурсів, необхіднозабезпечити:
– зниження токсичних викидів забруднюючих речовин(аміак, хлор, ртуть і ін.) і відходів при збільшенні об'ємів виробництва зарахунок впровадження передових технологічних процесів, нового устаткування іматеріалів;
– вироблення необхідних критеріїв оцінки збитку відзабруднень хімічними речовинами;
– безаварійну роботу устаткування хімічних підприємств,що дозволить уникнути надзвичайних ситуацій;
– приведення вітчизняних правил і нормативівпромислової безпеки до міжнародних стандартів;
– реконструкцію водооборотного циклу нагірничо-збагачувальних підприємствах;
– зниження навантаження на земельні площі відгірничодобувних і гірничо-збагачувальних підприємств (використання відходівзбагачення для закладки виробленого простору, збільшення висоти хвостосховищдля збільшення їх місткості, використання розкришних гірських порід в якостівторинної мінеральної сировини, рекультивація об'єктів зберігання відходів іін.);
– вдосконалення системи управління охороноюнавколишнього середовища в галузі та її адаптація до міжнародних стандартів;
– проведення екологічної експертизи проектноїдокументації при введенні нових об'єктів;
– встановлення правил і норм поводження з полімернимивідходами;
– підвищення екологічної культури працівниківхімічної галузі [29].
Основоюрегулювання якості атмосферного повітря міських і сільських поселеннях єдержавні стандарти і технічні регламенти забруднюючих атмосферу хімічних ібіологічних речовин, дотримання яких забезпечує відсутність прямого абонепрямого впливу на здоров'я населення і умови його мешкання.
Підприємствахімічної промисловості є джерелами багатокомпонентних викидів в навколишнєсередовище хімічних домішок (контамінантів) I – II – III – IV класів небезпеки(організовані технологічні викиди, вентиляційні викиди, відкриті майданчики зустаткуванням) [28].
Навантаженняспецифічними речовинами на атмосферне повітря, водоймища, ґрунт залежить відвиду хімічних виробництв, їх потужності і ступеня зосередження.
В атмосферномуповітрі міських поселень, разом з контамінантами, типовими для більшості міст(азоту оксид і діоксид, вуглецю оксид, сірки діоксид, формальдегід, сажа,зважені речовини), містяться специфічні для виду хімічної промисловостіречовини (бензол, толуол, аміак, стирол, диметиламін, ацетон, 1, 3 бутадієн іт.д.).
Концентраціїшкідливих хімічних домішок перевищують установлені гігієнічні нормативи ватмосфері житлової зони міських поселень від 1 до 5 разів.
У викидах хімічнихпідприємств переважають речовини дратівливої, нейротоксичної, гепатотропного,канцерогенної дії, а також такі, що викликають віддалені наслідки у потомства.
Рівні забрудненняатмосферного повітря шкідливими речовинами, властивими викидам хімічнихвиробництв в житлових зонах міста залежать від їх відстані до СЗЗ хімічнихпідприємств.
Згідно з данимилабораторних спостережень за якістю атмосферного повітря, що проводиться органамидержсанепідслужби концентрації шкідливих хімічних домішок у ряді випадківперевищують ГДК на відстані до 10 км від підприємства.
Середньорічніконцентрації 0,6-0,05 ГДК виявляються на відстані до 30 км від промисловихоб'єктів.
Перевірка хімічнихпідприємств виявила, що ступінь уловлювання шкідливих речовин від джерелорганізованих викидів складає близько 92,0% [28].
Згідно з даними IIетапу соціально-гігієнічного моніторингу хімічна промисловість відноситься допріоритетних галузей.
До пріоритетних забруднювачів,специфічних для підприємств хімічної промисловості, відносяться: бензол,ксилол, толуол, меркаптан, 1, 3 бутадієн, акролеїн, анілін, ацетальдегід,ацетон, бензин, бутилацетат, дихлоретан, кислота сірчана, кислота соляна,нафталін, етилацетат.
