Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.2.2. Недосконалість виробничих технологій
Задоволення своїх потреб сучасна людина виконує за допомогою техніки через виробничі технології по схемі: вилучення природного ресурсу → його переробка → транспортування використання для виготовлення виробу → споживання виробу. В залежності від типу природного ресурсу та особливостей виробу принципова технологічна схема може відрізнятися від приведеної. Але завжди шлях від природного ресурсу до споживача (людини) лежить через ланцюг технологічних операцій, на кожній з яких спостерігаються вплив на природу та витрати ресурсу. Оцінку цих витрат доцільно виконувати для всього ланцюга по значенню КВПР (формула (13), а для окремої технологічної операції - по величині ККД.
Розглянемо для прикладу технологічний ланцюг виробництва металу з руди. Вміст металу в руді, як правило, невеликий. По мірі використання "багатих" руд починають розробляти "бідніші". Як видно з рис. 4.5, за двісті років усі багаті мідні руди видобули і зараз використовують бідніші в десять разів. Зрозуміло, що "збідненої" руди для отримання тієї ж кількості металу потрібно більше, а це означає збільшення об'єму як вилученої з літосфери руди, так і невикористаного баласту, який накопичується на поверхні землі у вигляді твердого і рідкого бруду.
Рис. 4.5. Показники мідної руди
--- потрібна кількість руди для отримання 100 г міді (кг); -■-вміст міді в руді (%)
Очевидно, що ідеальною технологією була б така, яка б забезпечила отримання металу безпосередньо в рудному об'ємі. В такому випадку баласт залишається під землею, а вилучається невелика частка (декілька відсотків) рудної маси - саме метал. Така технологія дозволить звести до мінімуму порушення природної літосфери і підземних вод. А про масштаби таких порушень при використанні сучасних недосконалих технологій свідчать дані про виробництво так званих "чорних металів" із залізної руди (рис. 4.6). Залізо - хімічний елемент, який по розповсюдженню в природі посідає друге місце, а по використанню (у вигляді сплавів) - перше. На долю сплавів заліза припадає 95% всієї продукції з металів. Всесвітньо відомий Криворізький залізорудний басейн (Кривбас) простягається з півдня на північ на 100 км смугою шириною 2-7 км та потужністю до 80 метрів уздовж річок Інгулець, Саксагань та Жовта. Багаті руди (вміст заліза близько 50%) знаходяться на глибині до 2,5 км і добуваються в шахтах, а бідні - близько до поверхні і добуваються відкритим кар'єрним методом. Збагачення бідних руд до вмісту заліза 62-66% відбувається на гірничо-збагачувальних комбінатах, розташованих поруч з кар'єрами.
За рік у Кривбасі вилучається до 30 млн. тонн залізної руди. Разом з рудою відкачується з надр біля 60 млн. м3 високомінералізованих підземних вод, які накопичуються в поверхневих відстойниках-сховищах і періодично зливаються в річки.
Внаслідок використаної технології за багато десятиліть експлуатації під містом Кривий Ріг утворилися локальні пустоти загальним об'ємом 6 км3, що призвело до просідання земної кори і проваль глибиною до тисячі метрів. Інфільтрація в грунтові і підземні горизонти сягає 15 млн. м3 за рік, що призвело до засолення земель і колодязів. В річки Інгулець та Саксагань скинуто з відстойників (щорічно) по 50 тисяч тонн солей, серед яких переважає (75%) NaCl. Використання через Інгулецьку зрошувальну систему "підсоленої" води для поливу сільгоспкультур протягом декількох десятиріч призвело до засолення та деградації близько 60 тисяч гектарів зрошувальних земель. Споживання цієї води населенням підвищило рівень захворюваності на гепатит А.
Переробка залізної руди в чавун відбувається в доменній печі (домні), де під впливом високої температури усі складові руди розплавляються і розмішуються відповідно до густини. Метал відокремлюється, а баласт скидається у вигляді газоподібних і рідких відходів, які після охолодження твердіють.
Отриманий чавун - сплав заліза з вуглецем (3-4,5%) - частково використовується для виробництва фасонного литва, але здебільшого призначається для подальшої переробки в сталь - сплав заліза з вуглецем (до 2%) і іншими легуючими металами.
Для отримання литва розплавлений чавун заливають у литну форму, яка відтворює зовнішні конфігурації і розміри відливки (майбутньої деталі чи виробу), а порожнечі та отвори її займають ливарні стержні. Литна форма і стержні робляться з формовочних матеріалів - суміші глини, піску, бетоніту, клею, фарби, замазки тощо. Після кристалізації відливки литну форму розбивають, а використані формовочні матеріали, перегорілі від впливу високої температури, вивозять на звалища твердих відходів. Під час заливки форми і її руйнування, а також очистки відливки від зовнішніх залишків формоутворюючих матеріалів у атмосферне повітря викидається значна кількість пилу і шкідливих газів. При масовому виробництві литну форму роблять роз'ємною металевою і використовують тривалий час.
