Незамкнутость ресурсного цикла

Для получения энергии, создания необходимой продук­ции человек находит, добывает и перемещает к местам пе­реработки необходимые природные ресурсы, вовлекая их в ресурсный цикл. Ресурсный цикл - это совокупность пре­вращений и пространственных перемещений определенно­го вещества или группы веществ, происходящих на всех эта­пах использования их человеком. В природопользовании можно выделить несколько ресурсных циклов, которые, не­смотря на относительную самостоятельность, тесно связа­ны друг с другом: почвенно-климатических ресурсов, сель­скохозяйственного сырья, сырьевых ресурсов, энергетичес­ких ресурсов, ресурсов живой природы. Цикл сырьевых ре­сурсов тесно связан с производством энергии, т. е. с циклом энергетических ресурсов.

Слово "цикл" подразумевает замкнутость процесса. В природе все вещества находятся в практически замкну­тых биохимических циклах, где отток вещества из цикла не превышает 1-3 %. Ресурсный цикл - поня­тие условное. Его иногда называют антропогенным круго­воротом вещества, но он фактически не замкнут. На каждом его этапе (добыча сырья, транспортировка, переработка и т. д.) неизбежны потери, являющиеся следствием особеннос­тей технологий, износа, коррозии, утраты, которые загрязня­ют окружающую среду. Отток веществ из ресурсного цикла (неиспользуемые отходы) может составлять около 98 %. Ре­шить проблему может рациональное использование сырье­вых и топливно-энергетических ресурсов.

2. Основные положения рационального природополь­зования. Вторичные ресурсы. Понятие о малоотходных и безотходных технологиях

Природопользование - теория и практика использова­ния человеком природных ресурсов. Различают два типа природопользования:

рациональное - система деятельности, призванная обеспечить экономное использование природных ресурсов и воспроизводство их отдельных видов с учетом перспек­тивных интересов развивающегося народного хозяйства и сохранения здоровья людей;

нерациональное - система деятельности, не обес­печивающая сохранение природно-ресурсного потенциала, ведущая к исчерпанию природных ресурсов, подрыву вос­становительных сил биосферы, снижению ее оздоровитель­ных и эстетических качеств.

. природе

Для рационального природопользования характерно вза­имосвязанное использование и охрана различных природ­ных ресурсов. (Так, повышение плодородия почв за счет оро­шения может привести к истощению водных ресурсов, кото­рое необходимо предвидеть и предупредить.) Природные ре­сурсы используются комплексно и как можно более полно, что позволяет снизить нагрузку на окружающую среду. Это достигается во многом благодаря концентрации производ­ства, т. е. созданию территориально-производственных ком­плексов (ТПК) на базе имеющихся в данном экономическом районе сырьевых и энергетических ресурсов. При этом отхо­ды (твердые, жидкие, газообразные)^>дних производств ис­пользуются в виде сырья на других производствах. Приме­нение отходов в качестве дешевого сырья и возможность ве­дения совместного общезаводского хозяйства (транспорт, энер­гетика, складирование материалов, очистные сооружения, цен­трализованное подсобное обслуживание и т. п.) обусловлива­ют экономический эффект подобной связи. При этом на 60-70 % сокращаются капиталовложения в общезаводское хо­зяйство, следовательно снижается себестоимость продукции.

Уровень комплексности использования минерального сырья можно оценить коэффициентом комплексности К_к, представляющим собой отношение суммарной стоимости

полезных компонентов, извлеченных в товарную продук­цию, к суммарной стоимости компонентов в сырье:

где Мni и M_ci - массовая доля ценных компонентов в товарной продукции и сырье соответственно;

С - единые цены, установленные для каждого целево­го компонента в товарном виде.

Наиболее перспективным направлением при комплекс­ном использовании сырья в рамках одного предприятия или ТПК является использование гибких технологических систем (ГТС) или гибких технологических модулей (яче­ек). Для ГТС химических производств характерна техно­логическая гибкость, т. е. легкость перестройки функцио­нирования системы на другой вид сырья либо на получе­ние другого вида продукции. Это позволяет по мере накоп­ления отходов перерабатывать их в готовую продукцию широкого ассортимента.