Розділ3. Проблема утилізації відходів хімічної промисловостіхімічний промисловість відходи утилізація3.1Використання осадів стічних вод хімічної промисловості
Хімічна промисловість споживає велику кількість води і є джереломвеликотоннажних відходів стічних вод. Так, наприклад, при випуску 1 ткальцинованої соди утворюється 110 м3 стічної води, 1 т синтетичного каучуку –250 м3 води, 1 т капронового волокна – всього 5600 м3 стоків. Із 780 різних видівосадів стічних вод лише 250 знаходять часткове застосування, інші викидаються увідвали, що завдають чималого збитку навколишньому середовищу. В той же часорієнтовні підрахунки показали, що з осадів стічних вод хімічної промисловостіможна отримати додаткової продукції більше, ніж на 100 млн. грн. на рік [13, 143].
Отримання в'яжучих матеріалів з осадів стічних вод содового виробництва.Осади стічних вод содового виробництва (шлами) щорічно по країні утворюютьмільйони тонн сухих відходів. Ці відходи дотепер використовуються мало, хочамістять багато корисних речовин. Так, наприклад, шламові відходи дестилерноїрідини, які утворюються при виробництві соди аміачним методом, містять (%) [13,143]:CaO 43-50 Al2O3 2,2-4 MgO 1,8-2,5 SO3 1-4,5 SiO2 4,7-12 Cl 1-7 Fe2O3 0,6-2,8 ППП 28-35
Дослідження показали, що з цього шламу після термообробки можнаприготувати в'яжучий будівельний матеріал, який можна використовувати замістьвапна при отриманні цементу.
В інших дослідженнях було показано, що при спільному використанні шламустічних вод содового виробництва і шлаків чорної металургії після роботидоменних і мартенівських печей можна отримати безклінкерні цементи.
Вказані напрямки у використанні осадів стічних вод содового виробництвадозволяють не тільки вивільнити дефіцитні матеріали – вапно і клінкерніцементи, але й суттєво зменшити небезпеку забруднення навколишнього середовища.
При виробництві соди аміачним методом на 1 т продукту виділяється 200‑250кг шламових відходів при перерахунку на абсолютно суху речовину. Ці відходипісля зневоднення піддаються випаленню при температурі 900-1000 °С. Післядодавання кварцевого піску суміш розтирається в млині, перетворюючись такимчином на єднальний будівельний матеріал, який може успішно застосовуватися дляприготування будівельних розчинів і деяких бетонів, а також для виробництвасилікатної цеглини [13, 143].
Однією з умов отримання матеріалу хорошої якості є наявність хлоридів увідходах (у перерахунку на іони хлору) не більше 7%. В цьому випадкуотримуваний матеріал за основними показниками відповідає вимогам ГОСТ 9179-77,що пред'являється до гідравлічного вапна.
Використання фосфогіпсу з відходів стічних вод хімічних заводів.Фосфогіпс відноситься до найбільш великотоннажних відходів хімічноїпромисловості. Він виділяється при отриманні фосфорної кислоти, екстракції, присірчанокислотній переробці природних фосфоритів.
Фосфорна кислота – основа виробництва концентрованих і комплекснихдобрив. Масштаби цього виробництва безперервно ростуть. Разом із тим при виробленні1 т фосфорної кислоти утворюється близько 5 т відходу фосфогіпсу. [13, 144]
Фосфогіпс утворюється також із екстракційної фосфорної кислоти приотриманні багатьох фтористих продуктів із фосфатних руд. Ці продукти у великихкількостях використовуються в чорній і кольоровій металургії, в хімічній,будівельній і скляній промисловості, в машинобудуванні, в ядерній енергетиці, атакож для обробки питної води при нестачі в ній фтору.
Деяка кількість фосфогіпсу використовується в сільському господарстві як добривоі для хімічної меліорації солонцевих ґрунтів. Невелика його кількістьвикористовується в цементній промисловості замість гіпсу, при цьомувитрачається не більше 15% відходів, що утворюються.
Тим часом є можливість значно розширити масштаби використання фосфогіпсуу виробництві гіпсових в'яжучих матеріалів і виробів з них. З фосфогіпсу якосновної сировини можна також отримувати сірчану кислоту, цемент, вапно.
Великий інтерес представляє спільна переробка фосфогіпсу з нефеліном. Тутз'являється можливість використовувати всі корисні елементи початковихпродуктів для отримання висококонцентрованих добрив, а також цемент, поташ,соду.
На хімічному заводі виробництва подвійного суперфосфату останній виходитьв результаті обробки апатиту сірчаною кислотою і промивання його длявідокремлення фосфорної кислоти.
