Экономические проблемы экологизации лесопромышленного комплекса

Охрана окружающей природной среды сегодня одна из наиболее актуальных проблем. Почти для всех стран она имеет приоритетное значение. Справедливость требует признать, что долгое время источники загрязнения окружающей среды не оказывали заметного влияния на экологию, а вовлечение в производство природных процессов выступало даже одним из факторов его экономического роста и развития производительных сил.

Такой характер взаимоотношений общества и природной среды был назван специалистами фронтальной экономикой.

До недавних пор сущность концепции фронтальной экономики не вызывала серьезных возражений. Однако, когда абсолютные размеры производства стали очень большими и увеличиваются дальше, экологические проблемы приобрели особую остроту.

Наиболее существенным фактором, нарушающим природное равновесие, выступает ресурсный фактор, который проявляется в истощении природных ресурсов в результате все более интенсивного и нерационального вовлечения их в производственную сферу.

Усиление отрицательного воздействия общества на окружающую среду в значительной степени объяснялось также прямым загрязнением природных сфер антропогенными выбросами. При этом наиболее сильными загрязнителями окружающей среды были производственные отходы. Именно эта часть неутилизируемых веществ и образовала «пресс», давящий на природу.

Интенсивное наращивание экологической напряженности, осознание опасности дальнейшего развития фронтальной экономики заставило общество попытаться учесть экологические факторы. Так на смену фронтальной экономике пришло эконологическое развитие (развитие экономики с учетом требований охраны окружающей среды).

Некоторые специалисты в рамках этой концепции считали, что ущерб природной среде должен быть предотвращен полностью, независимо от выделенных на эти цели средств. Возможно с экологической точки зрения такая ситуация представляется идеальной. Но ведь экономика не может принять все требования экологии. Задача состоит не в экологизации производства любой ценой, а в создании безвредных для природной среды технологических процессов с максимально возможной эколого-экономической эффективностью. Если конкретнее, необходимо с помощью экономических и экологических показателей установить допустимый уровень загрязнения природной среды и использовать только такие технологические процессы, которые обеспечивают производство продукции и в тоже время не превышают допустимый уровень загрязнений. При реализации этого требования принципиально важно учитывать два обстоятельства. С одной стороны, экологические требования не должны быть предельно жесткими, поскольку экономика не может выполнить их. Нельзя, например, требовать от предприятия целлюлозного завода очищать стоки до БПК–5 равной 0,06 мг/дм³. Достижение этой цели потребовало бы от отрасли средств, превышающих стоимость объема реализации целлюлозы. Следует признать нереальными и действующую ПДК метилмеркаптана (9 10-6 мг/м³). Столь низкая концентрация этого вещества в приземном слое атмосферы не поддается даже надежному аналитическому определению с помощью применяемых в настоящее время методов. С другой стороны, допустимый уровень загрязнения окружающей среды, разумеется, должен учитывать способность природных систем к самоочищению.

Таким образом, эконологическое развитие основано на обоснованном взвешивании, сопоставлении производственной деятельности с экономическим эффектом. Сейчас такой подход чаще всего встречается на практике. В рамках такого подхода удалось добиться определенных успехов в экологической стабилизации. Однако радикального качественного изменения не произошло. Это во многом объясняется незначительной разработкой проблем, связанных с квалифицированной аргументацией необходимости заниматься экологической безопасностью. В результате общая идеология данной концепции мало чем изменилась по сравнению с концепцией фронтальной экономики. По-прежнему преобладают экономические интересы, наращивание производства, широкое использование интересов научно-технического прогресса. В этих условиях природоохранная деятельность, затраты на охрану окружающей среды представляются как нечто противостоящее экономическому росту. Однако учитывать экологический фактор уже признали необходимым, хотя это и сдерживает экономическое развитие.

