Литература

Статьи

КАК МЕДЬ СТАЛА ДОРОЖЕ ЗОЛОТА
(рассуждения об экологических перспективах предприятий с малым объемом производства)

In which way copper became more expensive then gold

(a discussion on the prospects of small plating shops)

Dreher M.

 

С первого сентября 1990 года на земле Ваден-Вюртемберг (ФРГ) вступил в силу закон, устанавливающий новые предельно допустимые значения концентраций тяжелых металлов в сточных водах. До 31 августа 1990 года ПДК Си в сточных водах составляла 2 мг/л, в настоящее время - в пределах 0,5 мг/л Это законодательство сильно скажется на металло­обрабатывающей промышленности г. Пфорцхайм, отходы которой содержат медьсодержащие сточные воды. Причем наряду с большими предприятиями цветной металлургии в городе много малых предприятий с большими объемами производимых сточных вод.

 

Необходимость выполнения нового законодательства заставит руководителей предприятий подсчитать, во что это обойдется. Автор статьи провел необходимые расчеты, которые могут быть полезны для тех предприятий, где объем сточных вод невелик.

Результаты расчета

Опытное производство на заводе “Engelsbrand” никакой продукции не выпуска­ет, тем не менее объем сточных вод составляет 140 м3 в год. В этих водах содержится 350 г Сu, что соответствует концентрации 2,5 мг/л. Для снижения этого значения до 0,5 мг/л необходимо медь перевести в гидрооксид и сульфид, что­бы после седиментации отделить медьсодержащий шлам и уплотнить его. Все это требует большого расхода химикатов: 350 л 33,5%-ной НС1, 140 л 40%~ного раствора FеClз, 420 кг Са(ОН)2, 140л 50%-ного раствора NаОН, 20л органического сульфида и 1 л флотационноuо средства. После седиментации образуется 28 м3 мокрого шлама, который посредством камерного фильтр-пресса необходимо уплотнить до объема 1,9 м3.

Стоимость химикатов на обработку 1 м3 сточных вод 15 марок. Расходы по эксплуатации установки на обработку сточных вод, включая измерительную технику, составляют приблизительно 80 тыс.марок в год, по складированию 1 м3 шлама – 200-300 марок, и эти цифры все время растут. В итоге обработка 1 м3 сточных вод обходится более чем в 100 марок.

Таким образом, 1 г получаемой меди стоит во много раз дороже золота, о чем алхимики средних веков не могли и подумать. Эти расходы нужно увеличить во много тысяч раз, поскольку новое законодательство инициирует дополнительное производство огромного количества шлама, который негде складировать из-за протеста местных жителей, что в конечном счете может привести к коллапсу промышленности.

В результате перед металлообрабатывающей промышленностью, обеспечивающей рабочие места и большой процент экспорта и поддерживающей, в свою очередь, высокий уровень жизни в стране, возникает ряд вопросов.

Почему, собственно, 0,5 мг/л ?

Несправедливо было бы подвергать сомнению результаты напряженной работы, которую провела комиссия по установлению такой нормы, но все же следует обратить внимание на содержание Cu в двух важнейших продуктах питания: в 1 кг хлеба и других продуктах из злаков содержится 4 мг Cu, в 1 мг картофеля – 2 мг Cu.

Поскольку и прочие продукты питания растительного происхождения содержат такое же количество Си и других тяжелых металлов, не­трудно подсчитать, что человек "потребляет" этих металлов больше, чем разрешается иметь в сточных водах. Таким образом, население города средней величины способствует попаданию в сточные воды через канализацию еже­годно 120 кг Сu, т.е. столько же, сколько содержится  Сu  в сточных водах нескольких сот ма­лых предприятий, которые согласно новому за­конодательству вынуждены переводить эту медь в сотни тонн гидроксидных и сульфидных шламов.

Если сейчас не усомниться в том, основывается ли величина 0,5 мг/л на строгом научном расчете, то потом придется задавать вопрос: а кто нам оказал эту медвежью услугу?

