الصناعة الكيميائية والمشاكل البيئية للكيمياء. دليل الدراسة: القضايا البيئية في الهندسة الكيميائية

أسباب التأثير البيئي

من حيث شدة التأثير البيئي ، فإن الإنتاج الصناعي له أحد أقوى التأثيرات. السبب الرئيسي هو التقنيات القديمة في الإنتاج والتركيز المفرط للإنتاج في منطقة واحدة أو داخل مؤسسة واحدة. معظم الشركات الكبيرة ليس لديها نظام لحماية البيئة أو أنه بسيط للغاية.

ملاحظة 1

يتم إرجاع معظم النفايات الصناعية إلى البيئة على شكل نفايات. في المنتجات النهائية ، يتم استخدام 1-2 ٪ من المواد الخام بشكل أساسي ، ويتم إطلاق الباقي في المحيط الحيوي ، مما يؤدي إلى تلويث مكوناته.

المصادر الرئيسية للتلوث

حسب طبيعة تأثير الصناعة على البيئة ، تنقسم مجمعات الإنتاج الصناعي إلى:

• الوقود والطاقة ،
• المعدنية ،
• الغابة الكيميائية
• بناء

يقع التلوث الرئيسي للغلاف الجوي على ثاني أكسيد الكبريت الغازي. [تعليق]

ثاني أكسيد الكبريت الغازي هو مزيج من الكبريت والأكسجين.

هذا النوع من التلوث مدمر. في عملية الانبعاث ، يتراكم حمض الكبريتيك في الغلاف الجوي ، والذي ينتج لاحقًا عن المطر الحمضي. المصادر الرئيسية للتلوث هي منتجات صناعة السيارات التي تستخدم الفحم المحتوي على الكبريت والنفط والغاز في تشغيلها.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن صناعة المعادن الحديدية وغير الحديدية والصناعات الكيماوية لها تأثير كبير على البيئة. نتيجة لغازات العادم ، يتزايد تركيز المواد الضارة كل عام.

وفقًا لنتائج البيانات الإحصائية ، تبلغ نسبة المواد الضارة في الولايات المتحدة 60٪ من الحجم الإجمالي لجميع المواد الضارة.

الزيادة في الإنتاج كبيرة جدا. في كل عام ، يقدم التصنيع للبشرية تقنيات جديدة تعمل على تسريع القدرات الصناعية. لسوء الحظ ، لا تكفي التدابير الوقائية لتقليل مستوى التلوث الناتج.

تدابير لمنع الكوارث البيئية

في الأساس ، تحدث الكوارث البيئية إما نتيجة للإهمال البشري ، أو نتيجة لبلى المعدات. يمكن توجيه الأموال التي يمكن توفيرها من الحوادث التي تم منعها في وقتهم إلى إعادة بناء مجمع الوقود والطاقة. وهذا بدوره من شأنه أن يقلل بشكل كبير من كثافة الطاقة في الاقتصاد.

نتيجة للاستخدام غير الرشيد للموارد الطبيعية ، تلحق الطبيعة ضررا لا يمكن إصلاحه. من أجل تحليل التدابير الرئيسية لمنع التلوث ، من الضروري ، أولاً وقبل كل شيء ، ربط نتائج النشاط الاقتصادي ومؤشرات مدى ملاءمة المنتجات للبيئة ، وتكنولوجيا إنتاجها.

من الإنتاج ، يتطلب هذا الحدث تكاليف كبيرة يجب تضمينها في الإنتاج المخطط له. تحتاج المؤسسة إلى تمييز التكاليف إلى ثلاثة مكونات:

• تكاليف الإنتاج ،
• التكاليف البيئية ،
• تكلفة إنتاج منتج بجودة بيئية أو استبدال منتج بمنتج أكثر صداقة للبيئة.