При таком подходе невозможно эффективно решить стоящие перед страной сложнейшие социально-экономические задачи. Следует иначе подойти к эколого-экономическим проблемам, полностью отказаться от широко распространенного стереотипа противоречия экономики и экологии. Необходимо новое мышление, новое видение, основанное на комплексном, системном подходе, в центре внимания которого должны быть глобальные взаимосвязи экономического, экологического и социального аспектов, обеспечивающих экономический рост и улучшение экологической ситуации. Наиболее полно такому подходу соответствует концепция устойчивого развития.

Устойчивое (самоподдерживаемое, самодостаточное) развитие удовлетворяет потребности нынешнего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности. Устойчивое развитие предполагает, что запас капитальных активов остается неизменным или растет во времени. Эти активы включают произведенный или воспроизводимый капитал (машины, дороги, заводы, здания и т. д.), человеческий фактор (здоровье, знания и навыки людей и т. д.) и экологический (природный) капитал (воздух, вода, экосистемы и т. д.). Такой подход позволяет делать долгосрочные экономические шаги с учетом минимизации негативных экологических последствий.

Разумеется, решение беспрецедентных по масштабу экологических задач – процесс весьма длительный. По мере продвижения страны к устойчивому развитию представление о нем, возможно, будет меняться и уточняться. Но главное – работа в этом направлении уже началась.

Переход лесопромышленного комплекса к устойчивому развитию (экологической безопасности) предполагает интенсивное развитие производства, активную природоохранную деятельность, но до настоящего времени на некоторых предприятиях ЛПК, к сожалению, это не делается или делается с недостаточной эффективностью. До сих пор, например, на лесозаготовках нерационально используются или не утилизируются вообще пнево-корневая древесина, кора, древесная зелень. Уже давно в лесозаготовительной промышленности реализуются разработки по линии наращивания единичной мощности оборудования. Однако известно, что такая техника не отвечает требованиям экологии, наносит большой вред природе, переуплотняет почву, нарушает почвенный покров, уничтожают подрост. В свою очередь, это существенно затрудняет лесовосстановление, а порой делает его вообще невозможным из-за отсутствия машин, способных работать на разбитых вырубках. Сохранение подроста при лесозаготовительных работах исключительно важно. Большой урон, наносимый подросту, замедляет восстановление лесов, снижает ценность древостоя. При этом особенно важно сохранение хвойного подроста, позволяющее избежать обеднения породного состава леса в будущем. Уничтожение подроста в ходе лесозаготовок делает необходимым полное искусственное восстановление лесов. Поэтому очень важно, чтобы техника и технология лесозаготовок способствовали рациональному использованию лесных ресурсов. Об их нерациональном использовании свидетельствует то, что при валке и трелевке остается много сучьев, ветвей, вершинок, которые никак не используются, хотя российские ученые разработали комплексные схемы промышленной переработки древесной зелени.

На деревообрабатывающих производствах сырье проходит две основные стадии обработки. На первой стадии происходит первичная обработка древесины в виде круглого леса (пиловочника, кряжа). К таким производствам следует отнести: лесопильное, тарное, фанерное, спичечное. На второй стадии обработке подвергается продукция первой стадии производства. Это мебельное производство, деревянное домостроение, производство древесных плит.

В лесопилении выход отходов составляет с учетом способа распиловки 16–34% сырья (табл. 1).

Важным направлением использования кусковых отходов лесопиления является производство технологической щепы, особенно для целлюлозно-бумажной промышленности. Для этой цели разработана широкая гамма рубительного оборудования. Важным направлением утилизации опилок считается производство пористого кирпича и других строительных материалов. В крайнем случае опилки используются в качестве топлива.

Древесные отходы образуются при производстве шпал. Окорка сырья, раскряжевка и оторцовка сырья и шпал, продольная распиловка бревен дают твердые отходы (горбыли, рейки, обрезки, срезки) и мелкие отходы (опилки, стружки). Количество образующихся отходов зависит, как правило, от размерно-качественных особенностей сырья. Кусковые отходы шпального производства обычно перерабатываются в технологическую щепу для ЦБП. Ресурсы таких отходов будут сокращаться в связи с сокращением выпуска деревянных шпал.

