Химическая промышленность и охрана окружающей среды

Начало использования каменного угля стало важным этапом в развитии химико-технологической деятельности. Во второй половине XIX века возникла большая коксохимическая промышленность. Развитие стекольной, мыловаренной промышленности, отбеливание тканей, количество которых значительно возросло, сдерживались несовершенными способами производства соды и серной кислоты. В 1791 году французом Лебланом был предложен дешевый способ производства соды из доступного сырья (каменная соль, уголь, известняк). Этот год и считается датой возникновения химической промышленности. Содовое производство в значительной степени определило структуру химической промышленности XIX века. Во второй половине XIX века началось производство первых пластмасс, искусственных волокон, синтетического каучука. Развитие химии и химической технологии (катализ, электролиз, электропечь) существенно изменили структуру химической промышленности. К середине XIX века внимание химической промышленности сосредотачивалось главным образом, как и химической науки, на минеральных веществах. Но с этого времени изучение органических соединений начинает привлекать все большее внимание химиков.
Начало XX в. ознаменовалось в химической промышленности большими успехами в деле использования азота воздуха.
Развитие промышленности органического синтеза и нефтехимии привели к значительному росту спроса на хлор, поскольку хлорирование пока незаменимая стадия многих процессов. Химическая промышленность из промышленности неорганических веществ (сода, серная кислота, соляная кислота, затем производство удобрений) превратилась в промышленность нефтехимического синтеза. Этот процесс сопровождался изменением сырьевой базы - сперва лишь каменная соль, известняк, пирит, затем чилийская селитра, фосфориты, калийные соли. С развитием органической химии важнейшим сырьем химической промышленности становится уголь. Возникает коксохимическая промышленность.
Однако с развитием химической промышленности увеличились проблемы загрязнения окружающей среды, встали вопросы охраны окружающей среды и т.п.

1. Сырье химической промышленности, связь с охраной окружающей среды
Сырьевая база химической промышленности дифференцируется в зависимости от природных и экономических особенностей отдельных стран и регионов. В одних районах - это уголь, коксовый газ, в других - нефть, сопутствующие нефтяные газы, соли, серный колчедан, газовые отходы черной и цветной металлургии, в третьей - поваренная соль и др.
Сырьевой фактор влияет на специализацию территориальных сочетаний химических производств. Химическое производство по мере совершенствования технологических методов может в свою очередь влиять на сырьевую базу.
Химическая промышленность связана со многими отраслями. Она комбинируется с нефтепереработкой, коксованием угля, черной и цветной металлургией, лесной промышленностью.
Важнейшее значение для размещения отраслей химической промышленности имеют сырьевой, топливно-энергетический и потребительский факторы. Сырье для химической промышленности имеет решающее значение, его доля в себестоимости готовой продукции колеблется от 45 до 90%. Например, затраты сырья на 1 т капролактама достигают 8 т, ацетилена - 4,5, аммиака из кокса -5,5 т.
Удельный расход сырья более единицы наблюдается в содовой, азотно-туковой отраслях, в производстве синтетического каучука, пластмасс и других продуктов. В промышленности органического синтеза на один и тот же продукт сразу уходит несколько видов сырья.
В химической промышленности больше, чем в других отраслях, используется воды. Для производства 1 т химических волокон нужно в 25 раз больше воды, чем для выплавки 1 т чугуна, и в десять раз больше, чем для выплавки 1 т меди, свинца или цинка. В целом нормы расхода воды в химической промышленности колеблются от 50 м3 в производстве хлора и соды - до 6000 м3 в производстве синтетических волокон.
Фактор водоёмкости сильно ограничивает возможности выбора при размещении предприятий химической промышленности. Это тем более важно, что немало видов сырья встречается в маловодных районах.
Во многих отраслях химической промышленности наблюдается высокая потребность в топливе и энергии. Например, для производства синтетического каучука на базе ацетилена необходимо 15 тыс. кВт-ч, а фосфора-дь 20 тыс. кВт-ч на 1 т продукции. При производстве многих видов синтетической продукции поглощается тепловая энергия - пара. Поэтому очень часто химические производства ориентируют только на топливно-энергетический фактор.