الصناعة الرئيسية في روسيا هي إنتاج النفط والغاز. على الرغم من حقيقة أن أحجام الإنتاج في المرحلة الحالية تميل إلى الانخفاض ، إلا أن مجمع الوقود والطاقة هو أكبر مصدر للتلوث الصناعي. تبدأ مشاكل البيئة بالفعل في مرحلة استخراج المواد الخام والنقل.

في كل عام ، هناك أكثر من 20000 حادث مرتبط بانسكابات النفط التي تدخل المسطحات المائية ويصاحبها موت النباتات والحيوانات. بالإضافة إلى ذلك ، تتسبب الحوادث في خسائر اقتصادية كبيرة.

من أجل منع انتشار كارثة بيئية قدر الإمكان ، من الأكثر ملاءمة للبيئة توزيع نقل النفط عبر خطوط الأنابيب.

لا يشمل هذا النوع من النقل نظام الأنابيب فحسب ، بل يشمل أيضًا محطات الضخ والضواغط وغير ذلك الكثير.

ملاحظة 2

على الرغم من الملاءمة البيئية وموثوقية هذا النظام ، إلا أنه لا يعمل بدون حوادث. نظرًا لأن حوالي 40 ٪ من نظام النقل بخطوط الأنابيب مهترئ وانتهت مدة الخدمة لفترة طويلة. على مر السنين ، تظهر عيوب على الأنابيب ، ويحدث تآكل معدني.

لذا فإن أحد أخطر الحوادث في الآونة الأخيرة هو اختراق خط أنابيب النفط. نتيجة لهذا الحادث ، انتهى المطاف بحوالي 1000 طن من النفط في نهر بيلايا. وفقًا للإحصاءات ، تعاني البيئة الروسية سنويًا من 700 حادث تسرب نفطي. تؤدي هذه الحوادث إلى عمليات لا رجعة فيها في البيئة.

تعمل معدات إنتاج النفط والحفر في ظروف صعبة نوعًا ما. تؤدي الأحمال الزائدة ، الإجهاد الساكن ، الديناميكي ، الضغط العالي إلى تآكل المعدات.

يجب إيلاء اهتمام خاص لآلات التأرجح القديمة. عند استخدام المضخات متعددة الأطوار ، تزداد السلامة البيئية والكفاءة الاقتصادية. بالإضافة إلى ذلك ، يصبح من الممكن استخدام الغاز الناتج بطريقة أكثر اقتصادية وصديقة للبيئة. حتى الآن ، يتم حرق الغاز من البئر ، على الرغم من أن هذا الغاز هو مادة خام قيمة للغاية بالنسبة للصناعة الكيميائية.

وفقًا للعلماء ، على مدى عدة سنوات ، زاد العبء على البيئة بمقدار 2-3 مرات. يتزايد استهلاك المياه النظيفة ، التي تُنفق بلا رحمة في الإنتاج الصناعي والزراعة.

أصبحت مشكلة المياه النظيفة حادة للغاية في المرحلة الحالية من التنمية البشرية لدرجة أن مستوى إمدادات المياه غالبًا ما يحدد مستوى الصناعة والنمو الحضري.

على الرغم من التوقعات المخيبة للآمال ، بدأت الدول النامية في إيلاء اهتمام كبير للتنظيف ومراقبة السلامة البيئية. لا تحصل المنتجات الجديدة على تصريح دون تركيب وتشغيل مرافق المعالجة.

في مسائل البيئة ، هناك حاجة إلى قضية خطيرة تتعلق بتنظيم الدولة.