Выпуск фанеры, наоборот, растет, соответственно, увеличивается объем вторичных ресурсов, которые образуются почти на каждой стадии производства (табл. 2).

Отходы фанерного и спичечного производства используются в качестве сырья в производстве древесных плит. Кусковые отходы фанерного производства (обрезки шпона и фанеры) можно перерабатывать в форматный шпон, то есть в товарную продукцию. Эти отходы также служат в качестве заменителей различных комбинированных материалов, применяемых в строительстве и мебельной промышленности. Из короткомерного строганого шпона можно производить ребросклеенный товарный шпон для облицовки различных мебельных деталей (царг кроватей, стенок тумб, лицевых стенок выдвижных ящиков столов и т. д.). Отходы фанерного и спичечного производства в виде карандашей целесообразно использовать для производства штакетника, тарной дощечки и т. п. Отструги идут на заготовки ящичной тары, упаковочную дощечку, в производство паркета. Шпон-рванину можно эффективно использовать для производства палочек для мороженого. Однако, несмотря на разработанные эффективные направления использования отходов фанерного и спичечного производства, они в большом количестве реализуются в качестве топлива. Как уже отмечалось, сырьем при вторичной обработке древесины служила продукция первичной обработки древесины (пиломатериалы, фанера, шпон, древесные плиты и др.).

Структура древесных отходов мебельного производства следующая (усредненные данные): обрезки пиломатериалов – 33%, опилки – 8%, стружка – 22%, обрезки древесных плит и фанеры – 37%. В мебельном производстве преобладают кусковые отходы, их 69%, а мягкие отходы (опилки и стружка). составляют 31%.

В настоящее время существует ряд направлений использования отходов мебельного производства. Кусковые отходы в виде обрезков пиломатериалов, склеенных по длине, ширине и толщине, применяются для изготовления мебельных изделий. При этом полезный расход пиломатериалов увеличивается на 10–15%. Также кусковые отходы можно задействовать для производства мелких изделий, сувениров и т. д.

Обрезки древесно-стружечных плит следует применять для изготовления щитовых мебельных деталей методом склеивания по ширине. Небольшие куски плит целесообразно использовать как добавку к основному сырью для плитного производства. Отходы в виде небольших кусков древесных плит могут применяться в качестве наполнителя при производстве столярных изделий. Мягкие отходы мебельного производства, преимущественно опилки, используются как топливо или реализуются кирпичным заводам.

По характеристикам отходы вторичной обработки древесины не отличаются от исходной древесины, что позволяет использовать их в качестве топлива. Теплота сгорания отходов деревообработки и древесных отходов лесозаготовительной промышленности определяется аналогично. При этом эта характеристика зависит прежде всего от влажности. Кусковые отходы лесопиления содержат до 50% влаги. Влажность свежих опилок от распиловки неподсушенной древесины 30–50%, а подсушенной в сушилках – 10–15%. Влажность опилок, долго пролежавших в отвалах, из-за влияния атмосферных осадков достигает 60–66%. Древесная стружка, образующаяся при обработке древесины на фрезерных станках, содержит всего 12–18% влаги. Влажность отходов древесины на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях весьма высокая. Механическое их обезвоживание или термическая подсушка при малых объемах не дают необходимого экономического эффекта. И поэтому кору деревообрабатывающие предприятия, как правило, вывозят в отвал.

К числу нарушителей природного равновесия относятся предприятия целлюлозно-бумажной промышленности. Об этом свидетельствуют следующие данные (в числителе минимальный, в знаменателе максимальный расход воды на одну тонну продукции, м³):

Вода, отходящая после технологических процессов целлюлозно-бумажного производства, содержит самые разные загрязнители (растворенные минеральные и органические вещества, а также взвешенные коллоидно-дисперсные частицы). При этом основными источниками загрязнения водных бассейнов являются сульфат- и сульфитцеллюлозные производства (табл. 3).

