Розділ 1. Історія охорони навколишнього середовища

Протягом тисячоліть людство справляло вкрай обмежений вплив на навколишнє середовище, але у другій половині ХХ століття у зв’язку з різким збільшенням антропогенного навантаження на нього і тяжкими екологічними наслідками найбільш гостро постала проблема охорони навколишнього середовища, знаходження рівноваги між забезпеченням економічних і соціальних потреб суспільства і збереженням навколишнього середовища. В умовах зростаючої загрози навколишньому середовищу і здоров’ю населення практично у всіх країнах світу були ухвалені законодавчі акти, що обмежують і регулюють антропогенний тиск на природу. Одночасно розробляються і впроваджуються нові технології, що виключають або мінімізують шкідливий вплив виробничих процесів на повітря, воду і грунт. 

Охорона навколишнього середовища в доіндустріальну епоху. Приборкання вогню надало людству великі зручності, та й їжа, приготована на вогні, стала більш їстівною і безпечною. Не менше значення мало і опалення житла. Але з використанням вогню прадавніми общинами розпочалось виділення вуглекислого газу, диму і попелу в атмосферу. За часів стародавніх цивілізацій, зокрема у період Стародавнього Риму, ці фактори також викликали її забруднення. Шкідливий вплив диму виявлявся при застосуванні нових паливних матеріалів. На Середньому Сході навчились спалювати поверхневі поклади нафти, а в Європі ефективнішим замінником дерева стало вугілля. Відомо, що саме через неприємні запахи від спалювання вугілля у розміщеному по сусідству місті англійська королева Елеонора (ХІІІ ст.) залишила Ноттінгемський замок, а у 1300 році указом короля Едуарда І під страхом смерті було заборонено спалювати вугілля у Лондоні.

Перший закон в Англії щодо екології, прийнятий у 1388 році, був спрямований на охорону якості води у р. Темза і забороняв скид побутових та виробничих відходів у річку в межах Лондона.

На кінець XV ст. були виготовлені перші вугільні брикети, якими можна було опалювати каміни. Таким чином був відкритий шлях до спалювання вугілля у домашніх вогнищах. Уже приблизно у 1600 році виявилось, що сірка, яка міститься у вугіллі, не тільки неприємно пахне, але й викликає подразнення носа і глотки. Це стало поштовхом до розробки методів коксування вугілля для видалення з нього сірки і летких компонентів.

Індустріалізація і забруднення повітря. Найважливішими подіями промислової революції ХVІІІ ст. стали винахід парової машини та відкриття можливості одержання заліза й інших матеріалів. Це різко прискорило зростання міст. На вузьких вуличках щільно один до одного тулилися похмурі будинки, що будувались поряд з місцем роботи – заводами, вивергаючи ми дим. Забруднення димом і кіптявою від заводів та жилих приміщень перетворилося на проблему, якою не можна було більше нехтувати. Перші кроки у намаганні перешкодити шкідливій дії диму здійснив у 1827 році муніципалітет міста Глазго – центра великого промислового району. У спеціальній постанові запроваджувалась мінімальна висота димових труб, регламентувались розміри камінів, печей, димоходів та вимагалось слідкувати за повнотою згорання палива. Проте численні закони по боротьбі з димом, що видавались з 1898 року, виконувались погано, не дивлячись на введення спеціальної інспекції і громадського контролю. Прогрес розпочався з прийняття у 1922 році нової постанови, яка поклала відповідальність на споживачів за правильне поводження з печами, боротьбу з димом і вибір придатного палива. За рішенням муніципалітету виділення густого диму протягом двох хвилин чи більше при спостереженні тривалістю однієї години було достатнім для притягнення до суду.

До середини ХХ ст. удосталь був накопичений сумний досвід, пов'язаний з промисловим забрудненням атмосфери. Особливо небезпечні випадки, що супроводжувались людськими жертвами, відбувались тоді, коли в атмосфері одночасно спостерігались відсутність вітру, температурна інверсія, висока вологість і різке підвищення концентрації шкідливих речовин, які викидались підприємствами. У 1930 році це спричинило загибель декількох десятків людей у долині річки Маас (Бельгія), а в 1948 році аналогічна катастрофа сталася в місті Донора (США).

