Химическа индустрия и екологични проблеми на химията. Учебно ръководство: Проблеми на околната среда в химическото инженерство

Причини за въздействие върху околната среда

По отношение на интензивността на въздействието върху околната среда, промишленото производство има едно от най-силните въздействия. Основната причина са остарели технологии в производството и прекомерна концентрация на производство на една територия или в рамките на едно предприятие. Повечето големи предприятия нямат система за опазване на околната среда или тя е доста проста.

Забележка 1

Повечето промишлени отпадъци се връщат в околната среда под формата на отпадъци. В готовите продукти се използват основно 1-2% от суровините, останалата част се отделя в биосферата, замърсявайки нейните компоненти.

Основни източници на замърсяване

В зависимост от естеството на въздействието на индустрията върху околната среда, промишлените производствени комплекси се разделят на:

• гориво и енергия,
• металургичен,
• химическо-горски
• сграда

Основното замърсяване на атмосферата се пада на газообразния серен диоксид. [Коментар]

Газообразният серен диоксид е комбинация от сяра и кислород.

Този вид замърсяване е разрушително. В процеса на емисия в атмосферата се натрупва сярна киселина, която по-късно е резултат от киселинни дъждове. Основните източници на замърсяване са продуктите на автомобилната индустрия, които използват сяросъдържащи въглища, нефт и газ в своята работа.

Освен това черната и цветната металургия и химическата промишленост оказват огромно влияние върху околната среда. В резултат на отработените газове концентрацията на вредни вещества се увеличава всяка година.

Според резултатите от статистическите данни делът на вредните вещества в САЩ е 60% от общия обем на всички вредни вещества.

Увеличението на производството е доста значително. Всяка година индустриализацията представя на човечеството нови технологии, които ускоряват индустриалните мощности. За съжаление, защитните мерки не са достатъчни, за да се намали произтичащото ниво на замърсяване.

Мерки за предотвратяване на екологични бедствия

По принцип екологичните бедствия възникват или в резултат на човешка небрежност, или в резултат на износване на оборудване. Средствата, които биха могли да бъдат спестени от предотвратени навремето аварии, биха могли да бъдат насочени за реконструкция на горивно-енергийния комплекс. Това от своя страна би намалило значително енергийната интензивност на икономиката.

В резултат на нерационално използване на природните ресурси се нанасят непоправими щети на природата. За да се анализират основните мерки за предотвратяване на замърсяването, е необходимо преди всичко да се съпоставят резултатите от икономическата дейност и показателите за екологичност на продуктите, технологията на тяхното производство.

От производството това събитие изисква значителни разходи, които трябва да бъдат включени в планираното производство. Предприятието трябва да разграничи разходите на три компонента:

• производствени разходи,
• екологични разходи,
• разходите за производство на продукт с екологично качество или замяна на продукт с по-екологичен.

В Русия основната индустрия е производството на нефт и газ. Въпреки факта, че обемите на производството на настоящия етап имат тенденция да намаляват, горивно-енергийният комплекс е най-големият източник на промишлено замърсяване. Проблемите с околната среда започват още на етапа на добив на суровини и транспортиране.

Всяка година има повече от 20 000 аварии, свързани с нефтени разливи, които навлизат във водни обекти и са придружени от смъртта на флората и фауната. Освен това авариите причиняват значителни икономически загуби.

За да се предотврати разпространението на екологична катастрофа, доколкото е възможно, най-екологично е да се разпределя транспортирането на петрол по тръбопроводи.

Този вид транспорт включва не само тръбна система, но и помпени станции, компресори и много други.

Забележка 2

Въпреки екологосъобразността и надеждността на тази система, тя не работи без аварии. Тъй като около 40% от тръбопроводната транспортна система е износена и експлоатационният живот отдавна е изтекъл. С годините се появяват дефекти по тръбите, възниква корозия на метала.

Така че една от най-сериозните аварии в последно време е пробивът на нефтопровод. В резултат на тази авария около 1000 тона нефт попаднаха в река Белая. Според статистиката всяка година руската екология търпи щети от 700 инцидента с нефтени разливи. Тези аварии водят до необратими процеси в околната среда.

Оборудването за добив на нефт и сондажи работи в доста трудни условия. Претоварвания, статично, динамично напрежение, високо налягане водят до износване на оборудването.

Особено внимание трябва да се обърне на остарелите машини за люлеене. При използване на многофазни помпи се повишава екологичната безопасност и икономическата ефективност. Освен това става възможно полученият газ да се използва по по-икономичен и екологичен начин. Към днешна дата газът от кладенец се изгаря, въпреки че за химическата промишленост този газ е доста ценна суровина.

