Превидите конкретные примеры исползования химических технологий для борьбы с загрязнением
Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются: строгий контроль выбросов вредных веществ. Нужно заменять токсичные исходные продукты на нетоксичные, переходить на замкнутые циклы, совершенствовать методы газоочистки и пылеулавливания. Большое значение имеет оптимизация размещения предприятий для уменьшения выбросов транспорта, а также грамотное применение экономических санкций.Большую роль в защите окружающей среды от химических загрязнений начинает играть международное сотрудничество. В 1970-е в озоновом слое, защищающем нашу планету от опасного действия ультрафиолетового излучения Солнца, было обнаружено снижение концентрации О3. В 1974 установили, что озон разрушается под действием атомарного хлора. Одним из основных источников хлора, попадающего в атмосферу, являются хлорфторпроизводные углеводородов (фреоны, хладоны) , используемые в аэрозольных баллонах, холодильниках и кондиционерах. Разрушение озонового слоя происходит, возможно, не только под действием этих веществ. Тем не менее, были предприняты меры по уменьшению их производства и использования. В 1985 многие страны договорились о защите озонового слоя. Обмен информацией и совместные исследования изменений концентрации атмосферного озона продолжаются.
Для предотвращения загрязнения поверхности Земли нужны предупредительные меры — не допускать засорения почв промышленными и бытовыми сточными водами, твердыми бытовыми и промышленными отходами, нужна санитарная очистка почвы и территории населенных мест, где такие нарушения были выявлены.
Наилучшим решением проблемы загрязнения окружающей среды были бы безотходные производства, не имеющие сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов. Однако безотходное производство сегодня и в обозримом будущем принципиально невозможно, для его реализации нужно создать единую для всей планеты циклическую систему потоков вещества и энергии. Если потери вещества, хотя бы теоретически, все же можно предотвратить, то экологические проблемы энергетики все равно останутся. Теплового загрязнения нельзя избежать в принципе, а так называемые экологически чистые источники энергии, например ветряные электростанции, все равно наносят ущерб окружающей среде.
Пока единственным путем существенного уменьшения загрязнения окружающей среды являются малоотходные технологии. В настоящее время создаются малоотходные производства, в которых выбросы вредных веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК) , а отходы не приводят к необратимым изменениям природы. Используется комплексная переработка сырья, совмещение нескольких производств, применение твердых отходов для изготовления строительных материалов.
технология для борьбы с загрязнением
Для борьбы с загрязнением водоемов нужны комплексные мероприятия, особенно утилизация предприятиями вредных отходов, ранее сбрасываемых в канализацию, использование городских сточных вод в сельском хозяйстве уменьшение путем рациональной технологии и применения водооборота количества потребляемой воды и сбрасываемых сточных вод, их очистка и дезинфекция, меры против загрязнения водоемов ядохимикатами.[ …]
Для обеспечения устойчивого развития потребуется огромные капитальные вложения. Авторы «Повестки дня на XXI век» оценили суммарную стоимость всех мероприятий, которые в ней перечислены, более чем в 650 млрд. долларов. Совершенно очевидно, что развивающиеся страны не могут выделить такие средства. В этом аспекте «Повестка дня на XXI век» и проблемы охраны природы приобретают совсем иное значение. По сути речь идет о планах нового этапа экспорта капитала, предоставления развитым странам льготных кредитов и грантов развивающимся странам. В Рио-де-Жанейро российской делегации удалось добиться признания России страной с переходной экономикой. Поэтому у нее теперь есть все основания добиваться финансирования своих экологических технологий. Уже сейчас Россия может предложить, например, технологию устранения радиоактивного загрязнения металлов и почвы, а также, по отзывам специалистов, «примитивную, но суперэффективную» технологию борьбы с разлившейся нефтью.[ …]
Разнообразие нефтяных загрязнений потребовало создания большого числа конструкций очистных средств и технологии очистки. Все разнотипные технические средства для борьбы с загрязнением водной поверхности можно классифицировать по принципу сбора нефти или мусора и по способу их перемещения. По способу перемещения эти специальные суда могут быть самоходными или буксируемыми. По способу крепления нефтесобирающие устройства этих судов могут быть навесными или переносными. Принципы действия и конструкции устройств, нашедших наибольшее применение на водном транспорте, различны.[ …]
В комплексе мероприятий по борьбе с загрязнением атмосферы важное место принадлежит совершенствованию технологий производственных процессов и двигателей, герметизации оборудования — источника вредных веществ, очистке дымовых и вентиляционных газов, разработке более эффективных способов сжигания топлива, замене твердого и жидкого топлива природным газом, созданию новых типов двигателей для автомобилей.[ …]
Несмотря на успехи в области технологии, мы испытываем недостаток научных знаний при решении вопросов о том, какое экологическое равновесие наиболее желательно для человека и как разрешить конфликт между необхоимостью накормить человечество и желанием сохранить прогрессивную цивилизацию с высоким качеством жизни, с одной стороны, и необходимостью борьбы с загрязнением и поддержанием стабильности экологических систем окружающей среды — с другой. Как указано в работе [38], «технологические приемы являются, конечно, необходимыми для облегчения критических ситуаций, но в основном они имеют только временное применение. Последующие решения должны основываться на экологических знаниях физико-химических и биологических факторов, которые сохраняют зависимость человечества от окружающей среды».[ …]
В исследованиях по актуальным для каждой страны проблемам, особенно по очистке промышленных сточных вод всех видов химических производств, отмечается некоторое дублирование работ в разных странах, чего можно было бы избежать, если бы значительно раньше была осуществлена международная координация исследовательских работ и разработка международных рекомендаций, позволяющих проводить эффективные и экономически рациональные методы технологии и санитарно-технические приемы в борьбе с загрязнением вод.[ …]
Уже отмечалось, что затраты на предотвращение загрязнений ниже экономии от ликвидации вредных последствий этих загрязнений, т. е. природоохранная деятельность предприятий экономически целесообразна. Поэтому консерватизм в вопросах борьбы с загрязнениями, по предположению многих авторов, должен компенсироваться определенными экономическими санкциями, т. е. платой за каждый вид загрязнения в отдельности, производимый данным предприятием. Средства от этих санкций предполагается концентрировать в руках государства или регионов с целью их использования для финансирования крупномасштабных мероприятий по охране окружающей среды и для дотаций промышленным предприятиям, осваивающим экологически оправданную технологию [47, 58].[ …]
Цель этой книги — рассмотреть причины и характер загрязнения окружающей среды и возможности, которые предоставляет нам современная технология для борьбы с загрязнением. Автор полагает, что в ближайшем будущем правительства большинства развитых стран примут строгие законы для защиты окружающей среды от загрязнения.[ …]
Основным направлением защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными веществами является создание новых малоотходных технологий с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья. К технологическим защитным мероприятиям также относятся: рекуперация растворителей, герметизация оборудования, сокращение неорганизованных выбросов, замена сухих процессов мокрыми, применение малодымного и малосернистого топлива, строительство высоких (до 300 м) труб для удаления зоны максимального загрязнения и снижению концентрации в приземном слое. К техническим мерам борьбы с выбросами автотранспорта относится регулировка двигателя с выбором оптимального состава горючей смеси и режима зажигания.[ …]Направления расходования средств фондов в основном одинаковы для всех стран: модернизация оборудования для борьбы с загрязнением, разработка и применение современных технологий; санитарно-гигиенические мероприятия; профилактические меры; разработка и введение стандартов по всем видам загрязнения; усиление наблюдения и контроля за загрязнением; финансирование НИОКР в области охраны ОПС и т.д.[ …]
В этих условиях первостепенное значение приобретает проблема борьбы с загрязнением атмосферы, которая особенно остро стоит в промышленно развитых странах. Разумное использование природных ресурсов и охрана природы, создание государственных заповедников и национальных парков, увеличение количества зеленых насаждений, сокращение промышленных выбросов вредных химических веществ в атмосферу и развитие безотходной химической технологии — вот основные пути решения экологических проблем, целью которых в конечном итоге является благо всего человечества. Однако» решение подобного комплекса задач по охране атмосферного воздуха и других объектов окружающей среды невозможно без создания эффективной системы контроля качества воздуха. Необходимость разработки исчерпывающих методов для определения различных токсичных веществ в атмосфере является общепризнанной.[ …]
ПАВ могут содержаться в сточных водах многих других отраслей промышленности. Это связано с применением данных веществ в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химической технологии, получение полимеров. В нефтедобывающей промышленности загрязнение водоисточников может быть связано с применением ПАВ для улучшения условий бурения нефтяных и газовых скважин, заводнения нефтяных пластов, борьбы с отложениями парафина, коррозией оборудования.[ …]
Более 100 лет метод обеззараживания воды хлором является в России наиболее распространенным способом борьбы с загрязнением. В последние годы было установлено, что хлорирование воды представляет серьезную угрозу для здоровья людей, поскольку попутно образуются крайне вредные хлорорганические соединения и диоксины. Добиться снижения концентрации указанных веществ в питьевой воде можно путем замены хлорирования на озонирование или обработку УФ — лучами. Эти прогрессивные методы широко внедряются на станциях водоподготовки многих стран Западной Европы и США. В нашей стране, к сожалению, из-за экономических трудностей применение экологически эффективных технологий осуществляется крайне медленно.[ …]
В этом направлении необходимо расширять и углублять наши знания о природе и совершенствовать технику борьбы с загрязнениями и безотходную технологию. Изучение судьбы органических молекул, выброшенных в окружающую среду, помогает уточнить подробности нх круговорота н найти условия для их ликвидации. Замена методов тотального уничтожения насекомых с помощью инсектицидов более специфичными методами, такими, как биологическая борьба или применение гормонов и феромонов, дает возможность регулировать численность насекомых, не загрязняя окружающей среды. ДДТ оказал человечеству огромную услугу и спас миллионы человеческих жизней; благодаря ему удалось искоренить малярию во многих местах земного шара. Найти средства лучшие, чем ДДТ, — вот в чем и цель и смысл химической экологии.[ …]
Сельскохозяйственной наукой и передовой практикой накоплен большой опыт по использованию гербицидов для борьбы с сорняками в посевах многих сельскохозяйственных культур. Этот материал послужил основой для настоящего справочника. Необходимо особо подчеркнуть, что применять гербициды можно только согласно инструкциям, методическим указаниям и рекомендациям, утвержденным Министерством здравоохранения СССР и Министерством сельского хозяйства СССР. При правильной технологии достигается наибольшая эффективность гербицидов в борьбе с сорняками и обеспечиваются безопасные условия труда при работе с ними. Вместе с тем нужно усилить дальнейшую разработку приемов химической борьбы с сорняками, а также контроль по наиболее рациональному использованию гербицидов, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды.[ …]
Второй комплекс — технологический. Ориентирован на выбор и профильную адаптацию существующих и на разработку новых технологий предотвращения, снижения и ликвидации загрязнения, а также борьбу с эрозионными процессами в условиях обводненных территорий, характерных для НАО.[ …]
Представлены сведения об исследовательском центре Эльф д Аквамильо, созданном в пригороде Ставангера (Норвегия) и предназначенном для изучения загрязнения морской среды. В задачи центра входят проведение биоэкологических и инженерно— экологических исследований и мероприятий: по охране окружающей среды на морских побережьях, биодеградации углеводородов, морской экотоксикологии, охране окружающей среды в Арктике, влиянию загрязнения на морских животных, технологии защиты окружающей среды при бурении глубоководных скважин, разработке технологий для борьбы с морскими загрязнениями. Начато выполнение программы по биологической реабилитации морской среды. В рамках исследований по биодеградации углеводородов выведены штаммы бактерий, для которых нефть и ее производные являются питательной средой, переводимой в формы, безвредные для окружающей среды и биоты. Центром разработаны критерии оценки качества морской воды; проводятся исследования влияния различных загрязняющих веществ на экотоксикологические характеристики морских вод. Центром разрабатываются новые технологии очистки, которые проходят всестороннийлабораторный контроль.[ …]
Европейская биотехнологическая федерация определяет биотехнологию как совместное использование биохимии, микробиологии и химической технологии для технологического (промышленного) применения полезных качеств микроорганизмов и культур тканей. Экологическая биотехнология — это специфическое применение биотехнологии для решения проблем окружающей среды, включая такие, как переработка отходов, борьба с загрязнениями и соединение биотехнологических методов с небиологическими технологиями. Исходя из этого определения, неверно было бы утверждать, что эта книга исчерпывающе освещает данную тему, она не предназначена ни для этого, ни для того, чтобы служить пособием по соответствующему спецкурсу. Это, по существу, только перечень основных направлений деятельности, которые могут быть отнесены к сфере экологической биотехнологии, а также оценка тех принципов, которые являются основой для организации таких процессов. Борьба с загрязнениями — важная часть природоохранной деятельности и в силу этого обсуждается более подробно. Например, существует важная современная проблема различных загрязнений сельскохозяйственных угодий в результате человеческой деятельности. Поэтому предлагаются решения и попытки решения проблемы загрязнения почвы, вместе со сведениями о переработке стоков различными способами. Уничтожение отходов с помощью захоронения также является потенциальным источником загрязнения окружающей среды, поэтому в книге обсуждаются проблемы и непредвиденные трудности такого способа уничтожения твердых отходов. Однако экологическая биотехнология, по своей сути, должна рассматривать все аспекты процесса, в том числе возможность получения биогаза при захоронении отходов.[ …]
Экологические требования, рассматриваемые как комплекс требований к качеству воздуха, вод, топлива, сырья, пищевой и промышленной продукции, к технологии производства, технологическим выбросам и методам их очистки и отвода, становятся определяющими при реконструкции и техническом перевооружении 380 действующих тепловых электростанций, а также при решении природоохранных задач в некоторых зонах страны, затрагивающих общегосударственные интересы. Следует подчеркнуть, что экологические проблемы давно перешагнули государственные границы и стали глобальными. Переступив границы государств, экологические проблемы легли в основу взаимоотношений народов и государств, формируют новое мышление и требуют объединения усилий всего человечества с обязательным посильным участием каждого индивидуума на одном или нескольких многочисленных путях улучшения экологической ситуации На нашей Земле в период всей своей сознательной жизни. Здесь нет второстепенных задач, все важно: нахождение оптимальных решений для технологического оборудования отрасли и всего народного хозяйства в целом + экологическое воспитание всего населения, экологическая подготовка специалистов, творческая деятельность и хозяйственная заинтересованность, сознательное и активное участие в борьбе против загрязнений природной и окружающей человека среды как в производственной деятельности, так и в быту.[ …]
По оценке научно-исследовательской фирмы JIND/SVP (США), оборот торговли оборудованием, продукцией и услугами в сфере удаления и переработки токсичных отходов в ближайшие годы будет расти в среднем на 8,3% в год. Расширение данного рынка в значительной степени зависит от строгости действующего законодательства по борьбе с загрязнением среды опасными отходами, а также от развития мер административного регулирования. Фирмы, выступающие на данном рынке, вынуждены считаться с высокой мерой ответственности в связи с проведением операций и предоставлением услуг по удалению отходов. Для многих из них возникает значительная угроза уплаты высоких штрафов за невыполнение договорных обязательств и др. Продвижение на рынок связано, как правило, со значительными предварительными капиталовложениями, созданием специальных технологий и необходимостью обеспечения государственной проверки соответствия предоставляемых услуг требованиям законодательства [253].[ …]
Создание программ по снижению степени опасности — Глава 19. Экологически безопасное управление использованием токсичных химических веществ, включая предотвращение незаконного международного оборота токсичных и опасных продуктов — Повестка дня на XXI век — Конвенции и соглашения
Повестка дня на XXI век
Принята Конференцией ООН по окружающей среде и развитию, Рио-де-Жанейро, 3–14 июня 1992 года
Раздел II. Сохранение и рациональное использование ресурсов в целях развития
Глава 19. Экологически безопасное управление использованием токсичных химических веществ, включая предотвращение незаконного международного оборота токсичных и опасных продуктов
Программные области
D. Создание программ по снижению степени опасности
Основа для деятельности
19.44. Нередко существуют продукты, альтернативные используемым в настоящее время токсичным химическим веществам. Таким образом, снижения степени опасности иногда можно добиться за счет перехода к использованию других химических веществ или даже нехимических методов. Классический пример уменьшения опасности связан с заменой вредных веществ безвредными или менее вредными. Разработка методов борьбы с загрязнением и установление соответствующих норм содержания химических веществ в каждой экологической среде, включая пищевые продукты, воду и потребительские товары, являются еще одним примером мер по уменьшению опасности. В более широком контексте снижение степени опасности предполагает осуществление широкомасштабных усилий по уменьшению опасности токсичных химических веществ с учетом всего их «жизненного цикла». Такие усилия могли бы охватывать меры как регламентирующего, так и нерегламентирующего характера, включая, в частности, пропаганду использования более чистых продуктов и технологий, методы и программы борьбы с загрязнением, составление кадастров выбросов, маркировку продуктов, установление ограничений на использование, экономические стимулы, методы безопасной обработки и положения о нормах допустимого воздействия, постепенное прекращение использования или запрещения химических веществ, которые создают неоправданную или неустранимую опасность для здоровья человека и состояния окружающей среды, а также химических веществ, которые являются токсичными, стойкими и способными накапливаться в организме и использование которых не поддается адекватному контролю.
19.45. В области сельского хозяйства один из путей снижения степени опасности заключается в обеспечении комплексного подхода к борьбе с вредителями, включая биологические методы борьбы в качестве альтернативы использованию токсичных пестицидов.
19.46. Другие направления деятельности по уменьшению степени опасности включают предупреждение химических аварий, предупреждение отравления химическими веществами и осуществление токсикологического контроля, а также координацию работ по очистке и восстановлению районов, пострадавших в результате воздействия токсичных химических веществ.
19.47. Совет ОЭСР принял решение о том, что странам — членам ОЭСР следует создать или укрепить национальные программы по снижению степени опасности. Международный совет химических ассоциаций (МСХА) выдвинул инициативы в отношении ответственного обращения с продуктами и распоряжения ими, направленные на уменьшение химической опасности. Осуществляемая ЮНЕП программа обеспечения информированности и готовности на местном уровне на случай чрезвычайных ситуаций (АПЕЛЛ) предназначена для оказания содействия сотрудникам директивных органов и техническому персоналу в улучшении информированности общественности об опасных объектах и в подготовке планов реагирования. МОТ опубликовала кодекс практических мер по предотвращению крупномасштабных промышленных аварий и занимается подготовкой международного документа по предотвращению промышленных катастроф для последующего принятия в 1993 году.
Цели
19.48. Цель деятельности в этой программной области заключается в том, чтобы устранить неприемлемые или необоснованные риски и, руководствуясь соображениями экономической целесообразности, уменьшить опасность, создаваемую химическими веществами, путем применения комплексного подхода, включающего обширный перечень возможных мер по снижению степени опасности, и принятия мер предосторожности на основе комплексного анализа «жизненного цикла» химических веществ.
Деятельность
а) Вопросы управления
19.49. Правительствам в сотрудничестве, по мере необходимости, с соответствующими международными организациями и промышленностью следует:
a) рассмотреть возможность принятия в соответствующих случаях политики, основанной на признанных принципах ответственности производителей, а также подходе, обеспечивающем принятие мер предосторожности и предотвращение загрязнения и осуществление контроля за использованием химических веществ на протяжении всего их «жизненного цикла», по отношению к регулированию обращения с химическими веществами, включая производство, торговлю, транспортировку, использование и удаление;
b) провести согласованные мероприятия в целях уменьшения опасностей, связанных с токсичными химическими веществами, принимая во внимание весь «жизненный цикл» этих химических веществ. Эти мероприятия могли бы включать меры как регламентирующего, так и нерегламентирующего характера, включая, в частности, пропаганду использования более чистых продуктов и технологий; составление кадастров выбросов; маркировку продуктов; установление ограничений на использование; экономические стимулы; и постепенное прекращение использования или запрещение химических веществ, которые создают необоснованную или неустранимую угрозу для окружающей среды или здоровья человека и являются токсичными, устойчивыми и способными накапливаться в организме и использование которых не поддается адекватному контролю;
c) принять политику и меры регламентирующего и нерегламентирующего характера в целях выявления и сведения к минимуму воздействия токсичных химических веществ на основе их замещения менее токсичными заменителями и в конечном итоге постепенного прекращения использования химических веществ, которые создают необоснованную или неустранимую угрозу для здоровья человека и окружающей среды, и химических веществ, которые являются токсичными, устойчивыми и способны накапливаться в организме и использование которых не поддается адекватному контролю;
d) активизировать усилия по выявлению потребностей стран в установлении и применении стандартов с учетом Кодекса Алиментариус (Codex Alimentarius) ФАО/ВОЗ с целью свести к минимуму неблагоприятное влияние химических веществ, содержащихся в пищевых продуктах;
e) разработать национальную политику и создать необходимый регулирующий механизм по предупреждению аварий, обеспечению готовности и реагированию, в частности, с помощью планирования землепользования, системы разрешений и требований в отношении представления информации об авариях, и использовать подготовленный ОЭСР и ЮНЕП международный указатель региональных центров по принятию мер в чрезвычайных ситуациях и программу АПЕЛЛ;
f) содействовать созданию и укреплению, по мере необходимости, национальных центров по борьбе с отравлениями для обеспечения быстрого и адекватного диагностирования и лечения в случае отправления;
g) снизить чрезмерную зависимость от использования агрохимикатов на основе внедрения альтернативных методов ведения сельского хозяйства, комплексной борьбы с вредителями и использования других соответствующих средств;
h) потребовать от производителей, импортеров и других сторон, имеющих дело с токсичными химическими веществами, разработать процедуры принятия мер в чрезвычайных ситуациях и подготовить планы мер по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций для принятия на промышленных площадках и за их пределами;
i) выявлять, оценивать, снижать и сводить к минимуму или устранять, насколько это практических возможно, с помощью экологически безопасных методов удаления опасности, связанные с хранением химических веществ с просроченным сроком использования.
19.50. Промышленность следует поощрять:
a) разрабатывать в сотрудничестве с правительствами и компетентными международными организациями и соответствующими учреждениями системы Организации Объединенных Наций согласованный на международной основе кодекс принципов регулирования торговли химическими веществами, в котором признавалась бы, в частности, ответственность за предоставление информации о потенциальной опасности и методах экологически безопасного удаления химических веществ в случае, если они переходят в отходы;
b) развивать применение производителями и изготовителями принципов «ответственного обращения» с химическими продуктами с учетом всего «жизненного цикла» таких продуктов;
c) принять на добровольной основе базирующиеся на международных руководящих принципах программы, предусматривающие право общественности на получение информации, включая широкий доступ к информации о причинах аварийных и потенциальных выбросов и способах их предотвращения, а также предоставление — в отсутствие соответствующих нормативных требований принимающей страны — информации о годовом объеме текущих выбросов токсичных химических веществ в окружающую среду.
b) Данные и информация
19.51. Правительствам в сотрудничестве с соответствующими международными организациями и промышленностью, по мере необходимости, следует:
a) содействовать обмену информацией о деятельности на национальном и региональном уровнях в целях снижения степени опасности, создаваемой химическими веществами;
b) сотрудничать в разработке руководящих принципов по распространению информации об опасностях, связанных с использованием химических веществ, на национальном уровне с целью содействовать обмену информацией с общественностью и обеспечению осознанного отношения к опасностям.
с) Международное и региональное сотрудничество и координация
19.52. Правительствам в сотрудничестве с соответствующими международными организациями и промышленностью, по мере необходимости, следует:
a) сотрудничать в целях разработки общих критериев для выявления химических веществ, которые могли бы стать объектом согласованной деятельности по снижению степени опасности;
b) координировать совместную деятельность по снижению степени опасности;
c) разработать руководящие принципы и политику в отношении сообщения производителями, импортерами и другими сторонами, имеющими дело с токсичными химическими веществами, информации о токсичности, опасности и мерах в случае возникновения чрезвычайных ситуаций;
d) содействовать принятию крупными промышленными предприятиями, включая транснациональные корпорации и другие предприятия — где бы они не осуществляли свою деятельность, — политики, свидетельствующей об их твердой решимости в целях обеспечения экологически безопасного использования токсических химических веществ, применять эквивалентные или не менее строгие, чем в странах происхождения, нормы деятельности;
e) поощрять и поддерживать разработку и внедрение на малых и средних предприятиях соответствующих процедур для уменьшения опасности при осуществлении ими своей деятельности;
f) разработать меры и процедуры регламентирующего и нерегламентирующего характера, нацеленные на предотвращение экспорта химических веществ, которые запрещены, являются объектом строгих ограничений, изъяты или не утверждены по соображениям их влияния на здоровье человека и окружающую среду, за исключением тех случаев, когда на такой экспорт получено предварительное письменное согласие импортирующей страны или когда такой экспорт иным образом согласуется с процедурой ПОС;
g) содействовать проведению на национальном и региональном уровнях работы по согласованию оценки пестицидов;
h) содействовать применению и разработке механизмов обеспечения безопасного производства, регулирования и использования опасных материалов, разработке программ их замены, по мере возможности, более безопасными альтернативными продуктами;
i) придать официальный статус сетям центров по принятию мер в чрезвычайных ситуациях;
j) поощрять промышленность при содействии по линии международного сотрудничества к постепенному, по мере возможности, прекращению производства и ликвидации любых запрещенных химических веществ, еще имеющихся в запасе или еще используемых, экологически безопасным образом, включая безопасное повторное использование при условии получения одобрения и при наличии соответствующей возможности.
Средства осуществления
а) Финансирование и оценка расходов
19.53. Секретариат Конференции включил большую часть расходов, связанных с этой программой, в смету по программным областям А и Е. По его оценке, другие потребности, связанные с профессиональной подготовкой и укреплением центров действий в чрезвычайных ситуациях и центров токсикологического контроля, составят около 4 млн. долл. США в год, предоставляемых международным сообществом безвозмездно или на льготных условиях. Эта смета расходов носит лишь ориентировочный и приближенный характер и еще не рассматривалась правительствами. Фактический объем расходов и условия финансирования, в том числе любые нельготные условия, будут зависеть, помимо прочего, от конкретных стратегий и программ, решение об осуществлении которых будет принято правительствами.
b) Научные и технические средства
19.54. Правительствам в сотрудничестве с соответствующими международными организациями и программами следует:
a) содействовать применению технологии, обеспечивающей сведение до минимума выброса и подверженность воздействию токсичных химических веществ во всех странах;
b) проводить, по мере необходимости, в своих странах пересмотр списка пестицидов, разрешенных ранее на основе критериев, признаваемых сейчас недостаточными или устаревшими, и рассматривать возможность замены их другими методами борьбы с вредителями, особенно если речь идет о пестицидах, являющихся токсичными, устойчивыми и/или обладающих способностью накапливаться в организме.
Промзагрязнения: мировая война. Как разные страны борются с загрязнением
Daily Life, 1st prize singles, World Press Photo Awards (Kevin Frayer — China’s Coal Addiction)Chinese men pull a tricycle in a neighborhood next to a coal-fired power plant in Shanxi, China, November 26, 2015. A history of heavy dependence on burning coal for energy has made China the source of nearly a third of the world’s total carbon dioxide (CO2) emissions, the toxic pollutants widely cited by scientists and environmentalists as the primary cause of global warming. REUTERS/Kevin Frayer via WPP EDITORIAL USE ONLY. NO RESALES. NO ARCHIVE Фото: Kеvin Frayеr / Gеtty Imagеs
Статья подготовлена специально для 61 номера издаваемого «Беллоной» журнала «Экология и право».
Характер загрязнения зависит от вида промышленности, а методы борьбы с загрязнениями – от правительств, понимания обществом экологических проблем и готовности бизнеса вносить свой вклад в защиту окружающей среды. Но с середины XX века наметилась и положительная тенденция – с ростом промышленного производства и благосостояния страны большее количество людей начинают понимать важность защиты окружающей среды для здоровья нынешнего и будущих поколений, что приводит к введению экологических стандартов и принятию различных программ по борьбе с загрязнениями.
Промышленная революция XVIII-XIX веков вместе с ростом благосостояния и уровнем жизни населения повлекла за собой и рост загрязнения окружающей среды. К середине XX века качество воды и воздуха в экономически развитых регионах мира (Европа, Северная Америка, Япония) стало опасным для здоровья людей.
В реку Рейн, одну из крупнейших в Европе, стекали отходы предприятий угольной, сталелитейной, химической, автомобильной промышленности, расположенных на берегах на всем протяжении, а также канализационные стоки прилегающих городов. К концу 60-х годов XX века загрязнение воды достигло таких масштабов, что гибли рыба и другие живые организмы, а пробы воды показывали, что на отрезке протяженностью 62 мили не содержалось кислорода.
Но серьезные подвижки в законодательстве, ограничивающем промышленные сбросы, начались только после катастрофы 1986 года. Тогда после аварии на химическом предприятии в Базеле в Швейцарии в реку попало столько химикатов, что людям, живущим рядом, рекомендовали несколько дней не выходить из дома. Зато меньше чем через год, в 1987 году, был принят план по спасению Рейна (Rhinе Action Plan), согласно которому общими усилиями стран, через которые он протекает, к 2000 году вода в реке должна была очиститься настолько, чтобы туда вернулся лосось – рыба, очень чувствительная к загрязнению. Благодаря реализации этого плана и национальным законам по ограничению выбросов и требованиям по их очистке, лосось вернулся на пару лет раньше срока.
Похожая ситуация произошла в Великобритании в 1952 году, когда из-за повсеместного использования угля и дизельного транспорта в сочетании с аномальными холодами над Лондоном в течение пяти дней стоял густой смог. От удушья и обострения респираторных заболеваний тогда умерло около 12 000 человек. После такой катастрофы власти всерьез озаботились принятием экологического законодательства. В 1954 году был принят закон Лондона о чистом воздухе, а в 1956 – аналогичный закон во всей Великобритании, согласно которому электростанции должны быть перенесены за пределы городов, топливо для печного отопления должно быть заменено на более чистые уголь, газ и электричество, а в городах установлены зоны, где запрещено сжигание любого сажесодержащего топлива.
После нескольких серьезных экологических инцидентов и одновременно с ростом благосостояния населения в развитых странах пришло осознание необходимости защиты окружающей среды и регулирования вредных выбросов, поэтому начали активно приниматься законы о мониторинге, контроле и ограничении выбросов.
В 1948 году в США была принята первая редакция закона о контроле загрязнения водных ресурсов (Fеdеral Watеr Pollution Control Act), а в 1955 году – первый закон о контроле загрязнения воздуха (Air Pollution Control Act). В Германии процесс создания экологического законодательства начался чуть позднее под нажимом общественности. В 1972 году в ФРГ был принят закон об удалении отходов, а в 1974 – закон об охране окружающей среды от экологически вредных выбросов. В Нидерландах впервые начали контролировать выбросы предприятий еще в конце XIX века (Закон о фабриках 1875 года, Закон о зловредности 1896 года). Япония приняла комплексный закон о контроле загрязнения окружающей среды в 1967 году. Аналогичные процессы происходили и в других промышленно развитых странах.
Новая политика привела к желаемому результату. Согласно исследованию ОЭСР доля вредных производств (производство железа, стали и других металлов, химическое производство, нефтепереработка, добыча неметаллических полезных ископаемых, целлюлозно-бумажная, резиновая, кожевенная промышленность и производство изделий из металла) в общем объеме промышленности в Европе, США и Японии значительно снизилась с 1960 по 1993 год.
В те же годы объемы вредных производств в развивающихся странах (Латинская Америка, Китай, Индия и другие государства Азиатского региона) заметно росли. Многие предприятия переносили свои производства из развитых стран в страны с менее жестким экологическим законодательством. В начале XXI века эта тенденция продолжилась. Пока Европа, США и Япония работали над ликвидацией последствий промышленного бума на своих территориях, развивающиеся страны наращивали производство и накапливали загрязнение опережающими темпами.
Но уже в первой декаде нового века стало очевидно, что загрязнение окружающей среды в промышленных гигантах оказывает влияние на весь мир, а локальные загрязнения воды, почвы и воздуха в них ежегодно уносят тысячи жизней. Вопрос о необходимости нового экологического регулирования стал актуальным и в этих странах.
Китай объявил войну выбросам
В гонке за экономическим ростом начала 2000-х годов правительство Китая совершенно не заботилось о воздействии многочисленных новых производств на окружающую среду. Должного мониторинга не проводилось, а те данные, которые имелись, составляли государственную тайну. В результате загрязнение воздуха, воды и почв достигло рекордных значений и стало реальной угрозой для жизни китайцев. С 2007 года Китай обошел США по объему выбросов парниковых газов, в 2014 году на долю Китая приходилось 27% мировых выбросов. По разным оценкам, ежегодно около 1,2 млн ранних смертей в Китае вызваны плохим качеством воздуха.
