Раздел 1. История охраны окружающей среды

На протяжении тысячелетий человечество оказывало крайне ограниченное влияние на окружающую среду, но во второй половине ХХ века в связи с резким увеличением антропогенной нагрузки на нее и тяжелыми экологическими последствиями наиболее остро встала проблема охраны окружающей среды, нахождения равновесия между обеспечением экономических и социальных потребностей общества и сохранением окружающей среды. В условиях растущей угрозы окружающей среде и здоровью населения практически во всех странах мира были приняты законодательные акты, ограничивающие и регулирующие антропогенное давление на природу. Одновременно разрабатываются и внедряются новые технологии, исключающие или минимизирующие вредное воздействие производственных процессов на воздух, воду и почву.

Охрана окружающей среды в доиндустриальную эпоху. Укрощение огня принесло человечеству большие удобства, да и пища, приготовленная на огне, стала более съедобной и безопасной. Не меньшее значение имело и отопление жилищ. Но с использованием огня древними общинами началось выделение углекислого газа, дыма и пепла в атмосферу. Во времена древних цивилизаций, в частности в период Древнего Рима, эти факторы также вызывали ее загрязнение. Вредное влияние дыма сказывалось при применении новых топливных материалов. На Среднем Востоке научились сжигать поверхностные залежи нефти, в Европе же наиболее эффективным заменителем дерева оказался уголь. Известно, что именно изза неприятных запахов от сжигания угля в расположенном по соседству городе английская королева Элеонора (ХІІІ век) покинула свой Ноттингемский замок, а в 1300 году указом короля Эдуарда І под страхом смерти было запрещено жечь уголь в Лондоне.

Первый закон в Англии в области экологии, принятый в 1388 г., был направлен на охрану качества воды в р. Темза и запрещал сброс бытовых и производственных отходов в реку в черте Лондона.

К концу XV века были изготовлены первые угольные брикеты, которыми можно было топить камины. Так был открыт путь к сжиганию угля в домашних очагах. Но примерно в 1600 году обнаружилось, что сера, содержащаяся в угле, не только неприятно пахнет, но и вызывает раздражение носа и глотки. Это послужило толчком к разработке методов коксования угля для удаления из него серы и летучих компонентов.

Индустриализация и загрязне, ние воздуха. Самыми важными событиями промышленной революции ХVІІІ века явились изобретение паровой машины и открытие возможности получения железа и других материалов. Это резко ускорило рост городов. На узких улочках вплотную друг к другу теснились мрачные дома, которые строились рядом с местом работы – заводами, извергающими дым. Загрязнение дымом и копотью от заводов и жилых зданий превратилось в проблему, которую нельзя было более игнорировать. Первые шаги в стремлении воспрепятствовать вредному воздействию дыма предпринял в 1827 году муниципалитет города Глазго – центра крупного промышленного района. В специальном постановлении устанавливалась минимальная высота дымовых труб, регламентировались размеры каминов, печей, дымоходов и требовалось следить за полнотой сгорания топлива. Однако многочисленные законы по борьбе с дымом, издаваемые с 1898 года, выполнялись плохо, несмотря на введение специальной инспекции и общественного контроля. Прогресс начался с принятия в 1922 году нового постановления, которое возлагало ответственность на потребителей за правильное обращение с печами, борьбу с дымом и выбор подходящего топлива. По решению муниципалитета выделение густого дыма в течение двух минут или более при наблюдении длительностью один час было достаточным для привлечения к суду.

К середине ХХ века достаточно был накоплен печальный опыт, связанный с промышленным загрязнением атмосферы. Особенно опасные случаи, сопровождающиеся человеческими жертвами, происходили тогда, когда в атмосфере одновременно наблюдались отсутствие ветра, температурная инверсия, высокая влажность и резкое повышение концентрации вредных веществ, выбрасываемых предприятиями. В 1930 году это привело к гибели нескольких десятков человек в долине реки Маас (Бельгия), а в 1948 году аналогичная катастрофа произошла в городе Донора (США).