В результаті осадження виробничих стоків, згущування і сушки твердої фазивиходить фосфогіпс, що є тонким порошком, в якому міститься близько 75% гіпсу(CaS04-2H20) і до 3% фосфорної кислоти. Кількість цих маловикористовуванихвідходів стічних вод на окремих хімічних заводах вимірюється сотнями тисяч тонні більше. Так, наприклад, на одному Уваровському хімічному заводі кількістьабсолютно сухого фосфогіпсу в якості відходу досягає 300 тис. т на рік. Тут 80%фосфогіпсу передбачається переробляти на алебастр для будівельних потреб, арешту кількості використовувати як меліорант для поліпшення солонцюватих ісолонцевих ґрунтів.
В результаті проведених досліджень по використанню фосфогіпсу вагрономічних цілях рекомендується цей відхід утилізувати в двох напрямах:перший – в якості добрива на звичайних ґрунтах (не солонцевих) при вирощуванніголовним чином бобових культур (норма внесення фосфогіпсу обмежується – 3‑4ц на 1 га в рік), другий – в якості хімічного меліоранту для солонцевих ґрунтів(норма внесення фосфогіпсу – 5-10 т на 1 га в рік) [13, 145].
За дослідними даними, кожен центнер гіпсу, використовуваний як добриводля звичайних ґрунтів, підвищує урожай конюшинових трав в середньому на 4 ц, ав окремих випадках – до 10 ц на 1 га.
За даними А.М. Грінченко (1963 р.), внесення гіпсу по 3 ц на 1 гапідвищило врожай озимої пшениці на чорноземних ґрунтах України на 3,5 ц/га (з33,1 до 36,6 ц/га), цукрового буряка – на 21 ц/га (з 229 до 250 ц/га), а кукурудза– на 3,3 ц/га (з 34,5 до 37,8 ц/га) [13, 145].
На кафедрі ґрунтознавства Воронезького сільськогосподарського інститутупроводилися порівняльні досліди по використанню окремо фосфогіпсу, дефекату ікрейди як хімічних меліорантів для солонцевих ґрунтів. Досліди показали високуекономічність меліорантів.
Використання осадів стічних вод заводів, що виробляють двоокис титану ізалізоокісні пігменти. На заводах, що виробляють двоокис титану і залізоокісніпігменти, витрачається до 500 м3 води на 1 т продукції, що виробляється.
При утилізації гипсовмісного шламу в цементному виробництві і шламу, щомістить сульфатамоній у виробництві мінеральних добрив, є реальна можливістьвідмовитися від шламонакопичувачів. Така схема здійснена на підприємстві, щовиробляє в рік 40 тис. т двоокису титану і 16 тис. т залізоокисних пігментів.Економія від використання цих шламових відходів складає 1 млн. грн. на рік.Загальні капітальні витрати, пов'язані з очищенням стоків і обробкою шламів, неперевищують 10% від вартості основного виробництва [13, 145].
Отримання пластмас з осадів надсмольних стічних вод. При очищенні стічнихвод підприємств, що виробляють синтетичні смоли, виділяються надсмольні води,що містять різні токсичні речовини. Кількість цих стоків, віднесених 1 т феноловоїсмоли, рівне 600-900 л. Очищення і знешкодження надсмольних стоків при діючійдо цих пір технології очищення складне і збиткове, а також пов'язане з втратоюбільше 10% фенолу, формальдегіду, метанолу.
Вчені Уральського лісотехнічного інституту розробили ефективний спосібочищення цих стоків з подальшим використанням виділених осадів для виробництвапластмасових виробів.
Запропонований спосіб полягає в наступному: у надсмольні водизавантажують ошурки (відходи лісопиляння), які при нагріві сорбують фенол іформальдегід. Таким чином, деревні частинки стають основоюсмолоутворення, а фенол і формальдегід – сировиною для нього. Затримані домішки(після очищення стоків) є новою сировиною (фенолові прес-порошки), з якоїуспішно готуються такі пластмасові вироби, як деталі до пральних машин та іншоїпобутової техніки, гальмівні колодки для автоаматорів, електроарматура і багатощо інше. За вартістю ці вироби в 3-4 рази дешевші тих, що випускаються. Вонивлаготермостійкі і відрізняються підвищеними діелектричними властивостями.
Отримання етилового спирту з осадів стічних вод. Дана робота булавиконана в тресті Мосочиствод у 1944 р. з метою з'ясування можливості розвиткудріжджів Saccaromyces Cerevisiae на гідролізатах осаду [13, 146].