Според учените за няколко години тежестта върху околната среда се е увеличила 2-3 пъти. Нараства потреблението на чиста вода, която безмилостно се изразходва в промишленото производство и в селското стопанство.

Проблемът с чистата вода стана толкова остър на настоящия етап от човешкото развитие, че често нивото на водоснабдяване определя нивото на индустрията и градския растеж.

Въпреки разочароващите прогнози, държавите от развиващите се страни започнаха да обръщат голямо внимание на почистването и мониторинга на безопасността на околната среда. Нови производства не получават разрешение без монтаж и въвеждане в експлоатация на пречиствателни съоръжения.

По въпросите на екологията е необходим сериозен въпрос за държавното регулиране.

Началото на 20 век е белязана в химическата индустрия с големи успехи в използването на атмосферния азот. Развитието на производството на органичен синтез и нефтохимическа промишленост доведе до значително увеличаване на търсенето на хлор, тъй като хлорирането все още е незаменима стъпка в много процеси. Химическата промишленост се е развила от индустрията на неорганични вещества (сода, сярна киселина, солна киселина, след това производство на торове) в индустрията на нефтохимическия синтез. Този процес е придружен от промяна в суровината - отначало само каменна сол, варовик, пирит, след това чилийска селитра, фосфорити, поташни соли. С развитието на органичната химия въглищата се превръщат в най-важната суровина за химическата промишленост. Има коксова индустрия. С развитието на химическата индустрия обаче проблемите със замърсяването на околната среда се увеличиха, възникнаха екологични проблеми и т.н.

Суровини на химическата промишленост, комуникация с опазване на околната среда. Суровинската база на химическата индустрия е диференцирана в зависимост от природните и икономически особености на отделните страни и региони. В някои региони това са въглища, коксов газ, в други нефт, свързани нефтени газове, соли, серен пирит, газови отпадъци от черна и цветна металургия, в трети район е готварска сол и др.

Суровинен фактор оказва влияние върху специализацията на териториалните комбинации от химически индустрии. Химическото производство, с усъвършенстването на технологичните методи, от своя страна може да повлияе на суровината. Химическата промишленост е свързана с много индустрии. Съчетава се с нефтопреработка, коксуване на въглища, черна и цветна металургия и дърводобив.

Химическата промишленост и проблемите на опазването на околната среда. Химическо замърсяване - твърди, газообразни и течни вещества, химически елементи и съединения с изкуствен произход, които влизат в биосферата, нарушавайки установените от природата процеси на циркулация на вещества и енергия. Най-често срещаните вредни газови замърсители са: серни оксиди (сяра) - SO2, SO3; сероводород (H2S); въглероден дисулфид (CS2); азотни оксиди (азот) - Nox; бензпирен; амоняк; хлорни съединения; флуорни съединения; водороден сулфид; въглеводороди; синтетични повърхностно активни вещества; канцерогени; тежки метали; въглеродни оксиди - CO, CO2.

До края на XX век. замърсяването на околната среда с отпадъци, емисии, отпадни води от всички видове промишлено производство, селско стопанство, общински услуги на градовете придоби глобален характер и постави човечеството на ръба на екологична катастрофа. Съвременният живот, който до голяма степен се промени поради широкото използване на химически продукти, се превърна в опасен източник на замърсяване на биосферата. Битовите отпадъци съдържат значително количество синтетични и изкуствени вещества, които не се усвояват в природата. Това означава, че те са извън естествените геохимични цикли за дълго време. Изгарянето на битови отпадъци често е невъзможно поради факта, че околната среда е замърсена с токсични продукти на горенето (сажди, полициклични ароматни въглеводороди, хлорорганични съединения, солна киселина и др.). Поради това има сметища от отпадъци от гуми и пластмасови опаковки. Такива сметища се оказват добри екологични ниши за плъхове и сродни микроорганизми. Не са изключени случаи на пожари, които могат да превърнат цели региони в зона на екологично бедствие (намаляване на прозрачността на атмосферата, токсични продукти от горенето и др.). Поради това съществува остър проблем за създаване на полимери, които при естествени условия бързо се самоунищожават и се връщат към нормалния геохимичен цикъл.

Специална група е производството на бойни химически вещества, лекарства и продукти за растителна защита, тъй като това е синтез на биологично активни вещества. На първо място, самият производствен процес е свързан със значителен риск, тъй като персоналът постоянно работи в атмосфера с висока концентрация на тези вещества. Съществени трудности са свързани със съхранението, а както вече стана ясно и с унищожаването на бойни химически агенти. Химикали за растителна защита или пестициди, предназначени специално за пръскане в биосферата. Трудно е да се назове общият брой на тези отрови, тъй като непрекъснато се отделят нови и се спира освобождаването на стари, които се оказаха много вредни на практика или видовете вредители, срещу които се използват, вече са се адаптирали на тях. Но приблизително техният брой вече е надхвърлил 1000 съединения, главно хлор, фосфор, арсен и органоживак.

Така въглеводородите навлизат в атмосферата както по време на изгаряне на гориво, така и от нефтопреработващата промишленост, и от производството на газ. Източниците на замърсители са разнообразни, както и множество видове отпадъци и естеството на тяхното въздействие върху компонентите на биосферата. Биосферата е замърсена с твърди отпадъци, газови емисии и отпадни води от металургични, металообработващи и машиностроителни предприятия. Огромна вреда на водните ресурси нанасят отпадъчните води от целулозно-хартиената, хранителната, дървообработващата и нефтохимическата промишленост. Развитието на автомобилния транспорт доведе до замърсяване на атмосферата на градовете и транспортните комуникации с тежки метали и токсични въглеводороди, а постоянното нарастване на мащаба на морския транспорт доведе до почти повсеместно замърсяване на моретата и океаните с нефт и нефтопродукти. . Масовото използване на минерални торове и химически препарати за растителна защита доведе до появата на пестициди в атмосферата, почвата и природните води, замърсяване на водоеми, водотоци и селскостопански продукти (нитрати, пестициди и др.) с биогенни елементи. По време на добив милиони тонове различни, често фитотоксични скали се извличат на повърхността на земята, образувайки купища и сметища, които са прашни и горящи.

При експлоатацията на химически заводи и ТЕЦ се генерират и огромни количества твърди отпадъци (калцин, шлака, пепел и др.), които се съхраняват на големи площи, оказвайки отрицателно въздействие върху атмосферата, повърхностните и подземните води, почвата покритие (прах, емисии газове и др.). На територията на Украйна има 877 химически опасни обекта и 287 000 обекта използват силно токсични вещества или техни производни при производството си (в 140 града и 46 населени места).

Увеличаването на производството на химикали доведе и до увеличаване на количеството промишлени отпадъци, които представляват опасност за околната среда и хората. Химико-технологичното преобразуване на природата от човека, наред с механичната промяна на ландшафта и структурата на земната кора, е основното средство за отрицателно въздействие върху биосферата. Следователно е необходимо да се анализират химическите и технологичните дейности на човечеството: да се идентифицират неговите исторически и културни форми, мащаб и структура. Химическата дейност на човечеството е много разнообразна и я съпътства практически от първите стъпки на медицинската практика. Строго погледнато, химическата обработка на природата е неразделна характеристика на всички живи същества.

„Екологична

Шмалко Мери, 11 "Б"

ЗАМЪРСЯВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – внасяне на нови, нехарактерни физични, химични и биологични агенти или превишаване на естественото им ниво.

ОСНОВНИ ВИДОВЕ ЗАМЪРСЯВАНЕ

физически

(термични, шумови, електромагнитни, светлинни, радиоактивни)

Химически

(тежки метали, пестициди, пластмаси и други химикали)

биологичен

(биогенни, микробиологични, генетични)

информационни

(информационен шум, невярна информация, тревожни фактори)

Всяко химическо замърсяване е появата на химикал на място, което не е предназначено за него. Замърсяването, произтичащо от човешката дейност, е основният фактор за вредното му въздействие върху природната среда.

Химическите замърсители могат да причинят остри отравяния, хронични заболявания, а също така имат канцерогенни и мутагенни ефекти. Например тежките метали могат да се натрупват в растителните и животинските тъкани, причинявайки токсичен ефект. В допълнение към тежките метали, особено опасни замърсители са хлордиоксините, които се образуват от хлорирани ароматни въглеводороди, използвани в впроизводство на хербициди. Източници на замърсяване заобикалящата средадиоксините също са странични продукти от целулозно-хартиената промишленост, отпадъци от металургичната промишленост, изпарения от трафикаДвигатели с вътрешно горене. Тези вещества са много токсични за хората и животните дори при ниски концентрации и причиняват увреждане на черния дроб, бъбреците и имунната система.

екологично чисти добавки и добавки към горива и масла;

екологично чисти химикали за преработка на битови отпадъци

В химията няма отпадъци, но има неизползвана суровина.

Д. И. Менделеев

Химическата промишленост е един от водещите отрасли на тежката промишленост. Гамата от химически продукти включва десетки хиляди артикула. Най-големите индустрии са производството на киселини, соли, амоняк, сода, минерални торове и някои други продукти. Без торове и химически продукти за растителна защита човечеството не може да се изхрани, да си осигури храна)