Наиболее тяжелые последствия имел токсичный туман (смог) в декабре 1952 года в Великобритании. С 5 по 9 декабря большинство районов Британских островов окутал туман. Он сопровождался антициклоном и инверсией температуры. Концентрация сажи в воздухе во время тумана была в пять раз, а сернистого ангидрида в шесть раз выше обычного уровня. В результате этого у большого числа людей в течение нескольких часов возникли заболевания верхних дыхательных путей. Тяжелее всего пострадали люди, у которых ранее уже были респираторные заболевания, в частности хронический бронхит. За первые три недели только в Лондоне было зарегистрировано на 4000 смертей больше, чем обычно наблюдалось там в это время года. Подобные токсические туманы, хотя и с меньшим количеством жертв, повторялись в Лондоне в 50-е годы ХХ века неоднократно.

В США первым городом, начавшим борьбу с дымом в 1874 году, стал Чикаго. Уже в 1880 году появление густого дыма было объявлено нарушением общественного порядка, за которое причитался штраф от

5 до 59 долларов, а с 1928 года там уже существует сеть станций для наблюдения за загрязнением воздушного бассейна. Явления, подобные лондонскому смогу, здесь регулярно наблюдались в районе Лос-Анджелеса, где географические и климатические условия способствуют летом и осенью сильному атмосферному загрязнению, вызывающему раздражение глаз, носа и глотки у людей, а также наносящему вред растительности.

Охрана атмосферного воздуха в промышленно развитых стра, нах. Приведенные события сконцентрировали внимание общества и властей на необходимости широких мероприятий национального масштаба в борьбе с загрязнением воздуха. Это привело к тому, что в 60-е годы ХХ века в большинстве европейских стран и США были приняты общенациональные законы по защите атмосферного воздуха. С 1961 года Всемирной организацией здравоохранения публикуются обзоры соответствующего законодательства в странах мира по этому вопросу.

В густонаселенных странах Европы и Японии по инициативе общественности проблема контроля отходящих газов теплоэлектростанций была выдвинута на уровень национальных задач в середине 70-х годов прошлого века. Разработка технологий финансировалась национальными правительственными организациями с долевым участием крупнейших энергосистем. Было определено оптимальное сочетание уровня атмосферного загрязнения и степени защиты от него с учетом технологических, экологических и экономических приоритетов. В 1966–1970 гг. в США и СССР (Институт газа АН УССР) были проведены широкие исследования условий образования и выброса оксидов азота в атмосферу при сжигании топлива в котлах электростанций, промышленных и отопительных котельных.

В 60–70-е годы ХХ века соответствующие ограничительные нормы реконцентрации оксидов азота и других токсичных веществ были приняты всеми промышленно развитыми странами (Япония, США, СССР, Германия и др.) и с тех пор неоднократно пересматривались в сторону ужесточения.

Проблема очистки дымовых газов стала приоритетной в 80–90-х годах ХХ века. В июне 1984 г. странами, входящими в Европейское Сообщество, был принят основополагающий документ Air Framework Directive, который содержал основные положения об учете вредных выбросов в атмосферу от ТЭС и других топливоиспользующих установок мощностью более 50 МВт. Уже в 1988 году была принята новая директива, требующая непрерывного мониторинга для новых установок мощностью более 300 МВт. Эти документы являются «рамочными», т.е. допускают индивидуальный подход к оценке выбросов в отдельных странах, входящих в ЕС.

В США, где длительное время существовали нормы, принятые в 1978 году, в ноябре 1990 года были опубликованы дополнения к Закону о чистом воздухе. В них предусматриваются более жесткие нормы выбросов котельных установок. Начиная уже с 2003 года все энергетические котлы должны поэтапно снижать удельные выбросы загрязнителей.

В связи с опасным воздействием выбросов на атмосферу государства Европы, США и Канада в 1985 году подписали «Протокол о сокращении выбросов серы или их трансграничных потоков по меньшей мере на 30%» (в 1993 г. по сравнению с уровнем 1980 г.), а в октябре 1988 г. вступил в действие протокол, обязывающий подписавшие его страны, в том числе Советский Союз, заморозить выбросы оксидов до 1994 года на уровне 1987 года, а впоследствии снижать их.

