Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экологические знания

Несовершенство производственных технологий

Удовлетворения своих потребностей современный человек выполняет с помощью техники через производственные технологии по схеме: изъятие природного ресурса → его переработка → транспортировки использования для изготовления изделия → потребления изделия. В зависимости от типа природного ресурса и особенностей изделия принципиальная технологическая схема может отличаться от приведенной. Но всегда путь от природного ресурса к потребителю (человека) лежит через цепь технологических операций, на каждой из которых наблюдаются влияние на природу и расходы ресурса. Оценку этих расходов целесообразно выполнять для всей цепи по значению Квпр (формула (13), а для отдельной технологической операции - по величине КПД.

Рассмотрим для примера технологическую цепочку производства металла из руды. Содержание металла в руде, как правило, невелик. По мере использования "богатых" руд начинают разрабатывать "беднее". Как видно из рис. 4.5, за двести лет все богатые медные руды добыли и сейчас используют бедные в десять раз. Понятно, что "обедненной" руды для получения того же количества металла нужно больше, а это означает увеличение объема как изъятой из литосферы руды, так и неиспользованного балласта, который скапливается на поверхности земли в виде твердого и жидкого грязи.

Показатели медной руды

Рис. 4.5. Показатели медной руды

- ♦ - нужное количество руды для получения 100 г меди (кг); - ■ -содержимое меди в руде (%)

Очевидно, что идеальной технологией была бы такая, которая бы обеспечила получение металла непосредственно в рудном объеме. В таком случае балласт остается под землей, а изымается небольшая доля (несколько процентов) рудной массы - именно металл. Такая технология позволит свести к минимуму нарушения природной литосферы и подземных вод. А о масштабах таких нарушений при использовании современных несовершенных технологий свидетельствуют данные о производстве так называемых "черных металлов" с железной руды (рис. 4.6). Железо - химический элемент, который по распространению в природе занимает второе место, а по использованию (в виде сплавов) - первое. На долю сплавов железа приходится 95% всей продукции из металлов. Всемирно известный Криворожский железорудный бассейн (Кривбасс) простирается с юга на север на 100 км полосой шириной 2-7 км и мощностью до 80 метров вдоль рек Ингулец, Саксагань и Желтая. Богатые руды (содержание железа около 50%) находятся на глубине до 2,5 км и добываются в шахтах, а бедные - близко к поверхности и добываются открытым карьерным способом. Обогащение бедных руд к содержанию железа 62-66% происходит на горно-обогатительных комбинатах, расположенных рядом с карьерами.

Схема использования железной руды

За год в Кривбассе изымается в 30 млн. Тонн железной руды. Вместе с рудой откачивается из недр около 60 млн. М 3 высокоминерализованных подземных вод, которые накапливаются в поверхностных отстойниках-хранилищах и периодически сливаются в реки.

Вследствие использованной технологии за многие десятилетия эксплуатации под городом Кривой Рог образовались локальные пустоты общим объемом 6 км 3, что привело к проседанию земной коры и провалов глубиной до тысячи метров. Инфильтрация в грунтовые и подземные горизонты достигает 15 млн. М 3 в год, что привело к засолению земель и колодцев. В реки Ингулец и Саксагань сброшено с отстойников (ежегодно) по 50 000 тонн солей, среди которых преобладает (75%) NaCl. Использование через Ингулецкий оросительную систему "подсоленной" воды для полива сельхозкультур в течение нескольких десятилетий привело к засолению и деградации около 60000 гектаров орошаемых земель. Потребление этой воды населением повысило уровень заболеваемости гепатитом А.

Переработка железной руды в чугун происходит в доменной печи (домне), где под воздействием высокой температуры все составляющие руды расплавляются и размещаются в соответствии с плотности. Металл отделяется, а балласт сбрасывается в виде газообразных и жидких отходов, которые после охлаждения твердеют.

Полученный чугун - сплав железа с углеродом (3-4,5%) - частично используется для производства фасонного литья, но в основном предназначается для дальнейшей переработки в сталь - сплав железа с углеродом (до 2%) и другими легирующими металлами.