Проблемы, экологии и общественность

Германия уже много лет активно проявляет заботу о защите окружающей среды и в этом смысле является "пай-мальчиком" среди дру­гих государств. Очень внимательно к этим проблемам относится не только правительство, но и общественность. Повышенное внимание общественности к вопросам экологии сочетается с "полузнаниями", что может лето привести к эмоциональным взрывам.

Однако кроме эмоций есть и факты, с которыми необходимо считаться. ФРГ до 1991 г, являлась одной на самых густонаселенных н высокоиндустриальных стран в мире. С 1945 - 1950 годы плотность населения а Германии выросла со 145 до 245 жителей на 1 км2. Переселение еще 12 млн. человек из Восточной Германии привело к чудовищной индустриа­лизации таких аграрных областей, как Шлезвиг-Гольштейн, Нижняя Саксония и Бавария.

Но даже и тогда соответствующие ведомства предпринимали меры по охране окружающей среды. Например, в 50-е годы в г. Пфорцхайм с помощью установок для очистки сточных вод была решена задача снижения содержания тяжелых металлов в бытовых водах, в итоге качество питьевой воды резко улучшилось. Это стало возможным благодаря интенсивным переговорам между компетентными ведомствами и промышленными предприятиями, деятельность которых приводила к образованию металлсодержащих сточных вод. Очистка сточных вод проводилась ими на добровольной основе» действовали также измерительные станции, контролировавшие их химический состав.

Обо всем этом общественность не знала, как и о том, что в 60-е и 70-е годы на гальванических предприятиях внедрялись установки по обработке сточных вод, ионообменные установки, установки замкнутого типа и контроли­рующие приборы. Общественность не знает об этом и сегодня. Вероятно, отсутствие информации и привело в конечном счете к возникновению проблемы защиты окружающей среды, и то, что в последние 30 лет не считалось опасным, сегодня им стало. К промышленности предъявлено требование еще уменьшить объем отходов или вообще устранить их.

Роль современной измерительной техники.

Появлению проблемы защиты окружающей среды способствовали не только недостаточная информированность общественности, но и, как это ни странно, успехи измерительной техники. Современная аналитическая химия позволяет определять в сточных водах нано- (10-9 г) и пикограммовые (10-12 г) количества вещества и находить их там, где 10 лет назад понятия не имели об их присутствии. Успехами анали­тической химии можно гордиться, но нет никаких оснований считать, что присутствие вредных веществ в таких малых количест­вах опасно (наоборот, во многих случаях оно даже полезно). Это можно подтвердить простым примером. Кусочек сахара в чашке делает кофе сладким, в графине его присут­ствие едва чувствуется и уж совсем оно не заметно в железнодорожной цистерне, при этом концентрацию сахара везде можно определить аналитическими методами.

В современной аналитике появились такие точные единицы измерений, как микро- и нанограммы. И если кто-нибудь когда-нибудь представит количество вредных примесей в сточных водах, например, не в традиционной и понятной единице 1 мг/л, а заменит ее на 1000 мкг/л или тем более на 106 нанограмм/л, то не стоит удивляться, что эти цифры могут вызвать шок у неспециалиста.

Какой путь выбрать?

Если суммировать приведенные здесь соображения, то можно поставить вопрос: каким, собственно, путем идти к решению экологических проблем? Человек живет в симбиозе с природой и должен делать все, чтобы не навредить ей. Защита окружающей среды и экология относятся к тем областям человеческой деятельности, которые направлены на сохранение природы, и поэтому здесь возможны принудительные требования к защите окружающей среды. Однако необходима разумная достаточность, чтобы не снизить жизненные стандарты. Это, вероятно, осуществимо, если подходить к проблеме не эмоционально, а компетентно и избегать действий, которые могут нашу промышленность "загнать в угол".

 

Журнал “Galvanotechnik”. –1991. –82, No7. –S.2307.

Журнал «Гальванотехника и обработка поверхности», №3, том XII, 2004 год