По данным официального доклада китайских властей, 60% грунтовых вод и 16% почв Китая сильно загрязнены (20% сельскохозяйственных земель). Еще хуже дело обстоит с качеством воздуха. Масштабная угольная промышленность и сильное скопление автомобилей в городах привели к тому, что средняя концентрация твердых частиц в воздухе Китая в 5 раз превышает рекомендованный ВОЗ уровень, а в январе 2013 года концентрация твердых частиц в Пекине превысила рекомендованный ВОЗ уровень в 35 раз.
После многочисленных требований экологов и двухгодичного обсуждения внутри правительства Китая в 2014 году была принята новая редакция закона об окружающей среде, а премьер-министр Ли Кэцян объявил войну выбросам. Главное достижение нового закона – это изменение подхода. Если раньше успешность регионов мерилась только финансовыми показателями и уровнем бедности, то теперь наряду со стимулированием экономического развития местные власти должны пристально следить за экологическими показателями и улучшать их.
Изменился и подход к обращению с информацией о выбросах. С 2014 года правительство Китая обязало около 15 000 предприятий, включая государственные, регулярно публиковать в открытом доступе данные о своем воздействии на окружающую среду. Местные чиновники обязаны следить за показателями качества окружающей среды и публиковать эту информацию в открытом доступе.
Увеличилась ответственность за нарушение экологического законодательства. В частности, был отменен установленный предыдущим законом максимум штрафа, а также введена уголовная ответственность чиновников за сокрытие нарушений. Раньше в некоторых случаях предприятиям было выгоднее заплатить штраф за превышение нормы выбросов, нежели устанавливать дополнительное оборудование для очистки.
Закон также открывает возможности для НКО выступать в судах в защиту общественных интересов. Около 300 организаций в Китае получили такое право. Предоставляются гарантии анонимности для информаторов с предприятий.
Кроме того, в конце 2015 года правительство ввело трехлетний мораторий на разработку новых угольных месторождений и обещало закрыть тысячи месторождений небольшого объема, что позволит сократить выработку угля на 1 млрд тонн в год. Потребности в электричестве планируется покрывать только за счет возобновляемой энергетики, в первую очередь – солнечной. Также с марта 2015 года приостановлено строительство новых нефтеперерабатывающих, сталелитейных, цементных заводов и тепловых электростанций. Планируется закрыть небольшие, но сильно загрязняющие водные ресурсы заводы по окрашиванию различных материалов, а также производства пестицидов и другие вредящие окружающей среде предприятия.
Для оперативной реакции на изменения качества воздуха в Пекине и других крупных городах была введена система градации степени загрязненности воздуха. При высокой степени загрязненности (оранжевый сигнал) все производства в городе и вокруг должны временно прекратить свою работу. При наивысшей степени (красный сигнал) вводятся ограничения на перемещение транспортных средств – в разные дни разрешено передвигаться машинам в зависимости от того, четные или нечетные у них номера.
Об эффективности новой политики по оздоровлению окружающей среды Китая судить еще рано, но первые результаты борьбы за качество воздуха уже анонсируются. Средняя по Китаю концентрация твердых частиц в атмосфере в 2015 году снизилась по сравнению с предыдущим годом на 10%. При этом, по данным Гринпис, 80% городов Китая так и не смогли достичь установленных национальных стандартов.
США: контроль и высокие штрафы
По сравнению со степенью загрязнения атмосферного воздуха в городах Китая, Индии, Пакистана и Ирана (именно в этих странах находятся 10 городов с самым высоким содержанием твердых частиц в воздухе, по данным ВОЗ в 2015 году), в США можно дышать свободно. Хотя и здесь в больших городах – в Лос-Анджелесе, Нью-Йорке, Чикаго и вокруг них – существует проблема смога, а показатели по загрязнению воздуха иногда превышают установленные стандарты. Виноваты в образовании смога в основном выбросы от транспорта, теплоэлектростанции, работающие на ископаемом топливе, и промышленность, в особенности нефтепереработка.
Если концентрация вредных веществ в атмосфере не является критической для здоровья населения и намного ниже, чем во многих странах мира, то по суммарным объемам выбросов парниковых газов в атмосферу, по данным Института мировых ресурсов (WRI), США занимают второе место после Китая. На их долю в 2012 году приходилось 14,4% выбросов (6,2 млн тонн эквивалента СО2). Большая часть из них (32%) приходится на электростанции, 27% – на транспорт, 21% – на промышленность. При этом за счет лесов компенсируется только около 13% выбросов.
Значительно и загрязнение рек, в которые до сих пор сливаются промышленные стоки. Главная река крупнейшей речной системы в Северной Америке – Миссисипи – до сих пор является и одной из самых загрязненных в мире. Не менее загрязнена и другая крупная река – Огайо. Если в загрязнении Миссисипи виновато в основном сельское хозяйство (остатки азотных и фосфорных удобрений, попадающие в реку через почву, на 60% ответственны за деградацию реки), то загрязнение Огайо вызвано промышленными стоками. Основные загрязнители в реке Огайо – нитраты и ртуть от сталелитейного производства компании AK Stееl. Несмотря на большие объемы вредных веществ, сбрасываемых в реку предприятиями, формального превышения норм не фиксируется. По мнению директора отделения экологической организации Siеrra Club в Огайо Мэтта Трокана, такое возможно из-за того, что предприятия сначала смешивают выбросы с водой в бассейнах при производствах для разбавления концентрации вредных веществ, а потом постепенно эту смесь сливают в реку. Таким образом, нормы не нарушаются, но река остается сильно загрязненной.
Тем не менее, благодаря законодательным усилиям государства, сотрудничеству бизнеса и требованиям общественности, степень загрязнения окружающей среды в США постепенно снижается.
Экологическое регулирование включает в себя ограничения по каждому из вредных элементов, которые различные производства могут выбрасывать в окружающую среду, и обязательство использовать наилучшую доступную технологию для снижения выбросов.
Жидкие выбросы регулируются законом о чистой воде (Clеan Watеr Act), согласно которому каждое предприятие должно приобрести разрешение на сбросы определенного количества и определенного состава жидких отходов. Разрешения выдаются экологическими органами штатов на основе федеральных нормативов, рассчитывающихся по каждому виду производства на базе лучшей доступной технологии. Норматив является ориентиром для выдачи разрешений. При этом, если на водном объекте, в который планируется сброс отходов, наблюдается повышенная чувствительность к загрязнению, то объемы и концентрации загрязняющих веществ в отходах в разрешении могут быть уменьшены. Похожая схема существует и для регулирования выбросов в атмосферу согласно закону о чистом воздухе (Clеan Air Act). Специфические виды загрязнений регулируются отдельными законами, например, законом о нефтяных загрязнениях, о контроле использования токсичных веществ, о контроле уровня шума, о ядерных отходах.
Экологическое законодательство ежегодно дополняется новым регулированием. Например, сейчас Агентство по окружающей среде США готовит предложения по предотвращению аварий на предприятиях химической промышленности и лучшей к ним подготовке для оперативной локализации и борьбы с последствиями. В сообщении агентства говорится, что за последние 10 лет произошло более 1500 аварий на химических производствах, в результате которых погибло 60 человек, пострадало 17 000, а еще 500 000 было эвакуировано. Среди предлагаемых мер: обязательное сравнение наиболее безопасных технологий при осуществлении оценки возможных аварий, независимый аудит для выявления необходимых изменений в технологических и бизнес-процессах для лучшего предотвращения аварий, ужесточение обязательств по планированию действий в случае аварии и координации их с местной властью и жителями, улучшение доступа общественности к информации о возможных рисках производства. Проект находится в стадии рассмотрения.
Ужесточение экологического регулирования всегда встречается с трудностями. Так, осуществление представленного в 2013 году правительством США плана «Чистая энергия», согласно которому к 2030 году США должны снизить объемы выбросов парниковых газов на 32% к уровню 2005 года, пока приостановлено Верховным судом США. План впервые должен установить ограничения по объему выбросов парниковых газов в атмосферу для электростанций, работающих на угле (1305 фунтов/МВт) и природном газе (771 фунт/МВт), а также другие меры по снижению загрязняющих выбросов в атмосферу, что должно привести к улучшению качества воздуха в городах и снижению количества смертей и респираторных заболеваний. Против принятия плана активно выступают представители компаний угольной промышленности и штатов, в которых угольная отрасль наиболее развита.
Для целей мониторинга Агентство по окружающей среде США разделяет обращение с отходами на пять категорий, выстроенных сверху вниз по предпочтительности, и ежегодно собирает информацию о количестве отходов и способе обращения с ними на предприятиях. В 2014 году данные об отходах представили 21 768 предприятий. Больше трети всех отходов американских предприятий подвергаются вторичному использованию (38,4%), еще почти треть подвергается очистке и после этого выбрасывается в окружающую среду (31,7%), 16,3% отходов захоранивается, а оставшиеся 13,5% используются в качестве энергетических ресурсов.
Но и в Америке случаются злоупотребления и попытки нарушить экологическое законодательство. Согласно отчету федерации общественных групп по адвокации защиты окружающей среды Еnvironmеnt Amеrica c 2001 года крупнейшая компания по производству мяса и мясной продукции Tyson превышает допустимые объемы вредных выбросов в водные артерии. Выбросы компании насыщены нитратами, которые вызывают бурный рост микроводорослей, что ведет в итоге к гибели рыбы и других организмов. Только в 2014 году компания сбросила 20 млн фунтов загрязненных жидких отходов. После многочисленных судебных процедур Tyson договорилась со штатом Миссури о выплате штрафа в размере 25 млн долларов.
Другой схожий случай произошел с предприятием по производству чугуна в Дирборне. Предприятие, принадлежавшее российской Северстали, занижало объемы выбросов в атмосферу. Департамент качества окружающей среды задокументировал 42 случая нарушения стандартов по выбросам. После покупки предприятия американской компанией AK Stееl последняя полностью взяла на себя обязательства по выплате штрафа за прошлые нарушения в размере 1,35 млн долларов.
Индия вводит систему нулевых жидких стоков
Если для Китая самой серьезной экологической проблемой в последние годы стало загрязнение воздуха, то для Индии, наряду с плохим качеством воздуха, остро стоит проблема загрязнения водных ресурсов. По данным организации WatеrAid, 80% водных поверхностей в Индии загрязнены. За последние пять лет количество рек, признанных загрязненными, увеличилось больше чем в 2 раза – со 121 до 275. Главными причинами этого являются неочищенные канализационные стоки и стоки от кожевенных и текстильных производств. На одной только реке Ганг находятся 764 предприятия, которые сбрасывают 501 млн литров отходов в день в реку и ее притоки.
Правительство Индии долгое время пытается разработать и принять эффективные меры для снижения уровня загрязненности. На сегодняшний день все предприятия обязаны установить автоматизированную систему учета выбросов. Из 764 предприятий в бассейне Ганга на конец января 2016 года это сделали только 514. Министерство окружающей среды Индии требует приостановить деятельность тех предприятий, которые даже не начали процесс установки системы.
На протяжении нескольких лет идет разработка масштабного проекта по внедрению системы нулевых жидких стоков (Zеro Liquid Dischargе). Эта система предполагает полный цикл их очистки, в результате которого из загрязненной воды максимально извлекаются все компоненты, которые можно снова использовать в производстве, а вода очищается до состояния, не опасного для окружающей среды. При этом отходы минимизируются и приводятся в твердое состояние, что позволяет многократно уменьшить объем выбросов и до нуля снизить количество жидких отходов. На сегодняшний день правительство Индии планирует осуществить несколько пилотных проектов на предприятиях, расположенных в бассейне реки Ганг. Предполагается, что проекты затронут текстильные, кожевенные, фармацевтические и химические производства.
Кроме того, правительство Индии совместно с Массачусетским технологическим институтом (США) разрабатывает схему торговли промышленными стоками. Пилотный проект планируется запустить в штате Гуджарат, одном из самых промышленно-развитых индийских штатов. По результатам наблюдений на 110 производствах, использующих одно общее очистное сооружение, каждому предприятию будет выдано разрешение на выброс определенного количества стоков. Предприятия смогут торговать разрешениями между собой. Главная задача в данном случае – уменьшить общий сброс сточных вод, а не устанавливать одинаковые лимиты для всех. Предполагается, что такой рыночный механизм позволит предприятиям самостоятельно выбрать наиболее дешевые и эффективные способы снижения выбросов.
Для уменьшения выбросов парниковых газов от сжигания угля, доля которого в энергобалансе Индии составляет около 70%, в 2015 году был удвоен специальный налог на использование угля (со 100 рупи (1,6 долл. США) до 200 рупи (3,2 долл. США) на 1 куб. м угля). Эти налоги аккумулируются в специальном государственном фонде и должны быть использованы для прямых инвестиций в возобновляемую энергетику, в первую очередь – солнечную.
Объединение усилий
Глобализация, рост населения и рост потребностей человека за последние полвека привели к тому, что загрязнение окружающей среды стало глобальной и реальной проблемой. Для успешного решения этой проблемы работать над ее устранением необходимо всем странам координированными усилиями, несмотря на то, что локальные проблемы могут требовать индивидуального подхода. Однако существующий опыт защиты окружающей среды в разных странах показывает, что эффективнее экологические проблемы решаются там, где общество, бизнес и власть осознают их и сотрудничают друг с другом. Поэтому, как сказал известный актер и посланник мира по окружающей среде Леонардо Ди Каприо в одной из своих речей, мы должны работать вместе над этой проблемой и не принимать планету как должное.
Международные проекты
Международные проекты и программы ФосАгро
В 2015 году Организация Объединенных Наций (ООН) приняла программу устойчивого развития, состоящую из 17 глобальных целей, которые должны преобразовать мир и помочь всем странам добиться баланса в экономической, социальной и экологической сферах. Реализовать поставленные задачи должны не только государства-члены ООН, но и представители крупного бизнеса. Являясь одним из мировых лидеров в своей отрасли, Группа «ФосАгро» активно участвует в международных проектах, нацеленных на достижение Целей в области устойчивого развития (ЦУР), которые заявлены в Повестке ООН в области устойчивого развития на период до 2030 года.
Глобальный договор ООН
Частью устойчивого развития стал Глобальный договор ООН (ГД ООН), который объединяет более 11 тысяч компаний-участников из 157 стран мира. Глобальный договор ООН — это международная инициатива для бизнеса в сфере корпоративной социальной ответственности и устойчивого развития. Цель Глобального договора ООН – создать ответственный бизнес, который будет осуществлять свою деятельность в соответствии с Целями в области устойчивого развития.
ФосАгро является членом Глобального договора ООН и активно участвует в обсуждении актуальных вопросов международной повестки. Представители компании входят в состав рабочих и экспертных групп по вопросам, связанным с изменением климата и обеспечением устойчивого развития.
ФосАгро – одна из двух российских компаний, которая получила статус компании-лидера — Global Compact LEAD за приверженность ГД ООН и его десяти принципам в области ответственного ведения бизнеса, прав человека, трудовых отношений, охраны окружающей среды и борьбы с коррупцией. Впервые статус LEAD был присвоен компании в 2019 году. Сейчас только 41 компания в мире обладает статусом LEAD.10 принципов Глобального договора ООН, которым должны следовать компании-участники:
- Деловые круги должны поддерживать и уважать защиту провозглашенных на международном уровне прав человека.
- Деловые круги не должны быть причастны к нарушениям прав человека.
- Деловые круги должны поддерживать свободу объединения и реальное признание права на заключение коллективных договоров.
- Деловые круги должны выступать за ликвидацию всех форм принудительного и обязательного труда.
- Деловые круги должны выступать за полное искоренение детского труда.
- Деловые круги должны выступать за ликвидацию дискриминации в сфере труда и занятости.
- Деловые круги должны поддерживать подход к экологическим вопросам, основанный на принципе предосторожности.
- Деловые круги должны предпринимать инициативы, направленные на повышение ответственности за состояние окружающей среды.
- Деловые круги должны содействовать развитию и распространению экологически безопасных технологий.
- Деловые круги должны противостоять всем формам коррупции, включая вымогательство и взяточничество.