Для получения литья расплавленный чугун заливают в литьевой форме, которая воспроизводит внешние конфигурации и размеры отливки (будущей детали или изделия), а пустоты и отверстия ее занимают литейные стержни. Литьевые формы и стержни изготавливаются из формовочных материалов - смеси глины, песка, Бетониты, клея, краски, замазки и др. После кристаллизации отливки литьевого форму разбивают, а использованы формовочные материалы, перегоревшие от воздействия высокой температуры, вывозят на свалки твердых отходов. Во время заливки формы и ее разрушение, а также очистки отливок от внешних остатков формообразующих материалов в атмосферу выбрасывается значительное количество пыли и вредных газов. При массовом производстве литьевых форму делают разъемной металлической и используют длительное время.

Сталь производится из чугуна и стального лома в плавильных агрегатах (мартеновских печах, конверторах и электропечах), где из жидкого металла изымается сера, фосфор, кремний, углерод и другие примеси и добавляются в него необходимые легирующие элементы (С 2, Ni, Mg, Мп Ти, Ва). Полученная сталь или разливается в формы для производства литья, или поступает в твердом горячем состоянии на прокатные валки для деформирования в профильные металлические изделия - листы, трубы, рельсы, полосы, балки и т. При производстве стали, литья и стального проката в атмосферный воздух выбрасывается пыль, оксиды углерода, сероводород, фенолы, окислы азота, цианиды, бензол, толуол. Для производства одной тонны стали расходуется на технологические нужды 120-125 г воды. В отработанной воде - наличие веществ, содержащих железо, цинк, медь, хром и тому подобное. Обилие и твердых отходов металлургического производства.

Стальные и чугунные отливки и стальной прокат превращаются в детали машин и другие готовые изделия после необходимой механической обработки (обрезка, проточка, фрезеровка и т.п.) на соответствующих станках. Во время этих операций некоторое количество металла в виде стружки, пыли, обрезков загрязняет окружающую среду.

Для уменьшения негативного влияния металлургического производства на окружающую среду используют ряд мер, в том числе следующие:

- Создание замкнутых систем технологических вод, полностью изолированные от природных вод (рис. 4.7);

- Улучшение качества высокотемпературных процессов (горения, плавления и т.д.) путем совершенствования оборудования и технологий;

- Очистка отработанных технологических газов перед выбросом в атмосферу с использованием химических, биологических и физических методов;

- Использование твердых технологических отходов в качестве сырья для других производств - строительства, сельского хозяйства и т.

За двести лет индустриальной деятельности человечества благодаря использованию научных достижений, то есть в результате НТП, значительно повысилась эффективность технологий и техники. К сожалению, при этом учитываются только экономические показатели, на которые точно указал еще К. Маркс: "... на место старых машин, инструментов, аппаратов и т.п. заслоняют новые, более эффективные и сравнительно с размерами своей работы более дешевые". Влияние НТП на экологические показатели техники и технологий целенаправленно до недавнего времени не учитывались. Косвенно это влияние можно оценивать через два широко известны технические показатели - КПД, учитывающий эффективность использования энергии, то есть природных энергоресурсов, и удельный вес, которой оценивается количество материала приходится на единицу работы (для энергооборудования, например, - килограммов на лошадиную силу или кВт).

Схема системы замкнутой воды

Рис. 4.7. Схема системы замкнутой воды:

1 - промышленный потребитель воды; 2 - очистное сооружение; 3 - охладитель технологической воды; 4 - бассейн очищенной технологической воды; 5 - циркуляционный насос; А - горячая загрязнена отработанная вода; В - шлам; С - хладоноситель (атмосферный воздух, природная вода) Д - природная вода для компенсации потерь технологической воды на испарение; Е - чистая охлажденная технологическая вода

Как видно на рис. 4.8, с момента возникновения до конца XIX века качество судовых паровых машин значительно улучшилась - энергопотребление снизилось в шесть раз, а металлопотребления - в десять раз.

Приведенный пример - лишь одно свидетельство о значительных возможностях НТП, но учитывая огромные масштабы человеческой деятельности и ее влияние на природу, а также истощение природных ресурсов, следует признать человеческую техногенной деятельности в целом как несовершенную. Даже самые современные технологии наносят большой вред окружающей среде. Например, при производстве 25-килограммового компьютера создается 63 килограмма отходов, из которых 35% - токсичны.

Показатели судовых паромашинних установок

Рис. 4.8. Показатели судовых паромашинних установок


 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее