Промышленная экология

ПРОМЫШЛЕННАЯ 
ЭКОЛОГИЯ

Рекомендовано 
Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия 
для учебных заведений, реализующих программу 
среднего профессионального образования по укрупненной 
группе специальностей 05.02.00 «Науки о Земле», 
20.02.00 «Техносферная безопасность и природообустройство» 
(протокол № 5 от 11.03.2019)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Под редакцией М.Г. Ясовеева

Москва
ИНФРА-М
2019

УДК 504.06(075.32)
ББК 20.1я723
 
П78

 
П78  
Промышленная экология : учеб.  пособие / М.Г. Ясовеев, Э.В. Какарека, Н.С. Шевцова, О.В. Шершнев ; под ред. М.Г. Ясовеева. — Минск : 
Новое знание ; М. : ИНФРА-М, 2019. — 292 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-015301-8

Рассматриваются экологические проблемы, связанные с функционированием отраслей промышленности, наносящих основной ущерб состоянию и качеству природных комплексов. Анализируются мероприятия 
по минимизации экологических последствий техногенного воздействия 
особо опасных и вредных производств и технологий.
Для студентов учреждений среднего профессионального образования, 
обучающихся по укрупненным группам специальностей 05.02.00 «Науки 
о Земле», 20.02.00 «Техносферная безопасность и природообустройство». 
Может быть полезно работникам и специалистам в области природопользования и охраны природы.

УДК 504.06(075.32)
ББК 20.1я723

Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Экология» Белорусского национального технического 
университета;
Галай Е.И., кандидат географических наук, доцент кафедры географической экологии Белорусского государственного университета 

ISBN 978-5-16-015301-8
© ООО «Новое знание», 2019

Оглавление

Предисловие .............................................................................................................................5

Глава 1. Предмет промышленной экологии, 
исторические корни науки.................................................................................................7
1.1. Предмет промышленной экологии...........................................................................7
1.2. Исторические корни науки.........................................................................................9
1.3. Стратегии мирового развития с учетом экологических ограничений......14
1.4. Цивилизационная революция XXI века..............................................................22

Глава 2. Экологические проблемы 
топливно-энергетического комплекса.........................................................................31
2.1. Природное топливо......................................................................................................31
2.2. Искусственное топливо..............................................................................................33
2.3. Альтернативное углеродсодержащее топливо ...................................................39
2.4. Теплоэнергетика и ее воздействие на природную среду................................44
2.5. Гидроэнергетика и ее воздействие на природную среду................................51

Глава 3. Радиационная экология...................................................................................55
3.1. Ядерная энергетика......................................................................................................55
3.2. Радиационный экологический контроль .............................................................57
3.3. Территории проведения ядерных взрывов..........................................................69
3.4. Особенности воздействия радиационного загрязнения.................................74
3.5. Ядерная энергетика и ее воздействие на природную среду ........................77

Глава 4. Альтернативная природосберегающая энергетика..............................86
4.1. Альтернативные источники энергии .....................................................................86
4.2. Использование солнечной энергии........................................................................88
4.3. Энергия океанов и морей...........................................................................................94
4.4. Геотермальная энергетика..........................................................................................98
4.5. Ветроэнергетика............................................................................................................99
4.6. Биоэнергетика............................................................................................................. 100
4.7. Водородная энергетика............................................................................................ 103
4.8. Использование альтернативных источников энергии в Беларуси.......... 107

Глава 5. Транспортная экология................................................................................. 120
5.1. Структура и виды транспорта............................................................................... 120
5.2. Экологическое воздействие транспорта 

на природную среду и человека.......................................................................... 121

5.3. Сокращение выбросов автотранспорта.............................................................. 128
5.4. Новые виды топлива и транспорта..................................................................... 136

Оглавление
4

Глава 6. Экология горнодобывающей промышленности ................................. 143
6.1. Природный горнопромышленный комплекс ................................................. 143
6.2. Воздействие горного производства на окружающую среду ...................... 145
6.3. Охрана воздушного бассейна 

в горнодобывающей промышленности............................................................. 149

6.4. Влияние горного производства на гидросферу.............................................. 156
6.5. Охрана водного бассейна в горном производстве......................................... 162
6.6. Влияние горного производства на природный ландшафт ......................... 168
6.7. Безотходное горное производство....................................................................... 172