Найважчі наслідки мав токсичний туман (смог) у грудні 1952 року у Великобританії. З 5 по 9 грудня більшість районів Британських островів обгорнув туман. Він супроводжувався антициклоном та інверсією температури. Концентрація сажі в повітрі під час туману була у п’ять разів, а сірчистого ангідриду у шість разів вища звичайного рівня. Внаслідок цього у великої кількості людей протягом декількох годин виникли захворювання верхніх дихальних шляхів. Найтяжче постраждали люди, в яких раніше вже були респіраторні захворювання, зокрема хронічний бронхіт. За перші три тижні тільки у Лондоні було зареєстровано на 4000 смертей більше, ніж звичайно спостерігалось там в цей період року. Подібні токсичні тумани, хоч і з меншою кількістю жертв, повторювались у Лондоні в 50-ті роки ХХ ст. неодноразово.

У США першим містом, що розпочав боротьбу з димом в 1874 році, став Чикаго. Уже в 1880 році поява густого диму була оголошена порушенням громадського порядку, за яке належав штраф від 5 до 59 доларів, а з 1928 року там вже існує мережа станцій для спостережень за забрудненням повітряного басейну. Явища, подібні лондонському смогу, тут регулярно спостерігались у районі Лос-Анджелесу, де географічні й кліматичні умови сприяють літом і восени сильному атмосферному забрудненню, що викликає подразнення очей, носа і глотки у людей, а також завдає шкоду рослинності.

Охорона атмосферного повітря у промислово розвинутих країнах. Наведені події сконцентрували увагу суспільства і влади на необхідності широких заходів національного масштабу у боротьбі із забрудненням повітря. Це привело до того, що в 60-ті роки ХХ ст. у більшості європейських країн і США були прийняті загальнонаціональні закони щодо захисту атмосферного повітря. З 1961 року Всесвітньою організацією охорони здоров’я публікуються огляди відповідного законодавства у країнах світу з цього питання.

У густонаселених країнах Західної Європи та Японії з ініціативи громадськості проблема контролю вихідних газів теплоелектростанцій була висунута на рівень національних завдань у середині 70-х років минулого століття. Розроблення технологій фінансувалась національними урядовими організаціями з частковою участю найбільших енергосистем. Було визначене оптимальне поєднання рівня атмосферного забруднення і ступеню захисту від нього з урахуванням технологічних, екологічних і економічних пріоритетів. У 1966–1970 рр. у США та СРСР (Інститут газу АН УРСР) були проведені широкі дослідження умов утворення і викиду оксидів азоту в атмосферу при спалюванні палива у котлах електростанцій, промислових і опалювальних котелень.

У 60–70-ті роки ХХ ст. відповідні обмежувальні норми реконцентрації оксидів азоту та інших токсичних речовин були прийняті всіма промислово розвинутими країнами (Японія, США, СРСР, Німеччина та ін.) і з того часу неодноразово переглядались у бік посилення.

Проблема очищення димових газів стала пріоритетною у 80–90-ті роки ХХ ст. У червні 1984 р. країнами, що входять в Європейське Співтовариство, був прийнятий основоположний документ «Air Framework Directive», що містив основні положення щодо обліку шкідливих викидів в атмосферу від ТЕС та інших паливовикористовуючих установок потужністю більш ніж 50 МВт. Вже в 1988 році була прийнята нова директива, що вимагала безперервного моніторингу для нових установок потужністю, більшою за 300МВт. Ці документи стали «рамковими», тобто допускають індивідуальний підхід до оцінки викидів в окремих країнах, що входять до ЄС.

У США, де тривалий час існували норми, прийняті у 1978 році, в листопаді 1990 року були опубліковані доповнення до Закону про чисте повітря. У них передбачались жорсткіші норми викидів котельних установок. Починаючи вже з 2003 року всі енергетичні котли мають поетапно зменшувати питомі викиди забруднювачів.

У зв’язку із загрозливим впливом викидів на атмосферу країни Європи, США та Канада у 1985 році підписали «Протокол щодо скорочення викидів сірки або їх транскордонних потоків щонайменше на 30%» (у 1993 р. порівняно з рівнем 1980 р.), а у жовтні 1988 р. став діяти протокол, що зобов’язує країни, які його підписали, у тому числі і Радянський Союз, заморозити викиди оксидів до 1994 року на рівні 1987 року, а в наступному знижувати їх.

Впровадження технологій очищення викидів. Нагромаджений досвід експлуатації споруджених установок став основою високої інтенсивності робіт за принципово новими ефективними і менш витратними способами пилогазоочищення. Дослідження і аналіз утворення оксидів азоту в полум’ї і топках котлів, здійснені наприкінці 60-х – на початку 70-х років ХХ ст. І. Сігалом в колишньому СРСР і С. Фенімором у США, праці фірми «Бабкок і Вількокс» (США), Інституту газу АН УРСР (СРСР) дозволили розробити конструкції пальників із зниженим виходом оксидів азоту, а в подальшому утворити системи з рециркуляцією димових газів і ступеневим спалюванням палива. У результаті вдалося знизити вміст оксидів азоту у димових газах у 2–3 рази. В Україні з 1987 по 1991 рр. викиди оксидів азоту зменшились з 0,80 до 0,709 млн. т, або на 11%, не дивлячись на збільшення споживання палива.

У даний час у ряді розвинутих країн широко використовується каталітичне очищення викидів від оксидів азоту (СКВ-процес), вперше реалізоване в Японії наприкінці 70-х років ХХ ст.

Дослідження некаталітичного селективного відновлення оксидів азоту (СНКВ) стало основою для розроблення і впровадження таких технологій у США, Німеччині та Японії. Кількість працюючих у світі СКВі СНКВ-установок обчислюється сотнями, причому вони використовуються не тільки в енергетиці, а й в хімічній, цементній, скляній і металургійній промисловості.

Зусилля зі зниження викидів сірчистих сполук були спрямовані на завчасне знесірчення палива і вдосконалення відомих хімічних процесів зв’язування сірчистого ангідриду. Ці процеси (скруберне зрошення димових газів вапнистими розчинами, вдування доломіту в продукти згоряння та ін.) пристосовувались до технологічних процесів у теплоенергетиці. Не дивлячись на складність та високу вартість таких установок, вони широко застосовуються там, де на ТЕС використовується високосірчисте паливо.

В Японії період дослідно-виробничої перевірки та доробок з очищення викидів закінчився на початку 80-х років, а в Німеччині – до 1985 року. У цих країнах більшість пиловугільних ТЕС оснащено електрофільтрами, сіркоочисними і СКВ-установками. Досвід їх експлуатації показав надійність технологій, що застосовуються.

Після прийняття у 2000 році країнами ЄС нових нормативів з очищення викидів розроблені технології одержали подальший розвиток.

Боротьба із забрудненням повітря в Росії і колишньому СРСР. У Російській імперії проблемою забруднення повітря і води наприкінці ХІХ і напочатку ХХ століття розпочали серйозно займатися лікарі-гігієністи. Посильну допомогу їм надавали земства, генерал-губернатори, Міністерство внутрішніх справ. Працював також напівгромадський водоохоронний комітет. Проте спільний рух з охорони природи в Росії на межі ХХ століття виявився роз’єднаним: одні займались створенням заповідників, охороною рідкісних видів флори і фауни, другі – боротьбою із забрудненням води і повітря.

Одним з перших на шкоду промислових відходів ще в 1851 році звернув увагу Д.І. Менделєєв. У 25-річному віці він опублікував у журналі «Вісник промисловості» статтю «Про походження диму». «Дим затемнює день, проникає у житло, забруднює фасади будинків і громадські фабрики, спричинює багато незручностей і нездоров’я», – писав він. Далі Менделєєв розглянув причини походження диму і указав, як йому можна запобігти.

Боротьба із забрудненням атмосфери не проводилась досить активно. Це пояснювалось відсутністю технологій, недостатністю даних щодо впливу газів, відносно слабким розвитком промисловості, а головне, забруднене повітря не так вражало, як брудна вода. Однак «перші ластівки вже були». Так, стаття 498 Будівельного статуту забороняла споруджувати у містах або вище міст за течією річок заводи, «шкідливі чистоті повітря і води».

Київський губернатор Гірс 1 липня 1911 року підписав «Обов’язкову постанову про усунення забруднення міста та повітря газами, сажею і димом, що виходить із труб фабричних, заводських і промислових установ». Положення веліло: «Топки… і саме опалення їх мають здійснюватись таким чином, щоб із домових труб не вилітали густий дим, сильна сажа і великі іскри». На основі цього київська міська управа 2 лютого 1914 року видала циркуляр «Про усунення забруднення міста та повітря газами, сажею і димом».

У грудні 1913 року управління головного медичного інспектора Міністерства внутрішніх справ Росії подало в Державну думу законопроект «Про санітарну охорону повітря, води і ґрунту». Крім того, у 1915 році розглядався проект закону «Про санітарну охорону повітря від забруднення димом». Дані проекти не були прийняті, оскільки не містили конкретних вказівок щодо того, які заходи необхідно приймати для очищення повітря від забруднення.

