Хімія та екологія

Забруднення навколишнього середовища є однією із глобальних проблем сучасності. Слід ураховувати, що прогрес людства неможливий без впливу на природу, без використання її ресурсів. З року в рік збільшується виробництво електроенергії, видобуток нафти, газу, вугілля, виплавка чавуну, сталі, виробництво кольорових металів, штучних волокон, барвників, засобів захисту рослин, продуктів сільського господарства, товарів народного споживання та інших видів продукції. Реалізація таких програм вимагає залучення у виробництво величезних сировинних, паливно-енергетичних та інших природних ресурсів, що неминуче призводить до забруднення навколишнього природного середовища.

Завдання людства полягає в тому, щоб одночасно зі зростанням промислового виробництва зберегти і поліпшити якість навколишнього середовища. Це завдання може бути успішно вирішено при раціональному використанні природних ресурсів із застосуванням ефективних заходів захисту навколишнього середовища. Тому будь-яке виробництво, будь-яка продукція, будь-який технологічний процес, потокова лінія або окремий агрегат повинні оцінюватися не тільки критеріями технічної досконалості та економічними показниками щодо кінцевого цільового продукту, але, й екологічним впливом виробництва на навколишнє природне середовище. Істинно досконалими можуть бути визнані такі технології й обладнання, що мають високі техніко-економічні показники й не роблять негативного, шкідливого впливу на навколишнє середовище.

В даний час з усього, що видобувається з надр, лише третина в середньому переходить у корисний продукт, решта – відходи. За даними Міністерства екології та природних ресурсів України, щорічно відходів утворюється 550-560 млн.м³. Так, на 1 т заліза припадає 1 т пустої породи, на 1 т міді – до 200 т, а на 1 т молібдену й вольфраму – 2000 т відходів. Ці дані свідчать, що гірничодобувна й збагачувальна галузі промисловості – одні із провідних по забрудненню довкілля. Мало чим поступається й енергетика. Так, при спалюванні кам’яного вугілля з попелом, шлаками й димовими газами в природне середовище потрапляють деякі елементи (Мg, Мо, Ті, А1, І, Со, Нg, V, Ве, Zr, Sr) у кількості більшій, ніж їх добувають за рік. За даними того ж Міністерства основними забруднювачами атмосфери (у відсотках від загальної кількості відходів) є: теплоенергетика – 27,0; чорна металургія – 24,3; нафтодобувна й нафтопереробна промисловість – 15,5; автотранспорт – 13,3; кольорова металургія – 10,5; підприємства будіндустрії – 8,1; решта – 1,3.

У природі не існує нічого недоцільного. так живі організми й фактори неживої природи тісно пов’язані між собою. Людство не тільки збільшило об’єми відходів, з якими не може справитись природа, а й створило безліч сполук і матеріалів, незвичних для біосфери, які не вписуються в загальний кругообіг елементів, і накопичуються, викликаючи погіршення стану навколишнього середовища. Це – пластмаси, різні полімерні матеріали, синтетичні волокна, фреони, численні складні органічні сполуки, що використовуються в сільському господарстві та побуті.

В Україні багато міст (Донецьк, Костянтинівка, Кривий Ріг, Краматорськ, Красноперекопськ, Макіївка, Сєвєродонецьк, Одеса) із розвиненою металургійною, хімічною та нафтопереробною промисловістю, які належать до небезпечних за станом навколишнього середовища. На основні забруднювачі встановлено гранично-допустимі концентрації (ГДК) у повітрі, воді, ґрунті, продуктах харчування (в міліграмах на 1 м³ повітря чи на 1 л води, чи на 1 кг твердого продукту), які не викликають захворювань або погіршення стану здоров’я людей, що працюють на даному виробництві чи живуть неподалік. Але часто забруднення, наприклад, у повітрі в промислових центрах, у кілька разів перевищують ГДК за SO₂, NO₂, СO₂, СS₂, Н₂S, вуглеводням, бензпірену тощо.

Великої шкоди завдають забруднення природних водойм стічними водами промисловості, сільського господарства, побуту, об’єм яких оцінюється приблизно в 20 млрд. м³ на рік. Значна кількість цих вод спускається у водойми без попереднього очищення.

Істотно забруднюють природне середовище побутові відходи: харчові, паперові, скло, метали, пластмаса, волокно, гума тощо. Звалища займають значні площі, призводять до забруднення ґрунтів, підземних вод, повітря, погіршують санітарно-епідеміологічний стан довкілля. Наприклад, тільки з м. Києва щоденно на приміські звалища вивозять до 10 тис. м³ промислових та побутових відходів.

Утилізація відходів – це сукупність технологічних процесів переробки, використання або розміщення відходів із метою упередження шкідливого впливу на навколишнє середовище. Вибір методу утилізації залежить від властивостей відходів (агрегатного стану, хімічного складу, токсичності, концентрації цінного компонента та форми, у якій він знаходиться), об’єму, способу переробки та можливості реалізації товарного продукту.

Є багато способів зменшення кількості відходів. Це – комплексне використання сировини, зменшення матеріалоємності готової продукції, перехід на „сухі” технології, що зменшують об’єм стічних вод, очищення стічних вод та димових газів, використання побутових відходів як палива для одержання теплової та електричної енергії з попереднім видаленням металів, скла, пластмас із метою їх повторного використання.

Одним із основних завдань хімії – розробка ефективних засобів знешкодження й утилізації не тільки відходів власних хімічних виробництв, а й багатьох інших промислових і побутових відходів. Таким чином, при плануванні й запровадженні промислового способу одержання того чи іншого корисного продукту необхідно вибирати спосіб, який забезпечує найменшу шкоду навколишньому середовищу. Це вимагає від спеціалістів певного комплексу знань, які повинна давати середня й вища школа.