Глава 7. Экология основных отраслей промышленности................................ 176
7.1. Промышленные источники загрязнения природной среды...................... 176
7.2.Черная и цветная металлургия.............................................................................. 181
7.3. Химическая и нефтехимическая промышленность...................................... 185
7.4. Машиностроительная промышленность........................................................... 188
7.5. Промышленность строительных материалов.................................................. 191
7.6. Проблемы природопользования в сельском хозяйстве............................... 193
7.7. Экологизация промышленного производства ................................................ 199

Глава 8. Технологии обеспечения экологической безопасности.................. 202
8.1. Методы очистки сточных вод ............................................................................... 202
8.2. Экологически безопасные методы очистки промстоков............................. 213
8.3. Очистка выбросов в атмосферу............................................................................ 219
8.4. Реабилитация природных ландшафтов и нарушенных земель................ 238

Глава 9. Порядок обращения с отходами............................................................... 255
9.1. Виды отходов и масштабы их образования..................................................... 255
9.2. Нормативы обращения с отходами..................................................................... 258
9.3. Сбор, хранение и транспортировка отходов.................................................... 267
9.4. Полигоны для размещения твердых 

бытовых (коммунальных) отходов .................................................................... 272

9.5. Обращение с токсичными промышленными отходами .............................. 281

Литература ........................................................................................................................... 291

Предисловие

Дисциплина «Промышленная экология» предусмотрена образовательным стандартом и типовым учебным планом подготовки 
специалистов по специальности «География. Охрана природы» 
и относится к циклу общепрофессиональных и специальных дисциплин (дисциплин дополнительной специальности). Теоретические вопросы, которые изучаются в ходе преподавания дисциплины, позволяют студентам расширить имеющиеся у них знания по 
геоэкологии и экологии промышленного производства.
Понятие «промышленная экология» тесно связано (по 
Н.Ф. Реймерсу) с инженерной экологией и подразумевает рассмотрение последствий воздействия промышленной (инженерной) 
деятельности на природную среду.
Предметом изучения науки являются эколого-технические системы, объединяющие инженерные объекты, природные комплексы и геосистемы. В основу промышленной экологии заложена 
концепция безотходной технологии, предусматривающая цикличность материальных и энергетических потоков, наглядно и эффективно реализованную в природе.
Под безотходной технологией понимается такой способ производства продукции, при котором опасное или вредное техногенное 
воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допускаемого санитарно-гигиеническими нормативами, при этом использование сырья и энергии в цикле сырьевые ресурсы производство потребление вторичные сырьевые ресурсы производится таким образом, что любое воздействие на окружающую среду 
не нарушает ее нормального функционирования.
В дисциплине охарактеризованы основные понятия, нормативно-правовая база, структура и особенности экологически опасных отраслей промышленности, методы инженерной защиты среды обитания человека.
Цель дисциплины — сформировать у студентов основы знаний 
по методам и способам инженерной защиты окружающей среды от 
экологически вредных последствий функционирования промышленности.

Дисциплина «Промышленная экология» предусмотрена образовательным стандартом и типовым учебным планом подготовки 
специалистов по специальности «Рациональное использование 
природохозяйственных комплексов». Теоретические вопросы, которые изучаются в ходе преподавания дисциплины, позволяют 
студентам расширить имеющиеся у них знания по геоэкологии 
и экологии промышленного производства.

Предисловие
6

Задачи дисциплины:

‰ изучить экологические проблемы топливно-энергетического 

комплекса и пути их решения;

‰ изучить экологические проблемы транспорта и пути их ре
шения;

‰ изучить особенности природопользования в горнодобываю
щей промышленности;

‰ изучить экологические проблемы отдельных отраслей про
мышленности (в том числе химической, машиностроительной, обрабатывающей и др.);

‰ изучить технические способы защиты атмосферы, гидросфе
ры, почв, природных ландшафтов, растительности и биологических объектов от техногенных загрязнений.

После изучения дисциплины студент должен уметь самостоя
тельно оценивать и предлагать способы и методы инженерной защиты природных комплексов и геосистем от экологически вредных последствий функционирования отраслей промышленности, 
владеть особенностями применения технологий очистки сточных 
вод, уметь оценивать и предлагать конкретные способы мелиорации загрязненных почв, восстановления деградированных ландшафтов, иметь представление о порядке обращения с основными 
видами отходов производства и потребления.