Внедрение технологий очистки выбросов. Накопленный опыт эксплуатации построенных установок явился обоснованием высокой интенсивности работ по принципиально новым эффективным и менее затратным способам пылегазоочистки. Исследования и анализ образования оксидов азота в пламени и топках котлов, проведенные в конце 60-х – начале 70-х годов ХХ века И. Сигалом в бывшем СССР и С.Фенимором в США, работы фирмы «Бабкок и Вилькокс» (США), Института газа АН УССР (СССР) позволили разработать конструкции горелок с пониженным выходом оксидов азота, а в дальнейшем создать системы с рециркуляцией дымовых газов и ступенчатым сжиганием топлива. В результате удалось снизить содержание оксидов азота в дымовых газах в 2–3 раза.

В Украине с 1987 по 1991 гг. выбросы оксидов азота снизились с 0,80 до 0,709 млн. т, или на 11%, несмотря на увеличение потребления топлива.

В настоящее время в ряде развитых стран широко используется каталитическая очистка выбросов от оксидов азота (СКВ процесс), впервые реализованная в Японии в конце 70-х годов ХХ века.

Исследования некаталитического селективного восстановления оксидов азота (СНКВ) явились основой для разработки и внедрения таких технологий в США, Германии и Японии. Число работающих в мире СКВи СНКВ-установок исчисляется сотнями, причем они используются не только в энергетике, но и в химической, цементной, стекольной и металлургической промышленности.

Усилия по снижению выбросов сернистых соединений были направлены на предварительное обессеривание топлива и совершенствование известных химических процессов связывания сернистого ангидрида. Эти процессы (скрубберное орошение дымовых газов известковыми растворами, вдувание доломита в продукты сгорания и др.) приспосабливались к технологическим процессам в теплоэнергетике. Несмотря на сложность и высокую стоимость таких установок, они широко применяются там, где на ТЭС используется высокосернистое топливо.

В Японии период опытно-промышленной проверки и доработок по очистке выбросов закончился в начале 80-х годов ХХ века, а в Германии – к 1985 году. В этих странах большинство пылеугольных ТЭС оснащены электрофильтрами, сероочистными и СКВ-установками. Опыт их эксплуатации показал надежность применяемых технологий.

После принятия в 2000 году странами ЕС новых нормативов по очистке выбросов разработанные технологии получили дальнейшее развитие.

Борьба с загрязнением воздуха в России и бывшем СССР. В Российской империи проблемой загрязнения воздуха и воды в конце XIX и начале XX века серьезно начали заниматься врачи-гигиенисты. Посильную помощь им оказывали земства, генерал-губернаторы, Министерство внутренних дел. Работал даже полуобщественный водоохранный комитет. Однако общее движение по охране природы в России на рубеже XX века оказалось раздробленным: одни занимались созданием заповедников, охраной редких видов фауны и флоры, другие – борьбой с загрязнением воды и воздуха.

Одним из первых на вред промышленных отходов еще в 1851 году обратил внимание Д.И. Менделеев. В 25-летнем возрасте он опубликовал в журнале «Вестник промышленности» статью «О происхождении дыма». «Дым затемняет день, проникает в жилище, грязнит фасады зданий и общественные фабрики, причиняет многие неудобства и нездоровья», – писал он. Далее Менделеев рассмотрел причины происхождения дыма и указал, как его можно предотвратить.

Борьба с загрязнением атмосферы не велась достаточно активно. Это объяснялось отсутствием технологий, недостаточностью данных о влиянии газов, относительно слабым развитием промышленности, а главное, загрязненный воздух не так впечатлял, как грязная вода. Однако «первые ласточки уже были». Так, статья 498 Строительного устава запрещала возводить в городах или выше городов по течению рек заводы, «вредные чистоте воздуха и воды».

Киевский губернатор Гирс 1 июля 1911 года подписал «Обязательное постановление об устранении загрязнения города и воздуха газами, сажей и дымом, выходящими из труб фабричных, заводских и промышленных заведений». Положение гласило: «Топки… и само отопление их должно производиться таким образом, чтобы из домовых труб не вылетали густой дым, обильная сажа и крупные искры». На основании этого киевская городская управа 2 февраля 1914 года издала циркуляр «Об устранении загрязнения города и воздуха газами, сажей и дымом».

В декабре 1913 года управление главного врачебного инспектора Министерства внутренних дел России представило в Государственную думу законопроект «О санитарной охране воздуха, воды и почвы». Кроме того, в 1915 году рассматривался проект закона «О санитарной охране воздуха от загрязнения дымом». Эти проекты не были приняты, так как не содержали конкретных указаний о том, какие меры следует принимать для очистки воздуха от загрязнения.