Расширение присутствия и защита интересов компании на мировых рынках
Развитие международных отношений и расширение контактов – необходимые условия для достижения тех глобальных задач, которые преследует ООН и мировое сообщество. Поэтому ФосАгро, как один из лидеров мирового рынка удобрений, ежегодно вносит свой вклад в развитие отрасли, тесно сотрудничая с Международной ассоциацией производителей удобрений IFA. Генеральный директор компании Андрей Гурьев занимает должность вице-президента Международной ассоциации производителей удобрений по Восточной Европе и Центральной Азии.
IFA – это крупнейшая международная организация, которая объединяет производителей, продавцов, дистрибьюторов удобрений, а также поставщиков услуг для промышленности и исследователей. В IFA входят более 480 компаний из 68 стран, производящих 75-80% мировых удобрений. IFA является консультантом ООН и активно работает с мировыми профильными структурами: Организацией экономического сотрудничества и развития (OECD), Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (FAO).
Ключевые цели IFA
- Внедрение инновационных агротехнологий.
- Содействие эффективному земледелию для повышения сельскохозяйственной продуктивности во всём мире.
- Содействие в укреплении продовольственной безопасности.
- Внедрение мер по охране лесов и почв, сохранению качества атмосферного воздуха и вод.
IFA организует площадки для обмена мнениями по актуальным вопросам, а также регулярно поощряет компании, которые продвигают высокие стандарты деятельности и соответствуют им. Так, в 2018 году ФосАгро, на площадке Череповецкого филиала АО «Апатит», успешно провела несколько исследований и получила престижную награду от IFA – Золотую медаль IFA SHE Excellence Award, показав отличные результаты в области энергоэффективности и выбросов углекислого газа; экологических показателей и показателей по безопасности и охране труда.
Повышение осведомленности
Одна из ключевых целей устойчивого развития – защита экосистем мира и снижение нагрузки на окружающую среду.
ФосАгро является участником международного альянса «Safer Phosphates», в который также входят производители экологически чистых минеральных удобрений из Южной Африки, Канады и Египта. На онлайн-платформе кампании – специализированном сайте и социальных сетях – международные эксперты рассказывают о загрязняющих веществах (тяжелых металлах), присутствующих в удобрениях и вреде, который они могут нанести людям и окружающей среде. На «Safer Phosphates» представлены обзоры научных статей, видеоматериалы, отраслевые отчеты, информационные бюллетени и актуальные новости в области безопасности фосфорных удобрений.
Еще один проект по устойчивому развитию сельского хозяйства ФосАгро реализует совместно с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН (ФАО), которая возглавляет и координирует международные усилия по борьбе с голодом. В состав ФАО входят более 194 государств. Главная цель организации – обеспечить доступ населения к качественной пище.
С 2018 года ФосАгро принимает участие в Глобальном почвенном партнерстве ФАО, на площадке которого обсуждаются актуальные вопросы, в том числе о снижении загрязнения почв, и проходит обмен опытом по надлежащему использованию удобрений. Специалисты ФосАгро приняли участие в разработке «Международного Кодекса поведения в вопросах управления удобрениями» (Code of Conduct for the Management of Fertilizers). Кодекс рекомендует правительствам установить нормы для тяжелых металлов в удобрениях, при превышении которых ограничивается применение удобрений из-за высокой вероятности загрязнения почвы.
$150 тысяч выделено ФосАгро на организацию и информационную поддержку Глобального симпозиума по загрязнению почв, который прошел в мае 2018 года в штаб-квартире ФАО в Риме.
Содействие устойчивому развитию сельского хозяйства
Организация подготовки и повышения квалификации фермеров – еще одно крупное направление деятельности ФосАгро в рамках сотрудничества с ФАО.
Проект в области устойчивого управления земельными ресурсами
В 2019 году ФосАгро запустила крупный проект по развитию навыков фермеров в вопросах устойчивого управления почвами и созданию региональных почвенных лабораторий (RESOLAN) в Африке, Латинской Америке и на Ближнем Востоке. Проект нацелен на улучшение качества и увеличения частоты проведения почвенных анализов.
Особое внимание в проекте уделяется оценке качества и безопасности, применяемых в регионе, удобрений. ФосАгро играет в проекте главную роль, налаживая единый механизм в продвижении технологий и знаний о правильном землепользовании. В рамках одного из основных компонентов проекта – Глобальной программы «Доктора для почв», разработаны специальные комплекты для тестирования почвы — «почвенные аптечки», состоящие из учебных материалов и необходимого инструментария. Комплекты «почвенных аптечек» будут распространены среди 5000 фермеров в развивающихся странах, которые предварительно пройдут обучение для правильного их применения.
$1,2 млн составляет стоимость проекта «Развитие устойчивого земледелия путем реализации Глобальной программы развития почвоведения и создания Глобальной сети почвенных лабораторий»
Основные этапы реализации проекта по устойчивому земледелию
- The Soil Doctor Testing Kit
Создание «почвенных аптечек» — комплекты инструментов для тестирования состояния почвы. - Global Soil Laboratories Network
Развитие сетей почвенных лабораторий в Африке, Латинской Америке и на Ближнем Востоке, в том числе за счет расширения технических возможностей региональных лабораторий. - Quality Control Procedures
Разработка и внедрение механизмов контроля качества в ключевых лабораториях. В рамках данного направления особое внимание будет уделяться оценке качества и безопасности удобрений.
Проект «Зеленая химия для жизни»
«Зеленая химия для жизни» — научно-образовательный проект, запущенный в 2013 году по инициативе ЮНЕСКО и ФосАгро при поддержке Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC). Проект «Зеленая химия для жизни» предоставляет гранты молодым ученым, работающим над применением передовых химических технологий в таких областях, как охрана окружающей среды, рациональное использование природных ресурсов и вторичная переработка отходов.
Взнос ФосАгро в реализацию программы «Зелёная химия для жизни» к 2022 году составит 2,5 млн долл. США (с учётом специального гранта для поддержки исследований в области переработки фосфогипса, учреждённого в 2016 году).
За 6 лет существования программы международное научное жюри, в составе которого 13 учёных из 11 стран мира, рассмотрело более 700 заявок от молодых учёных из 120 стран мира. Гранты получили более 40 учёных из 29 стран. «Зеленая химия для жизни» — первый проект в истории ЮНЕСКО и ООН, реализуемый за счёт российского бизнеса.
Андрей Гурьев,
генеральный директор ПАО «ФосAгро», член Комиссии РФ по делам ЮНЕСКО:
Стремительный рост населения нашей планеты и ускоренное развитие технологий – вот два тренда, определившие рост эксплуатации природных ресурсов и, как следствие, увеличение негативного воздействия на окружающую среду.
Именно поэтому важнейшим приоритетом науки должна стать разработка технологий, обеспечивающих дальнейший прогресс при минимизации воздействия на окружающую среду. Мы должны сохранить планету с ее природным многообразием для наших потомков.
Максимально возможно высокий уровень экологической безопасности — необходимое условие любого нового производства. И локомотивом этого процесса становится химическая отрасль. Именно поэтому мы объединили усилия с ЮНЕСКО и Международным союзом химии (IUPAC) в поддержке молодых ученых, работающих над созданием экологически безопасных технологий.
Уверен, что проект «Зеленая химия для жизни» станет успешным примером объединения усилий науки и промышленности в формировании новой этики прогресса, предусматривающей высокую ответственность за процветание будущих поколений планеты Земля.
Я выражаю огромную благодарность Министерству иностранных дел РФ и Комиссии РФ по делам ЮНЕСКО за поддержку нашей инициативы. Надеюсь, что наша совместная с ЮНЕСКО и IUPAC программа окажет действенную поддержку молодым исследователям и будет стимулировать научный поиск в направлении «Зеленой химии для жизни».
Летняя школа IUPAC по зеленой химии
В 2018 г. состоялся новый этап развития программы партнерства ФосАгро, ЮНЕСКО и IUPAC в области «зеленой химии» – была организована совместная Летняя школа IUPAC по зеленой химии в Венеции (Италия).
С 2018 г. Летние школы по зеленой химии проводятся регулярно при поддержке ФосАгро, ежегодно собирая сотни молодых и талантливых ученых из развивающихся стран и стран с переходной экономикой. За несколько лет реализации проекта на базе Венецианского университета Ка-Фоскари и Танзанийского государственного университета было проведено 3 учебные сессии, в которых приняли участие более 350 молодых специалистов и 50 преподавателей мирового уровня из 60 стран.
Международный год периодической таблицы химических элементов
2019 год был объявлен ООН Международным годом периодической таблицы химических элементов (МГПТ-2019) в честь 150-летия таблицы российского ученого Д. И. Менделеева.
ФосАгро была выбрана ключевым партнером в проведении Международного года Периодической таблицы химических элементов. При поддержке компании организованы и проведены такие ключевые международные события, как Официальные церемонии открытия Международного года во Франции и в России, Всероссийский менделеевский конкурс молодых исследователей, Менделеевский съезд по общей и прикладной химии.
Мероприятия в рамках Международного года стали отличным подспорьем в дальнейшем развитии технологий в области зеленой химии, устойчивого развития и продовольственной безопасности.
Загрязнение почв – это загрязнение нашего будущего
02/05/2018Почва – это невозобновляемый ресурс, т.е. в случае утраты или деградации ее невозможно восстановить в срок, сопоставимый с продолжительностью человеческой жизни. Состояние почв оказывает влияние на пищу, которую мы едим, воду, которую мы пьем, воздух, которым мы дышим, на наше здоровье и на здоровье всего живого на Земле. Без здоровых почв мы не сможем выращивать продовольствие. Ведь, по оценкам, 95 процентов того, что мы едим, прямо или косвенно производится на почвах.
Здоровые почвы – это ключевой фактор продовольственной безопасности и залог нашего устойчивого будущего. Они помогают поддерживать производство продовольствия, способствуют смягчению последствий изменения климата и адаптации к ним, они участвуют в процессе фильтрации воды, повышают устойчивость к наводнениям и засухам и еще многое, многое другое. Но существует невидимая угроза, которая ставит под удар и почвы, и все то, что они могут дать.
Загрязнение почвы вызывает цепную реакцию. Оно сказывается на почвенном биоразнообразии, снижает запасы органического вещества почвы и ее фильтрующую способность. Из-за загрязнения почвы происходит загрязнение почвенной влаги и грунтовых вод, нарушается баланс питательных веществ в почве. К числу наиболее распространенных загрязнителей почвы относятся тяжелые металлы, стойкие органические загрязнители и новые загрязнители, такие как фармацевтические препараты и средства личной гигиены.
Загрязнение почвы разрушительно для окружающей среды и влечет негативные последствия для всех форм жизни, которые с ним сталкиваются. Неустойчивые методы ведения сельского хозяйства, сокращающие запасы органического вещества почвы, могут способствовать переносу загрязнителей в пищевую цепь. Так, например, из загрязненной почвы загрязнители могут попасть в грунтовые воды; затем они накапливаются в тканях растений и передаются пастбищным животным, птицам и, наконец, людям, которые эти растения и животных едят. Загрязняющие вещества в почве, грунтовых водах и пищевой цепи могут вызывать целый ряд болезней и повышенную смертность у людей; это могут быть как острые последствия краткосрочного характера – например, различные виды интоксикаций или диарея, – так и хронические заболевания, в том числе онкологические.
Помимо воздействия на окружающую среду загрязнение почв сопряжено с высокими экономическими издержками, обусловленными снижением урожайности и качества сельскохозяйственных культур. Предотвращение загрязнения почв должно быть одной из приоритетных задач во всем мире. Подавляющее большинство загрязняющих веществ является результатом деятельности человека, поэтому мы несем прямую ответственность за то, чтобы изменить ситуацию, обеспечив сокращение масштабов загрязнения и безопасное будущее нашей планеты.
Необходимо признать ценность почв, их производственный потенциал и вклад в продовольственную безопасность и поддержание ключевых экосистемных услуг. Вот лишь несколько причин, по которым проблему загрязнения почв нельзя недооценивать:
1. Загрязнение почв оказывает влияние на все вокруг. Пища, которую мы едим, вода, которую мы пьем, воздух, которым мы дышим, – наше здоровье и здоровье всего живого на планете зависит от здоровья почв. Содержание питательных веществ в тканях растений напрямую связано с их содержанием в почве и ее способностью обмениваться питательными веществами и водой с корнями растений.
2. Загрязнение почвы невидимо. Сегодня треть почв планеты умеренно или сильно деградированы вследствие эрозии, потери почвенного органического углерода, засоления, уплотнения, закисления и химического загрязнения. На формирование одного сантиметра верхнего слоя почвы уходит около тысячи лет; это значит, что за свою жизнь увеличить почвенный слой нам не удастся. Есть только то, что мы видим сейчас. Несмотря на все это, масштабы загрязнения почв продолжают расти. Нынешние темпы деградации почв ставят под угрозу возможность будущих поколений удовлетворить свои самые насущные потребности.
3. Загрязнение почв сказывается на их фильтрующей способности. Для загрязняющих веществ почвы действуют как фильтр и буфер. Но возможности почв, позволяющие им справляться с давлением загрязнителей, не безграничны. Если защитный потенциал почв будет исчерпан, загрязняющие вещества начнут проникать (и уже проникают) в окружающую среду, в частности, в пищевую цепь.
Информационные технологии в экологии: почему важно стремиться к углеродной нейтральности
Сегодня вопросы, связанные с экологией, стоят достаточно остро. Существует огромное количество экологических проблем: глобальное потепление, изменения климата, истощение природных ресурсов, неправильная утилизация отходов, вырубка лесов, разрушение озонового слоя, а также загрязнение воздуха. Загрязнение окружающей среды — одна из самых опасных угроз. По данным Левада-Центра, россияне считают загрязнение окружающей среды опаснее терроризма, военных столкновений, техногенных катастроф и других угроз, стоящих перед человечеством. С этим согласны 48% респондентов. При этом загрязнение воздуха вызывает у людей еще большие переживания и сомнения. По оценкам аудиторско-консалтинговой компании FinExpertiza, в первом квартале 2020 года количество случаев высокого загрязнения воздуха выросло на 57% по сравнению с тем же периодом прошлого года.
Эдгарс Пузо, генеральный директор Atos в России и СНГ, рассказывает RusBase, какие факторы влияют на состояние экологии, и объясняет, почему выбросы углекислого газа сегодня вызывают переживания экспертов, а также разбирается, почему именно информационные технологии могут стать помощниками и спасителями окружающей среды.
Углеродная нейтральность — тренд или необходимость?
В последние годы ученые серьезно озабочены уровнем содержания углекислого газа в атмосфере. CO2 — один из важнейших элементов для поддержания жизнедеятельности различных организмов, например, растений, поскольку они поглощают этот элемент и синтезируют таким образом кислород. Однако большие объемы выбросов углекислого газа негативно сказываются на состоянии планеты — ее поверхность начинает нагреваться, из-за чего ледники тают, меняется климат, а также состав флоры и фауны.
По оценкам экспертов, к 2020 году выбросы парниковых газов упали в среднем на 17%, но ученые уверены, что сокращение уровня выбросов углерода — временное явление, поэтому компаниям стоит позаботиться о своем вкладе в экологию.
Представители бизнес-сообщества и крупных государственных структур активно обсуждают необходимость снижения выбросов парниковых газов. Осенью 2019 года на саммите ООН более 60 стран подписали документ, в котором говорилось о достижении углеродной нейтральности к 2050 году путем сокращения выбросов CO2 в атмосферу.
Углеродная нейтральность — нулевой уровень углекислого газа, в некоторых случаях предотвращение и сведение выбросов CO2 к минимуму. К этому сейчас стремятся многие компании, потому что именно бизнес чаще оказывает негативное воздействие на окружающую среду.
Как достичь углеродной нейтральности?
Многие факторы указывают на необходимость перехода к устойчивому развитию. Руководители различных предприятий должны думать о том, как поспособствовать улучшению показателей.
Одним из главных направлений сейчас стала декарбонизация. Это комплекс действий, направленных на переход к возобновляемым источникам энергии, а также постепенный отказ от использования традиционных источников: нефть, газ, уголь и т.д.
По прогнозам экспертов, декарбонизация приведет к снижению выбросов CO2 на единицу вырабатываемой энергии. Одни компании достигают углеродной нейтральности самостоятельно, изменяя производственный процесс, используя другие материалы и химические соединения — это первый метод предотвращения или сведения к минимуму выбросов СО2 в атмосферу. Другие компенсируют негативное воздействие за счет сотрудничества с организациями по охране окружающей среды. Иногда компании, производящие одежду, или, например, ритейлеры и логистические предприятия возмещают наносимый вред окружающей среде путем участия в социальных проектах, таких как озеленение, инвестиции в безотходное производство, участие в акциях по защите экологии. Справедливо заметить, что именно отрасль ИТ — самая безвредная для окружающей среды. Доля выбросов углекислого газа в атмосферу в сфере ИТ равна 2% от общего объема. Однако на центры обработки данных приходится 0,3% от общих выбросов углерода.
