Любой организм в процессе жизнедеятельности загрязняет окружающую среду продуктами обмена веществ. Но в природных условиях взаимоотношения между организмами сложились так, что отходы одних используются и перерабатываются другими организмами, т.е. все вещества, выделяемые в процессе жизнедеятельности организмов в окружающую среду, вовлекаются в биологический круговорот. Жизнь на Земле представляет собой «безотходное производство». В природных биоценозах происходит естественная биологическая очистка среды.
В отличие от природных, замкнутых круговоротов веществ, технологические циклы, используемые человеком, представляют собой незамкнутые процессы. Производство начинается с извлечения из окружающей природной среды полезных ископаемых или других ресурсов и заканчивается возвращением в неё разнообразных отходов, т.е. технологический цикл - это не круговорот, а линейный отрезок. Результаты такого несогласованного развития природного (замкнутого) и технологического (незамкнутого) круговорота и определяют экологические проблемы современности. Деятельность человека привела к изменениям химической среды в биосфере, к возникновению слишком высоких концентраций некоторых элементов, к появлению ряда синтетических стойких соединений - ксенобиотиков, чуждых химизму живых организмов. От хозяйственной деятельности человека отходы неизбежны, поэтому человеку нужно заботиться об уменьшении их количества и о последующей их утилизации. Самыми распространёнными загрязнениями окружающей среды являются химические загрязнения. Существует три основных способа снижения таких загрязнений:
- разбавление - это уменьшение содержания вредных веществ в атмосфере (в гидросфере) вследствие разбавления их воздухом (водой) и за счёт процессов естественного самоочищения экосистем. Разбавление – это малоэффективный способ уменьшения вреда от загрязнений, допустимый лишь как временная мера;
- очистка от загрязнений - это снижение их концентрации до пороговых величин, при которых они становятся безвредными, т.е. до ПДК. Недостатком этого достаточно эффективного способа является то, что в результате очистки образуются концентрированные жидкие и твёрдые отходы, которые также надо утилизировать. В основном очистке подвергаются газовые выбросы и сточные воды;
- внедрение малоотходных и ресурсосберегающих технологий - это наиболее эффективный способ уменьшения вреда от химических загрязнений.
Малоотходная технология - это такой способ производства продукции, при котором вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами (ПДК). Ресурсосберегающая технология - это технология, обеспечивающая производство продукции с минимально возможным потреблением топлива и других источников энергии, а также сырья, материалов, воздуха, воды и прочих ресурсов для технологических целей.
Основные направления работ, связанные с созданием малоотходных и ресурсосберегающих технологий, следующие:
- разработка принципиально новых технологических процессов, которые максимально снижают образование отходов, а также разработка соответствующего оборудования;
- комплексная переработка сырья. Например, из сернистого газа (SО2) выбрасываемого теплоэлектростанцией, работающей на высокосернистом угле, можно производить серную кислоту;
- внедрение замкнутых водо- и газооборотных систем. Замкнутая водо- и газооборотная система - это такая система полного и газового хозяйства предприятия, которая обеспечивает возврат всех жидких и газообразных отходов после соответствующей обработки для повторного использования или переработки на вторичное сырьё. Внедрение такой системы приводит к уменьшению количества сточных вод и газообразных выбросов. Широкое использование рекуперации, рециклизации и реутилизации.
Рекуперация (лат. recuperatio - получение обратно) - это возвращение вещества и энергии, участвовавших в технологическом процессе, в их исходное состояние, для повторного использования в производственном цикле. Например, использование тепла, выделяющегося при протекании химических реакций, для отопления.
Рециклизация (лат. re... - приставка, указывающая на возобновляемое действие, kyklos - круг) - повторное использование какого-либо ресурса после его обработки, делающей его пригодным для такого использования.
Реутилизация (лат. re..., utilis - полезный) - получение новой продукции такого же или близкого типа путём переработки уже использованной готовой продукции, например, получение бумаги из макулатуры, металла из металлолома и т.д., а также использование производственно-бытовых отходов в качестве исходного сырья для другого производства, например, битого стекла при производстве специальных видов асфальта.