Учебное пособие подготовлено сотрудниками кафедры эконо
мической географии и охраны природы Белорусского государственного педагогического университета имени Максима Танка 
М.Г. Ясовеевым, Н.С. Шевцовой и преподавателем Гомельского 
университета О.В.
Шершневым под редакцией профессора 

М.Г. Ясовеева.

ПРЕДМЕТ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЭКОЛОГИИ, 
ИСТОРИЧЕСКИЕ КОРНИ НАУКИ

1.1. Предмет промышленной экологии

Наиболее массированный вред природной среде наносят про
мышленные предприятия, энергетика и автомобильный транспорт — неотъемлемые компоненты урбанизированных и техногенно нагруженных территорий. Это требует нового подхода к организации и функционированию промышленных производств и экономической системы в целом; особый вклад в формирование и реализацию такого подхода должна внести промышленная экология.

Согласно Н.Ф. Реймерсу, промышленная (инженерная) эколо
гия — это: «...раздел “большой” экологии, рассматривающий воздействие промышленности (иногда всего хозяйства — промышленности, транспорта и сельского хозяйства) — от отдельных предприятий до техносферы — на природу и, наоборот, влияние условий природной среды на функционирование предприятий и их 
комплексов».

Понятие «промышленная экология» появилось в начале 

80-х гг. XX в., а уже в 1983 г. начал читаться специальный лекционный курс с тем же названием для студентов химиков-экологов 
Московского химико-технологического института.

Отчужденность человека и природы. Широкомасштабная 

техногенная деятельность не только нарушает развитие биосферных процессов, но и отчуждает человечество от природы. Оно уже 
не находится в органическом единении с биоценозами и биогеоценозами в целом. Как правило, человек стремится при этом подчинить природу своим интересам. Большая часть его деятельности 
выходит за рамки экосистемных законов и подчас развивается вопреки им. Практически человек в конфликте с природой создал 
особую среду своего обитания, своей жизнедеятельности — техносферу.

1. Предмет промышленной экологии, исторические корни науки
8

Техносфера (Н.Ф. Реймерс, 1990) — часть биосферы, преобра
зованная людьми с помощью прямого и косвенного воздействия 
технических средств в
целях наилучшего соответствия ее 

социально-экономическим потребностям человечества.

Техносфера представляет собой совокупность искусственных 

объектов, созданных целенаправленной деятельностью человека, 
и природных объектов, измененных этой деятельностью. Совокупность инженерно-технических процессов в земной коре, гидросфере, атмосфере и ближнем космосе, научных и технических достижений, позволяющих человеку использовать природные ресурсы 
и изменять состояние среды жизни, а также перестройка биосферы и создание новой планетной оболочки (техносферы), где господствует человечество как геологическая сила, т.е. всё, что связано с производственной деятельностью человека, называют 
техногенезом. Созданные в процессе техногенеза или возникшие 
как его побочный результат искусственные (техногенные) вещества (включая вышедшую из строя технику), оказывающие определенные воздействия на среду обитания организмов, называют 
техногенной продукцией.

Согласно В.А. Зайцеву, промышленная экология рассматривает 

(изучает) взаимосвязь и взаимозависимость материального, в первую очередь промышленного, производства, человека и других живых организмов со средой их обитания, т.е. предметом ее изучения 
являются эколого-экономические системы.

В основе промышленной экологии лежит концепция безотход
ной технологии, предусматривающей цикличность материальных 
потоков и реализованной в природе.

В экологизации мирового сознания большую роль сыграли до
клады Римского клуба, развивающие положение о необходимости 
замедления роста и стабилизации численности населения планеты. Данный вывод отражает современные эколого-экономические 
реалии, так как при нынешнем уровне технологического развития, 
ограниченности запасов природных ресурсов Земля не в состоянии прокормить и обеспечить нормальные потребности быстро растущего населения (подробнее см. 1.2).