Если учесть тот факт, что ЦОД входят в сферу ИКТ, то 0,3 % от 2% — это достаточно большой объем. И эти данные стремительно увеличиваются из-за перехода всех отраслей экономики в облако. Ключевые факторы, определяющие такой объем выбросов: значительное количество серверов, устройств для хранения данных, систем вентиляции и др. Такие игроки рынка, как Google и Amazon, Facebook, Apple постоянно исследуют эту проблему и строят энергоэффективные ЦОД. Конечно же, всегда нужно проверять исправность всех компонентов стоек, чтобы удостовериться, что все они действительно необходимы и выполняют важные задачи. Atos тоже активно работает в этом направлении. Так, в ноябре 2020 года на глобальном уровне было представлено декарбонизированное решение Atos OneCloud, которое позволит снизить выбросы углерода в облачной инфраструктуре.
В поисках решения для сокращения выбросов углерода в атмосферу многие компании предлагают различные решения. Например, крупнейший концерн Mitsubishi планирует перейти на использование водорода в качестве основного источника энергии, поскольку при сжигании он не производит выбросов газа и достаточно гибок для использования в самых разных сферах. В конце октября 2020 года в России был принят план развития водородной энергетики до 2024 года. Основная его цель – увеличение производства и расширение сферы применения водорода в качестве чистого энергоносителя, для этого будут строиться установки, генерирующие водород без выбросов углекислого газа в атмосферу. Это поможет создать в России принципиально новую индустрию низкоуглеродного производства.
Выделяют также и другие способы перехода к углеродной нейтральности. При использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в качестве источника топлива энергоэффективность повышается, и выбросы переработанного газа сокращаются. В ЦОД такие гибкие топливные элементы тоже начинают использоваться. Некоторые эксперты предлагают в качестве решения комбинированные системы тепло- и энергоснабжения, поскольку именно нагревание и охлаждение — основной канал снабжения ЦОД энергией.
Информационные технологии на страже экологии
Следует обратить внимание на то, что один из важнейших компонентов экологической политики каждого государства – это подготовка компетентных специалистов, способных справиться с экологическими проблемами различной сложности и масштаба. Здесь стоит сказать про информационные технологии.
Современные цифровые технологии развиваются очень быстро и присутствуют во всех отраслях бизнеса. Именно ИТ помогают компаниям осуществить переход на модель передового безвредного производства, под которым подразумевается использование безопасных материалов, интеллектуальных систем и др.
Atos давно встал на путь устойчивого развития и предоставляет своим клиентам услуги, помогающие компаниям осуществить цифровую трансформацию в целях защиты окружающей среды. Постоянно расширяя портфель своих решений, компания приобрела консалтинговое агентство EcoAct, специализирующееся на разработке стратегии борьбы с негативными изменениями климата. На пути к защите окружающей среды малые и крупные предприятия в различных отраслях сталкиваются с проблемой выбора и реализации инициативы устойчивого развития. Мы считаем, что каждой компании необходимо обладать определенной стратегией по защите экологии, чтобы добиться устойчивого результата от цифровой трансформации. Сейчас предельно важно предоставлять клиентам консультационные услуги по внедрению и интеграции инновационных технологий, предотвращающих загрязнение окружающей среды, включая анализ климатических рисков.
При помощи экспертов в области руководителям организаций проще принимать обоснованные инвестиционные решения, опираясь на обширный опыт разработки программ цифровой трансформации, отвечающих запросам клиентов и поддерживающих их бизнес-процессы.
Стоит обратить внимание на то, что цифровая трансформация выгодна прежде всего самим компаниям, потому что они могут привлечь внимание к своим инициативам и тем самым поспособствовать развитию технологий устойчивого развития на других рынках. Более того, искусственный интеллект и интернет вещей могут использоваться для грамотного расчета моделей энергоэффективного производства.
Корпоративная социальная ответственность — это то, что способствует устойчивому развитию и является основой перехода к нулевому уровню углеродных выбросов. Поддерживая инициативы по разработке эффективных стандартов по вопросам защиты и охраны окружающей среды, компании делают небольшой, но очень важный вклад, а новые продукты вкупе с профессиональной экспертизой дают возможности для совершения безошибочных инвестиций, ведущих к главной глобальной цели – защите экологии.
Почему это важно для предпринимателей?
Сейчас стоимость энергии для большинства компаний составляет примерно треть от всех производственных затрат. Одновременно с этим мы наблюдаем постепенное снижение стоимости возобновляемой энергии. Также стоит учитывать, что многие компании на всех этапах производства продуктов ожидают от поставщиков энергии снижения выбросов СО2 – и ни одна отрасль здесь не исключение.
Придерживаясь политики уменьшения углеродного следа, компания снижает свое негативное воздействие на окружающую среду, что, несомненно, делает ее более привлекательной для соискателей. Также, проводя кампании по устойчивому развитию, предприятия содействуют продвижению идей ответственного потребления.
Несколько советов предпринимателям
Из-за пагубного воздействия диоксида углерода на экологию нашей планеты многие компании стараются достичь углеродной нейтральности, восстанавливая углеродный баланс в атмосфере.
На пути к декарбонизации компании необходимо выполнить несколько шагов:
- Проанализировать текущий уровень выбросов углекислого газа и оценить эффективность существующих стратегий компаний по сокращению вредных отходов;
- Использовать более энергоэффективные технологии. Например, развертывание сетей 5G, расширение мощностей дата-центров и соответствующего оборудования, вынуждают компании значительно увеличить потребление энергии. Поэтому необходимо активно исследовать рынок инновационных и экологичных решений, которые позволят разумно использовать природные ресурсы;
- Стимулировать сотрудников пользоваться общественным транспортом, ездить на велосипеде, предпочитать поезда самолетам — в общем, поощрять все те инициативы, которые способствуют уменьшению выбросов парниковых газов;
- Перейти на электронный документооборот, что позволит сократить количество расходных материалов, для производства которых применяются природные ресурсы. Например, канцелярских товаров, бумаги, пластика и т.д.;
- По возможности перейти на возобновляемые источники энергии: солнечную и ветряную энергию.
Практические решения
Существует три основных инструмента, благодаря которым компании переходят на использование возобновляемых источников энергии:
- соглашения о покупке электроэнергии;
- солнечные фотоэлектрические системы;
- мини-электростанциями.
Если предприятие расположено в районе «зеленой» энергетики, то оно может подписать договор с коммунальными службами или некоторыми независимыми производителями электроэнергии о покупке энергии из возобновляемых источников. Это помогает снизить углеродный след. Однако ряд предприятий сталкиваются с трудностями:
- возобновляемая энергия непостоянна – часто из-за погодных условий она прекращает производиться;
- требуется синергия традиционной и возобновляемой энергии, а не замена первой.
Из-за непонимания этого многие компании впустую тратят деньги на дорогостоящие разработки.
Природа работает с технологиями, чтобы уменьшить загрязнение воздуха
«Мать-природа — инженер-самоучка».
— Стюарт Стаффорд
В Соединенных Штатах, где технологии уже используются для поддержания относительной чистоты воздуха, добавление растений и деревьев к ландшафту возле заводов и других источников загрязнения может снизить загрязнение воздуха в среднем на 27 процентов, как показывают новые исследования.
Исследование показывает, что растения, а не технологии, также могут быть более дешевым вариантом очистки воздуха вблизи ряда промышленных объектов, дорог, электростанций, коммерческих котельных и мест бурения нефтяных и газовых скважин.
Работа вызвала заметный интерес со стороны средств массовой информации и широкой общественности, получив освещение в СМИ во многих изданиях и впечатляющее количество цитирований. С веб-сайта журнала Altemetric : «На данный момент Altmetric отслеживает 14 222 420 результатов исследований из всех источников. По сравнению с ними этот показал себя особенно хорошо и находится в 99-м процентиле: он входит в 5% лучших результатов всех исследований, когда-либо отслеживаемых Altmetric ».
Появления в СМИ включают 3 декабря 2019 года выпуск West Virginia Morning. Послушайте интервью и, возможно, оцените природу не только за ее красоту, но и за ее мудрость и практичность! Он также появился в качестве гостя в репортаже канала WCMH-TV NBC4, «Преимущества деревьев».
Эта история была подхвачена рядом других изданий, в том числе VOA news .
Одна из причин, по которой исследование может вызвать большой интерес, заключается в том, что стратегия включения природы в экономические системы сокращения загрязнения воздуха может быть широко использована.Исследователи обнаружили, что в 75 процентах проанализированных округов было дешевле использовать растения для уменьшения загрязнения воздуха, чем добавлять технологические меры, такие как очистители дымовых труб, к источникам загрязнения.
«Дело в том, что традиционно, особенно как инженеры, мы не думаем о природе; мы просто сосредотачиваемся на том, чтобы внедрять технологии во все », — сказал Бхавик Бакши, ведущий автор исследования и профессор химической и биомолекулярной инженерии в Университете штата Огайо.
«Итак, один из ключевых выводов заключается в том, что нам нужно начать смотреть на природу, извлекать уроки из нее и уважать ее. Если мы это сделаем, у нас появятся беспроигрышные возможности — возможности, которые потенциально дешевле и экологичнее ».
Исследование, опубликованное сегодня в журнале Environmental Science & Technology , показало, что природные решения по борьбе с загрязнением воздуха во многих случаях могут быть лучше технологий в борьбе с загрязнением воздуха.
Анализ показал, что для одного конкретного сектора — промышленных котлов — технология очистки воздуха дешевле, чем модернизация экосистемы.А для обрабатывающей промышленности и экосистемы, и технологии могут предложить экономию в зависимости от типа завода.
Профессор Бхавик БакшиЧтобы начать понимать влияние деревьев и других растений на загрязнение воздуха, исследователи собрали общедоступные данные о загрязнении воздуха и растительности в каждом округе 48 штатов. Затем они подсчитали, сколько может стоить добавление дополнительных деревьев и растений.
Их расчеты включали способность существующей растительности, включая деревья, луга и кустарники, уменьшать загрязнение воздуха.Они также учли эффект, который восстановительные насаждения — доведение растительного покрова данного округа до его среднего по округу уровня — может оказать на уровни загрязнения воздуха. Они оценили влияние растений на наиболее распространенные загрязнители воздуха — диоксид серы, твердые частицы, образующие смог, и диоксид азота.
Они обнаружили, что восстановление растительности до среднего уровня лесного покрова на уровне округа снизило загрязнение воздуха в среднем на 27 процентов по округам. Эта цифра варьируется в зависимости от округа и региона — рассмотрим, например, округ в пустыне Невада и округ в сельскохозяйственных угодьях Огайо.Даже если бы округа были одинакового размера, земельный покров в Неваде в среднем по округу был бы меньше, чем в Огайо, потому что в пустыне не могло быть столько же растительности, сколько на сельскохозяйственных угодьях.
Их исследования не рассчитали прямое воздействие растений на загрязнение озоном, потому что, по словам Бакши, данные о выбросах озона отсутствуют. В анализе также не учитывалось, лучше ли определенные виды деревьев или растений «очищать» воздух от загрязнения, хотя Бакши сказал, что, вероятно, виды растений повлияют на качество воздуха.
Они обнаружили, что добавление деревьев или других растений может снизить уровень загрязнения воздуха как в городских, так и в сельских районах, хотя показатели успеха варьировались в зависимости, среди прочего, от того, сколько земли было доступно для выращивания новых растений и от текущего качества воздуха.
Уменьшение загрязнения воздуха имеет решающее значение для здоровья населения. По оценкам Американской ассоциации легких, 4 из 10 человек в США живут в районах с плохим качеством воздуха, что приводит к проблемам со здоровьем, включая астму, рак легких и болезни сердца.
Бакши сказал, что их результаты показывают, что природа должна быть частью процесса планирования по борьбе с загрязнением воздуха, и показывают, что инженеры и строители должны найти способы включить как технологические, так и экологические системы.
«В основном мы заинтересованы в том, чтобы инжиниринг вносил позитивный вклад в устойчивое развитие», — сказал Бакши. «И одна большая причина, по которой инженерия этого не сделала, заключается в том, что инженерия держала природу за пределами своих системных границ.”
Профессор Бакши является автором книги Sustainable Engineering: Principles and Practice (Cambridge University Press, 2019) и недавно получил премию Лоуренса К. Сесила 2019 AIChE Environmental Division в области экологической химической инженерии , высшую награду AIChE в поле и Образовательная награда Форума устойчивого развития AIChE 2019 .
Эта работа финансировалась Национальным научным фондом.
На основе рассказа Лоры Ареншилд, Ohio State News
Основы зеленой химии | Зеленая химия
На этой странице:
Определение зеленой химии
Зеленая химия — это разработка химических продуктов и процессов, которые сокращают или исключают использование или образование опасных веществ.Зеленая химия применяется на протяжении всего жизненного цикла химического продукта, включая его проектирование, производство, использование и окончательную утилизацию. Зеленая химия также известна как устойчивая химия.
Зеленая химия:
- Предотвращает загрязнение на молекулярном уровне
- Это философия, которая применима ко всем областям химии, а не к какой-либо одной химической дисциплине.
- Применяет инновационные научные решения к реальным экологическим проблемам
- Приводит к сокращению количества источников, поскольку предотвращает загрязнение.
- Снижает негативное воздействие химических продуктов и процессов на здоровье человека и окружающую среду
- Уменьшает, а иногда и устраняет опасность от существующих продуктов и процессов
- Разрабатывает химические продукты и процессы для снижения внутренних опасностей
Начало страницы
Чем зеленая химия отличается от очистки загрязнений
Зеленая химия снижает загрязнение в его источнике за счет минимизации или устранения опасностей, связанных с химическим сырьем, реагентами, растворителями и продуктами.
Это не похоже на очистку от загрязнения (также называемую восстановлением), которая включает в себя очистку потоков отходов (обработка на конце трубы) или очистку от разливов в окружающей среде и других выбросов. Восстановление может включать отделение опасных химикатов от других материалов, затем их обработку, чтобы они больше не представляли опасности, или их концентрацию для безопасной утилизации. Большинство мероприятий по восстановлению не связаны с зеленой химией. Рекультивация удаляет опасные материалы из окружающей среды; с другой стороны, зеленая химия в первую очередь предотвращает попадание опасных материалов в окружающую среду.
Если технология уменьшает или устраняет опасные химические вещества, используемые для очистки загрязнителей окружающей среды, эта технология будет квалифицироваться как технология зеленой химии. Одним из примеров является замена опасного сорбента [химического вещества], используемого для улавливания ртути из воздуха для безопасного удаления, на эффективный, но неопасный сорбент. Использование неопасного сорбента означает, что опасный сорбент никогда не производится, и поэтому технология восстановления соответствует определению зеленой химии.
Начало страницы
12 принципов зеленой химии
Эти принципы демонстрируют широту концепции зеленой химии:
1. Предотвращение образования отходов : Разработайте химический синтез для предотвращения образования отходов. Не оставляйте отходы для обработки или очистки.
2. Максимизируйте атомную экономию : Спроектируйте синтезы так, чтобы конечный продукт содержал максимальную долю исходных материалов. Выбросьте мало атомов или совсем не тратите их.
3. Разработать менее опасные химические синтезы : Спроектировать синтез для использования и получения веществ с небольшой или нулевой токсичностью для человека или окружающей среды.
4. Создавайте более безопасные химические вещества и продукты. : Создавайте химические продукты, которые будут полностью эффективными, но при этом имеют небольшую токсичность или совсем не токсичны.
5. Используйте более безопасные растворители и условия реакции : Избегайте использования растворителей, разделительных агентов или других вспомогательных химикатов. Если вам необходимо использовать эти химические вещества, используйте более безопасные.
6. Повышение энергоэффективности. : По возможности проводите химические реакции при комнатной температуре и давлении.
7.Используйте возобновляемое сырье. : Используйте возобновляемые, а не истощаемые исходные материалы (также известные как сырье). Источником возобновляемого сырья часто являются сельскохозяйственные продукты или отходы других процессов; Источником истощаемого сырья часто является ископаемое топливо (нефть, природный газ или уголь) или добыча полезных ископаемых.