Сталь виробляється з чавуну і стального брухту в плавильних агрегатах (мартенівських печах, конверторах і електропечах), де з рідкого металу вилучається сірка, фосфор, кремній, вуглець і інші домішки та додаються в нього необхідні легуючі елементи (С2, Ni, Mg, Мn, Ті, Ва). Отримана сталь або розливається в форми для виробництва литва, або надходить у твердому гарячому стані на прокатні валки для деформування у профільні металеві вироби - листи, труби, рейки, полоси, балки тощо. Під час виробництва сталі, литва і сталевого прокату в атмосферне повітря викидається пил, оксиди вуглецю, сірководень, феноли, оксиди азоту, ціаніди, бензол, толуол. Для виробництва однієї тонни сталі витрачається на технологічні потреби 120-125 м води. У відпрацьованій воді - наявність речовин, які містять залізо, цинк, мідь, хром тощо. Велика кількість і твердих відходів металургійного виробництва.
Стальні і чавунні відливки та стальний прокат перетворюються в деталі машин та інші готові вироби після необхідної механічної обробки (обрізка, проточка, фрезерування тощо) на відповідних станках. Під час цих операцій деяка кількість металу у вигляді стружки, пилу, обрізків забруднює довкілля.
Для зменшення негативного впливу металургійного виробництва на природне довкілля використовують низку заходів, зокрема такі:
- створення замкнених систем технологічних вод, які повністю ізольовані від природних вод (рис. 4.7);
- покращення якості високотемпературних процесів (горіння, плавління тощо) шляхом вдосконалення обладнання та технологій;
- очистка відпрацьованих технологічних газів перед викидом в атмосферу з використанням хімічних, біологічних та фізичних методів;
- використання твердих технологічних відходів як сировини для інших виробництв - будівництва, сільського господарства тощо.
За двісті років індустріальної діяльності людства завдяки використанню наукових досягнень, тобто внаслідок НТП, значно підвищилась ефективність технологій і техніки. На жаль, при цьому враховуються лише економічні показники, на що влучно вказав ще К. Маркс: "...на місце старих машин, інструментів, апаратів тощо заступають нові, більш ефективні і порівняно з розмірами своєї роботи більш дешеві". Вплив НТП на екологічні показники техніки і технологій цілеспрямовано до недавнього часу не враховувалися. Опосередковано цей вплив можна оцінювати через два широко відомі технічні показники - ККД, який враховує ефективність використання енергії, тобто природних енергоресурсів, і питома вага, якою оцінюється кількість матеріалу, що приходиться на одиницю роботи (для енергообладнання, наприклад, - кілограмів на кінську силу чи кВт).
Рис. 4.7. Схема системи замкненої води:
1 - промисловий споживач води; 2 - очисна споруда; 3 - охолоджувач технологічної води; 4 - басейн очищеної технологічної води; 5 - циркуляційний насос; А - гаряча забруднена відпрацьована вода; В - шлам; С - холодоносій (атмосферне повітря, природна вода); Д - природна вода для компенсації втрат технологічної води на випаровування; Е - чиста охолоджена технологічна вода
Як видно на рис. 4.8, з моменту виникнення до кінця XIX століття якість суднових парових машин значно покращилась - енергоспоживання знизилось у шість разів, а металоспоживання - у десять разів.
Наведений приклад - лише одне свідчення про значні можливості НТП, але враховуючи велетенські масштаби людської діяльності і її вплив на природу, а також виснаження природних ресурсів, слід визнати людську техногенну діяльність у цілому як недосконалу. Навіть найсучасніші технології завдають великої шкоди довкіллю. Наприклад, при виробництві 25-кілограмового комп'ютера створюється 63 кілограми відходів, з яких 35% - токсичні.
Рис. 4.8. Показники суднових паромашинних установок
Схожі статті
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.4. Оцінка антропогенної діяльності
Мета людської діяльності, як уже вказувалось раніше, - задовольнити особисті і колективні потреби, які на сучасному етапі розвитку людства мають відверто...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 1.2.3. Що повинен знати з екології кожен
Проблеми стану навколишнього середовища не можуть бути вирішеними зусиллями тільки професійних екологів, а вимагають уваги всіх без винятку фахівців зі...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 1.2.2. Що повинен уміти з екології галузевий фахівець
Проблеми стану навколишнього середовища не можуть бути вирішеними зусиллями тільки професійних екологів, а вимагають уваги всіх без винятку фахівців зі...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.3.1. Загальна характеристика впливу
3.3.1. Загальна характеристика впливу Негативний вплив є наслідком постійної необхідності задовольняти потреби людини і суспільства. Для нормального...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.3. Негативний вплив людини на природу
3.3.1. Загальна характеристика впливу Негативний вплив є наслідком постійної необхідності задовольняти потреби людини і суспільства. Для нормального...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 1.2.1. Що повинен знати і вміти професійний еколог
1.2.1. Що повинен знати і вміти професійний еколог Згідно з державними вимогами до бакалавра екології він повинен бути професіоналом широкого профілю,...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 1.2. Хто такий еколог
1.2.1. Що повинен знати і вміти професійний еколог Згідно з державними вимогами до бакалавра екології він повинен бути професіоналом широкого профілю,...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.3.4. Особливості впливу комунального господарства
Комунальне (общинне, муніципальне) господарство це комплекс підприємств, служб, господарств, які задовольняють комунально-побутові потреби населення міст...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.3.3. Особливості впливу аграрного виробництва
Аграрне виробництво багатогалузеве - це рільництво, садівництво, тваринництво, кожне з яких у свою чергу класифікується по багатьох напрямках. Сучасне...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 2.1. Основні принципи
2.1. Основні принципи 2.1.1. Природна речовина Природа (у широкому розумінні), чи природне середовище (у більш вузькому), являє собою сукупність...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.1. Еволюція взаємовідносин між людиною і природою
Мікроб - це ніщо. Умови - це все. Луї Пастер 3.1. Еволюція взаємовідносин між людиною і природою Первісна людина поводилася в природному середовищі, як і...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.2.1. Демографічна ситуація
Постійне і все більш стрімке погіршення стану природного навколишнього середовища під впливом антропогенних факторів, яке зараз може бути...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.2. Причини екологічного неблагополуччя
Постійне і все більш стрімке погіршення стану природного навколишнього середовища під впливом антропогенних факторів, яке зараз може бути...
-
Цей вид впливу людської діяльності на природне довкілля почав проявлятися недавно - після практичного втілення наукових розробок початку XX століття:...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.1.4. Проблема руйнування озонового шару
Як було показано раніше, молекули озону О3 зароджуються у верхніх прошарках атмосфери внаслідок фотодисоціації молекулярного кисню О2 під впливом...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - ГЛАВА 3. ПРИРОДА І ЛЮДИНА
Мікроб - це ніщо. Умови - це все. Луї Пастер 3.1. Еволюція взаємовідносин між людиною і природою Первісна людина поводилася в природному середовищі, як і...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.3.5. Особливості впливу транспорту
Транспорт здійснює переміщення людей та вантажів різного призначення і типу. Транспортні засоби класифікуються за багатьма ознаками. За призначенням...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 2.1.3. Природні системи
Природна речовина у всіх її багаточисельних проявах з величезною кількістю взаємозалежних процесів повинна розглядатись як суперскладна система...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 2.1.2. Природні процеси
Природа постійно змінюється, все в ній рухається - від птаха до гори чи материка. Ніщо не зупиняється ні на мить - ні жива речовина, ні косна. Цей рух,...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 2.1.1. Природна речовина
2.1. Основні принципи 2.1.1. Природна речовина Природа (у широкому розумінні), чи природне середовище (у більш вузькому), являє собою сукупність...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - ГЛАВА 2. ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ
2.1. Основні принципи 2.1.1. Природна речовина Природа (у широкому розумінні), чи природне середовище (у більш вузькому), являє собою сукупність...
-
Аналіз особливостей локальних природних екосистем продовжимо на прикладі системи, представленої на рис. 2.4, яка за класифікаційними ознаками належить до...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 1.1.3. Практичне значення екології
Результати наукової діяльності (науковий продукт) мають для людства подвійну цінність - теоретичну у вигляді нових, не відомих раніше, знань про оточуюче...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 2.4.3. Планетарна і біосферна екосистеми
На рис. 2.14 наведені ієрархічні трирівневі схеми планетарної і біосферної природних екосистем. Подальша декомпозиція глобальних екосистем приводить на...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 2.3.2. Чорноморська басейнова екосистема
2.3.1. Типи регіональних природних екосистем Регіональна природна екосистема характеризується значним внутрішнім різноманіттям у певних межах...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 3.3.2. Особливості промислового впливу
Промисловість, або індустрія, - це сукупність підприємств, які виробляють знаряддя праці та енергію і вироби, що споживаються людьми, чи добувають...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 2.3.1. Типи регіональних природних екосистем
2.3.1. Типи регіональних природних екосистем Регіональна природна екосистема характеризується значним внутрішнім різноманіттям у певних межах...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.1.3. Проблема кислотності опадів
Як було показано раніше, природні опади мають незначну кислотність внаслідок наявності в атмосфері оксидів азоту і вуглецю та сірчистих газів. За двісті...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.1.1. Динаміка погіршення стану довкілля
Світ зіткнувся з проблемами збільшення злиднів, голоду, хвороб, неграмотності і продовження деградації екологічних систем, від яких залежить наш...
-
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.1. Прояви екологічного неблагополуччя
Світ зіткнувся з проблемами збільшення злиднів, голоду, хвороб, неграмотності і продовження деградації екологічних систем, від яких залежить наш...
Екологічні знання - Добровольський В. В. - 4.2.2. Недосконалість виробничих технологій