Рациональное природопользование предполагает прирост продукции не за счет вовлечения в использование новых масс природных ресурсов, а за счет более полного их ис­пользования путем ресурсосбережения и совершенствова­ния технологических процессов. Ресурсосбережение (тех­нология ресурсосберегающая) - производство и реализа­ция конечных продуктов с минимальным расходом веществ и энергии на всех этапах производственного цикла и с наименьшим воздействием на природные экосистемы и человека.

Основным направлением рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды от заг­рязнения является создание мало- и безотходных техно­логических процессов. По определению Европейской эко­номической комиссии ООН, безотходная технология - это такой способ производства продукции, при котором наибо­лее рационально и комплексно используются сырье и энер­гия в цикле "сырьевые ресурсы - производство - потреб­ление - вторичные сырьевые ресурсы" таким образом, что любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. В соответствии с этим определением безотходное производство является практи­чески замкнутой системой, организованной по аналогии с природными экологическими системами.

Основные принципы рационального природопользования

В основе организации безотходного производства лежит ряд принципов:

системност ь: каждый отдельный процесс или про­изводство рассматривается как элемент ТПК или эколого-экономической системы;

комплексность использования сырьевых (практи­чески всегда многокомпонентных) и энергетических ресур­сов. Так, серебро, висмут, платину и платиноиды, а также более 20 % золота и около 30 % серы получжют попутно при комплексной переработке руд;

цикличност ь материальных потоков, важнейшие из которых - водный и газовоздушный. Для безотходного про­изводства характерно многократное использование воды и газовых потоков в основных технологических процессах. При этом водоснабжение, водоотведение и очистка сточных вод рассматриваются как единая система водного хозяй­ства предприятия или региона с упором на локальную очи­стку жидких и газовоздушных потоков. В перспективе ши­роко будут использоваться в промышленности биологически доочищенные и обеззараженные сточные воды предприятий и городов. Очистка сточных вод и газовоздушных потоков должна обеспечивать одновременное извлечение и утилиза­цию ценных компонентов; причем эти процессы являются основными для производства готовой продукции. Отходы производства и потребления, которые могут использоваться в народном хозяйстве, называют вторичными ресурсами;

экологичность, т. е. соблюдение предельно допус­тимых экологических нагрузок на окружающую среду. Этот принцип связан с сохранением и воспроизводством возобновляемых и частично возобновляемых природных ресурсов;

рациональность организации производства, т. е. ис­пользование всего взаимосвязанного природно-ресурсного комплекса в регионе. При этом увеличение объема произ­водства, номенклатуры выпускаемой продукции не приво­дит к росту потребления ресурсов, в том числе и косвенно­му, с учетом смежных отраслей производства. Производ­ство в данном случае одновременно оптимизируется по энерготехнологическим, экономическим, экологическим и социальным параметрам.

Производства, не отвечающие этим принципам, называ­ют рядовыми.

Создание безотходных производств является длитель­ным процессом, требующим решения ряда сложнейших вза­имосвязанных технологических, экономических, организа­ционных, психологических и других задач. Поэтому в на­стоящее время для практического использования вводит­ся понятие малоотходного производства. Под малоотход­ным понимается такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не пре­вышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нор­мами, а часть сырья и материалов по технологическим, организационным, экономическим или другим причинам переходит в неиспользуемые отходы и направляется на дли­тельное хранение или захоронение. В основу критериев, ограничивающих вредное воздействие малоотходного про­изводства на окружающую среду, положены существующие санитарно-гигиенические нормативы - предельно допус­тимые концентрации (ПДК), на базе которых устанавливаются научно-технические нормативы пре­дельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу и сбросов (ПДС) загрязняющих веществ в водоемы.

В основу малоотходного производства заложены те же принципы, что и в основу безотходного. Но для малоотход­ного производства приоритетной является задача ограни­чения воздействия на окружающую среду. Важнейшим условием существования малоотходного производства яв­ляется необходимость обезвреживания неиспользуемых от­ходов и в первую очередь токсичных.