Досліди проводилися з сирим осадом, що містить велику кількістьгеміцелюлози (близько 20%). Для першого досліду був узятий осад, згущений довологості 88,72%. Осад піддавався гідролізу з 5- і 15%-ною сірчаною кислотоюпротягом 3 год; потім нейтралізований гідролізат продувався повітрям протягомдекількох годин при температурі 60 °С. Під час реакції в осад випадали оксидизалоза та інші речовини, що забруднюють гідролізат. У обох витяжках кількістьцукрів була майже рівною – 1,97 і 2,07%. Після підкислення витяжок сірчаноюкислотою в них додавалися дріжджі Sacaromyces Cerevisiae XII раси. Подальшіспостереження з мікроскопуванням показали, що через добу культура XII раси булачиста, така, що розмножується брунькуванням, і мертвих кліток, забарвленихсинькою, в полі зору не виявилося. Проба на спирт виявилася позитивною [13,146].
Для другого досліду бралися дві проби згущеного сирого осаду вологістю88,73 і 78,3%, які гидролізувались 5%-ною сірчаною кислотою на піщаній баніпротягом 3 год. Після очищення вміст цукру в першій пробі був 1,91%, у другій –2,56%. Після засіву дріжджами XII раси і добового зброджування при температурі37 °С виявилось, що кількість спирту, визначена за Мартеном, у двох пробах булапо 1,62%. Таким чином, з 1 л осаду отримували 334 г чистого гідролізату, придатногодля зброджування [13, 146].
В умовах дослідів концентрація цукру коливалась у межах 2-2,5%. Вихідетилового спирту був рівний 1,6%. Отже, з 1 л сирого осаду можна отриматиспирту 5,4 г Для цього необхідно витратити 50 г сірчаної кислоти і близько 60 гвапна. Наведені результати показують принципову можливість використанняорганічної частини осадів для отримання продуктів мікробіологічного синтезу.
Використання відходів стічних вод на Першотравневому хімічному ПО. НаПершотравневому хімічному ПО (Україна), що виробляє хлор, полівінілхлорид,отрутохімікати, миючі засоби і ін., успішно вирішується екологічна й економічнапроблема не тільки шляхом використання очищених стічних вод в кількості до 20тис. м3 на добу в замкнутому циклі водопостачання, але й шляхом утилізаціїосадів стічних вод для отримання корисної товарної продукції.
Комплексна схема, розроблена на заводі, передбачає отримання з осадівстічних вод сульфату натрію, поліхлорвінілових плиток, азотних добрив,органічних добрив.
Сульфат натрію отримують у результаті виробництва хлору і каустичноїсоди. В цеху випарки внаслідок конденсації сокової пари в охолоджуючу водупотрапляє велика кількість хлористого натрію і каустичної соди. При подальшомувипаровуванні суспензії частина розсолу постійно виводиться у виглядісульфатних лугів, з яких шляхом виморожування в протиточному кристалізаторівиділяється товарний сульфат натрію. Залишкова частина розсолу зновуповертається у виробництво.
Плитки з поліхлорвінілу виробляють з осадів стічних вод цеху, що виробляєполівінілхлорид (ПВХ). До стоків цеху відносяться фугат при центрифугуваннісуспензії ПВХ, а також стоки від промивки апаратів, труб, підлог, що містятьполівінілхлорид і хлорорганічні речовини. Ці стоки, непіддатливі біохімічнійпереробці, освітлюються в лужному середовищі з поліакриламідом. З осадженихдомішок шляхом вакуумної фільтрації виділяється полівінілхлорид, який післясушки використовується в суміші з лінолеумом для виробництва поліхлорвініловихплиток [13, 147].
Азотні добрива, зокрема гранульовані, отримують з фільтратувакуум-фільтрів, установлених в цеху полівінілхлориду. Ці фільтратні водипіддаються демінералізації на іонообмінних фільтрах. Знесолена вода поступає воборотну систему водопостачання, а розчини регенерації іонообмінних фільтріввикористовуються для отримання суміші азотних добрив.
За такою ж схемою отримують азотні добрива з різних стоків, що пройшлибіологічне або хіміко-механічне очищення, а також адсорбційну і іонообміннудоочистку. Після глибокого очищення стоків і зм'якшування вода поступає уводооборотну систему, а затримані домішки після регенерації в іонообмінних фільтрах використовуються (як і з цеху полівінілхлориду) дляотримання суміші азотних добрив.