أوائل القرن العشرين تميزت الصناعة الكيميائية بنجاحات كبيرة في استخدام النيتروجين في الغلاف الجوي. أدى تطور صناعة التخليق العضوي وصناعة البتروكيماويات إلى زيادة كبيرة في الطلب على الكلور ، لأن الكلورة لا تزال خطوة لا غنى عنها في العديد من العمليات. تطورت الصناعة الكيميائية من صناعة المواد غير العضوية (الصودا وحمض الكبريتيك وحمض الهيدروكلوريك ثم إنتاج الأسمدة) إلى صناعة التخليق البتروكيماوي. ترافقت هذه العملية مع تغيير في قاعدة المواد الخام - في البداية فقط الملح الصخري والحجر الجيري والبيريت ثم الملح الصخري التشيلي والفوسفوريت وأملاح البوتاس. مع تطور الكيمياء العضوية ، أصبح الفحم أهم مادة خام للصناعة الكيميائية. هناك صناعة فحم الكوك. ومع ذلك ، مع تطور الصناعة الكيميائية ، ازدادت مشاكل التلوث البيئي ، وظهرت قضايا بيئية ، وما إلى ذلك.

المواد الخام للصناعات الكيماوية والتواصل مع حماية البيئة. يتم تمييز قاعدة المواد الخام للصناعة الكيميائية اعتمادًا على الخصائص الطبيعية والاقتصادية للبلدان والمناطق الفردية. في بعض المناطق يكون الفحم وغاز أفران الكوك ، وفي مناطق أخرى يكون النفط والغازات البترولية المصاحبة والأملاح وبيريت الكبريت ونفايات الغاز من المعادن الحديدية وغير الحديدية ، وفي المنطقة الثالثة يكون ملح الطعام ، إلخ.

يؤثر عامل المواد الخام على تخصص التوليفات الإقليمية للصناعات الكيميائية. يمكن أن يؤثر الإنتاج الكيميائي ، مع تحسن الأساليب التكنولوجية ، بدوره على قاعدة المواد الخام. ترتبط الصناعة الكيميائية بالعديد من الصناعات. يتم دمجها مع تكرير النفط ، فحم الكوك ، المعادن الحديدية وغير الحديدية ، وصناعة الأخشاب.

الصناعة الكيماوية ومشاكل حماية البيئة. التلوث الكيميائي - المواد الصلبة والغازية والسائلة والعناصر الكيميائية والمركبات ذات الأصل الصناعي التي تدخل المحيط الحيوي ، وتنتهك عمليات تداول المواد والطاقة التي أنشأتها الطبيعة. أكثر ملوثات الغازات الضارة شيوعًا هي: أكاسيد الكبريت (الكبريت) - SO2 ، SO3 ؛ كبريتيد الهيدروجين (H2S) ؛ ثاني كبريتيد الكربون (CS2) ؛ أكاسيد النيتروجين (النيتروجين) - أكاسيد النيتروجين ؛ البنزبيرين. الأمونيا. مركبات الكلور مركبات الفلور كبريتيد الهيدروجين؛ الهيدروكربونات. خافضات التوتر السطحي الاصطناعية مواد مسرطنة. معادن ثقيلة؛ أكاسيد الكربون - CO ، CO2.

بحلول نهاية القرن العشرين. أصبح تلوث البيئة بالنفايات والانبعاثات والمياه العادمة من جميع أنواع الإنتاج الصناعي والزراعة والخدمات البلدية للمدن عالميًا ووضع البشرية على شفا كارثة بيئية. أصبحت الحياة الحديثة ، التي تغيرت إلى حد كبير بسبب الاستخدام الواسع النطاق للمنتجات الكيميائية ، مصدرًا خطيرًا لتلوث المحيط الحيوي. تحتوي النفايات المنزلية على كمية كبيرة من المواد الاصطناعية والاصطناعية التي لا تمتصها الطبيعة. هذا يعني أنهم خارج الدورات الجيوكيميائية الطبيعية لفترة طويلة. غالبًا ما يكون حرق النفايات المنزلية مستحيلًا بسبب حقيقة أن البيئة ملوثة بمنتجات الاحتراق السامة (السخام ، الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، المركبات العضوية الكلورية ، حمض الهيدروكلوريك ، إلخ). لذلك توجد مقالب نفايات الإطارات وعبوات بلاستيكية. تبين أن مثل هذه المقالب هي منافذ بيئية جيدة للفئران والكائنات الحية الدقيقة ذات الصلة. لا يتم استبعاد حالات الحرائق ، والتي يمكن أن تحول مناطق بأكملها إلى منطقة كارثة بيئية (انخفاض شفافية الغلاف الجوي ، ومنتجات الاحتراق السامة ، وما إلى ذلك). لذلك ، هناك مشكلة حادة في تكوين البوليمرات التي ، في ظل الظروف الطبيعية ، تدمر نفسها بسرعة وتعود إلى الدورة الجيوكيميائية الطبيعية.

