Промисловість і довкілля
Промисловість – головний забруднювач навколишнього середовища, що впливає на всі сфери географічної оболонки. Це пояснюється тим, що промисловість у цілому охоплює всі стадії ресурсного циклу – і витяг природної сировини, і його переробку, та одержання кінцевого продукту, і повернення в навколишнє середовище відходів виробництва, які при сучасних технологіях зазвичай у багато разів перевершують за обсягом корисно утилізовані компоненти сировини.
За ступенем і характером впливу на навколишнє середовище галузі промисловості розрізняються досить істотно. Так, забруднення атмосфери найбільше сприяють теплоенергетика, металургія, коксохімія, нафтопереробка, виробництво цементу; забрудненню водного середовища – хімічна і нафтохімічна, деревообробна, металургійна, вугільна, м’ясо-молочна промисловість, порушенню і забрудненню земель – гірничодобувна промисловість, виробництво будматеріалів. Поряд з цим, як уже зазначалося, є й такі “брудні” виробництва (енергетика, металургія, основна і органічна хімія, целюлозно-паперова промисловість, деякі підгалузі харчової промисловості), викиди яких небезпечні для різних сфер географічної оболонки, або, іншими словами, для всього природного комплексу і відповідно для здоров’я людей.
Енергетика належить до числа галузей, що викликають забруднення різних компонентів навколишнього природного середовища – і атмосфери, і гідросфери, та земельних угідь. Але при цьому між окремими її підгалузями також є суттєві відмінності.
Найбільші претензії в цьому сенсі можна пред’явити до теплоенергетиці. Конденсаційні теплові електростанції, що є основою електроенергетики більшості країн і регіонів світу, негативно впливають насамперед на атмосферу. І це ще посилюється тим, що ККД установок поки невисокий і складає 30-40%.
У результаті неповного згоряння органічного палива, окислювальних процесів, вмісту в паливі шкідливих домішок в атмосферу потрапляють оксид вуглецю (СО), діоксид вуглецю (С02), що сприяють виникненню парникового ефекту, діоксид сірки (S02) і оксиди азоту, що викликають кислотні дощі, інші сполуки. Крім того, при роботі ТЕС утворюється велика кількість аерозолів, дрібних частинок пилу. Можна додати, що ТЕС і ТЕЦ призводять до сильного тепловому (термічному) забруднення водойм і водотоків, в які скидають підігріті води, використані для охолодження агрегатів.
При цьому все ж багато що залежить від палива, на якому працюють ТЕС. Найбільшу загрозу в цьому сенсі представляють собою ТЕС, що працюють на вугіллі, які займають перше місце за розмірами викидів золи, пилу, СО, СО2, NOx та ін Підраховано, що одна вугільна ТЕС потужністю 1 млн кВт викидає в атмосферу за рік 1 млн т СО2, 100 тис. т SO2, 30 тис. т NOx, а з її стічними водами щороку надходять у водойми десятки тонн органіки, сірчаної кислоти, хлоридів, фосфатів і сотні тонн зважених часток. Всі ці викиди дуже небезпечні для здоров’я людей: вони призводять до хвороб серця, емфіземі, хронічного бронхіту, можуть викликати і ракові захворювання. Якщо врахувати, що подібна ТЕС працює кілька десятиліть, то її вплив цілком можна порівняти з дією вулкана з тією відмінністю, що викиди ТЕС не одноразово, а постійні. Станції, що працюють на мазуті, дають менше шкідливих викидів, а працюють на природному газі – ще на порядок менше.
Атомну енергетику ще недавно характеризували як саму екологічно чисту. Дійсно, при нормальній роботі АЕС ймовірність небезпечного радіоактивного забруднення навколишнього середовища порівняно невелика. Американськими фахівцями в 1970-х рр.. були проведені розрахунки, згідно з якими ця небезпека була оцінена так: один раз у мільйон років! Проте дійсність спростувала подібні розрахунки, про що свідчать аварії на АЕС, що мали місце і у Великобританії, і в США, і в СРСР, кульмінацією яких стала катастрофа на Чорнобильській АЕС у 1986 р. Вона показала, до яким величезним матеріальних збитків і до якої довготривалої загрозу для здоров’я населення може призвести аварія одного атомного реактора (який, втім, містить в 1000 разів більше радіоактивного матеріалу, ніж атомна бомба, скинута в 1945 р. на Хіросіму).