Состав сточных вод целлюлозного производства разнообразный, при этом разные загрязняющие вещества при одной и той же концентрации по-разному влияют на качество воды. Наибольшую опасность для водной среды представляет биологическое загрязнение сточных вод. Поэтому основной контроль качества сбрасываемых сточных вод ЦБП осуществляется по двум показателям: химическому и биологическому потреблению кислорода. Общее содержание растворенных веществ характеризуют химическим потреблением кислорода (мг/дм³) на окисление органических соединений в кислой среде при наличии катализатора. Биологическое потребление кислорода (БПК) – это затраты кислорода (мг) на полное биохимическое окисление 1 г органических веществ, содержащихся в воде. Способность веществ окисляться разная, поэтому БПК, как правило, вычисляется за определенное время (например, БПК–5 – за пять суток. Если сравнить естественную растворимость кислорода в воде (7–15 мг/дм³) с аналогичными показателями (см. табл. 3), то очевиден вред, который наносят сточные воды ЦБП флоре и фауне водоемов. Из-за большого расхода кислорода для окисления органики сточных вод в водоеме могут снизиться товарные качества рыбы как пищевого продукта, уменьшиться ее количество.

В настоящее время более 80% стоков ЦБП, содержащих органические соединения, подвергаются биологической очистке. В дальнейшем планируется все стоки отрасли, требующие биологической очистки, подвергать этому методу обработки. Для ЦБП актуально внедрение технологии анаэробной очистки сточных вод и создание замкнутых систем водопользования.

Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности загрязняют и воздушный бассейн. Основным загрязнителем атмосферного воздуха считается сульфатцеллюлозное производство (табл. 4).

Серосодержащие соединения и пылевые выбросы отрицательно влияют не только на здоровье людей, но и на состояние многих растений, особенно хвойные. Сернистый газ (иначе: сернистый ангидрид, двуокись серы) – яд для растений. Также он раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, способствует развитию хронических заболеваний легких. При взаимодействии сернистого газа с водой образуется серная кислота, которая наносит вред почве, ускоряет коррозию металлов. Запыленный воздух плохо пропускает ультрафиолетовую радиацию, обладающую бактерицидными свойствами, необходимыми для очищения атмосферы. Как и газовые выбросы, пыль оказывает неблагоприятное влияние на здоровье человека, засоряет слизистые оболочки органов дыхания и глаз, раздражает кожные покровы, является переносчиком бактерий и вирусов. Пылевые выбросы, оседающие на землю, увеличивают кислотность почвы и обедняют ее микрофлору, в результате снижается биохимическая активность почвы. Загрязненные почвы, в свою очередь, вызывают загрязнение грунтовых вод и водных источников.

В ЦБП концентрируются в большом объеме кора и древесные отходы.

Перед переработкой древесное сырье очищается от коры в специальных окорочных машинах. При распиловке сырья, рубке балансов и сортировке щепы образуются древесные отходы. Отщепы разных размеров образуются также при окорке древесины.

Общее количество коры и древесных отходов, образующихся на предприятиях ЦБП, рассчитывается по формуле

Р_ко = р₁ + р₂ + р₃ + р₄ + р₅,

где р₁ – ресурсы коры; р₂, р₃, р₄ – ресурсы древесных отходов от окорки древесины, распиловки долготья и сортирования щепы соответственно; р₅ – ресурсы отходов древесины в виде гнили.

Выявленные сейчас возможности утилизации коры можно дифференцировать по следующим основным направлениям: механическая переработка коры для изготовления плитных материалов; химическая переработка коры для получения экстрактов и химикатов; биологическая переработка коры для приготовления компостов.

Значительные ресурсы древесной коры могут утилизироваться в качестве топлива. Важной характеристикой коры как топлива является ее теплотворная способность. Теплота сгорания коры (МДж/кг) зависит от ее влажности:

Как видно из приведенных данных, с повышением влажности теплотворная способность коры снижается, а при влажности 85% становится почти нулевой.