8. Избегайте химических производных. : Избегайте использования блокирующих или защитных групп или любых временных модификаций, если это возможно. Производные используют дополнительные реагенты и образуют отходы.
9. Используйте катализаторы, а не стехиометрические реагенты. : Минимизируйте количество отходов, используя каталитические реакции. Катализаторы эффективны в небольших количествах и могут проводить одну реакцию много раз. Они предпочтительнее стехиометрических реагентов, которые используются в избытке и проводят реакцию только один раз.
10. Создавайте химические продукты и продукты для разложения после использования. : Создавайте химические продукты так, чтобы они после использования разлагались на безвредные вещества, чтобы они не накапливались в окружающей среде.
11. Анализируйте в реальном времени, чтобы предотвратить загрязнение. : Включите внутрипроцессный мониторинг и контроль в реальном времени во время синтеза, чтобы минимизировать или исключить образование побочных продуктов.
12. Сведите к минимуму вероятность аварий. : Разработайте химические вещества и их физические формы (твердые, жидкие или газообразные), чтобы минимизировать вероятность химических аварий, включая взрывы, пожары и выбросы в окружающую среду.
Начало страницы
Двенадцать принципов зеленой химии закладкиЗагрузите одностороннюю или двустороннюю закладку, показывающую двенадцать принципов зеленой химии.
Начало страницы
Корни зеленой химии в Законе о предотвращении загрязнения 1990 года
Прекращение загрязнения окружающей среды стало официальной политикой Америки в 1990 году, когда был принят Федеральный закон о предотвращении загрязнения.
Закон определяет сокращение источника как любую практику, которая:
- Снижает количество любых опасных веществ, загрязнителей или загрязняющих веществ, попадающих в любой поток отходов или иным образом выбрасываемых в окружающую среду (включая неконтролируемые выбросы) перед переработкой, обработкой или удалением.
- Снижает опасность для здоровья населения и окружающей среды, связанную с выбросом таких веществ, загрязнителей или загрязняющих веществ.
Термин «сокращение источника» включает:
- Модификации оборудования или технологий
- Изменения в процессе или процедурах
- Модификации, переформулировка или переработка продукции
- Замена сырья
- Улучшения в ведении домашнего хозяйства, техобслуживании, обучении или управлении запасами
Раздел 2 Закона о предотвращении загрязнения устанавливает иерархию предотвращения загрязнения, говоря:
- Конгресс настоящим заявляет, что национальной политикой Соединенных Штатов является предотвращение или уменьшение загрязнения у источника, когда это возможно;
- Загрязнение, которое невозможно предотвратить, по возможности следует перерабатывать экологически безопасным способом;
- Загрязнение, которое невозможно предотвратить или переработать, следует обрабатывать экологически безопасным способом, когда это возможно;
- Удаление или другой выброс в окружающую среду должен использоваться только в крайнем случае и должен осуществляться экологически безопасным способом.
«Зеленая химия» направлена на разработку и производство конкурентоспособных по стоимости химических продуктов и процессов, которые достигают наивысшего уровня иерархии предотвращения загрязнения за счет сокращения загрязнения в его источнике.
Для тех, кто создает и использует зеленую химию, иерархия выглядит так:
- Снижение источников и предотвращение химических опасностей
- Разработка химических продуктов, снижающих опасность для здоровья человека и окружающей среды *
- Производство химических продуктов из сырья, реагентов и растворителей, которые менее опасны для здоровья человека и окружающей среды *
- Разработка синтезов и других процессов с уменьшением или даже без химических отходов
- Разработка синтезов и других процессов, использующих меньше энергии или воды
- Использование сырья, полученного из ежегодно возобновляемых ресурсов или из обильных отходов
- Разработка химической продукции для повторного использования или переработки
- Повторное использование или переработка химикатов
- Обработка химикатов для снижения их опасности перед утилизацией
- Безопасная утилизация необработанных химикатов и только в том случае, если другие варианты невозможны
* Менее опасные для здоровья человека и окружающей среды химические вещества:
- Менее токсичен для организмов
- Меньше вреда для экосистем
- Не стойкий или биоаккумулирующийся в организмах или окружающей среде
- По своей природе безопаснее обращаться и использовать, потому что они не горючие или взрывоопасные
Начало страницы
Технология как палка о двух концах
Slack охватывает все.Он просачивается повсюду. Грязь — это то, что не тает в горах красной руды — металлическая частица, порошкообразная руда, металлический порошок. Он засыпает все растущее. Вы можете видеть крошечные кусочки руды в ваших руках. Сияющая руда пачкает твое пальто. Попадает в волосы. В определенные дни они устраняют слабину. Могучие потоки воздуха выдувают удушающую слабину из дорогостоящих труб заводов на дешевую человеческую жизнь снаружи. В те дни темнеет солнце, и возвращающиеся домой сталелитейщики прячут лица, как от песчаной бури.Они ныряют в куртках через голову под яростью падающей слабины. Вы найдете это везде. . . . Ничто, от сажи до гнили, не может долго убираться в стальных городах. «Стальные города» из сериала «Люди и сталь» Мэри Хитон Форс
Промышленная революция принесла невероятные успехи в финансовом благополучии. Между 1870 и 1910 годами доход на душу населения в США вырос почти на 40 процентов, а стоимость продукции обрабатывающей промышленности увеличилась в семь раз. Тем не менее, быстрая индустриализация оставила затемненное полуденное небо, шумную и небезопасную технику и серьезно ухудшила условия жизни.
Потребовалось почти три поколения, прежде чем были предприняты первые согласованные усилия по борьбе с загрязнением, но когда они были начаты, прогресс стал реальным. Индекс качества воздуха в Соединенных Штатах в настоящее время показывает улучшение на 42 процента с 1980 года. Число городов США, не соблюдающих национальные стандарты качества воздуха по озону, составлявшее 199 в 1990 году, составляло всего 70 к 1995 году. Автомобильные выбросы шести основных загрязнителей воздуха снизился на 31 процент, даже несмотря на то, что пробег автомобилей увеличился более чем вдвое.
Технологии, загрязняющие землю, воздух и воду на протяжении более века, теперь демонстрируют многообещающие перспективы в области очистки окружающей среды. Технологические инновации, специально нацеленные на сокращение загрязнения — от более чистых производственных процессов до скрубберов дымовых газов и каталитических нейтрализаторов — теперь играют заметную роль в смягчении некоторых растущих проблем в мире, который становится все более технологичным.
Другими словами, технология— это палка о двух концах, способная как нанести, так и ликвидировать ущерб качеству окружающей среды.Далее мы рассмотрим технологии и окружающую среду в четырех ключевых областях: энергия, климат, качество воды и очистка от отходов. В каждом случае мы иллюстрируем двойственный характер воздействия технологий на окружающую среду. Мы также затрагиваем зарождающуюся взаимосвязь между Интернетом и качеством окружающей среды, которая, опять же, кажется двусторонней. Затем мы отмечаем, как технологии помогают формировать политику, которая позволяет производителям и потребителям осознавать и учитывать экологические издержки технологий и, таким образом, стимулировать инновации для очистки окружающей среды..
Энергия
Экономика всех стран мира по-прежнему сталкивается с серьезными проблемами в использовании энергии — источника жизненной силы в индустриальную эпоху — при сохранении качества окружающей среды. Хотя энергоэффективность в США намного выше, чем когда-либо прежде, рост экономики обеспечил рост энергопотребления. Хотя средняя топливная эффективность новых легковых автомобилей с 1975 года увеличилась более чем вдвое, экологические выгоды все больше нивелируются популярностью малотоннажных грузовиков и внедорожников с меньшим пробегом, увеличением пробега на одно транспортное средство и значительным увеличением количества транспортных средств. владение..
Тем не менее, технологии, движимые экономическим, нормативным и экологическим давлением, сделали возможным впечатляющее сокращение автомобильных выбросов летучих органических соединений и окиси углерода на милю пройденного пути. Снижение обоих показателей на 70-80 процентов с 1977 года было бы невозможно без существенных инноваций, в первую очередь в электронике. Здесь разработка датчиков, которые могут точно откалибровать потребление энергии в соответствии с потребностями, означает, что как современные двигатели, так и промышленные двигатели могут работать намного более эффективно.Микроконтроллеры и процессоры цифровых сигналов также лежат в основе нового поколения автомобильных датчиков выбросов, которые теперь потребляют до 25 процентов меньше энергии. Современные автомобили имеют от 20 до 90 таких датчиков для точного управления двигателем. .
Климат
Обсуждение использования энергии естественным образом приводит к вопросу о том, как это может влиять на климат Земли. В Соединенных Штатах на энергетический сектор приходится более 85 процентов общих выбросов парниковых газов, при этом только на долю углекислого газа, связанного с энергетикой, приходится около 80 процентов.Большинство выбросов парниковых газов в США происходит в результате использования угля и нефти в производстве и транспортировке электроэнергии соответственно. Но две новые технологии, топливные элементы и небольшие одноцикловые газовые турбины, созданные по экономическим и экологическим соображениям, а также по инновационной политике, предлагают существенные экологические преимущества по сравнению с традиционными крупными централизованными электростанциями. Местная выработка электроэнергии небольшими электростанциями может не только снизить потери при передаче, но и улучшить качество воздуха, поскольку они могут работать на водороде и природном газе, что намного чище угля из расчета на киловатт-час.Если топливные элементы получат широкое распространение на транспорте, выбросы там тоже сократятся. .
Однако внедрение таких технологий не может быть идеальным решением, особенно в сфере производства электроэнергии. Некоторые технологии топливных элементов выделяют двуокись углерода, парниковый газ. Кроме того, малые предприятия, обслуживающие только жилые районы или малые предприятия, могут быть менее способны сбалансировать пики спроса, чем более крупные предприятия, обслуживающие оба типа потребителей.
Качество воды
Качество воздуха и изменение климата являются доминирующими, но не единственными экологическими проблемами, связанными с использованием и производством энергии.Промышленные и автомобильные выбросы, особенно оксидов азота, также ухудшают качество воды. Осаждение азота действует как удобрение и способствует росту водорослей в озерах, реках и устьях рек, создавая эвтрофные условия, которые убивают затопленную водную растительность. В некоторых местах, например в Чесапикском заливе, эвтрофикация угрожает коммерческому рыболовству, а также рекреационным занятиям.
Еще более серьезным является сток пестицидов, удобрений и отходов животноводства в сельском хозяйстве.Технологии и политика сейчас начинают решать проблему загрязнения сточными водами, но его трудно измерить, а тем более контролировать, потому что оно происходит из широко разбросанных, «неточечных» источников.
Однако за последние несколько лет инструменты географических информационных систем (ГИС), использующие данные дистанционного зондирования, предложили новые способы идентификации и наблюдения за этими источниками. Эти методы объединяют информацию о землепользовании с данными гидрологии, топографии и почвы для создания подробных оцифрованных карт в очень мелком масштабе и измерения потенциала стока.Данные дистанционного зондирования о реальной сельскохозяйственной деятельности, собранные с самолетов и спутников, могут быть объединены с цифровыми картами для обеспечения более точного и своевременного мониторинга и оценки стока. Хотя проследить весь сток до его первоначального источника может быть невозможно, становится все более возможным и рентабельным отслеживать большую его часть.
ИнструментыГИС также способствовали развитию точных методов ведения сельского хозяйства с использованием компьютеризированной и подробной информации о здоровье сельскохозяйственных культур в реальном времени. Дистанционные датчики на уборочном оборудовании позволяют производителям различать ряды культур для орошения и внесения пестицидов и удобрений, тем самым повышая урожайность сельскохозяйственных культур и сокращая использование химикатов.И у точного земледелия может быть светлое будущее: продажи информационных технологий в сельскохозяйственном секторе теперь сопоставимы с продажами сельскохозяйственного оборудования.
Технология дистанционного зондирования также начала повышать эффективность муниципального водопользования. Даже в Соединенных Штатах цена на воду способствует расточительному потреблению. Проблема усугубляется во многих других странах, особенно в развивающихся странах, из-за отсутствия инфраструктуры для измерения расхода воды. Например, в Буэнос-Айресе клиенты платят за воду в зависимости от размера своих домов или квартир.Город недавно обновил свои карты недвижимости с использованием данных дистанционного зондирования. Некоторые отели маскировались под апартаменты-студии, и с них выставлялись соответствующие счета. Хотя дистанционное зондирование не заменило необходимость измерения, новые данные, по крайней мере, позволили городу более точно определять цену на воду.
Несмотря на свои обещания, даже технологии ГИС и дистанционного зондирования имеют «обоюдоострые» последствия для окружающей среды. Технологии вызывают некоторые проблемы конфиденциальности, например, что может привести к тому, что загрязнители будут скрывать или скрывать свою загрязняющую деятельность, что еще больше затрудняет мониторинг загрязнения и очистку.Несколько судебных дел, касающихся конституционной защиты от необоснованных обысков, были мотивированы использованием аэрофотосъемки для мониторинга соблюдения экологических требований, а в более поздних случаях загрязнители пытались скрыть свои действия от наблюдения. Совсем недавно сельскохозяйственные конгломераты Среднего Запада выразили обеспокоенность по поводу доступности для общественности аэрофотоснимков, если они достаточно подробны, чтобы раскрыть методы ведения сельского хозяйства. Такие опасения могут привести к ограничению использования дистанционного зондирования для мониторинга загрязнения и соблюдения нормативных требований.
Управление отходами
Выбор между выгодами и затратами новых разработок в области биотехнологии стал предметом заголовков в случае поставок генетически модифицированных продуктов питания. Аналогичные опасения связаны с технологией биоремедиации. Встречающиеся в природе микроорганизмы уже давно используются для разложения органических отходов человека, сельского хозяйства, промышленности и муниципальных образований. Теперь генно-инженерные организмы используются не только для очистки промышленных стоков, но и для очистки сточных вод, загрязненной почвы и разливов нефти.Биовосстановление обрабатывает около 5-10 процентов всех токсичных химикатов и других опасных отходов; успешно обработала нефть, бензин, толуол, нафталин, пентахлорфенол (фунгицид и консервант древесины) и сельскохозяйственные отходы; и используется на более чем 30 полигонах по испытанию боеприпасов по всей территории Соединенных Штатов.
Биоремедиация может быть особенно рентабельным подходом. Большая часть затрат на традиционные технологии очистки связана с удалением и утилизацией загрязненной почвы, воды или других материалов.Биовосстановление требует только доставки бактерий на участок, а не выкапывания грунта или его иного нарушения, что снижает затраты на последующую очистку.
Эти преимущества необходимо уравновесить с тем, что некоторые критики считают потенциально серьезными недостатками. Одна проблема заключается в том, что биоремедиация может в значительной степени иммобилизовать, а не полностью устранить загрязнение. Другой заключается в том, что вместо того, чтобы вернуться в исходное состояние, сайт будет преобразован каким-то неожиданным образом. Третья проблема заключается в том, что потенциальные риски добавления генетически измененных организмов в окружающую среду или даже перераспределения встречающихся в природе организмов могут быть не полностью поняты.
Информационная революция
Революция в информационных технологиях сулит экономические изменения почти такие же великие, как и сама промышленная революция. Может показаться, что хранение, обработка и передача цифровых данных не имеют последствий для окружающей среды, но некоторые примеры говорят об обратном. Высокоскоростное соединение с высокой пропускной способностью между нашими домами и офисами может позволить нам работать удаленно; это также может усугубить разрастание городских районов, если работники сочтут все более практичным жить дальше от своей работы.Заменит ли онлайн-шоппинг посещение торгового центра или будет происходить в дополнение к походам к стоматологу и химчистке (поездки, которые могли быть объединены с поездками в торговый центр), также будет определять влияние Интернета на поездки на автомобиле. Упаковка товаров электронной коммерции для доставки может быть более материалоемкой и энергоемкой, чем товары, купленные в магазине. Некоторые противоречивые исследования даже предполагают, что рост спроса на электроэнергию, вызванный новыми типами клиентов, такими как склады компьютерных серверов, мог помочь перегрузить электрическую сеть в северной Калифорнии прошлым летом.Чистое влияние новых информационных технологий на потребление энергии, землепользование и путешествия еще предстоит тщательно изучить.
С другой стороны, как инструмент исследования и общения об окружающей среде Интернет кажется многообещающим. Для исследований он предлагает онлайновые библиографические поисковые машины, архивы данных и системы поиска, быстрый обмен результатами исследований с удаленными коллегами и программное обеспечение для научного моделирования сложных экологических процессов.Интернет также значительно расширил доступ общественности к подробной экологической информации и ее осведомленность.
