Регион:

Экология и защита окружающей среды

Экология и защита окружающей среды

Вопросы сохранения комфортности окружающей среды сейчас во всем мире стоят на одном из первых мест. Может быть, и не совсем на первом, но они соревнуются в этом с некоторыми другими проблемами (проблемы продовольствия, проблемы воды и т.п.) за право быть первыми.

При этом в ряде районов России (в частности, на Урале, на юго-западе России) эти проблемы носят уже глобальный характер и напрямую влияют на здоровье населения.

Наблюдается рост активности населения в вопросах, так или иначе касающихся качества жизни. В ряде западных стран на политическую арену вышли так называемые «зеленые». Широко известное движение «green peace» непрерывно мелькает на экранах телевизоров, его отделения в России тоже устраивают скандальные шоу, чтобы заявить о своем присутствии.

Однако необходимо четко различать два понятия – экология окружающей среды и защита окружающей среды. Экология окружающей среды – это результат глобального воздействия человеческой деятельности, а также мирового климата на окружающую среду как в целом на земном шаре, так и в конкретной местности, в то время как защита окружающей среды – это комплекс природоохранных мероприятий, направленных на минимизацию негативного  воздействия человека на эту деятельность. В эпоху глобализации процессов, происходящих в мировом хозяйстве, вопросы экологии, поднимаемые рядом организаций и движений, направлены очень часто не на достижение определенных экологических целей, а становятся козырными картами  в борьбе за захват мирового рынка. Этими картами широко пользуются наши экономические (и не только экономические) противники. В качестве примеров приведу противостояние экологов по вопросу строительства нового грузового порта западнее Санкт-Петербурга (Усть-Луга), поскольку в результате строительства его становятся незадействованными порты на территории прибалтийских государств. Некоторые экологические организации и государство Польша встали против строительства газопровода по дну Балтийского моря, приводя именно проблемы нарушения экологии при его прокладке. На самом деле мы имеем с их стороны борьбу за то, чтобы государства, находящиеся на пути продвижения российской продукции, владели ключом от всего или большей части российского экспорта, и часть российских экологов невольно или вольно (а последнему есть доказательства) выступает против российских интересов.

Защита окружающей среды в цеху

Защита окружающей среды – это более приземленное понятие, оно касается вопроса минимизации ущерба, который обязательно будет нанесен природе при строительстве того или иного сооружения. Например, строительство любой автомобильной дороги обязательно нанесет ущерб окружающей среде. Обязательно эта дорога будет пересекать пути миграции некоторых видов фауны, и на дорогах будут обязательно находиться трупы ежегодно мигрирующих животных. Препоны беспрепятственному передвижению подземных и поверхностных вод из-за появления непроницаемой подложки приведет к заболачиванию части территории, гибели леса в заболоченном районе, изменению качественного состава флоры и фауны. Очевидно, что учет этих факторов даже путем примитивного строительства подземных путепроводов на путях миграции с соответствующим ограждением участков в этом месте дороги или прокладка путепроводов для небольших речек приведет к заметному уменьшению ущерба.

Прежде чем рассмотреть конкретные пути решения природоохранных мероприятий применительно к цехам горячего цинкования, вспомним, за счет чего мы (то есть человечество) живем. Во вселенной происходит постоянное возрастание энтропии, то есть переход от более упорядоченного к менее упорядоченному состоянию. Вся жизнь на нашей планете возникла как паразит на энергии солнца, выделяемой нашим светилом миллиарды и миллиарды лет. Эта энергия рассеивается во Вселенной, и общая энтропия системы постепенно увеличивается. Попадая на Землю, энергия Солнца поглощается, а затем снова излучается во Вселенную в виде более длинноволнового излучения, то есть с большей величиной энтропии. Однако за счет этого естественного процесса возникли сначала менее, а затем более упорядоченные структуры, то есть с меньшей величиной энтропии. За многие миллиарды лет существования солнечной системы на Земле сохранилось, кроме живых  организмов, многие миллиарды тонн веществ с меньшей энтропией. Это, прежде всего, углеводородное сырье (нефть, газ, уголь и залежи других веществ органической природы), залежи других полезных ископаемых.

