Оценка эффективности использования природных ресурсов

В ряде отраслей промышленности России имеются количественные показатели оценки безотходности. Так, в цветной металлургии широко используется коэффициент комплексности, определяемый долей полезных веществ, извлекаемых из перерабатываемого сырья по отношению ко всему его количеству. В ряде случаев он уже превышает 80%.

В угольной промышленности введен коэффициент безотходности производства: K_б^п = 0.33 · (К_б^т + К_б^ж + К_б^г), где К_б^т, К_б^ж, К_б^г - коэффициенты использования породы, образующейся при горных работах, попутно забираемой воды при добыче угля (сланца) и использования пылегазовых отходов, соответственно.

Как известно, добыча угля является одним из самых материалоемких и экологически сложных в народном хозяйстве процессов. Для этой отрасли установлено, что производство является безотходным (правильнее - малоотходным), если коэффициент безотходности превышает 75%. В случае использования наряду с вновь образующейся породой отвалов прошлых лет коэффициент безотходности может превышать 100%.

Вероятно, в первом приближении для практических целей значение коэффициента безотходности (или коэффициента комплексности), равное 75% и выше, можно принять в качестве количественного критерия малоотходного, а 95% - безотходного производства в ряде материалоемких отраслей народного хозяйства. При этом, безусловно, должна учитываться токсичность отходов.

Безотходная технология - это идеальная модель производства, которая в большинстве случаев реализуется не в полной мере, а лишь частично (отсюда становится ясным и термин «малоотходная технология»).

При создании безотходных производств приходится решать ряд сложнейших организационных, технических, технологических, экономических, психологических и других задач. Для разработки и внедрения безотходных производств можно выделить ряд взаимосвязанных принципов.

Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы всего промышленного производства в регионе территориально-производственного комплекса (ТПК). На более высоком уровне – уже как элемент эколого-экономической системы в целом, включающей кроме материального производства и другой хозяйственно-экономической деятельности человека, природную среду (популяции живых организмов, атмосферу, гидросферу, литосферу, биогеоценозы, ландшафты), а также человека и среду его обитания. Таким образом, принцип системности, лежащий в основе создания безотходных производств, должен учитывать существующую и усиливающуюся взаимосвязь и взаимозависимость производственных, социальных и природных процессов.

Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20% золота получают попутно при переработке комплексных руд.

Одним из общих принципов создания безотходного производства является цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые водо- и газооборотные циклы. В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений энергии. В качестве эффективных путей формирования цикличных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию производств, создание ТПК, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.

К не менее важным принципам создания безотходного производства необходимо отнести требование ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность земли, рекреационные ресурсы, здоровье населения. Следует подчеркнуть, что реализация этого принципа осуществима лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и многозвенным управлением природопользованием.

Общим принципом создания безотходного производства является также рациональность его организации. Определяющими здесь являются требование разумного использования всех компонентов сырья, максимального уменьшения энерго-, материало- и трудоемкости производства и поиск новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам. Основным путем достижения этой цели является разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств.

Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, необходимо выделить главные направления создания мало- и безотходных производств. К ним относятся:

- комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов;

- усовершенствование существующих и разработки принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования;

- внедрение водо- и газооборотных циклов (на базе эффективных газо- и водоочистных методов);

- кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создания безотходных ТПК.

Работы в этом направлении ведутся в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова с момента его образования. Особое значение на первых порах уделялось утилизации и переработке вскрышных и попутно добываемых пород, отходов обогащения железистых кварцитов и позднее - металлургических шлаков, пылей и шламов. На основе этих работ была выработана концепция природоохранного комплексного использования природных ресурсов, согласно которой необходимо категорически препятствовать специализированной добыче сырья для производства строительных материалов. Такое сырье должно изыскиваться среди попутно или специально добываемых пород при разработке других полезных ископаемых, добыча которых неизбежна [15]. Эту концепцию следует дополнить тем, что необходимое сырье должно изыскиваться и среди техногенных отходов. Реализация этих предложений позволит непосредственно приблизиться к созданию безотходной или малоотходной технологической системы в рамках отдельного региона.