المجموعة الخاصة هي إنتاج عوامل الحرب الكيميائية والأدوية ومنتجات وقاية النبات ، لأن هذا هو توليف المواد النشطة بيولوجيًا. بادئ ذي بدء ، ترتبط عملية الإنتاج نفسها بمخاطر كبيرة ، حيث يعمل الأفراد باستمرار في جو به تركيز عالٍ من هذه المواد. ترتبط صعوبات كبيرة بالتخزين ، كما أصبح واضحًا الآن ، مع تدمير عوامل الحرب الكيميائية. مواد كيميائية لوقاية النبات ، أو مبيدات الآفات ، المصممة خصيصًا للرش في المحيط الحيوي. من الصعب تحديد العدد الإجمالي لهذه السموم ، حيث يتم إطلاق أنواع جديدة باستمرار ويتم إيقاف إطلاق السموم القديمة ، والتي تبين أنها ضارة جدًا في الممارسة العملية أو أن أنواع الآفات التي تستخدم ضدها قد تكيفت بالفعل لهم. لكن عددها تقريبًا قد تجاوز بالفعل 1000 مركب ، خاصة الكلور والفوسفور والزرنيخ والزئبق العضوي.

لذلك تدخل الهيدروكربونات إلى الغلاف الجوي أثناء احتراق الوقود ومن صناعة تكرير النفط ومن صناعة إنتاج الغاز. مصادر الملوثات متنوعة وكذلك أنواع عديدة من النفايات وطبيعة تأثيرها على مكونات المحيط الحيوي. المحيط الحيوي ملوث بالنفايات الصلبة وانبعاثات الغازات ومياه الصرف من مصانع التعدين وتشغيل المعادن وبناء الآلات. تحدث أضرار جسيمة لموارد المياه بسبب مياه الصرف الصحي من لب الورق والورق والغذاء والنجارة والصناعات البتروكيماوية. أدى تطور النقل البري إلى تلوث أجواء المدن واتصالات النقل بالمعادن الثقيلة والهيدروكربونات السامة ، وقد تسبب النمو المستمر في حجم النقل البحري في تلوث شبه عالمي للبحار والمحيطات بالنفط والمنتجات النفطية. . أدى الاستخدام المكثف للأسمدة المعدنية ومنتجات وقاية النباتات الكيميائية إلى ظهور مبيدات الآفات في الغلاف الجوي والتربة والمياه الطبيعية وتلوث الخزانات والمجاري المائية والمنتجات الزراعية (النترات ومبيدات الآفات وما إلى ذلك) بعناصر حيوية. أثناء التعدين ، يتم استخراج ملايين الأطنان من الصخور المختلفة السامة للنبات على سطح الأرض ، مما يشكل أكوامًا من النفايات ومكباتًا مغبرة ومشتعلة.

أثناء تشغيل المصانع الكيميائية ومحطات الطاقة الحرارية ، تتولد أيضًا كميات هائلة من النفايات الصلبة (كالكلس ، والخبث ، والرماد ، وما إلى ذلك) ، والتي يتم تخزينها على مساحات كبيرة ، مما يؤثر سلبًا على الغلاف الجوي ، والمياه السطحية والجوفية ، والتربة. غطاء (غبار ، انبعاثات غازات ، إلخ). يوجد على أراضي أوكرانيا 877 مادة خطرة كيميائياً و 287000 قطعة تستخدم مواد شديدة السمية أو مشتقاتها في إنتاجها (في 140 مدينة و 46 مستوطنة).