Что же делает человечество? Оно сжигает углеводородное сырье (увеличение энтропии) для того, чтобы получить чистые металлы (уменьшение энтропии). Общее увеличение энтропии на Земле при этом больше, чем в отсутствие деятельности человека (углеводородное сырье распадается на вещества с большей величиной энтропии - углекислый газ и воду). При этом получается некоторое количество целевого продукта (с меньшей величиной энтропии).

На единицу массы получаемого целевого продукта тратится различное количество энергии. Так, на получение одной тонны чистого железа тратится порядка 6000 кВт-часов энергии. Однако это количество железа за несколько лет вследствие интенсивно идущих процессов коррозии вновь превратится в менее упорядоченный продукт (ржавчину). 50 - 70 кг чистого цинка, на производство которых тратится несколько сот кВт - часов, предохраняют железо в изделии от преждевременного ржавления, поэтому можно считать горячее цинкование экологичным процессом.

Однако процесс цинкования сопровождается образованием некоторого количества веществ, которые являются ядом для природы и которые необходимо каким-либо образом нейтрализовать или утилизировать. Памятуя о том, что процесс нейтрализации их опасного воздействия на природу сопровождается увеличением энтропии, необходимо выбирать такие процессы, где бы это увеличение энтропии было минимальным.

Борьба с отдходами производства

Рассмотрим проблемы борьбы с отходами на нескольких примитивных примерах. Пусть это будут две партии шариков произвольного размера и других свойств. В зависимости от цели рассмотрения это будут шарики различных металлов, семена растений, песчинки и т.п. Если шарики одного вида находятся отдельно от шариков другого вида, то с каждым видом мы можем делать все (или почти все), что хотим: пересыпать из одной емкости в другую, рассыпать по поверхности, делить на части, и вновь соединять, даже расплавлять и вновь распылять на шарики (если это металлы) – в этом случае физическая природа вещества, из которого сделаны шарики, остается неизменной; если это семена растений, то мы можем их посеять и получить предсказуемый (с точки зрения типа получившихся шариков) урожай. Иное дело будет наблюдаться, если мы смешаем два вида шариков различной природы между собой. Произойдет событие, которое мы назовем увеличением беспорядка, то есть увеличением энтропии. Смесь уже не будет обладать свойствами ни одного из видов шариков, и этим резко ухудшатся их потребительские свойства. Так, даже незначительная примесь речного песка в пшене не позволит нам сварить из него кашу. Естественно, что ручной отбор примесных песчинок из проса практически невозможен.

В то же время указанные компоненты имеют различные свойства, которые позволяют с некоторой затратой дополнительной энергии эффективно разделить смеси, причем в зависимости от типа смеси одни методы разделения будут эффективными, а другие – нет; при этом для различных систем наиболее эффективными окажутся различные методы. Так, в указанном случае для эффективного удаления проса от песка достаточно струю смеси направить в поток воздуха. Легкие семена проса будут лететь гораздо дальше, чем песчинки, в результате эффективность разделения будет весьма высокой. Но этот метод пригоден лишь в промышленном исполнении, а на кухне он практически неисполним. На кухне применим, однако, другой метод – перед приготовлением пищи указанную смесь следует замочить в воде, в результате песчинки останутся на дне, а съедобное просо будет практически плавать в воде (плотность чуть больше единицы), и примеси легко могут быть отделены.

Относительно шариков металлов  целесообразно использовать некоторые другие особенности свойств, например, магнитные. Если один из типов шариков – железо, то, очевидно, что, помещая поток шариков над магнитом, мы сможем отделить железные шарики от шариков другого типа.

Выводы

Поэтому вывод, который мы можем сделать из рассмотренных выше примеров – чтобы не повышать энтропии процесса, лучше всего не допускать смешения разных веществ в один отход, а каждый отход обрабатывать отдельно.

Другой вывод – в результате переработки отхода постараться получить продукцию, которая могла бы использоваться в качестве сырья в другом процессе.

Третий вывод – для переработки отхода использовать процессы с минимальным количеством введенной энергии (тепловой, электрической и др.) чтобы минимизировать суммарное увеличение энтропии.

Возможно Вас так же заинтересуют следующие статьи:

comments powered by HyperComments