Революція та громадянська війна перервали природоохоронну діяльність і лише у 1920 році було видано постанову Народного комісаріату праці щодо охорони населених місць від шкідливого впливу промисловості, згідно з якою для будівництва підприємств виділялись спеціальні території, що ув’язувались із загальним планом забудови. У 1929–1930 рр. почали проводитись перші дослідження з гігієни атмосферного повітря. Їх метою було одержання науково обгрунтованих матеріалів про ступінь і характер забруднення атмосферного повітря у зв’язку із розвитком і реконструкцією міст та будівництвом нових підприємств. Увагу гігієністів привертали в першу чергу найпотужніші джерела забруднень у великих промислових центрах. Одержані дані були використані при розробці перших елементів санітарного законодавства щодо розміщення промислових підприємств і принципів організації санітарно-захисних смуг між житловими районами і підприємствами. У 1931 році Український інститут комунальної гігієни розпочав вивчення забруднень річок, озер і атмосферного повітря у Донбасі, опублікувавши результати у 1936 році. Важливу роль в науковій розробці проблем охорони повітря відіграв харківський вчений В.О. Углов.

Паралельно з розвитком наукових інститутів і досліджень гігієнічного напрямку розпочалась інтенсивна робота щодо вишукування найраціональніших методів газоочищення, пилоі золоуловлювання, а також конструювання відповідної апаратури. Однією із таких організацій був утворений в 20-х роках ХХ ст. трест «Газоочищення», що включав НДІ з промислового і санітарного очищення «НІОГАЗ» та проектний інститут «Гідрогазоочищення».

Успіхи радянських гігієністів у той час були надто скромними, але не варто забувати, в який важкий час вони були досягнуті. Значна частина санітарних лікарів та спеціалістів цього профілю були репресовані, на кінець 30-х років були знищені всі природоохоронні громадські організації України, повністю розпущена державна система охорони природи. Разом з тим питання щодо охорони повітря в 1934 р. обговорювалося на сесії Української санітарної ради, а в квітні 1935 року перша конференція з охорони атмосферного повітря виступила з пропозицією щодо прийняття відповідного закону. Друга аналогічна конференція пройшла у 1938 році в Москві, і лише наприкінці 1939 року була видана інструкція Всесоюзної держсаніспекції про санітарну охорону атмосферного повітря. Проте проект Санітарного кодексу СРСР, на який так сподівались захисники чистоти води і повітря, у вересні 1939 року не був прийнятий Раднаркомом СРСР.

Углов Володимир Олександрович (1874–1942) – завідувач кафедри гігієни у Харківському медінституті, перший гігієніст у СРСР, який у 20–30-х роках минулого століття найактивніше і плідно займався боротьбою із забрудненням повітря. У 1934 році він опублікував першу вітчизняну монографію з цієї теми «Боротьба з пилом, димом і газами у населених пунктах». В.О. Углов брав участь у роботі різних комісій з розміщення і реконструкції промислових міст.

Після Великої Вітчизняної війни відбудова та подальший розвиток промисловості змусили повернутись до проблем охорони навколишнього середовища і в першу чергу до проблем захисту атмосфери. У 1948 році відбувся V Український з’їзд гігієністів, на якому була заслухана доповідь про охорону атмосферного повітря. Уряд СРСР в 1949 році приймає першу в країні постанову «Про засоби боротьби із забрудненням атмосферного повітря та покращення санітарно-гігієнічних умов населених пунктів». Вперше у світі були введені розроблені академіком В.О. Рязановим норми ПДК для повітряного басейну і Держсаніспекції було надане право не затверджувати проекти нових об’єктів будівництва без очисних споруд.

Гідрометеослужбою СРСР були організовані регулярні спостереження за рівнем забруднення повітря у найбільших містах. Були введені Санітарні норми проектування промислових підприємств та ряд інших законів і постанов, що містили вимоги і норми захисту атмосфери.

В Україні з 1944 року до початку 70-х років було прийнято більше 10 постанов і розпоряджень уряду щодо охорони навколишнього середовища, а влітку 1960 року – закон «Про охорону природи УРСР». Проте всі ці заходи відставали від потужного забруднення навколишнього середовища, викликаного швидким зростанням промисловості. Прийняті природоохоронні директиви знецінювались їх непродуманістю і тим, що вони ігнорувались. Закон забороняв вводити у дію об’єкти, забруднюючі повітря, але вони вводились. У результаті, наприклад, в 1965 році у місті Дніпродзержинську вміст оксидів азоту в атмосфері перевищував ПДК у 100 разів, а у місті Костянтинівці те ж щодо сірчистого ангідриду було відзначено у 170 разів, пилу – у 9 разів. У житлових кварталах Запоріжжя вміст сірководню перевищував норму у 100 разів.