Такой регионально-межотраслевой подход не является новым [17], однако, несмотря на большое количество работ в этом направлении, не создано в крупных промышленных центрах даже некоторого подобия малоотходной технологической системы. В этих разработках не хватает некоторой комплексности, детального многостороннего изучения свойств самого отхода, технологии его образования, возможности управления свойствами как самого отхода, так и композиционных материалов на его основе. В ряде случаев промышленные регионы получили уже такое развитие, что применение ряда предлагаемых принципов, например, системного анализа, для проектирования промышленных районов [12] оказывается трудно осуществимым.

Некоторым примером такого комплексного подхода могут служить разработки, осуществляемые в Татарии при добыче и переработке нефти [37]. Разработки, осуществляемые в АО «Татнефть», отличаются детальным исследованием технологий добычи нефти, свойств самой нефти, шламов, нефтесодержащих вод, образующихся буровых растворов и т.д. В основе решения экологических задач в этом регионе лежит принцип - если нефть, а также попутные продукты добычи и переработки загрязняют окружающую среду, то они и должны очищать ее. Так, нефть после добычи имеет в своем составе солевые растворы, взвешенные вещества, и если использовать традиционные методы разделения, то возникла бы необходимость строительства огромных отстойников. Проблема же решена следующим образом: используя гидродинамические свойства потока нефти после добычи, разделение осуществляют в трубопроводах на подходе к перерабатывающим предприятиям за счет разности плотностей раствора и нефти. Для удаления нефтешламов из различных резервуаров также используются скоростные потоки нефти. Попутные продукты от бурения и добычи используются для обустройства нефтевышек и производства строительных материалов.

Таким образом, работы, проводимые в ТАТНИПИНЕФТИ, могут служить определенным примером того, как должны осуществляться технологические мероприятия при добыче десятков миллионов тонн природного сырья с минимальным ущербом для окружающей среды.

Детальный анализ воздействия на окружающую среду попутно добываемых пород и отходов горно-металлургического комплекса (рис. 10), особенно черной металлургии (в том числе для региона Курской магнитной аномалии), проведенный в работе [15], показывает, что в настоящее время для выпуска нерудных строительных материалов используется менее 15 % горно-промышленных отходов. Объем использования вскрышных и попутно добываемых пород составляет 7,5% от общего их выхода. Только на предприятиях черной и цветной металлургии России скопилось более 10 млрд. тонн твердых отходов, отвалы которых занимают свыше 100 тыс. га. В целом же по всем отраслям промышленности в России ежегодно образуется около 3,5 млрд. тонн отходов горно-рудных предприятий. В отвалах и хвостохранилищах накоплено до 60 млрд. тонн отходов. Строительная индустрия способна утилизировать вскрышные и попутно добываемые породы, а также отходы обогащения, но использует в настоящее время всего около 4% этого ценнейшего сырья.

Однако не все отходы добывающих и перерабатывающих отраслей промышленности могут быть непосредственно использованы для производства строительных материалов. В любом случае необходимо детальное исследование свойств самого отхода, технологии его получения и разработки методов кондиционирования с целью получения отхода с наилучшими потребительскими свойствами, т.е. отход должен находить эффективное применение при производстве разнообразных материалов.

Белгородская область – один из наиболее развитых промышленных регионов России – обладает мощной горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, химической и т.д. отраслями промышленности.

Наибольшая концентрация промышленных предприятий и населения, особенно в Белгороде, Шебекино, Старооскольско-Губкинском регионе, приводит к созданию достаточно напряженной экологической обстановки [8, 9]. В загрязнение атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов существенный вклад вносят образующиеся на предприятиях области техногенные отходы различных классов опасности.

Необходимость переработки отходов диктуется также тем, что в области нет полигонов или накопителей для захоронения токсичных промышленных отходов, отвечающих действующим нормативам. В результате происходит загрязнение не только почвы, но и подземных водоносных слоев [9].

Дата добавления: 2014-11-07