Однак екологічну характеристику атомної енергетики було б неправильно давати тільки на основі роботи АЕС і навіть трапляються на них час від часу нештатних ситуацій. При оцінці її можливих негативних впливів на навколишнє середовище потрібно враховувати всі стадії ядерного паливного циклу (ЯПЦ), який включає видобуток уранової руди та її переробку в уранові концентрати; збагачення урану; виготовлення тепловиділяючих елементів (ТВЕЛів); вироблення електричної та теплової енергії на АЕС і АСТ (атомних станціях теплопостачання); регенерацію відпрацьованого ядерного палива на радіохімічних заводах; зберігання, транспортування та захоронення відходів; демонтаж атомних реакторів.
Досвід світової атомної енергетики показує, що при переробці ТВЕЛів утворюється значно більше рідких, твердих і газоподібних радіоактивних відходів, ніж безпосередньо при роботі АЕС. Ще більш складна проблема зберігання, відпрацювання та захоронення відходів – як слабо-і середньоактивних, так і особливо високоактивних. За оцінкою експертів, до 2000 р. у світі вже накопичено більше 200 тис. т відпрацьованого ядерного палива (ВЯП), яке являє собою самий високоактивний і небезпечний радіаційний матеріал. З його утилізацією і регенерацією пов’язано безліч проблем. Не дивно, що радиохимические заводи відносять до числа найбільш екологічно небезпечних.
Нарешті, не можна не враховувати і того, що АЕС розраховані приблизно на 30 років роботи, після чого необхідний їх складний і дорогий демонтаж. Згідно з даними Міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ), вже до 2000 р. потрібно було вивести з експлуатації більше 60 діючих атомних реакторів на АЕС та 250 дослідницьких реакторів. А до 2020 р. у всьому світі належить зняти з експлуатації більше 200 енергоблоків. Це означає, що доведеться захоронювати ще сотні тисяч тонн радіоактивних відходів. Отже, в перспективі спектр природоохоронних проблем, пов’язаних з атомною енергетикою, буде тільки розширюватися.
Що стосується гідроелектростанцій, то ще не так давно при їх екологічної характеристиці акцент робили майже виключно на словах “чистота” і “нешкідливість” (для навколишнього середовища). Дійсно, на відміну від ТЕС і АЕС, ГЕС не забруднюють ні повітряний, ні водний басейни. Проте спорудження їх водосховищ, особливо великих, тягне за собою і деякі негативні наслідки. До них відносяться: затоплення і вилучення з господарського обороту земельних угідь; зміна гідрологічного режиму на прилеглих територіях, пов’язане в першу чергу з підйомом рівня грунтових вод; зміна мікроклімату; підтоплення і руйнування берегів; активізація сейсмічних явищ у гірських районах. І це не кажучи вже про небезпеку аварій на греблях, які викликають залпові скиди води, і негативному впливі гребель на рибне господарство.
Найбільш яскравий приклад такого роду – створення великих гідротехнічних споруд в колишньому СРСР. Зазвичай з гордістю писали про те, що в країні створено понад 4000 водосховищ, що серед них 234 великих, ємністю більше 100 млн м3 кожне; в їх числі найбільше у світі долинне водосховище – Братське, такі водосховища, як Красноярське, Самарське, Рибинське та ін Однак великі водосховища роблять на навколишнє середовище і значний негативний вплив. За даними А. Б. Авакяна, всього водосховищами ГЕС в колишньому СРСР було затоплено 8 млн га, в тому числі 3 млн га сільськогосподарських угідь, 3 млн га лісів і чагарників, 2 млн га інших земель. Затоплення, підтоплення і переселенню піддалися 160 міст, селищ міського типу і близько 5000 сіл і сіл. (Можна згадати повість В. Распутіна “Прощання з Матьорою”.) Всього ж з місць затоплення довелося переселити 1,1 млн чоловік, не рахуючи тих, хто “добровільно” покинув рідні місця в результаті погіршення якості життя. Спорудження гребель на рівнинних річках призводить і до інших порушень екологічної рівноваги – сприяє незворотних змін клімату, грунтів, флори і фауни, створює труднощі для річкового транспорту, лісосплаву.
