Безотходное и малоотходное производство

Термин ″безотходная технология″ впервые был предложен академиками Н.Н. Семеновым и И.В. Петряновым-Соколовым.

Понятие этому термину дал академик Б.Н. Ласкорин: ″Безотходная технология – есть практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы обеспечить в рамках человеческих потребностей наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защиту окружающей среды″.

По определению Европейской экологической комиссии ООН дает следующее понимание безотходной технологии: ″Безотходная технология – это такой способ производства продукции, при котором рационально и комплексно используется сырье и энергия в цикле ″сырьевые ресурсы–производство–потребление–ВМР″.

Концепция безотходного производства базируется на двух основных предпосылках:

• исходные природные ресурсы должны добываться один раз для всех возможных, а не каждый раз для отдельных продуктов;

• создаваемые продукты должны иметь такую форму, которая позволила бы после использования по прямому назначению относительно легко превращать их в исходные элементы нового производства.

Но такую схему практически осуществить невозможно по многим причинам. Признавая прогрессивность безотходной технологии, следует учитывать ее ограниченность. Такая технология позволяет сократить загрязнение окружающей среды, но не исключает его полностью.

Поэтому, под безотходной технологией следует понимать теоретический предел, идеальную модель производства, которая в большинстве случаев может быть реализована только частично.

Концепция безотходного производства подразумевает гармонию процессов производства и потребления с окружающей средой. Базируется эта концепция на 4 законах экологии, сформулированных американским экологом журналистом Барри Коммонером.

Все связано вместе со всем.Этот закон утверждает, что все экологические системы являются взаимонастраивающимися и вазимоуравновешивающимися. В случае каких-либо отклонений в каком-либо звене сложной экологической системы она в целом стабилизируется благодаря своим динамическим самокомпенсирующим свойствам. При слишком сильных отклонениях может произойти разрушение экосистемы.

Пример. В 1979 году в Англии окончательно исчезла большая голубая бабочка, количество особей которой в течение предшествующих десятилетий неуклонно сокращалось. Причина сокращения численности этого вида бабочки заключалась в том, что ее гусеница зависит от рыжих муравьев, на которых она паразитирует. Изменение в структуре сельского хозяйства привело к уменьшению площади травяного покрова как местообитания популяции рыжих муравьев. Следствием явилось уменьшение численности бабочек. Установив эти закономерности и восстановив пути взаимодействия соответствующих популяций в экосистеме, человеку удалось довести численность особей большой голубой бабочки до прежних размеров.

Все должно куда-то деваться. Второй закон является следствием закона сохранения материи. В природе ничто не возникает из ничего и не исчезает бесследно, поэтому если в результате деятельности человека возникли какие-то вещества, то необходимо найти способ их утилизации или способы возвращения химических элементов в естественный биогеохимический круговорот.

Наша планета в определенном смысле представляет собой замкнутое пространство. Все, что берется из природы, ей же определенным способом возвращается вновь.

Пример. Бытовые и промышленные отходы, попадая в окружающую среду, не исчезают бесследно, а накапливаются, образуя техногенные месторождения. Для предотвращения подобной проблемы в экологии действует правило так называемого жизненного цикла предметов. Суть его заключается в том, что давая согласие на выпуск соответствующего продукта, общество должно ясно представлять, что будет с этим продуктом в дальнейшем. Где заканчивается его существование и что придется делать с ним, когда он превратиться в ″отход″? Рецепт всегда один и тот же – организовать производство таким образом, чтобы отходы одного промышленного цикла стали сырьем для другого. Или организовать производство таким образом, чтобы после окончания жизненного цикла продукта была предусмотрена возможность его естественной деструкции.

Природа знает лучше, что делать, а люди должны решать, как сделать это возможно лучше.Согласно этому закону, любое крупное антропогенное изменение природной системы вредно для нее, так как она прошла несравненно более длительную эволюцию, чем период развития цивилизации, и усовершенствовалась до уровня тончайшего механизма, в котором любая деталь играет определенную и незаменимую роль.

В природе для любой органической субстанции, вырабатываемой организмами, есть фермент, который может ее разложить. Многие же вещества, синтезированные человеком, настолько по химическому составу отличаются от природных, что в естественных условиях они не разлагаются и накапливаются в природе в виде загрязнителей.

Пример. Полиэтилен обладает ценными технологическими свойствами и нашел широкое применение в самых различных отраслях экономики. Однако полиэтилен не способен усваиваться природной средой, поскольку в природе нет штамма микроорганизмов, способных превращать его в СО₂ и Н₂О. Отсюда возникает проблема деструкции этого вещества с целью возвращения углерода и водорода в биогеохимический круговорот этих элементов. Проблема может быть решена, если на стадии синтеза этого полимера в его состав ввести биохимически разлагаемые соединения.

Ничего не дается даром.Закон, утверждающий, что все чего-то стоит и все, что человек берет от природы, должно быть рано или поздно возмещено, так как глобальная экосистема есть единое целое, в котором не может быть что-то выиграно и потеряно. Все, что извлекается из экосистем, должно быть обязательно включено в круговорот вещества в биосфере. Категорически нельзя изменять потоки энергии, круговорот веществ и химический состав биосферы. В противном случае человечество ждет неминуемая катастрофа. Условием жизни человека на планете является обязательное поддержание равновесия между его потребностями и возможностями природы.

Пример. Для сохранения равновесия в биосфере потребление первичной продукции не должно превышать 1 %. Эта доля соответствует доли потребления первичной продукции крупными животными. Превышение потребления первичной продукции приведет к нарушению биогеохимического круговорота в биосфере. Современное воздействие человеческой популяции привело к тому, что потребление продукции биосферы превысило 7%. Это стало причиной нарушения динамического равновесия природных экосистем. Следовательно, для преодоления таких катастрофических явлений человечество должно совершенствовать инженерные методы ее защиты и разрабатывать малоотходные, ресурсосберегающие и экологически безопасные технологические процессы.

Исходя из данных законов экологии, технологический процесс не должен приводить к нарушению каких-либо звеньев экосистемы, а если какие-то нарушения произошли, то они должны быть все устранены. Наименьшее число нарушений в экосистеме будет совершать то производство, которое имеет высокую степень замкнутости. В подобном производстве отходы будут сводиться к минимуму, а поток материалов приближаться к замкнутому круговороту вещества в природных экосистемах.