Революция и гражданская война прервали природоохранную деятельность и только в 1920 году было издано постановление Народного комиссариата труда об охране населенных мест от вредного влияния промышленности, согласно которому для строительства предприятий выделялись специальные территории, увязанные с общим планом застройки. В 1929–1930 гг. начали проводиться первые исследования по гигиене атмосферного воздуха. Их целью было получить научно обоснованные материалы о степени и характере загрязнения атмосферного воздуха в связи с развитием и реконструкцией городов и строительством новых предприятий. Внимание гигиенистов привлекали в первую очередь наиболее мощные источники загрязнения в крупных промышленных центрах. Полученные данные были использованы при разработке первых элементов санитарного законодательства о размещении промышленных предприятий и принципов организации санитарно-защитных зон между жилыми районами и предприятиями. В 1931 году Украинский институт коммунальной гигиены начал изучение загрязнения рек, озер и атмосферного воздуха в Донбассе, опубликовав результаты в 1936 году. Значительную роль в научной разработке проблем охраны воздуха сыграл харьковский ученый В.А. Углов.

Параллельно с развитием научных институтов и исследований гигиенического направления началась интенсивная работа в области изысканий наиболее рациональных методов газоочистки, пылеи золоулавливания, а также конструирования соответствующей аппаратуры. Одной из таких организаций был созданный в 20-х годах ХХ века трест «Газоочистка», включавший НИИ по промышленной и санитарной очистке «НИОГАЗ» и проектный институт «Гипрогазочистка».

Успехи советских гигиенистов в то время были весьма скромными, но не надо забывать, в какое тяжелое время они были достигнуты. Значительная часть санитарных врачей и специалистов этого профиля были репрессированы, к концу 30-х годов были уничтожены все природоохранные общественные организации Украины, полностью распущена государственная система охраны природы. Вместе с тем вопрос об охране воздуха в 1934 г. обсуждался на сессии Украинского санитарного совета, а в апреле 1935 года первая конференция по охране атмосферного воздуха выступила с предложением о принятии соответствующего закона. Вторая аналогичная конференция прошла в 1938 году в Москве, и лишь в конце 1939 года была издана инструкция Всесоюзной госсанинспекции по санитарной охране атмосферного воздуха. Однако проект Санитарного кодекса СССР, на который очень надеялись защитники чистоты воды и воздуха, в сентябре 1939 года не был принят Совнаркомом СССР.

Углов Владимир Александрович (1874– 1942) – заведующий кафедрой гигиены в Харьковском мединституте, первый гигиенист в СССР, который в 20–30-х годах прошлого столетия наиболее активно и плодотворно занимался борьбой с загрязнением воздуха. В 1934 году он опубликовал первую отечественную монографию по этой теме «Борьба с пылью, дымом и газами в населенных пунктах». В.А. Углов участвовал в работе различных комиссий по размещению и реконструкции промышленных городов. 

После Великой Отечественной войны восстановление и дальнейшее развитие промышленности заставили вернуться к проблеме охраны внешней среды и в первую очередь к проблеме защиты атмосферы. В 1948 году состоялся V Украинский съезд гигиенистов, на котором был заслушан доклад об охране атмосферного воздуха. Правительство СССР в 1949 году принимает первое в стране постановление «О мерах борьбы с загрязнением атмосферного воздуха и улучшении санитарно-гигиенических условий населенных пунктов». Впервые в мире были введены разработанные академиком В.А. Рязановым нормы ПДК для воздушного бассейна и Госсанинспекции было дано право не утверждать проекты новых объектов строительства без очистных сооружений.

Рязанов Владимир Александрович (1903–1968) – академик АМН СССР, возглавлял Всероссийское общество гигиенистов и санитарных врачей, председатель комитета по санитарной охране атмосферного воздуха. Он установил основные закономерности распространения загрязнений в приземном слое атмосферы и впервые в мире разработал нормативы качества воздуха. Рязанов В.А. стал инициатором и редактором сборника «ПДК атмосферных загрязнений». Гидрометслужбой СССР были организованы регулярные наблюдения за уровнем загрязнения воздуха в крупнейших городах. Были введены Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий и ряд других законов и постановлений, содержащих требования и нормы защиты атмосферы.