Экономические стимулы и технологические инновации
Реализация экологических перспектив этих и других новых технологий, то есть использование выгодной стороны двойственного характера технологий, частично зависит от «правильного установления цен». Новые технологии будут лучше внедряться для снижения экологических затрат, если эти затраты будут признаны. Например, если бы цены на автомобили отражали все экологические издержки, связанные с выбросами выхлопных газов, у автопроизводителей были бы более сильные стимулы для использования новых технологий контроля загрязнения в новых моделях автомобилей.
Подход к экологическому регулированию, основанный на «социальных издержках», все чаще находит свое применение в Соединенных Штатах. Например, продаваемые разрешения на загрязнение, такие как выбросы диоксида серы от угольных электростанций, создали финансовые стимулы для производителей электроэнергии к внедрению более чистых производственных процессов. Эти рыночные подходы могут быть более рентабельными, чем традиционные ограничения выбросов или технологические стандарты, потому что фирмы, которые могут сократить выбросы наиболее дешево, сокращают их больше, чем в противном случае, а затем продают свои избыточные разрешения фирмам, которые не могут.В то же время рыночные подходы побуждают к инновациям, устанавливая цену за выбросы и сокращение.
Использование таких стимулирующих подходов растет не только у нас, но и за рубежом. Обсуждения международной политики по глобальному изменению климата включают налоги на выбросы углерода и использование рыночных разрешений. Подобные подходы к установлению правильных цен при управлении качеством воды и отходами, как в наших примерах выше, вероятно, будут препятствовать экологически вредному использованию этих ресурсов и еще больше поощрять использование новых технологий в управлении ими.
Информационные технологии, в частности, помогут расширить масштабы и эффективность подходов, основанных на стимулах, по крайней мере по четырем причинам. Во-первых, улучшенные технологии дистанционного зондирования делают более практичными нормативные акты, основанные на стимулах, которые полагаются на мониторинг выбросов либо для обеспечения соблюдения, либо для взимания налогов на загрязнение. Во-вторых, технический прогресс поможет распространить эти подходы даже на «меньшие» загрязнители, возможно, включая малые предприятия и отдельные автомобили.В-третьих, новые информационные технологии позволяют точно настраивать цены и программы регулирования, например, позволяя ценообразованию отражать время суток, загруженность дорог или атмосферные условия. Наконец, в случае международного управления ресурсами дистанционное зондирование с космических спутников может облегчить мониторинг соблюдения экологических требований в разных странах.
От стальных городов прошлого до сегодняшних городов, в которых проводилась сеть, взаимодействие новых технологий и их воздействия на окружающую среду действительно было сложным.Технология всегда будет палкой о двух концах, но творческое использование новых экономических подходов к управлению окружающей средой должно помочь притупить ее разрушительные преимущества и навсегда отточить ее способности.
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Снижение вредного воздействия химических веществ на окружающую среду | Связь науки и технологий с экологическими целями общества
органика). Эта проблема существует не только для традиционных органических химикатов, но и для металлоорганических соединений, ионов и комплексов «тяжелых металлов» ртути, кадмия, свинца, меди, селена, серебра, бериллия, таллия, хрома, мышьяка, никеля. , и цинк.
Было рассмотрено более широкое тестирование химикатов, охватываемых только уведомлениями о предварительном производстве, и кажется логичным, что поэтапный подход к тестированию, подобный тому, который требуется FIFRA, и основанный, постепенно, на потенциальном воздействии, будет все более и более заслуживающим рассмотрения.
Как для побочных продуктов различных процессов обработки отходов, так и для продуктов разложения предполагаемых продуктов или процессов, которые попадают в окружающую среду, будет такая же потребность в оценке потенциального экологического ущерба, как и для оценки ущерба, нанесенного определенными преднамеренными химическими веществами. .«Дочерние» (побочные продукты и разложение) химические вещества создают дополнительные сложности, поскольку их химическая формула и структура могут быть неизвестны; они будут в более низких концентрациях, чем промышленные химические продукты, что затруднит их обнаружение и их воздействие; И получить полезные образцы будет гораздо труднее. Они также могут присутствовать в присутствии других материалов, которые могут затруднить тесты. Было обнаружено, что малые или лабораторные «миниэкосистемы» очень полезны для изучения широкого диапазона условий, чтобы отсортировать такие переменные, чтобы можно было лучше понять основные биологические процессы, на которые воздействуют новые химические вещества на экосистемы.
В конечном счете, из-за огромного разнообразия и сложности этих потенциальных коммерческих химических продуктов и их «дочерних» продуктов моделирование может оказаться особенно ценным. Когда достаточное количество конкретных промышленных химикатов было оценено на предмет их потенциального экологического ущерба, должна появиться возможность оценить это свойство для постулируемых химикатов. Это было бы похоже на предсказание термодинамических свойств на основе комбинации моделирования группового вклада и правил для конкретных классов соединений, которые были разработаны и показали свою успешность за последние 25 лет.Подобное моделирование очистных сооружений и процессов разложения должно позволить оценить потенциальные эффекты побочных продуктов и химикатов разложения. Перекрестная ссылка на эти два прогноза («дочерние» продукты и воздействие на экосистему) поможет определить объекты или химические вещества, которые требуют более тщательного отбора проб и анализа, а также необходимость локализации или замены.
Неожиданная синергия между чем-то, уже присутствующим в окружающей среде, будь то антропогенное или нет, глобальное или локальное, и новым химическим веществом, которое было протестировано и показало безопасность существующими методами, останется проблемой.Поможет более широкое тестирование и тестирование в более «полных» смоделированных средах. Однако в долгосрочной перспективе лучшее понимание основных биохимических процессов в окружающей среде будет самым сильным союзником в принятии решения, где искать и что искать. Проблема неожиданного синергизма и ее решение будет аналогична проблеме сложных смесей химикатов, которые могут быть синергическими (то есть более чем аддитивными или, по крайней мере, аддитивными по своему действию).
По крайней мере, в настоящее время кажется непрактичным надеяться, что мы сможем
Инструменты, методы и технологии для предотвращения, контроля и восстановления ресурсов
Рост населения, урбанизация и изменение климата представляют серьезную угрозу для устойчивого будущего человеческого общества.Рост населения и урбанизация требуют добычи и переработки большого количества природных ресурсов для создания продуктов, необходимых для различных инфраструктур, являющихся основой повседневной жизни. Это приводит к развитию множества новых отраслей. Хотя все вышеперечисленные действия способствуют значительному повышению уровня жизни, а также ожидаемой продолжительности жизни, это сопровождается значительными неблагоприятными последствиями, такими как сокращение природных ресурсов, загрязнение воздуха, воды и почвы, некоторые из которых в конечном итоге способствуют изменению климата. менять.Преобразование существующих городов в города будущего, их адаптируемость к росту населения, новые конструкции, которые позволят преобразовывать твердые и жидкие отходы в энергию в децентрализованных системах, — вот некоторые из многих задач, которые решаются исследователями во всем мире для смягчения неблагоприятных последствий, вызванных человеческой деятельности и внести свой вклад в устойчивое будущее.
Этот специальный выпуск содержит 21 статью, отобранную на 9 -й ежегодной международной конференции «Проблемы экологической науки и инженерии» CESE-2016, которая проходила в Гаосюне, Тайвань, 6–10 ноября 2016 г.В выставке CESE-2016 приняли участие 232 делегата из 17 стран. Конференция охватила 5 тем, а именно: (i) применение мембранных технологий и нанотехнологий, (ii) вода и сточные воды: предотвращение и очистка загрязнения, (iii) ресурсы и отходы: управление и восстановление материалов и энергии, (iv) загрязнение воздуха: профилактика и лечение, и (v) устойчивые водосборы и возобновляемые источники энергии. Хотя более чистое производство должно считаться важным и приоритетным, необходимо также рассмотреть возможность разработки новых концепций, инструментов, методов, технологий и приложений для поддержания чистоты окружающей среды.Таким образом, цель серии конференций CESE — собрать вместе ученых и инженеров, чтобы продемонстрировать свои исследования инструментов, методов, технологий предотвращения, контроля и восстановления ресурсов.
В этом специальном выпуске шесть тем, а именно: (i) контроль промышленных химикатов, (ii) контроль загрязнения посредством адсорбции, (iii) контроль загрязнения посредством биоразложения, (iv) другие методы контроля загрязнения, (v) восстановление ресурсов и ( vi) восстановление почв охвачено 21 рукописью.
Компании химической промышленности производят более 70 000 продуктов из таких сырьевых материалов, как вода, металлы, минералы, воздух, нефть и природный газ. Промышленная революция совпала с рождением предприятий тяжелой химической промышленности, которые производят химические вещества в больших количествах. Серная кислота была одним из первых химикатов, производимых в больших количествах в 1736 году. Производство отбеливающего порошка увеличилось с 52 тонн в 1799 году до почти 10 000 тонн пятью годами позже. В 1870 году Великобритания производила 200000 тонн кальцинированной соды ежегодно (https: // en.wikipedia.org/wiki/Chemical_industry). Это были ранние этапы производства многочисленных химических веществ, которые еще не поступили на рынок в последующие века. Сточные воды почти всех химических предприятий содержат химические вещества, которые вредны для человека и окружающей среды, если их сбрасывать без надлежащей обработки. Процессы обработки, которые мы применяем для борьбы с загрязнением и восстановления ресурсов, могут либо уничтожить эти химические вещества, либо восстановить их для повторного использования.
Три статьи этого специального выпуска посвящены конкретным промышленным химическим веществам и новым методам обработки и анализу, а именно: (i) восстановление на месте грунтовых вод, загрязненных хлорированными растворителями, с использованием поправки на нуль-валентное железо (ZVI) / органический углерод в Китае: пилотный проект испытание и полномасштабное применение, (ii) анализ статуса хрома (Cr) в растительной флоре свалки кожевенного завода и исследования накопления в микромире с использованием Easina fetida , вида дождевого червя, и (iii) очистка сточных вод кожевенного завода с помощью пассивных поглощенно-параметрических исследований и кинетического моделирования.
Хотя адсорбция — это старый процесс, который помогает улавливать растворенные загрязнители, находить новые адсорбенты и их эффективность в адсорбции определенных растворенных соединений, готовить и характеризовать адсорбенты, понимать конкуренцию между различными видами в захвате адсорбционных центров адсорбента, типы адсорбции и механизмы, а также регенерация отработанных адсорбентов все еще непрерывно изучаются исследователями для эффективного применения адсорбции в полномасштабных системах очистки.В этом специальном выпуске есть четыре статьи по адсорбции, охватывающие некоторые из вышеупомянутых аспектов. Одна статья посвящена подготовке, характеристике и тестированию удаления красителя с использованием активированного угля, полученного из отходов производства пальмового масла (скорлупы пальмовых ядер). Вторая статья характеризует активированный уголь на основе ферромагнитного ила и применяет его для каталитического озонирования p -хлорбензойной кислоты. В третьей статье исследуется биорегенерация отработанного адсорбента активированного угля, пропитанного серой, содержащего ртуть.В четвертой статье оценивается важность присущих им неорганических частиц, таких как двуокись углерода (CO 2 ), в улучшении поглощения меди (Cu) биоуглями при ее пиролизе в атмосфере, богатой CO 2 .
Очистка органических и неорганических загрязнителей из сточных вод с помощью биологических процессов также восходит к началу 1900-х годов, когда в 1913 году был изобретен процесс активного ила, а в 1916 году в Вустере, Англия, была установлена полномасштабная установка для обработки активного ила (https: // en.wikipedia.org/wiki/Activated_sludge). Консорциум микробов, состоящий из бактерий, простейших и коловраток, присутствующих в активном иле, разлагает органические соединения на CO 2 и воду в аэробных условиях и метан (CH 4 ), сероводород (H 2 S), и жирные кислоты в анаэробных условиях. Они также превращают неорганические соединения в различные формы в аэробных и анаэробных условиях. В то время как некоторые химические соединения действуют как доноры электронов, другие действуют как акцепторы электронов, превращая исходные химические соединения, присутствующие в сточных водах, в конечные продукты.Этот специальный выпуск содержит пять статей, в которых исследуются различные аспекты биологической очистки, такие как (i) использование лигноцеллюлозных биологических отходов в качестве материала-носителя и доноров электронов с медленным высвобождением для удаления суфата из сточных вод в биореакторе с обратным псевдоожиженным слоем, (ii) оценка влияния углерода отношение содержания серы (C / S) и напряжение солености при восстановлении сульфатов в процессе BESI®, (iii) обнаружение влияния сосуществующего БДЭ-47 на миграцию и биоразложение БДЭ-99 в различных речных водоносных горизонтах, пополняемых за счет восстановленных воды, (iv) развитие вертикального распределения сообщества архей, связанного с анаэробным разложением пентабромдифенилового эфира (БДЭ-99) в речных подземных водах, пополняемых регенерированной водой, и (v) понимание антибактериального механизма действия виолончели из Chromobacterium violaceum UTM5 против Staphylococcus aureus и устойчивый к метициллину S.aureus (MRSA).
Другие методы борьбы с загрязнением, такие как электрохимическая обработка, фотокаталитическое окисление в сочетании с мембранной фильтрацией, гибридные системы дистилляции с прямым осмосом и мембраной, также эффективны при очистке сточных вод, которые трудно обрабатывать биологическими системами. Три статьи этого специального выпуска посвящены технологическим аспектам этих систем очистки, а именно: (i) применение электродов из вспененного оксида рутения (IV) / Ni (RuO 2 / Ni) для восстановления ибупрофена в почвенной матрице — эффект электрокинетических параметров, (ii) обработка вторичных стоков путем последовательной комбинации фотокаталитического окисления с фильтрацией через керамическую мембрану, и (iii) исследование инновационного вытяжного раствора для процесса опреснения дистилляционной перегонкой с прямым осмосом.
Учитывая устойчивое будущее, важно по возможности восстанавливать химические вещества. Поскольку жидкие и твердые отходы содержат большое количество химических веществ, их восстановление и повторное использование позволит сберечь имеющиеся ресурсы. Когда мы думаем о еде, в мире производится достаточно еды, чтобы накормить всех. Однако треть всех производимых продуктов питания теряется или выбрасывается (около 1,3 миллиарда тонн продуктов питания), что ежегодно обходится мировой экономике примерно в 940 миллиардов долларов. Например, пищевые отходы обходятся Австралии в 20 миллиардов долларов ежегодно (http: // www.ozharvest.org/fightfoodwaste/food-waste-facts/). Таким образом, пищевые отходы начинают представлять серьезную угрозу во многих частях мира, и необходимо предпринять серьезные шаги для решения этой проблемы. Этот специальный выпуск содержит две статьи по этой новой теме: (i) восстановление ресурсов пищевых отходов путем непрерывного термофильного компостирования в емкости и (ii) сельскохозяйственные отходы, полученные из масляной муки и отработанного кулинарного масла.
Последний раздел этого специального выпуска состоит из четырех статей, посвященных различным аспектам рекультивации почв.Основное беспокойство, связанное с загрязнением почвы, — это риск для здоровья людей и ухудшение состояния, которое может затронуть флору и фауну. Как тяжелые металлы и органические загрязнители могут адсорбироваться на почвах и морских отложениях, предотвращение переноса загрязнителей в различных почвенных средах и оценка подходящих методов восстановления являются важными факторами, которые следует постоянно изучать. В этом специальном выпуске в четырех статьях обсуждались следующие аспекты: (i) использование полиглутаминовой кислоты в качестве средства для промывки почвы для восстановления почв, загрязненных тяжелыми металлами, (ii) ремедиация и исследование цитотоксичности морских отложений, загрязненных полициклическими ароматическими углеводородами. использование синтезированных углеродных композитов оксида железа, (iii) биогеохимические и инженерные барьеры для предотвращения распространения загрязняющих веществ, и (iv) влияние pH и органических веществ на адсорбцию и десорбцию пентахлорфенола почвами.
