Промышленная экология


Промышленная экология, отрасль прикладной экологии, исследующая закономерности воздействия пром-сти и нар. х-ва в целом на экосистемы, прямые и обратные связи в геотехн. системах (ГТС) и разрабатывающая принципы управления потоками вещества и энергии с целью оценки оптим. техногенных нагрузок, обеспечивающих сохранение приемлемых для жизни экол. условий. Достижение указ. концептуальной цели предусматривает решение след. частных задач: оптимизация технолог., инж., проектно-конструкторских решений, предполагающих нанесение миним. ущерба окружающей среде и здоровью человека; своевременное выявление и корректировка (совершенствование) технолог. процессов, угрожающих вредными воздействиями на здоровье населения и разрушающих природную среду; прогнозирование и оценка ожидаемого вреда (окружающей среде, в т. ч. человеку, биоте и природным ресурсам в целом) от действующих, реконструируемых и проектируемых предпр. К нач. 21 в. на Южном Урале уровень техногенной нагрузки на большинстве предпр. (геотехн. системах горнопром. класса) привел к возникновению кризисных экол. ситуаций как в пределах этих ГТС, так и в целом по региону. Одним из гл. факторов подобных кризисов является хим. загрязнение природной среды, обусловл. большими потерями компонентов руд. Несомненно, что осн. причиной неудовлетворит. состояния окружающей природной среды (ОПС) в пределах Юж.-Урал. территориальной антропогенной экол. системы (ТАЭС) является чрезвычайно интенсивное (по масштабам и темпам) использование местного и привозного минерального сырья: руд черных, цветных и благородных металлов, редких и редкоземельных элементов, кам. углей, нефти, нерудных полезных ископаемых. В теч. мн. десятков лет каждое из б. или м. крупных пр-в по добыче или переработке природного сырья превратило примыкающую к нему терр. в зону экол. бедствия или чрезвычайной экол. ситуации вследствие нарушения тех или иных принципов рацион. природопользования. Особенности пространств. расположения экологически опасных пр-в и орогидрографии Юж.-Урал. ТАЭС способствуют быстрому разрастанию зон техногенного воздействия, т. к. гл. источники загрязнений (а также месторожд.) находятся на повыш. участках рельефа и, что особенно важно, в истоках гл. и второстепенных водных артерий Волжско-Камского и Обь-Иртышского басс. (см. рис.). Пути поступления тяжелых металлов (из отходов, потерь пр-ва), распределение их, скорость миграции в объектах окружающей среды разнообразны. Наиб. значит. массы хим. элементов в виде первичных сульфидов или изоморфных примесей к ним содержатся в складируемых отвалах вскрышных пород, забалансовых (некондиционных) руд, хвостохранилищах обогатит. ф-к; в течении нескольких десятков лет (по данным ин-та «Унипромедь», 25—30 лег) они переходят в растворимые водой окисл. формы и выносятся в гидросеть подотвальными водами. Часть элементов, особенно из «сухих» хвостохранилищ, поднимается в атмосферу и входит в состав аэрогенных ореолов гор. ассоциаций (см. Загрязнение воздушного бассейна). Приблизит. масса тяжелых металлов, содержащихся в добываемых и обогащаемых «сырых» рудах, является лишь частью общего их кол-ва, поступающего в ОПС (следует учитывать еще более значит. кол-ва тяжелых металлов из сульфидов, содержащихся в отвалах пород вскрыши и забалансовых руд). На крупных предпр. (Башк. медно-серный, Гайский горно-обогатит. комбинаты и др.) такие отвалы по запасам металлов сопоставимы с мелкими и ср. месторожд. (содержат по неск. сотен тысяч тонн меди, цинка и др. металлов). Как правило, на первых стадиях использования минерального сырья теряются гл. компоненты сульфидных руд: железо, медь, сера, цинк, часть попутных элементов, связ. в осн. с сульфидом железа — пиритом (кобальт, отчасти молибден, селен, таллий, теллур). Подавляющая часть попутных элементов выбрасывается в ОПС при металлург. переделах, особенно на начальных этапах — обжиге и плавке концентратов. Это связано с тем, что они тесно ассоциируют с гл. рудными минералами (блеклыми рудами, борнитом, сфалеритом, халькопиритом) и накапливаются в соответствующих концентратах. Металлургия, особенно на первых стадиях переработки сырья, теряет большую часть летучих компонентов (кадмий, мышьяк, ртуть и др.) в виде газопыледымовых выбросов в атмосферу. Одноврем. в результате выгорания серы туда же поступает серный ангидрит, являющийся гл. катализатором окислит. процессов, способствующих быстрой миграции тяжелых металлов в ОПС. Геохим. особенности загрязнений вокруг горнодоб., обогатит. и металлург. предпр. иллюстрируют след. примеры гор. ассоциаций хим. элементов в почвах (см. табл.). Сложившаяся в Челябинской обл. тяжелая, угрожающая здоровью населения экол. ситуация обусловила проведение эколого-геохим. работ по оценке наиб. проблемных терр. Эти работы проводились в городах 1-й (Златоуст. Магнитогорск, Чел.) и 2-й (Верхней Уфалей, Карабаш, Касли, Кыштым, Пласт, Южноуральск и др.) групп. В каждом городе измерялись выбросы всех предпр.-загрязнителей, выявлялись наиб. «грязные» технологии и пр-ва, разрабатывались первоочередные меропр. по снижению техногенной нагрузки. В нач. 21 в. была поставлена задача создания норм. условий работы, соответствующих требованиям междунар. экол. сертификата (ISO). Первым предпр. в Чел., напр., получившим такой документ, стал ЧТПЗ.