В Украине с 1944 года по начало 70-х годов было принято более 10 постановлений и распоряжений правительства по охране окружающей среды, а летом 1960 года – закон «Об охране природы УССР». Однако все эти меры отставали от мощного загрязнения окружающей среды, вызванного быстрым ростом промышленности. Принятые природоохранные директивы обесценивались их непродуманностью и тем, что они игнорировались. Закон запрещал вводить в строй загрязняющие воздух объекты, но они вводились. В результате, например, в 1965 году в городе Днепродзержинске содержание оксидов азота в атмосфере превышало ПДК в 100 раз, а в городе Константиновке то же относительно сернистого ангидрида было отмечено в 170 раз, пыли – в 9 раз. В жилых кварталах Запорожья содержание сероводорода превышало норму в 100 раз.

В 1978 году был введен ГОСТ на правила установления выбросов вредных веществ в атмосферу промышленными предприятиями, а в 1989 году – технические требования к вновь создаваемым котельным установкам, в соответствии с которыми определялись предельно допустимые выбросы и концентрации загрязнителей в воздухе населенных пунктов. Нормативы приближались к принятым в европейских странах и Японии и были более жесткими по сравнению с нормативами США и Великобритании, а также рекомендованными в тот период Всемирной организацией здравоохранения. Также был подписан ряд международных соглашений, ограничивающих выбросы с учетом их трансграничного переноса. Эти нормы были введены директивно, без учета научнотехнического потенциала в области технологий снижения выбросов и экономических возможностей страны. После развала СССР в условиях экономического кризиса имел место ускоренный физический и моральный износ оборудования ТЭС. Новые мощности практически не вводились. При резком падении производства произошло уменьшение выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду.

После преодоления экономического кризиса в условиях роста экономики потребление электроэнергии требует реконструкции действующих и сооружения новых ТЭС на основе имеющегося мирового и отечественного опыта в области разработки и внедрения технологий, обеспечивающих минимизацию выбросов.

Экологическая политика в современных условиях. Постоянно растущая техногенная, нагрузка на окружающую среду вызвала ухудшение экологической ситуации во многих странах. Проблема охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности вышла за пределы национальных границ и превратилась в одну из глобальных проблем, стоящих перед мировым сообществом в XXI в. Международное сотрудничество в области экологии основывается на соответствующих положениях Устава ООН, Всемирной декларации прав человека (1948 г.), Декларации Стокгольмской конференции по проблемам окружающей среды, Конвенции об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном пространстве (1981 г.), Конвенции о биологическом разнообразии, (1992 г.) и других международных актах и соглашениях.

Исходя из этого, социально-экономическое развитие стран должно сопровождаться сохранением безопасного состояния окружающей среды для обеспечения жизнедеятельности общества и каждого человека, опираясь на правовую систему, базирующуюся на гуманистических идеях и принципах международного права.

Система национального законодательства в области экологии большинства стран увязана с международными эколого-правовыми нормами. Важнейшее значение принадлежит национальному законодательству в регулировании отношений по использованию природных ресурсов, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности.

Загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями

При этом экологическая политика государств направлена на упреждение проявления последствий отрицательного техногенного влияния и обеспечение действенной системы экологической безопасности.

Система национального экологического законодательства обычно основывается на:

• конституционном регулировании экологических правоотношений, которое закрепляет наиболее важные принципы и формы использования природных ресурсов, декларирует экологические права граждан, требования по охране окружающей среды и экологической безопасности;
• эколого-правовом регулировании, которое базируется на законодательных актах и эколого-правовых нормах;
• международно-правовом регулировании с помощью ратификации законодательным органом государства Международных конвенций на уровне ООН, Европейского Союза, двухи многосторонних соглашений государства с другими государствами, и что крайне важно – обеспечением приоритета международных эколого-правовых норм с гармонизацией национального законодательства с принципами и положениями международного права.

В последние десятилетия практически во всех странах ужесточились требования национальных законодательств и нормативов по охране окружающей среды, регламентируя приоритетность обеспечения экологической безопасности во всех видах деятельности.