2. Химическая промышленность и проблемы охраны окружающей среды
Химические загрязнения - твердые, газообразные и жидкие вещества, химические элементы и соединения искусственного происхождения, которые поступают в биосферу, нарушая установленные природой процессы круговорота веществ и энергии.
Наиболее распространенными вредными газовыми загрязнителями являются: оксиды серы (серы) - SO2, SO3; сероводород (Н2S); сероуглерод (СS2); оксиды азота (азота) - Nox; бензпирен; аммиак; соединения хлора; соединения фтора; сероводород; углеводороды; синтетические поверхностно -активные вещества; канцерогены; тяжелые металлы; оксиды углерода - СО, СО2.
К концу XX в. загрязнение окружающей среды отходами, выбросами, сточными водами всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов приобрело глобальный характер и поставило человечество на грань экологической катастрофы.
Современный быт, который в значительной степени изменился благодаря широкому использованию химических продуктов, превратился в опасный источник загрязнения биосферы. Бытовые отходы содержат значительное количество синтетических и искусственных веществ, которые не усваиваются в природе. А значит надолго выбывают из природных геохимических циклов. Сжигание бытовых отходов часто невозможно из-за того, что окружающая среда загрязняется токсичными продуктами сгорания (сажа, полициклические ароматические углеводороды, хлорорганические соединения, соляная кислота и т.д.). Поэтому возникают свалки отработанных автопокрышек и пластиковых упаковок. Такие свалки оказываются хорошими экологическими нишами для крыс и сопутствующих микроорганизмов.
Не исключены и случаи пожаров, которые могут превратить целые районы в зону экологического бедствия (снижение прозрачности атмосферы, токсичные продукты горения и т.д.). Поэтому остро стоит проблема создания полимеров, которые в естественных условиях быстро саморазрушаются и возвращаются к нормальному геохимическому круговороту. Особую группу составляют производство боевых отравляющих веществ, лекарств и средств защиты растений, поскольку это синтез биологически активных веществ.
Прежде всего со значительным риском связан сам процесс производства, поскольку персонал постоянно работает в атмосфере с повышенной концентрацией этих веществ. Значительные сложности связаны с хранением, а как теперь выяснилось, и с уничтожением боевых отравляющих веществ. Химические средства защиты растений, или ядохимикаты, предназначенные специально для распыления в биосфере.
Общее количество этих ядов трудно назвать, так как постоянно выпускаются новые и прекращается выпуск старых, которые оказались на практике весьма вредными или к ним уже приспособились те виды вредителей, против которых они применяются. Но примерно их количество уже превысило 1000 соединений, в основном хлор-, фосфор-, мышьяк-и ртутьорганических.
Так углеводороды поступают в атмосферу и при сжигании топлива, и от нефтеперерабатывающей промышленности, и от газодобывающей промышленности.
Источники загрязняющих веществ разнообразны, также многочисленны виды отходов и характер их влияния на компоненты биосферы. Биосфера загрязняется твердыми отходами, газовыми выбросами и сточными водами металлургических, металлообрабатывающих и машиностроительных заводов. Огромный вред наносят водным ресурсам сточные воды целлюлозно-бумажной, пищевой, деревообрабатывающей, нефтехимической промышленности. Развитие автомобильного транспорта привело к загрязнению атмосферы городов и транспортных коммуникаций тяжелыми металлами и токсичными углеводородами, а постоянный рост масштабов морских перевозок вызвал почти повсеместное загрязнение морей и океанов нефтью и нефтепродуктами. Массовое применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений привело к появлению ядохимикатов в атмосфере, почве и природных водах, загрязнению биогенными элементами водоемов, водотоков и сельскохозяйственной продукции (нитраты, пестициды и т.п.). При горных разработках на поверхность земли извлекаются миллионы тонн различных, зачастую фитотоксичних горных пород, образующих терриконы и отвалы, которые пылят и горят. В процессе эксплуатации химических заводов и тепловых электростанций также образуются огромные количества твердых отходов (огарок, шлаки, золы и т.п.), которые складируются на больших площадях, совершая негативное влияние на атмосферу, поверхностные и подземные воды, почвенный покров (пыль, выделение газов и т.п.).
На территории Украины находится 877 химически опасных объектов и 287 000 объектов используют в своем производстве сильнодействующие ядовитые вещества или их производные (в 140 городах и 46 населенных пунктах). Наращивание химического производства привело также к росту количества промышленных отходов, представляющих опасность для окружающей среды и людей.
Химико-технологическое преобразование природы человеком, рядом с механической сменой ландшафтов и структуры земной коры, есть главное средство негативного влияния на биосферу. Поэтому есть потребность в анализе химико-технологической деятельности человечества: выявлении ее историко-культурных форм, масштабов и структуры.
Химическая деятельность человечества очень разнообразна и сопровождает его практически с первых шагов знарядийнои практики. Собственно говоря, химическая переработка природы есть неотъемлемая черта всего живого.