В последние годы появились и альтернативные эколого
экономические концепции. Неспособность добиться радикального 
изменения в отношениях между экономикой и окружающей сре

1.2. Исторические корни науки
9

дой привела к появлению концепции экотопии. Основные направления этой концепции — возврат как можно быстрее к природе, 
биологическое и культурное разнообразие, простые технологии, 
отказ от научно-технического прогресса, который только разрушает окружающую среду, и т.д. При этом должно быть уделено достаточно внимания нравственному совершенствованию, социальным, 
религиозным и духовным аспектам развития человека. Эти взгляды лежат в основе программ партий «зеленых» во многих странах.

Таким образом, главной задачей промышленной экологии яв
ляется нахождение путей рационального использования природных ресурсов, предотвращения их исчерпания, деградации и загрязнения окружающей среды, а в конечном счете — совмещение 
техногенного и биогеохимического круговоротов веществ. Поэтому развитие промышленной экологии немыслимо без тесного сотрудничества с другими науками, составляющими естествознание.

1.2. Исторические корни науки

Понятие «экологический кризис» впервые появилось в 1972 г. 

на страницах первого доклада Римского клуба — авторитетной 
международной ассоциации по изучению глобальных проблем современности. В этом докладе, озаглавленном «Пределы роста», 
авторский коллектив под руководством американского кибернетика Д. Медоуза построил прогностическую модель мира, используя 
в качестве переменных факторов рост населения, капиталовложения, занятое человеком земное пространство (степень нарушенности экосистем), степень использования природных ресурсов и загрязнения биосферы. Выводы доклада сводились к следующему: 
при сохранении темпов роста и тенденции развития экономики человечество придет к катастрофе и погибнет в 2100 г. К этому времени большая часть населения вымрет от голода и истощения. 
Природных ресурсов не хватит на производство необходимых материальных благ; из-за загрязнений окружающая среда станет непригодной для обитания в ней человека.

Противоречия во взаимодействии общества с природной сре
дой неизбежны. Материя (вещество, энергия и информация) 
в процессе обмена между обществом и природой никуда не исче

1. Предмет промышленной экологии, исторические корни науки
10

зает, а переходит из одной формы и состояния в другую. При этом 
прогресс общества неизбежно идет «за счет» природы, так как, 
удовлетворяя свои потребности, люди в процессе производства заимствуют у природной среды материальные блага, отчуждая их 
у нее. Но если общество существует за счет природы, то его прогрессивное развитие не может быть бесконечным. Реальное общество всегда развивается на ограниченном по объему пространстве, 
каким и является наша планета. Поэтому общество неизбежно на 
определенном этапе (в силу несотворимости и неуничтожимости 
материи) должно столкнуться с экологической проблемой. Таким 
образом, указанная проблема обусловлена возрастанием противоречий в вещественных, энергетических и информационных связях 
общества с природной средой.

За истекшее столетие в человеческом обществе произошли два 

важнейших сдвига. Во-первых, не только резко увеличилась численность населения Земли (до 6,5 млрд человек в 2006 г.), но и сохраняется тенденция дальнейшего ее возрастания. Еще в начале 
50-х гг. XX в. эта цифра была вдвое меньше. Во-вторых, промышленное производство, выпуск энергии и продуктов сельского хозяйства значительно выросли, хотя и не адекватно росту населения.

Человечество по мощности воздействия на поверхностные 

оболочки планеты уже не уступает суммарному воздействию всех 
живых организмов, оно использует не только огромные энергетические ресурсы биосферы, но и небиосферные источники энергии 
(например, атомную), ускоряя при этом геохимические преобразования природы. Отдельные антропогенные процессы при этом направлены противоположно по отношению к естественному ходу 
их в биосфере. Это рассеивание металлов руд, углерода и других 
биогенных элементов, торможение минерализации и гумификации, освобождение законсервированного углерода (уголь, нефть, 
газ) и его окисление (сгорание), нарушение крупномасштабных 
процессов в атмосфере, влияющих на климат, и т.п. В конечном 
счете все это приводит к экологическим кризисам в биосфере.