Органічні добрива отримують з сирих осадів первинних відстійників. З цієюметою осади зневоднюються на фільтр-пресах, а потім знешкоджуються під дієюнаправленого пучка електронів в електронному прискорювачі. Після термічноїсушки осади затарюють у мішки і використовують як сухе органічне добриво.
За такою ж схемою обробляється надлишковий активний мул у цілях отриманняорганічного добрива.
3.2 Методи утилізаціївуглецевовмісних відходів
У світовійпрактиці для утилізації і знешкодження ПО і ТПО використовують термічні,хімічні, біологічні і фізико-хімічні методи
До термічнихметодів знешкодження відходів відносяться спалювання, газифікація і піроліз.
Спалювання –найбільш відпрацьований і використовуваний спосіб. Цей метод здійснюється впечах різних конструкцій при температурах не менше 1200°С. В результатізгоряння органічної частини відходів утворюються діоксид вуглецю, пари води,оксиди азоту і сірки, аерозоль, оксид вуглецю, бензопірен і діоксини. Зола, щомає в своєму складі нерухому форму важких металів, накопичується в нижній частиніпечі і періодично вивозиться на полігони для захоронення або використовується увиробництві цементу.
Газифікація –широко використовуваний у металургії спосіб переробки некоксуючого вугілля, –здійснюється у вихрових реакторах або печах із киплячим шаром при температурах600-1100°С в атмосфері газифікуючого агента (повітря, кисень, водяна пара,діоксид вуглецю або їх суміш). В результаті реакції утворюються синтез-газ (H2,СО), туман із рідких смолянистих речовин, бензопірену і діоксинів. Реакція газифікаціїпротікає в середовищі з відновними властивостями, тому оксиди азоту і сіркипрактично не утворюються. Маса туману при 600°С може доходити до 30% від масигазу синтезу. При збільшенні температури газифікації частка туману в масі газусинтезу падає і при температурі більш 1100°С близька до нуля [29].
Горюча суміш воднюі оксиду вуглецю спалюється на пальниках при 1400‑1600°С абовикористовується в каталітичному процесі синтезу метилового спирту. Зола, щозалишається після газифікації, може містити залишковий вуглець і солі важкихметалів, розчинні у воді. Після перевірки золи на відсутність бензопірену,діоксинів і важких металів в рухомій формі вона може бути відправлена назахоронення.
Піроліз – найбільшвивчений процес широко використовується для виробництва активованого вугілля здеревини. Піроліз нафтовмісних відходів проводять при температурі 600-800°С звакуумуванням реактора. При цьому протікають реакції коксо- і смолоутворення,розкладання високомолекулярних сполук на низькомолекулярні, рідку і газоподібнуфракції, а якщо вуглеводневі відходи містять сірку, то утворюються такожсірководень і меркаптани. Оксиди азоту і сірки практично не утворюються.
Хімічні методизнешкодження рідких і твердих нафтовмісних відходів полягають в додаванні домаси, що нейтралізується, хімічних реагентів. Залежно від типу хімічної реакціїреагенту із забрудненням відбувається осадження, окислення-відновлення,заміщення, комплексоутворення.
Методи осадженнязасновані на іонних реакціях з утворенням малорозчинних у воді речовин іособливо ефективні при нейтралізації важких металів і радіонуклідів. Методосадження органічних забруднень заснований на двох типах реакцій:комплексоутворення і кристалізація. Осадження використовують для очищенняґрунту від поліхлорованих біфенолів, пентахлорфенолів, хлорованих і нітрованихвуглеводнів. Реагенти можуть бути як у рідкій, так і в газоподібній фазах.Проте при цьому відбувається збільшення об'єму знешкоджуваної маси.
Методи управлінняокислювально-відновною реакцією середовища дозволяють переводити сполуки важкихметалів і радіонуклідів у важкорозчинні у воді гідрооксиди, а також руйнуватиціаніди, нітрати, тетрахлориди та інші хлорорганічні сполуки [29].
Для хімічноїіммобілізації або компексоутворення використовують неорганічні в'яжучі типи цементу, золи, силікатівкалію і натрію, вапно і гелеутворюючі речовини (бентоніт або целюлоза).Іммобілізацію використовують для зв'язування важких металів, радіоактивнихвідходів, поліциклічних і ароматичних вуглеводнів, трихлоретилену і нафтопродуктів.
