Люди всегда стремились жить лучше и комфортнее. Следуя принципу «Чем больше — тем лучше», строились дома, дороги, производились всё новые и новые продукты. Однако такая стратегия привела к многочисленным нежелательным последствиям, из-за которых человечество не вступает в III тысячелетие лёгкой походкой, вдыхая полной грудью чистый воздух, а вползает, придавленное грузом проблем. Это вызвано ухудшением качества окружающей среды – прямым следствием индустриализации, а точнее неожиданными последствиями многократного увеличения промышленных отходов. Помочь уменьшить ущерб, причиняемый окружающей среде, способна наука.
Любая деятельность человека приводит к образованию тех или иных отходов. Одна из задач науки, прежде всего химии, — найти способы улавливать и обезвреживать токсичные в-тва, содержащиеся в отходах. Ещё в начале XX в. научились хлорировать сточные воды, чтобы разрушать ядовитые органические соединения. А к концу столетия подобных методов обработки сточных вод, выхлопных газов и т. д. появилось великое множество. Пр., благодаря технологии дожигания оксидов азота резко сократились выбросы ядовитых газов на предприятиях, синтезирующих или использующих азотную кислоту. Создаются новые методы поглощения вредных соединений. Так, появились ионообменные смолы, извлекающие тяжёлые металлы из сточных
вод (причём эти в-тва затем можно смыть и использовать). Для сбора разлитой нефти с поверхности воды используются специальные сорбенты.
И всё же очистка выбросов — недостаточно эффективный способ снижения ущерба окружающей среде. На этом пути встают сами законы природы: затраты на очистку многократно возрастают при небольших концентрациях примесей, а для 100-процентной очистки требуются огромные ресурсы. Поэтому стоки очищают до разумного уровня.
Пр., если концентрация цинка в воде превышает 1 мг/л, его необходимо извлекать. Но 1 мг цинка — это всего лишь несколько кристалликов соли этого металла. Чтобы удалить такой мизер из литра воды, нужны дорогие ионообменные смолы, большие затраты энергии. А ведь при их производстве также затрачивается сырьё и, следовательно, загрязняется окружающая среда. В итоге возникает абсурдная ситуация, при которой ущерб от очистки не меньше, чем ущерб от загрязнения.
Другой способ сберечь природу - утилизация отходов. Так, попутный нефтяной газ, сжигавшийся прежде в топках или прямо в воздухе, сейчас является сырьём для производства пластмассы. А диоксид серы (SO2), выделяющийся при обжиге руд цветных металлов, можно использовать для получения серной кислоты.
Ещё один способ более эффективно использовать ресурсы — рециркуляция (вторичное использование). Детали неработающей техники можно переплавлять и из этого металла производить новую. Разбитое стекло добавляют при выплавке к новому и т. д.
Однако в процессе использования многие в-тва рассеиваются в окружающей среде. Истирается резина, ржавеет и разносится ветром железо, смывается цинковое покрытие с водосточных труб и т. д. Поэтому далеко не вся масса в-тва, из которого была сделана какая-либо вещь, может использоваться вторично. Кроме того, для рециркуляции отходов необходимо их собрать, что иногда бывает сложнее, чем добыть сырьё из месторождений. Даже металлы - наиболее удобный продукт для вторичного использования - получают в основном из первичных источников (т. е. из руд), а доля вторичных (металлолом, отходы и т. п.) обычно не превышает 20 %. Возникает вопрос: нельзя ли как-нибудь избежать их возникновения или хотя бы уменьшить вредность? И здесь на помощь приходит химия. В частности, вместо ядовитых в-тв можно использовать безвредные. Пр., белые лампы уличного освещения, заполненные парами ядовитой ртути (которые при разрушении лампы оказываются в атмосфере), заменяют на более безопасные и экономичные жёлтые лампы, наполненные парами натрия. Поливинилхлорид, который трудно перерабатывать в безопасные продукты, вытесняется менее вредным полиэтилентерефталатом.
«Грязные» технологии реально заменить более «чистыми». Питьевую воду всё чаще обеззараживают не хлором, а озоном. Чтобы избежать выброса в атмосферу золы и соединений серы, учёные предлагают предварительно обрабатывать уголь водяным паром, используя в качестве топлива образующийся синтез-газ:
С + Н2О = СО + Н2. Разрабатываются технологии сухого синтеза органических красителей, после которого не остаётся огромных объёмов загрязнённой воды. Химики заняты поиском всё новых и новых способов проведения органического синтеза, позволяющих уменьшить массу отходов, часто высокотоксичных.
Однако замена отдельных в-тв и даже целых технологических цепочек - это уже вчерашний день развития техники. Действительно, можно разработать «чистую» технологию выплавки стали, но не эффективнее ли снизить потребность в этом металле? Можно, производя бумагу, перерабатывать древесину почти полностью, но не лучше ли издавать энциклопедии, справочники и газеты на носителях, умещающихся в напёрстке? Сегодня это стало реальностью благодаря информационным технологиям - новейшему слову в развитии техники, технологиям сегодняшнего дня. На данном этапе развития информационным технологиям не оправдали своих ожиданий (к примеру, расход бумаги не только не уменьшился, а многократно увеличился), но это связанно с неравномерностью их распространения как в масштабах планеты, так и в масштабах конкретного общества. Сейчас мы стоим на зоре нового потребления – потребления информации. А будущее во многом за Интернетом, как ресурсом, инструментом и продуктом информации. Возникает новый источник загрязнения информационный, но это уже совсем другая история…