كما أدت الزيادة في الإنتاج الكيميائي إلى زيادة كمية النفايات الصناعية التي تشكل خطراً على البيئة والناس. يعتبر التحول الكيميائي-التكنولوجي للطبيعة من قبل الإنسان ، إلى جانب التغيير الميكانيكي للمناظر الطبيعية وهيكل قشرة الأرض ، الوسيلة الرئيسية للتأثير سلبًا على المحيط الحيوي. لذلك ، هناك حاجة لتحليل الأنشطة الكيميائية والتكنولوجية للبشرية: لتحديد أشكالها التاريخية والثقافية وحجمها وهيكلها. النشاط الكيميائي للبشرية متنوع للغاية ويرافقه عمليا من الخطوات الأولى لممارسة الطب. بالمعنى الدقيق للكلمة ، فإن المعالجة الكيميائية للطبيعة هي سمة متكاملة لجميع الكائنات الحية.

"البيئية

شملكو ماري ، 11 "ب"

تلوث البيئة - إدخال عوامل فيزيائية وكيميائية وبيولوجية جديدة غير مميزة أو زيادة مستواها الطبيعي.

أنواع التلوث الرئيسية

بدني

(حراري ، ضوضاء ، كهرومغناطيسي ، ضوئي ، إشعاعي)

المواد الكيميائية

(المعادن الثقيلة ومبيدات الآفات والبلاستيك والمواد الكيميائية الأخرى)

بيولوجي

(حيوي ، ميكروبيولوجي ، وراثي)

معلوماتية

(ضوضاء المعلومات ، المعلومات الخاطئة ، عوامل القلق)

أي تلوث كيميائي هو ظهور مادة كيميائية في مكان غير مخصص لها. التلوث الناجم عن النشاط البشري هو العامل الرئيسي في تأثيره الضار على البيئة الطبيعية.

يمكن أن تسبب الملوثات الكيميائية تسممًا حادًا وأمراضًا مزمنة ، كما أن لها تأثيرات مسرطنة ومطفرة. على سبيل المثال ، يمكن أن تتراكم المعادن الثقيلة في الأنسجة النباتية والحيوانية ، مما يسبب تأثيرًا سامًا. بالإضافة إلى المعادن الثقيلة ، فإن الملوثات الخطرة بشكل خاص هي الكلورديوكسينات ، والتي تتكون من الهيدروكربونات العطرية المكلورة المستخدمة في فيإنتاج مبيدات الأعشاب. مصادر التلوث محيطالديوكسينات هي أيضًا منتجات ثانوية لصناعة اللب والورق ، وهي نفايات من صناعة المعادن ، عوادم المرورمحركات الاحتراق الداخلي. هذه المواد شديدة السمية للإنسان والحيوان حتى بتركيزات منخفضة وتتسبب في تلف الكبد والكلى والجهاز المناعي.

المضافات والمضافات الصديقة للبيئة للوقود والزيوت ؛

مواد كيميائية صديقة للبيئة لمعالجة النفايات المنزلية

لا توجد نفايات في الكيمياء ، ولكن هناك مواد خام غير مستخدمة.

دي آي مينديليف

الصناعة الكيميائية هي أحد الفروع الرائدة للصناعات الثقيلة. يشمل نطاق المنتجات الكيميائية عشرات الآلاف من العناصر. أكبر الصناعات هي إنتاج الأحماض والأملاح والأمونيا والصودا والأسمدة المعدنية وبعض المنتجات الأخرى. بدون الأسمدة ومنتجات وقاية النباتات الكيميائية ، لا يمكن للبشرية إطعام نفسها ، وتوفير الغذاء لنفسها)