Недолікомкомплексоутворення є нестійкість в'яжучихречовин до атмосферної і ґрунтової вологи, швидких змін температури, щоприводить в результаті до руйнування композиційного матеріалу. Об'єм відходівпісля комплексоутворення зменшується тільки в 2 рази.
Біологічні методизнешкодження ПО і ТПО знаходять все більш широке застосування в нашій країні іособливо за кордоном. Вони засновані на здатності різних штамів мікроорганізмівв процесі життєдіяльності розкладати або засвоювати в своїй біомасі багатоорганічних забруднювачів. В процесі біознешкодження відбувається вториннезабруднення атмосферного повітря продуктами гниття клітин мікроорганізмів –сірководнем і аміаком.
Біологічнеочищення найчастіше використовується для нейтралізації органічних токсикантів іважких металів, а також азотних і фосфорних сполук в ґрунтах і ґрунтах.Біологічні методи можна умовно підрозділити на мікробіодеградаціюзабруднювачів, біопоглинання і перерозподіл токсикантів [29].
Мікробіодеградація– це деструкція органічних речовин певними культурами мікрофлори, внесеними вґрунт. Процес біорозкладання протікає з помітною швидкістю при оптимальнійтемпературі і вологості. Мікробіодеградація може бути використана в усіхвипадках, де природний мікробіоценоз зберіг життєздатність і видовурізноманітність. Хоча процес йде надто повільно, його ефективність висока.
Біопоглинання – цездатність деяких рослин і простих організмів прискорювати біодеградаціюорганічних речовин або акумулювати забруднення в клітинах.
Фізико-хімічніметоди утворюють найбільш представницьку групу методів знешкодження ПО і ТПО.При створенні фізичних полів у пористих середовищах починають протікатиодночасно багато фізико-хімічних процесів.
При накладенніполя механічних напруг забруднений ґрунт інтенсивно перемішується івідбувається очищення частинок ґрунту від поверхневих забруднень.
Гідродинамічна діяна ґрунт супроводжується суфозією, вилуговуванням, адсорбцією, дифузією івинесенням забруднень з порового простору ґрунтів.
Перспективнийметод надкритичної екстракції вуглекислим газом органічних забруднень [29].
Постійнеелектричне поле, прикладене до водонасиченого ґрунту, викликає протіканняелектрохімічних і електрокінетичних процесів. До електрохімічних процесіввідносяться: електроліз, електрофлотація, електрокоагуляція, електродеструкція,електрохімічне знезараження, іонний обмін, електрохімічне окислення івилуговування, електродіаліз, а до електрокінетичних – електроосмос,електрофорез і електроміграція.
Електролізпорового розчину забруднених ґрунтів – це окислювально-відновний процес, врезультаті протікання якого відбувається розкладання хімічних сполук. Вінвикористовується для очищення ґрунтів від мікроорганізмів і називаєтьсяелектрохімічним знезараженням. Ефективність методу доходить до 99%.
Приелектрофлотації видалення нафтопродуктів відбувається бульбашками газу, щоутворюються при електролізі і підіймаються до поверхні.
Електрокоагуляція– це процес агрегації мікрочасток мінерального походження і органічних молекул.У методі електрокоагуляції використовують залізні і алюмінієві електроди, прирозчиненні яких утворюються гідрооксиди, що адсорбують забруднення і випадаютьпотім в осад.
Електрохімічнеокислення застосовується для очищення ґрунтів від хлорованих вуглеводнів іфенолу. Ефективність окислення фенолу – 70-92%.
Електрохімічневилуговування – це метод очищення ґрунтів, заснований на висолажуваннізабруднень або переведенні важких металів у рухому форму. Проте метод вимагаєвнесення додаткових хімічних реагентів.
Електродеструкціяздійснюється при електрохімічному розкладанні токсичних органічних сполук наелектродах з утворенням нетоксичних речовин. Перевага методу в низькій вартостіі високій ефективності.
При електродіалізіпорового розчину ґрунтів і ґрунтів відбувається очищення від забруднень вколоїдній формі, знесолювання в середній частині міжелектродного простору.
Електрокінетичніметоди почали широко застосовуватися з 60-х років. Електрокінетична обробказастосовується для очищення глинистих і суглинних ґрунтів. Електрокінетичніявища, що спостерігаються в пористих середовищах при протіканні постійногоелектричного струму, підрозділяються на електроосмос і електрофорез [29].
