К оглавлению журнала

УДК 502.7

НОВЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

О.С.Обрядчиков (ВНИГНИ), А.О.Обрядчиков (ВНИИЖТ)

С появлением на нашей планете человека и его активным влиянием на окружающий мир наступил новый период, который В.И. Вернадский назвал ноосферой. На условия жизни на Земле большое влияние оказывают различные природные явления. Лишь некоторыми из них мы научились управлять или значительно снижать их вредные последствия для человечества. Однако до сих пор нет надежных теоретических и практических разработок по прогнозу и предотвращению большинства крупных природных катаклизмов. Рост численности людей на планете, бурное развитие средств жизнеобеспечения вылились в конфликт с окружающей средой, что подвело нас к экологической катастрофе, о приближении которой уже давно предупреждали ученые. Международные конгрессы и симпозиумы начиная с конца 60-х гг. заставили многие страны разрабатывать действенные программы по экологическому оздоровлению окружающей среды.

В настоящее время вопросам экологии в нашей стране уделяется очень большое внимание, принят ряд важных государственных решений (законов, постановлений и др.), направленных на усиление не только административных, но и экономических методов управления природопользованием. Теперь предприятия обязаны платить за пользование природными ресурсами и возмещать ущерб, причиненный загрязнением окружающей среды и нерациональным использованием ее богатств, а также нести ответственность за несоблюдение законодательства об охране природы.

Основными источниками загрязнения окружающей среды являются промышленные предприятия и транспорт. Уменьшение их пагубного влияния на экологию связывается с созданием техники, обеспечивающей низкие выбросы вредных веществ (ВВ) и максимальную утилизацию последних.

На железнодорожном транспорте, по мнению В.А.Сидякова (1996), смягчение вредного воздействия на окружающую среду может быть достигнуто путем увеличения доли электровозной тяги, модернизации тепловозов и перевода их на альтернативные виды топлива, включая природный газ.

Предприятия в своем производстве, помимо сырья, используют энергию (топливо, электричество), воду и кислород из воздуха. Поскольку в настоящее время еще мало производств с безотходной технологией, результатом деятельности подавляющего большинства предприятий, кроме полезной продукции, являются промышленные отходы и энергетические выбросы. Если борьба с последними связана с улучшением оборудования и производительных помещений, а также совершенствованием технологии, то промышленные отходы требуют утилизации. Некоторые из них, в основном твердые компоненты и сточные воды, проходят свой технологический цикл, вследствие чего они превращаются в безвредные, а иногда даже полезные и пригодные к дальнейшему использованию продукты. По сути дела, результат такой деятельности не оказывает вредного влияния на окружающую среду и сопоставим с работой предприятий по безотходной технологии. Известны случаи, когда из промышленных отходов извлекались полезные компоненты, что давало экономический эффект.

Сложнее обстоит дело с выбросами в атмосферу. Среди них присутствуют как газы, так и пары и твердые частицы (аэрозоли). Борьба с ними ведется путем установки фильтров, но чаще строят высокие трубы для вывода этих продуктов в верхние слои воздушных масс.

Большая работа, проведенная за последние десятилетия в странах Северной Америки и Западной Европы по охране окружающей среды, дала положительный результат. Однако проблемы экологии остаются в числе приоритетных, несмотря на затратный механизм природоохранных мероприятий.

Таким образом, на состояние окружающей среды отрицательно влияют резкое увеличение численности населения, промышленный бум и существующая экономическая система. По мнению В.И. Данилова-Даниляна (Аиф. — 1996. — Окт.), человечество выбрало совершенно неправильный путь — завоевание природы. Называется даже дата "конца света" — примерно 2030 г., который может наступить, если не принять экстренных мер.

Смирившись с неизбежностью выбросов на производственных предприятиях, чиновники даже определили их некоторые "нормы": ПДВ — предельно допустимые выбросы и ВСВ — временно согласованные выбросы, что не может быть приемлемо, так как от этого все равно страдают люди и природа.

Ухудшающаяся экологическая обстановка, близкая в отдельных регионах к катастрофической, требует поиска новых решений проблем охраны окружающей среды. Безусловно, целью любого производства должна быть технология, полностью исключающая выбросы ВВ в окружающую среду. Идеалом является технология замкнутого цикла. К сожалению, отставание научных разработок в этом направлении и как следствие неудовлетворительный уровень технических средств, недостатки финансирования, необходимость соблюдения экономической рентабельности и др. в большинстве случаев не позволяют создать производства с технологически замкнутым циклом при исключении выбросов ВВ в окружающую среду. Поэтому в проекты строительства предприятий и их технологический режим работы включаются мероприятия по защите окружающей среды. Чаще всего предусматривается сооружение очистных комплексов, использование усовершенствованных вентиляционных установок, фильтров и приборов, улавливающих загрязняющие вещества. Во многих развитых странах в этом направлении достигнут определенный прогресс.