Гірничодобувна промисловість найбільш негативно впливає на земельні (грунтові) ресурси, та й ширше – на літосферу. Але вона впливає також на водну оболонку і атмосферу, а отже, на весь природний комплекс. Проявляється такий вплив в різних формах: у порушенні земель в результаті осідання поверхні; у забрудненні грунтів і гірських порід, у зміні режиму поверхневих і підземних вод та їх хімічного складу; в запиленні атмосфери.
При цьому окремі підгалузі гірничодобувної промисловості мають свою специфіку. Підземний (шахтний) спосіб видобутку та свердловинний спосіб із застосуванням підземного вилуговування в найбільшій мірі позначаються на осіданні земної поверхні, відкритий (??кар’єрний) спосіб веде до вилучення земель і зміни водного режиму, а також хімічного складу вод, до заболочування, утворенню зсувів, та й до забруднення повітря. Вважається, що сумарний екологічний збиток від відкритого способу видобутку приблизно в 10 разів більше, ніж від підземного. До цього потрібно додати, що морська видобуток нафти і газу на шельфі майже неминуче призводить до забруднення морських вод. За період експлуатації однієї бурової свердловини у водне середовище потрапляють десятки і навіть сотні тонн нафти, бурових розчинів і бурових виробок у вигляді піску, глини, інших порід.
І все-таки найбільш велике вплив гірничодобувної промисловості безпосередньо на поверхню Землі, причому за двома напрямками. По-перше, це вилучення із земної кори все більших обсягів корисних копалин. По-друге, це повернення в літосферу величезною, причому весь час зростаючої маси твердих відходів, вимірюваної вже десятками і сотнями мільйонів тонн на рік. Як конкретний приклад такого роду нерідко призводять о. Науру в Тихому океані. Тут вже багато десятиліть ведуть видобуток фосфоритів, в результаті чого вся невелика територія (20 км2) цього воістину “острова невезіння” нині зайнята кар’єрами і відвалами, так що придатною для проживання людини залишається тільки вузька прибережна смужка землі.
Забруднення навколишнього середовища пов’язано і з обробною промисловістю. Вона в основному впливає на атмосферу і гідросферу. Це відноситься і до галузей її “нижніх поверхів” – чорної і кольорової металургії, нафтопереробної, лісової, промисловості будівельних матеріалів, і до галузей “верхніх поверхів” – машинобудівної, хімічної та нафтохімічної, харчової промисловості. При цьому кожна з них має свої особливості.
Чорна металургія – один з найбільших забруднювачів навколишнього середовища твердими, рідкими і газоподібними відходами. При цьому коксохімічне виробництво в найбільшій мірі забруднює повітряний басейн сірковуглецем, вуглеводнями, ціанідом, аміаком, агломераційне – оксидом вуглецю і сірчистим газом, доменне – пилоподібними частинками, мартенівське – оксидами азоту. Тому металургійні комбінати повного циклу в районах свого розміщення, як правило, виступають в ролі головних забруднювачів атмосфери; приклади такого роду демонструють Росія, Україна, країни Західної Європи, Японія, Китай, Індія, США. Вміст канцерогенів у повітрі прилеглих до таких комбінатам районів зазвичай в сім-вісім разів вище, ніж у віддалених від них. Подібне вплив на навколишнє середовище надає і кольорова металургія. З тією лише різницею, що, переробляючи набагато більш бідне сировину, вона дає набагато більше газоподібних, рідких і твердих відходів з розрахунку на одиницю продукції. Не дивно, що місця розміщення великих підприємств цієї галузі нерідко являють собою зони екологічного лиха.