Количественным критерием малоотходного производства является коэффициент безотходности К₆, который харак­теризует полноту использования в производстве материаль­ных и энергетических ресурсов, а также интенсивность воз­действия этого производства на окружающую среду:

К₆= АКаК₃Кэ,

где А - коэффициент пропорциональности, определяемый эмпирически;

К_а - коэффициент полноты использования материаль­ных ресурсов;

К_э — коэффициент полноты использования энергети­ческих ресурсов;

К_э~ коэффициент соответствия экологическим требо­ваниям.

Для материалоемких производств (в том числе и для химической промышленности) значение коэффициента без­отходности, равное 75-80 %, можно принять в качестве ко­личественного критерия для малоотходного производства, а 90-98 % - для безотходного.

Некоторыми предприятиями уже сейчас достигнут от­носительно высокий уровень использования отходов. На­пример, более чем на 90 % используются отходы Светло­горского производственного объединения "Химволокно", производственного объединения "Белшина".

Примером малоотходных технологий являются бессточ­ное производство, не имеющее отходов жидких стоков; замкнутые системы водообеспечения — системы водного хозяйства предприятий, в которых все жидкие отходы пос­ле соответствующей обработки используются повторно или перерабатываются на вторичное сырье.

Использование вторичных материальных ресурсов име­ет большое значение для охраны окружающей среды. Ведь если отходы нельзя использовать, их приходится хранить, захоранивать или сжигать, что вызывает загрязнение раз­личных компонентов биосферы.

Вышесказанное можно упрощенно представить в виде моделей двух типов общества: одноразового потребления, т. е. создающего отходы, и природосберегающего (рис. 3.5). Первый тип базируется на использовании как можно боль­шего количества энергии и веществ и с большой скорос­тью превращает высококачественную (концентрированную) энергию в низкокачественную (рассеянную: тепловую и др.), вещества - в отходы. Основой общества второго типа яв­ляется разумное использование энергии и рециркуляция вещества (вторичное использование невозобновляемых ре­сурсов). В этом обществе будущего на всех уровнях (локаль­ном, региональном, глобальном) не должен быть превышен порог экологической устойчивости окружающей среды.

3. Управление природопользованием и планирова­ние потребления природных ресурсов

Управление природопользованием предполагает рацио­нальное расходование природных ресурсов и основано на планировании их потребления.

В природопользовании можно рассматривать два уров­ня управления:

управление природными системами;

управление природопользователями (управление охра­ной окружающей природной среды и рационализацией ис­пользования природных ресурсов).

Уровни управления взаимосвязаны между собой. Управ­ление природными системами может быть "жестким" и "мягким", а управление природопользователями - команд­но-административным и экономическим.

Примерами "жесткого" управления может служить сплошная вырубка лесов или освоение целинных земель без соблюдения правил агротехники. "Мягкое" управле­ние предполагает выборочную вырубку и использование научно обоснованных агроприемов, способствующих само­восстановлению лесных богатств и плодородия почвы.

"Жесткое" управление дает быстрый и высокий хозяй­ственный эффект в виде роста объема продукции или снижения затрат на ее производство. Но этот эффект крат-ковременен, так как в результате такого управления про­исходят резкие необратимые изменения в природной среде, снижение ее продуктивности и загрязнение, что приводит к экологическим, экономическим и социальным ущербам.

Важным моментом в деле рационального природополь­зования является планирование и прогнозирование исполь­зования природных ресурсов. Планирование использования земельных ресурсов предусматривает разработку и реали­зацию рациональных севооборотов, планирование исполь­зования лесных ресурсов - составление планов вырубки с учетом восстановления лесных массивов. При планирова­нии следует учитывать все возрастающие темпы использо­вания природных ресурсов и производить перспективный расчет их потребления на базе математических методов про­гнозирования. Теоретической базой такой разработки мо­гут быть сетевые методы управления. К ним относятся: се­тевое планирование, математическое программирование, эк­спертное прогнозирование, математико-статистическое про­гнозирование.