При електроосмосііони, що містяться в рідині, переміщаються відносно нерухомої зарядженої поверхнімінеральних частинок ґрунту, захоплюючи при цьому забруднення в розчиненому аборідкому стані. Електроосмотична швидкість потоку пропорційна добутку силипотоку на величину дзета-потенціалу і на питому поверхню пористого середовища.
При протіканніелектрофорезу в поровому просторі ґрунту, заповненому повністю або часткововодою, переміщуються мінеральні частинки. Це явище має надто незначну роль велектрокінетичному перенесенні забруднень в дисоційованій формі, але визначає вперенесенні колоїдних і заряджених мінеральних частинок електрофоретичнепереміщення колоїдних і мікрочасток, спостерігається в макропористих ґрунтах(пісковик, супісок).
Під дією напруги,прикладеної до електродів, які занурені в свердловини, вода і екотоксиканти вколоїдному стані переміщуються до електродних резервуарів, з яких потім вода іззабрудненнями витягується на поверхню і очищається одним з фізико-хімічнихметодів. Ефективність очищення може доходити до 99%.
Окрему групускладають електромагнітні методи, засновані на термічному ефекті при взаємодіїелектромагнітного випромінювання з речовиною
Унадвисокочастотних полях відбувається швидке і рівномірне прогрівання ґрунту, іпри цьому протікають дегідратація, дисоціація карбонатів, окислення і навітьплавлення. Десорбовані органічні сполуки знешкоджуються, наприклад,каталітичним методом.
Знешкодження ПО іТПО за допомогою ультрафіолетового і лазерного випромінювання відноситься такождо електромагнітних методів. Активація ароматичних молекул УФ і лазернимвипромінюваннями приводить до дисоціації молекул з утворенням радикалів іактивних комплексів, швидкого окислення і полімеризації.
Ефективний дляочищення ґрунту від нафтопродуктів ультразвук. Починаючи з критичного значеннязвукового тиску акустичних хвиль, в рідині виникає кавітація. При схлопуваннікавітаційних порожнин мікрострумені, що утворюються, з лінійними швидкостями300-800 м/с зривають з поверхні твердих частинок нафтові забруднення.Ефективність очищення може досягати 99,5-99,8%. При кавітаційних розривахрідини відбувається іонізація і активація молекул, стимулюючи окислення іполімеризацію вуглеводневих молекул.
Розглянуті вищеметоди є базою для вже створених технологій знешкодження ПО і ТПО аботехнологій, що розробляються в даний час. Кожен метод знешкодження відходів ітехнологія на його основі мають певну нішу, тобто сукупність фізико-хімічнихпараметрів відходів і можливостей методу, оптимальне поєднання яких дозволяєдосягти найбільшого прибутку або мінімальних витрат на знешкодження певноговиду відходів при найменшому екологічному збитку природі.
Висновки
Отже, індустріальна революція XX ст. у більшості країнсвіту і в Україні була орієнтована насамперед на непропорційно потужнийрозвиток промисловості, що завдавало збитків іншим галузям виробництва примайже повному ігноруванні екологічного імперативу.
Хімічна промисловість –комплексна галузь, що визначає, разом з машинобудуванням, рівень НТП, щозабезпечує всі галузі народного господарства хімічними технологіями іматеріалами, зокрема новими, прогресивними і що проводить товари масовогонародного споживання.
Охоронанавколишнього середовища і раціональне використання природних ресурсіввідноситься до однієї з глобальних проблем сучасності. Хімічна і нафтохімічнапромисловість є значним джерелом забруднення навколишнього середовища. Заваловими викидами шкідливих речовин в атмосферу хімічний комплекс займає десятемісце серед галузей промисловості, за скиданням стічних вод у природніповерхневі водоймища – друге місце.
Хімічна промисловість споживає велику кількість води і є джереломвеликотоннажних відходів стічних вод.
У світовійпрактиці для утилізації і знешкодження ПО і ТПО використовують термічні,хімічні, біологічні і фізико-хімічні методи
У хімічномукомплексі гостро стоїть проблема накопичення й утилізації виробничих відходів.Щорічно на підприємствах галузі утворюється близько 14,2 млн. тонн токсичнихречовин (без урахування відходів 5 класу), з яких знешкоджується тільки близько20 відсотків речовин. Типовими видами накопичуваних відходів 1 і 2 клас єртуть, третього класу – нафтошлами, лігнін і ін., четвертого – фосфогіпс,піритові огарки.