Природоохранные действия на промышленных предприятиях в настоящее время сводятся преимущественно к техническому решению по ограничению выбросов ВВ и их улавливанию. Однако, как показывает практика, это не может дать полной гарантии от них и тем более предотвратить "залповые" выбросы.

Экономические рычаги стимулирования природоохранных мероприятий, безусловно, должны способствовать улучшению экологии, но они не могут полностью и тем более глобально решить проблему охраны окружающей среды. Поэтому предлагается рассмотреть ее отдельно для уже имеющихся или завершающихся строительством производств и применительно к проектируемым объектам.

Природоохранные мероприятия должны занять одно из ведущих мест в деятельности промышленных предприятий. Как правило, борьба с выбросами промышленных отходов ложится тяжелым бременем на бюджет предприятия, приводит к удорожанию себестоимости производимой продукции и, следовательно, к снижению ее рентабельности и конкурентной способности. Выход из этой патовой ситуации, однако, найден. Вместо того чтобы возводить дорогостоящие наземные сооружения по очистке или утилизации ВВ, было предложено производить их закачку (жидких и газообразных) в подземные геологические структуры, являющиеся надежными ловушками. В настоящее время только в США действуют порядка тысячи скважин, в которых производят закачку вредных промышленных стоков.

В России и странах СНГ работы по захоронению вредных отходов промышленных производств начаты в конце 60-х гг., но развивались сравнительно медленными темпами. Закачка промышленных стоков в геологические структуры и захоронение твердых отходов производства в подземных пустотах (заброшенных штольнях, искусственно созданных пустотах и др.) уже дают положительный эффект. Надежность таких захоронений зависит от наших знаний об особенностях геологического строения объекта. Так, при образовании емкостей в толще солей необходимо учитывать наличие и поведение рапосодержащих горизонтов.

В течение последних 30-40 лет с целью посезонного регулирования подачи природного газа в крупные города и промышленно развитые районы создавались подземные хранилища газа (ПХГ). В книге В.П.Ильченко, А.Б.Акулинчева, Ю.Г.Гирима и др. "Технология газопромысловых гидрогеологических исследований" (1997) приводятся многочисленные примеры технологии исследований при создании ПХГ и захоронении промышленных стоков, что свидетельствует "...о надежной локализации стоков... и об отсутствии влияния закачки на вышележащие водоносные горизонты" (с. 243).

Сложнее обстоит дело с выбросами ВВ в атмосферу. Многие исследователи предлагают использовать хвостовые и дымовые газы производств для повышения коэффициента извлечения углеводородов из залежей. Однако это требует наличия достаточно крупных предприятий (например, газоперерабатывающих заводов). Регулируемую технологически выдержанную закачку этих газов в пласты можно сделать, используя промежуточное звено — подземное хранилище наподобие многочисленных хранилищ, созданных вблизи крупных городов. Газы в эти "хранилища" могут закачиваться со всех близлежащих производств, что позволит в дальнейшем использовать их при добыче углеводородного сырья, а также решить экологические проблемы. В этом случае проблема охраны окружающей среды поднимается с ведомственного на региональный уровень, а связанные с ней экономические расчеты должны быть комплексными.

Еще один путь получения выгоды от закачки жидких и газообразных отходов производств в подземные геологические структуры может состоять в создании искусственных месторождений полезных ископаемых. Известно, что ряд месторождений полиметаллических руд образовался в пластах, когда в их поры и трещины поступали растворы, из которых под действием газов СН4, СО2, и Н2S осаждались сульфиды, сульфаты и другие минералы. По-видимому, этот процесс может осуществиться, если закачивать в определенные пласты жидкие отходы производств, содержащие растворенные металлы, и при этом подавать туда же газообразные отходы, создающие в пористой среде вмещаемого пласта восстановительную обстановку. В результате недра включаются в контролируемый технологический процесс, формируя искусственное скопление сульфидных руд.

Изложенные соображения предлагается рассмотреть при составлении планов развития производительных сил страны, принимая решения по улучшению сложившейся экологической обстановки в отдельных городах и регионах. В настоящее время решение экологических проблем представляется необходимым осуществлять в двух направлениях:

1) поиск путей улучшения состояния окружающей среды в местах уже развитой промышленной инфраструктуры;

2) разработка экологической части территориальной (федеральной) программы развития производительных сил с выявлением и паспортизацией объектов возможного захоронения ВВ.

Последнее предполагает анализ имеющейся геолого-геофизической информации о недрах с целью составления кадастра ловушек, перспективных для возможной закачки различных отходов производств. Он должен быть положен в основу при проектировании населенных пунктов, производств и транспортных артерий, что позволит в дальнейшем сократить авральные природоохранные мероприятия и сохранить по возможности первозданную природу. Программа должна содержать вариантные технико-экономические предложения, что в целом будет способствовать снижению затрат на экологию.

О.С.Обрядчиков, А.О.Обрядчиков, 1998