Приглашенные редакторы этого специального выпуска выражают благодарность главному редактору журнала «Экология и борьба с загрязнением» (ESPR) профессору Филиппу Гарригесу за предоставленную возможность опубликовать избранные рецензируемые статьи, представленные на выставке CESE-2016 в ESPR. Также выражаем благодарность г-же Фанни Крезо, помощнику редактора, и всей производственной группе ESPR за их ценную поддержку в успешном решении этой проблемы. И последнее, но не менее важное: наша искренняя признательность всем рецензентам за критические обзоры, комментарии и отзывы о рукописях, присланных для этого тематического специального выпуска.Приглашенные редакторы также хотели бы поблагодарить магистров, аспирантов и сотрудников Национального морского университета Гаосюн (Тайвань) за их помощь и поддержку в организации конференции CESE-2016 в Гаосюне.
Мы надеемся, что вам понравится читать рукописи, представленные в этом специальном выпуске, и рассказывать о проблеме своим коллегам и друзьям так же, как нам понравилось доставлять ее вам.
Адрес электронной почты: [email protected]
Адрес электронной почты: [email protected]
Адрес электронной почты: стр[email protected]
Адрес электронной почты: [email protected]
Информация об авторе
Принадлежности
Институт водного образования ЮНЕСКО-ИГЕ, Westvest 7, 2611 AX, Делфт, Нидерланды
Eldon R. Rene & Piet NL Lens
LJS Environment, 2 Parkville Avenue, Parkville , VIC, 3052, Australia
Li Shu
Школа инженерии, Университет RMIT, Мельбурн, Виктория, 3052, Австралия
Jega V.Jegatheesan
Автор, ответственный за переписку
Переписка с Элдон Р. Рене.
Дополнительная информация
Ответственный редактор: Philippe Garrigues
Об этой статье
Цитируйте эту статью
Rene, E.R., Shu, L., Lens, P.N.L. et al. Инструменты, методы и технологии для предотвращения, контроля и восстановления ресурсов. Environ Sci Pollut Res 25, 5047–5050 (2018).https://doi.org/10.1007/s11356-018-1319-5
Скачать цитату
Достижения в области окружающей среды | AIChE
Инженеры-химики всегда были в авангарде защиты окружающей среды. Обладая уникальной перспективой, объединяющей науку и технику, они работают в командах с другими профессионалами.
Разрабатывая комплексные решения наших сложных экологических проблем, инженеры-химики стремятся спасти мир, в котором мы живем. Одним из успехов является преобразование оксидов серы в газах электростанций в гипс для использования в стеновых плитах.Другой способ — удаление микропримесей из питьевой воды с помощью обратного осмоса.
Автомобили и окружающая среда
Нам стало легче дышать благодаря вкладу инженеров-химиков. Разработав более эффективные двигатели, которые производят меньше опасных загрязнителей, они помогли снизить воздействие на окружающую среду автомобилей, автобусов и грузовиков с бензиновыми и дизельными двигателями.
Очистка воздуха
Сжатый природный газ, продаваемый на этой станции, — это продукт, над которым работают инженеры-химики, чтобы уменьшить загрязнение воздуха, создаваемое транспортными средствами, работающими на ископаемом топливе.Предоставлено DOE / NREL.
Легковые автомобили, грузовики и автобусы необходимы для транспортировки и доставки грузов по всему миру. Однако выхлоп бензиновых и дизельных двигателей, необходимых для приведения в движение этих транспортных средств, был основной причиной загрязнения воздуха.
Инженеры-химики, работая с учеными и другими инженерами, помогли разработать способы рентабельного снижения уровня загрязнения, производимого двигателями, работающими на нефтяном топливе. Ключевые события включают:
- Улучшенные двигатели с более эффективными системами управления топливом и воздухом,
- Каталитические устройства, разрушающие загрязняющие вещества, содержащиеся в выхлопных трубах, и
- Передовые технологии переработки нефти, позволяющие получать более чистое горючее.
Каталитические нейтрализаторы
Каталитический нейтрализатор считается одним из наиболее важных элементов в области борьбы с загрязнением воздуха. Теперь это стандартная функция на всех транспортных средствах. Он уничтожает три основных загрязнителя, содержащихся в выхлопных газах двигателя.
Преобразователь состоит из пористой сотовой керамической основы, покрытой катализатором из благородного металла. Сотовая структура обеспечивает высокую площадь поверхности катализатора, что обеспечивает максимальный контакт между катализаторами и загрязняющими веществами в горячих выхлопных газах.
Когда эта новая структура была впервые изобретена, она обладала двумя явными преимуществами в химической инженерии:
- Максимально увеличила площадь поверхности, покрытой катализатором, на которую могут попадать выхлопные газы двигателя, а
- Он минимизировал количество необходимого дорогостоящего катализатора из драгоценных металлов.
В знак признания важности каталитических нейтрализаторов для защиты окружающей среды президент Джордж Буш наградил изобретателей каталитического нейтрализатора, инженера-химика Джона Муни и химика Карла Кейта Национальной медалью технологии 2002 года, высшей наградой за инновации в США.
Топливо более чистое
Еще один способ, которым инженеры-химики помогают снизить загрязнение воздуха в автомобилях, — это передовые технологии переработки нефти. Одним из примеров является гидроочистка, при которой используется газообразный водород и катализатор для производства бензина и дизельного топлива со значительно более низким содержанием серы и свинца.
Эти технологии позволили производить топливо с измененным составом, которое действует так же эффективно, как и ранее этилированное топливо, при этом выделяя меньше загрязняющих веществ.
Экологичное производство
Дымовые трубы, которые когда-то были стереотипным изображением заводов и электростанций, больше не изрыгают черный дым в воздух.Благодаря инновациям инженеров-химиков промышленные предприятия улавливают и нейтрализуют загрязнители воздуха до того, как они попадут в окружающую среду.
Голубое небо впереди
Системы контроля загрязнения, разработанные инженерами-химиками, генерируют чистый дымовой газ, содержащий пар, вместо дымных дымовых газов, производимых трубами электростанции, как показано на изображении этого художника. Предоставлено Constellation Energy.
Инженеры-химики помогли разработать новые технологии, которые позволят электростанциям и промышленным предприятиям значительно снизить такие вредные выбросы в атмосферу, как:
- Диоксид серы (SO2),
- Оксиды азота (вместе называемые NOx),
- Меркурий и
- Углеводороды несгоревшие.
Снижение промышленного загрязнения воздуха
SO2 и NOx реагируют с водой с образованием кислых газов, которые, в свою очередь, приводят к кислотным дождям. Кислотный дождь повреждает автомобили и здания, убивает деревья, разрушает озера и ручьи и приводит к респираторным и другим проблемам со здоровьем.
Инженеры-химики разработали десульфуризацию дымовых газов (FGD), которая в настоящее время является широко используемым методом снижения содержания кислых газов в дымовых трубах. FGD работает с использованием распылительной башни мокрого скруббера в дымоходе или дымовой трубе. Во время работы кислые газы превращаются в нейтральные соли и другие твердые побочные продукты, которые затем удаляются.
Решения по снижению выбросов NOx включают системы избирательного каталитического восстановления (SCR), которые преобразуют выбросы NOx в безвредные газообразный азот и воду.
Благодаря изобретательности инженеров-химиков, мокрые скрубберы, системы SCR и другие технологии контроля загрязнения значительно снизили количество SO2, NOx и других вредных выбросов, выбрасываемых в атмосферу. В частности, электроэнергетика США насчитывает
единиц.- Снижение выбросов SO2 в США более чем на 5.5 млн тонн в год с 1990 г.,
- Снижение выбросов NOx примерно на 3 миллиона тонн в год с 1990 года и
- Уменьшение выпадения кислотных дождей в США и Канаде.
Очиститель угля
Уголь остается самым дешевым и наиболее распространенным из всех видов ископаемого топлива. Однако он также является наиболее загрязняющим. Инженеры-химики работали над совершенствованием газификации угля — метода выработки электроэнергии и производства топлива из угля со значительно меньшим воздействием на окружающую среду.Теперь коммунальные предприятия могут сжигать чистый синтетический газ, полученный из угля, и имеют значительно меньше выбросов, чем при традиционном сжигании пылевидного угля.
Чистая вода
Чистая вода, необходимая для здоровья человека, также необходима для многих производственных процессов. Инженеры-химики разработали множество инновационных методов обработки сырой воды, чтобы сделать ее пригодной для питья или использования в производстве. Они также работают над очисткой сточных вод для повышения безопасности и обеспечения возможности повторного использования.
Очистка питьевой воды, очистка сточных вод
В условиях стремительного роста населения и промышленности потребность в рентабельных технологиях очистки воды и сточных вод стала как никогда острой. Принципы химической инженерии используются для удаления вредных загрязнителей как из неочищенной исходной воды, так и из загрязненных сточных вод.
В частности, инженеры-химики разработали рентабельные методы для:
- Очистка воды из подземных водоносных горизонтов и поверхностных источников, таких как реки и озера, для производства питьевой воды;
- Производство очищенной воды, отвечающей все более строгим требованиям для промышленного использования; и
- Обрабатывать загрязненные промышленные и городские сточные воды и сточные воды, чтобы сделать их пригодными для сброса в общественные водные пути или для повторного использования.
Очистная вода
В современной очистке источников неочищенной воды или загрязненных сточных вод используется широкий спектр физических, химических и биологических методов.
Инженеры-химики называют отделение опасных материалов от хорошей воды технологической технологией. На различных этапах многоступенчатого процесса очистки нежелательные составляющие разделяются с использованием:
- Вакуумная или напорная фильтрация,
- Центрифугирование,
- Мембранное разделение,
- Дистилляция,
- Адсорбция на основе углерода и цеолита и
- Продвинутая окислительная обработка.
Активированный уголь — это форма углерода с высокой адсорбционной способностью, которая образуется при нагревании древесного угля. Его чрезвычайно сложная структура с внутренними порами обеспечивает исключительно большую внутреннюю поверхность: всего 5 граммов активированного угля имеют площадь поверхности футбольного поля. Активированный уголь удаляет примеси путем адсорбции как из водных, так и из газообразных отходов.
Мембраны позволяют материалам определенного размера или меньше проходить, но блокируют прохождение более крупных материалов.Воображаемые массивы мембранных материалов в инновационных физических конфигурациях используются для отделения нежелательных твердых частиц и растворенных химикатов от загрязненной воды. Во время работы очищенная вода диффундирует через микропористые мембраны и собирается на одной стороне мембраны, в то время как примеси улавливаются и концентрируются на другой стороне. В таких местах, как Ки-Уэст и Саудовская Аравия, питьевую воду производят из морской воды с помощью мембранных процессов.
Сегодня широко используются мембраны из ацетата целлюлозы, керамики и полимеров.Применения бывают различных инновационных конструкций, включая трубчатую, полую волокнистую, пластинчатую и спирально-навитую конфигурации. Цели мембранного дизайна:
- Увеличить доступную площадь поверхности,
- Уменьшить размер пор мембраны (для более точного удаления более мелких загрязнений),
- Свести к минимуму перепад давления, который жидкость будет испытывать при протекании через агрегат, а
- Определите более экономичные конструкции систем.
Дополнительное окисление
Считается, что во всем мире около 85% детских болезней и 65% болезней взрослых вызываются переносимыми через воду вирусами, бактериями и кишечными простейшими, которые вызывают диарею и другие потенциально опасные для жизни заболевания. Добавление окислителей — химических ионов, которые принимают электроны, — оказалось эффективным против этих микроорганизмов. Сегодня благодаря продолжающимся разработкам, впервые начатым сообществом химической инженерии, существует множество передовых методов окисления, которые убивают таких возбудителей болезней и дезинфицируют воду.
Исторически сложилось так, что окисление на основе хлора было наиболее широко используемым и очень эффективным. Однако транспортировка, хранение и использование хлора (который очень токсичен) представляют значительные потенциальные риски для здоровья и безопасности во время операций по очистке воды. Чтобы решить эти проблемы, инженеры-химики и другие разработчики разработали множество альтернативных методов обработки окислением, которые по своей природе более безопасны и во многих случаях более эффективны, чем хлорирование. К ним относятся:
- Ультрафиолет,
- перекись водорода и
- Озон.
Каждый из этих мощных окислителей уничтожает нежелательные органические загрязнители и дезинфицирует очищенную воду без рисков, связанных с использованием хлора.
Переработка и повторное использование
Отходы одного человека могут стать сокровищем для другого. Утилизация бумаги, металла и пластика, бывшего в употреблении, снижает воздействие на окружающую среду, связанное с приобретением большего количества сырья. Инженеры-химики помогают сделать переработку возможной. В производстве повторное использование промышленных отходов также компенсирует потребности в сырье и энергии.
Превращение отходов в золото
В 1970-х годах рост экологической осведомленности возродил интерес к вторичной переработке. Сегодня около 32% из 1643 фунтов отходов, производимых ежегодно на человека в Соединенных Штатах, перерабатываются. Значительно меньше бытовых отходов сбрасывается на наши сокращающиеся свалки. Инженеры-химики сыграли ключевую роль в создании индустрии переработки бытовых и промышленных отходов.
Любая успешная программа утилизации должна обладать тремя основными качествами:
- Подходящая инфраструктура для сбора,
- Соответствующие методы переработки для преобразования отходов в подходящие конечные продукты и
- Потребность в переработанных продуктах или рынок сбыта.
Переработка алюминия
Инженеры-химики и металлурги десятилетиями работали вместе, чтобы усовершенствовать методы переработки металлов. Иногда это просто. Например, банки из нержавеющей стали часто можно повторно использовать непосредственно в потоке сырья сталеплавильного завода с минимальной предварительной обработкой или без нее. Однако переработка алюминия является более сложной задачей.
Процесс переработки алюминия был разработан инженерами-химиками в 1960-х годах, и сейчас алюминий является одним из наиболее широко перерабатываемых материалов.Почти две трети алюминиевых банок в Соединенных Штатах перерабатываются, и перерабатывается от 85% до 90% алюминия в автомобилях.
Перед повторным использованием алюминия весь лак, краски и этикетки удаляются в нагретой духовке. Затем банки измельчают на мелкие кусочки и добавляют в ванну с расплавленным алюминием вместе с химическими веществами для удаления любых примесей. Оставшийся алюминий формуют в слитки для повторного использования производителями.
Широкое использование переработанного алюминия позволяет экономить энергию и снижает загрязнение, поскольку добыча и переработка сырой бокситовой руды для извлечения содержащегося в ней алюминия требует больших затрат энергии и отходов.В частности,
- Каждая тонна алюминиевых банок, произведенных из переработанных банок, позволяет сэкономить пять тонн бокситов;
- Повторное использование алюминиевых банок снижает загрязнение воздуха на 99% и потребление энергии на 95% по сравнению с производством чистого алюминия из бокситов; и
- 54 миллиарда банок, переработанных в США в 2006 году, сэкономили 15 миллиардов баррелей сырой нефти.
Макулатура
Бумага — еще один продукт после потребления, который в настоящее время регулярно перерабатывается.Поскольку бумажные фабрики не могут использовать переработанную бумагу в качестве прямой замены целлюлозы девственного дерева, инженеры-химики разработали и оптимизировали процессы, которые включают:
- Смешивание переработанной бумаги и воды для получения суспензии целлюлозы,
- Удаление всех чернил и других химикатов с бумаги и
- Фильтрация суспензии для удаления твердых примесей.
Одним из самых больших технических препятствий, которые пришлось преодолеть инженерам-химикам, было то, что вторичная целлюлоза имеет более короткие волокна, чем первичная целлюлоза.Эта характеристика делает готовую бумагу более слабой и менее привлекательной. Объединив первичную целлюлозу (обычно из древесной щепы) с переработанной целлюлозой, инженеры-химики решили проблему с помощью технологии обработки, которая позволяет производить газетную бумагу и другие продукты из переработанной бумаги, отвечающие всем требованиям прочности и эстетики.
Сегодня более 70% газетной бумаги в Соединенных Штатах собирают для повторного использования, что значительно снижает как нагрузку на свалки, так и экологические издержки, связанные с заготовкой девственной древесины.
Переработка пластмасс
Поскольку пластмассы используются во многих аспектах нашей повседневной жизни, они представляют собой постоянно растущую часть национального потока отходов. На свалках они представляют особую проблему, так как не быстро разлагаются. Кроме того, при производстве пластмасс используются значительные количества сырой нефти и энергии.
Теперь мы можем перерабатывать большую часть пластмасс в полезные продукты. Благодаря инновациям в области химического машиностроения пластмассы разделяются машиной и перерабатываются без значительного разрушения материала, что позволяет повторно использовать многие такие пластмассовые изделия, как трубы, игрушки и украшения.Этот процесс не только защищает окружающую среду от пластикового мусора, но и помогает Соединенным Штатам стать более энергонезависимыми.