Іншими проблемамив хімічному комплексі є також усунення ртутного забруднення навколишньогосередовища, наявність незакладених пустот, що утворилися в результаті видобуткуруди шахтним способом для виробництва калійних добрив.
Враховуючинадзвичайно велике значення роботи по оздоровленню екологічної обстановки, щопроводиться підприємствами галузі, в умовах обмежених власних засобів, дляпідвищення її ефективності і досягнення необхідних масштабів, необхіднореалізувати заходи по наданню державної підтримки у вигляді наданняпідприємствам ряду пільг.
Досягненняекологічної безпеки в хімічному секторі передбачає вдосконалення нормативно-правовоїбази стосовно природоохоронної діяльності, а також створення державою умов іпередумов для впровадження хімічними підприємствами ресурсозберігаючих іекологічно чистих технологій. Це дозволить мінімізувати негативну дію нанавколишнє середовище і поліпшити екологічну обстановку в зоні дії підприємствхімічного комплексу.
Використаніджерела
1. Аникеев В.А., Копп И.З.,Скалкин Ф.В. Технологические аспекты охраны окружающей среды. – Ленинград:Гидрометеоиздат, 1982.
2. Берлянд М.Е. Основныепринципы инвентаризации и определения предельно допустимых выбросов ватмосферу. – В кн.: Нормирование и контроль промышленных выбросов в атмосферу.Л.: Гидрометеоиздат 1977, с. 3-10.
3. Бесков И.X. Отходыпромышленности на удобрение полей. Воронеж: Знание, 1976.
4. Волчек Ю.К. Биотермическоеобезвреживание осадков сточных вод и твердых бытовых отходов // Водоснабжение исанитарная техника. 1983. –№ 9.
5. Выбросы предприятий попроизводству минеральных удобрений / А.Д. Миханлин, Л.Н. Архипова, И.М. Тропп идр. – М., 1982.
6. Ганз С.И.Очистка промышленных газов. – Днепропетровск: Проминь, 1977. – 116 с.
7. Горшков С.П. Экзодинамические процессы освоенных территорий. – М.:Недра, 1982.
8. Гресь В.В., Пузиков А.Ф.Основное направление использования промышленных отходов за рубежом. М.:ЦНИИТЭИМС, 1975.
9. Григорьев А.А. Города и окружающая Среда. Космические исследования. –М.: Мысль, 1982.
10. Грушко Я.М. Вредные неорганические соединения в промышленныхсточных водах. – Л.: Химия, 1979. – 161 с.
11. Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленныхсточных водах. Л.: Химия, 1982.
12. Гусар Ф.Г., Почапский Б.А.Исследование работы установки для глубокой очистки сточных вод ТЭС отнефтепродуктов. – Теплоэнергетика 1979, № 2, с. 58-62.
13. Евилевич А.З., Евилевич М.А.Утилизация осадков сточных вод. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. – 248с.
14. Кафаров В.В. Принципысоздания безотходных химических производств. М.: Химия, 1982.
15. Колотило Д.М. Екологія і економіка: Навч. посібник. – К.: КНЕУ, 1999. – 368 с.
16. Коротков З.А. Рациональноеиспользование отходов материально-технического снабжения. М.: Знание, 1977.
17. НикитинД.П., Новиков Ю.В. Окружающая Среда и человек. – М.: 1986.
18. ОдумЮ. Основы экологии. – М.: Мир, 1975.
19. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных водв химической промышленности. – Л.: Химия, 1977. – 290 с.
20. РадзевичН.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование природы. – М.: Просвещение, 1986.
21. Русанов А.А., Урбах И.И.,Анатасиади А.П. Очистка дымовых газов в промышленной энергетике. – М.: Энергия,1969. – 456 с.
22. Сафранов Т.А. Екологічні основи природокористування:Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. – Львів:«Новий Світ-2000», 2003. – 248 с.
23. Туровский И. С. Обработка осадков сточных вод.М.: Стройиздат, 1982.
24. Царенко О.М., ЗлобінЮ.А. Навколишнє середовище та економіка природокористування: Навч. посіб. – К.:Вища шк., 1999. – 176 с.