Для хімічної промисловості характерно найбільша різноманітність викидів: сернокислотное виробництво “спеціалізується” на сірчистого ангідриду, виробництво азотних добрив – на оксидах азоту, азотної кислоті, фосфорних – на фторі і його з’єднаннях, виробництво соляної та сірчаної кислот – на хлорі і його з’єднаннях, виробництво продуктів органічної хімії – на вуглеці і його оксидах. З роботою нафтоперегінних заводів пов’язані викиди в атмосферу вуглеводнів, сірчистих і азотистих сполук, фенолів.
Целюлозно-паперове виробництво насамперед забруднює водний басейн своїми стічними водами, які містять луги, кислоти, хлор, але і в повітря потрапляє сірчистий ангідрид. Підраховано, що целюлозно-паперовий комбінат середньої потужності викидає у водойми і водотоки не менш шкідливих речовин, ніж місто з населенням в 2,5 млн чоловік.
У машинобудівному виробництві переважають різні тверді відходи (метали, пластмаси, деревина, картон, шлаки), але воно вносить свій внесок і у забруднення водного середовища стічними водами, а також у шумове забруднення. Промисловість будівельних матеріалів, особливо цементна, дає половину всіх викидів в атмосферу пилу і зважених часток, а підприємства харчової промисловості скидають стічні води, що містять різні органічні речовини.
Заходи з охорони навколишнього середовища від промислових забруднень можна поділити на кілька груп. По-перше, це заходи з моніторингу, контролю за гранично допустимими викидами (ГДВ). По-друге, це заходи щодо вдосконалення різного роду очисних споруд, з переробки відходів, з рекультивації земель тощо По-третє, це заходи, пов’язані з радикальним удосконаленням технологічних процесів промислового виробництва, спрямованих на заощадження палива, сировини і води і зменшення шкідливих викидів (бездоменная металургія, оборотне водопостачання та ін.) По-четверте, це організаційно-структурні заходи, наприклад, поступове згортання найбільш “брудної” вугільної промисловості, предпринимаемое у ФРН, у Франції, у Великобританії, а в перспективі також перехід на використання нетрадиційних відновлюваних джерел енергії. По-п’яте, це більш раціональне розміщення забруднюють навколишнє середовище підприємств (наприклад, виведення їх з великих міст і густонаселених районів). У географічній літературі здійснення подібних заходів все частіше стали іменувати екологізації промислового виробництва. А при оцінці розміщення підприємств поряд з трудовим, сировинних, енергетичних, споживчим, транспортним та іншими факторами все частіше стали враховувати і екологічний чинник, пов’язаний з обліком і прогнозом взаємин між промисловим об’єктом і навколишнім його середовищем.
Для Росії проблема “промисловість – навколишнє середовище” має особливо велике значення. Це пояснюється переважанням у структурі її промисловості “брудних” виробництв, що дісталася в спадок від СРСР гігантоманію, особливостями територіальної структури промислового виробництва. Звідси випливає завдання раціоналізації теплоенергетики, яка дає більше 1/4 всіх викидів в атмосферу, та гідроенергетики, основу якої складають 40 ГЕС одиничною потужністю понад 100 тис. кВт кожна. Те ж відноситься і до атомної енергетики – особливо з урахуванням розміщення її в густонаселених районах, а також того, що вже до початку XXI в. закінчився проектний термін експлуатації ряду реакторів. Це ж можна сказати і про гірничодобувної промисловості – адже в країні відвалами різного роду вже зайнято 1,5 тис. км2 земель. І про обробної промисловості, на частку якої припадає основна частина викидів в атмосферу і стічних вод. І все це – на тлі відставання технологій і не самого раціонального розміщення багатьох екологічно небезпечних підприємств.