Выбор рациональной схемы сжигания коры в значительной степени определяется ее влажностью. Влажная кора, даже хорошо измельченная, сложно транспортируется. Исследование сжигания коры в России и за рубежом свидетельствует о необходимости высушивать кору до влажности 40–45%. Эти и другие сложности стали причиной недостаточного использования коры как топлива на ряде ЦБП. Однако экономический расчет показывает, что утилизация отходов окорки выгоднее вывозки их в отвал. Она позволяет отменить непроизводительные затраты, высвободить значительные земельные участки, а также предотвратить ущерб окружающей среде от гниения и самовозгорания этих отходов в отвалах.

В лесохимической промышленности, в частности на пиролизных предприятиях, на стадии разделки сырья и подготовки его к химической переработке, образуются древесные отходы (опилки, щепа, смешанная с корой). Выход таких отходов составляет примерно 4% перерабатываемого сырья. Утилизация древесных отходов пиролизного производства затруднена из-за проблем транспортировки и требований, предъявляемых потребителями к этому виду вторичного сырья. На некоторых лесохимических предприятиях древесные отходы используются в качестве топлива. Ведутся исследования по использованию древесных отходов в производстве активированного угля и строительных плит. Однако многие пиролизные заводы все еще вывозят древесные отходы в отвалы.

Целью пиролизного производства является получение крупнокускового угля. Наряду с крупнокусковым углем в результате его естественного дробления при производстве, выгрузки из реторт, транспортировки и складирования образуется древесно-угольная мелочь. Значительная ее часть отсеивается и используется для нужд металлургии, производства брикетов и для очистки сточных вод.

В канифольно-экстрактционном производстве отход – это проэкстрагированная щепа. Образующийся объем зависит от выхода щепы из осмола и объема переработки последнего. В настоящее время определены два основных направления утилизации проэкстрагированной щепы: технологическая переработка и использование в качестве топлива. В числе потребителей гидролизная промышленность. Также проэкстрагированная щепа используется для изготовления арболита и других плитных материалов, а в сульфатно-целлюлозном производстве как добавка к технологическому сырью при получении волокнистых полуфабрикатов. Ведутся исследования по пиролизу проэкстрагированной щепы с целью получения активного угля.

В канифольно-терпентинном производстве образуется несколько видов производственных отходов: сор живичный, грязевой отстой, канифольная пыль и мелкая крошка, камфарные полимеры, сульфат натрия. При получении живичной канифоли и живичного скипидара (терпентинного масла) в плавильниках скапливается отработанный сор, а в декантаторах – грязевой отстой. Сор представляет собой смесь хвои и коры с незначительным количеством скипидара. Грязевой отстой состоит из смолистых веществ и механических примесей. И то и другое вывозится в отвал, не утилизируется.

Итак, все сказанное иллюстрирует взаимодействие лесопромышленного комплекса и природы. С одной стороны, развитие лесозаготовительной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, лесохимической промышленности вовлекает в производственный процесс все больше разных видов природных ресурсов (древесины, топлива, воды). С другой – увеличение объемов выбросов в атмосферу и водные источники, отведение земель под складирование отходов приводит к загрязнению окружающей среды, ухудшению природных условий жизни населения.

Одновременно следует признать, что почти во всех отраслях лесопромышленного комплекса проводятся мероприятия по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, большие успехи достигнуты в комплексной переработке древесного сырья. Отходы деревообрабатывающей промышленности подвергаются химической переработке, кусковые отходы применяются в производстве мелкой пилопродукции и технологической щепы, стружка – в изготовлении древесных плит, в энергодефицитных лесоизбыточных районах древесные отходы утилизируются в качестве топлива, и т. д.

Вместе с тем имеющиеся сырьевые резервы и возможности используются не полностью и недостаточно эффективно. Предстоит еще решить сложную и многоаспектную задачу – организовать производство продукции ЛПК с соблюдением требуемого уровня экологической безопасности. 

Текст
Владимир Мосягин, д-р экон. наук, академик Международной академии наук
экологии и безопасности жизнедеятельности, профессор