Рязанов Володимир Олександрович (1903–1968) – академік АМН СРСР, очолював Всеросійське товариство гігієністів і санітарних лікарів, голова комітету з санітарної охорони атмосферного повітря. Він встановив основні закономірності розповсюдження забруднень у приземному шарі атмосфери і вперше у світі розробив нормативи якості повітря. Рязанов В.О. став ініціатором і редактором збірника «ПДК атмосферних забруднень».

У 1978 році було введено Державний стандарт на правила встановлення викидів шкідливих речовин в атмосферу промисловими підприємствами, а в 1989 році – технічні вимоги до новоспоруджуваних котельних установок, у відповідності з якими визначались гранично допустимі викиди і концентрації забруднювачів у повітрі населених пунктів. Нормативи наближались до прийнятих в європейських країнах і Японії та були жорсткіші у порівнянні з нормативами США і Великобританії, а також рекомендованими у той час Всесвітньою організацією охорони здоров’я. Також було підписано ряд міжнародних угод, що обмежували викиди з урахуванням їх транскордонного перенесення. Ці норми були введені директивно, без урахування науково-технічного потенціалу в галузі технологій зниження викидів і економічних можливостей країни. Після розвалу СРСР в умовах економічної кризи мало місце прискорене фізичне і моральне спрацювання обладнання ТЕС. Нові потужності практично не вводились. При різкому падінні виробництва відбулось зменшення викидів забруднюючих речовин у навколишнє середовище.

Після подолання економічної кризи в умовах зростання економіки споживання електроенергії вимагає реконструкції діючих і спорудження нових ТЕС на основі набутого світового та вітчизняного досвіду щодо розробки і впровадження технологій, що забезпечують мінімізацію викидів.

Екологічна політика в сучасних умовах. Постійно зростаюче техногенне навантаження на навколишнє середовище викликало погіршення екологічної ситуації у багатьох країнах. Проблема охорони навколишнього середовища і забезпечення екологічної безпеки вийшла за межі національних кордонів та перетворилась в одну із глобальних проблем, що стоять перед світовим товариством у ХХІ ст. Міжнародне співробітництво у сфері екології базується на відповідних положеннях Статуту ООН, Всесвітньої декларації прав людини (1948 р.), Декларації Стокгольмської конференції з проблем навколишнього середовища, Конвенції щодо оцінки впливу на навколишнє середовище у транскордонному просторі (1981 р.), Конвенція про біологічну різноманітність (1992 р.) та інших міжнародних актах і угодах.

Виходячи з цього, соціально-економічний розвиток країн має супроводжуватись збереженням безпечного стану навколишнього середовища для забезпечення життєдіяльності суспільства і кожної людини, спираючись на правову систему, що базується на гуманістичних ідеях і принципах міжнародного права.

Система національного законодавства у сфері екології більшості країн пов’язана з міжнародними еколого-правовими нормами. Найважливіше значення належить національному законодавству у регулюванні відносин по використанню природних ресурсів, охороні навколишнього середовища і забезпеченню екологічної безпеки.

При цьому екологічна політика спрямована на запобігання проявам наслідків негативного техногенного впливу і забезпечення дієвої системи екологічної безпеки.

Система національного екологічного законодавства зазвичай ґрунтується на:

• конституційному регулюванні екологічних правовідносин, що закріплює найважливіші принципи і форми використання природних ресурсів, декларує екологічні права громадян, вимоги з охорони навколишнього середовища і екологічної безпеки;

• еколого-правовому регулюванні, що базується на законодавчих актах і екологоправових нормах;

• міжнародно-правовому регулюванні за допомогою ратифікації законодавчим органом держави міжнародних конвенцій на рівні ООН, Європейського Союзу, двоі багатосторонніх угод держави з іншими державами і, що надто важливо, забезпеченням пріоритету міжнародних еколого-правових норм з гармонізацією національного законодавства з принципами і положеннями міжнародного права.

Забруднення навколишнього середовища промисловими підприємствами

В останні десятиріччя практично у всіх країнах посилились вимоги національних законодавств і нормативів з охорони навколишнього середовища, що регламентують пріоритетність забезпечення екологічної безпеки у всіх видах діяльності.