Экологический кризис — ситуация, которая возникает в эко
логических системах (биогеоценозах) в результате нарушения 
равновесия под воздействием стихийных природных явлений или 
в результате воздействия антропогенных факторов (загрязнение 
человеком атмосферы, гидросферы, педосферы, разрушение есте

1.2. Исторические корни науки
11

ственных экосистем, природных комплексов, лесные пожары, зарегулирование рек, вырубка лесов и др.). В более широком смысле 
экологический кризис — критическая фаза в развитии биосферы, 
при которой происходит качественное обновление живого вещества (вымирание одних видов и возникновение других). Здесь 
уместно привести образное высказывание: «...Экологический кризис — это кнут, которым природа направляет нас на единственно 
прогрессивный «зеленый» путь развития. Но это и топор, которым 
природа отсекает с дерева человечества тупиковые ветви».

Современный экологический кризис часто называют кризисом 

редуцентов, поскольку природные редуценты уже не успевают 
очищаться от техногенных отходов или вообще не способны это 
делать в силу чуждого природе характера выбрасываемых искусственных синтетических веществ — ксенобиотиков. Иначе говоря, 
биосфера потеряла способность к самовосстановлению.

Почти одновременно с кризисом редуцентов активно проявля
ются и два других экологических напряжения: термодинамическое 
(тепловое) и обусловленное снижением надежности экосистем. 
Они связаны с экологическими последствиями перепроизводства 
энергии в нижней тропосфере (парниковый эффект, строительство тепловых и атомных электростанций и т.д.), а также с нарушением природного экологического равновесия. Указанные экологические кризисы (они уже начались и обострятся в ближайшем 
будущем), возможно, будут разрешены, если смогут произойти 
энергетическая и экологическая революции.

За последние десятилетия во многих регионах планеты внеш
няя среда по токсической агрессивности стала другой, чем та, в которой происходила эволюция живых организмов и которая породила человека. По сути, современное человечество как бы 
переселилось на другую, более враждебную планету. Она лишь 
внешне похожа на Землю, где в течение миллионов лет формировался человеческий организм. Адаптационные системы оказались 
беззащитными перед новыми видами биологической агрессии. Отсюда и невозможность отдельного человека, вернее, его внутренних механизмов и систем жизнеобеспечения приспособиться к лавинообразной трансформации внешней среды. При этом 
специалисты в области генетики указывают на необходимость учета еще двух моментов, которые обусловлены спецификой наслед

1. Предмет промышленной экологии, исторические корни науки
12

ственного аппарата: 1) патологические сдвиги в иммунной системе не только могут передаваться по наследству, но при неблагоприятных условиях имеют тенденцию к накоплению; 2) мужская 
особь вследствие особенностей механизма адаптации будет больше страдать от экологического прессинга.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 

если повреждение генетического аппарата у новорожденных превысит 10 %, то неизбежно начнется вырождение нации. Ныне, по 
экспертным оценкам, этот предел в некоторых зонах экологического бедствия стран Европы, Азии, Америки уже превышен. Удивительно, но неблагополучно по этому показателю даже в процветающей Японии: по-видимому, от «мести» природы не спрятаться 
никому.

Как известно, СПИД (синдром приобретенного иммунного де
фицита) вызывается ВИЧ-инфекцией. Если оценивать это явление с информационных позиций, то СПИД можно рассматривать 
как снижение иммунной системы человеческого организма. Исследования показали, что деградация окружающей природной среды вызывает угнетение и даже разрушение последней. Отсюда 
следует: нет принципиальной разницы, вызывается ли подавление 
иммунной системы вирусом ВИЧ или экологическим прессингом. 
Это дает возможность сформулировать понятие экологического 
синдрома приобретенного иммунного дефицита (ЭСПИД).

Лавинообразный технократический прогресс вызывает и лави
нообразную глобальную деградацию природы, а это, в свою очередь, способствует соответствующему снижению иммунного статуса человеческой популяции. Интеграция всех этих процессов ведет к снижению ее интеллекта, возрастанию степени дебильности, 
уменьшению здорового ядра популяции и, как следствие, замедлению темпов прогресса в недалеком будущем. С точки зрения эволюционной экологии человека, качество человечества по критериям здоровья невелико и продолжает снижаться. Оно попадает в зависимость от применения средств продления жизни, которые, однако, не могут снизить общую заболеваемость людей: более 30 % 
их больны, а в возрасте 60 лет больны 80 % людей.

Отсюда вполне правомочен вывод, что наиболее хрупкой 

в условиях экологических кризисов и катастроф оказывается иммунная система человека. Это обстоятельство, если не принять