Рост промышленного производства сопровождается непрерывным ростом воздействия производственной среды на биосферу. Считается, что каждые 10-12 лет объем производства удваивается, соответственно также возрастает объем выбросов в окружающую среду: газообразных, твердых и жидких, а также энергетически. При этом имеет место загрязнение атмосферы, водного бассейна и почвы.
Анализ состава загрязнений, выбрасываемых в атмосферу машиностроительным предприятием, показывает, что, кроме основных загрязнений (СО, SO2, NОn, СnНm, пыль), в выбросах содержатся токсичные соединения, оказывающие значительное отрицательное воздействие на окружающую среду. Концентрация вредных веществ в вентиляционных выбросах невелика, но общее количество вредных веществ значительно. Выбросы производятся с переменной периодичностью и интенсивностью, но ввиду небольшой высоты выброса, рассредоточенности и плохой очистки они сильно загрязняют воздух на территории предприятий. При малой ширине санитарно-защитной зоны возникают трудности в обеспечении чистоты воздуха в жилых зонах.
Существенный вклад в загрязнение атмосферы вносят энергетические установки предприятия. Они выбрасывают в атмосферу СО2, СО, сажу, углеводороды, SO2, SO3, PbO, золу и частицы несгоревшего твердого топлива.
На долю машиностроительных предприятий приходится около 10% общего промышленного водопотребления. Машиностроительное предприятие сбрасывает три вида сточных вод: производственные, бытовые и атмосферные. В производственных сточных водах содержатся механические примеси органического и минерального происхождения, в том числе гидроксиды металлов, стойкие и Летучие нефтепродукты, эмульсии, токсичные соединения органического и неорганического происхождения (ионы металлов, фенолы, цианиды, сульфаты, сульфиды и др.). Бытовые сточные воды по составу и концентрации загрязняющих веществ подобны городским сточным водам. Атмосферные сточные воды образуются в результате смывания атмосферными осадками загрязнений, имеющихся на территории предприятия (металлическая стружка, пыль, сажа, нефтепродукты).
Твердые отходы в машиностроении образуются в процессе производства в виде амортизационного лома, стружки и опилок, шлаков и золы, шламов, осадков и пыли. На предприятиях машиностроения отходы составляют порядка 260 кг на тонну металла. Это отходы литейного производства, механической обработки. Концентрация твердых частиц в шламах отстойников очистных сооружений от 20 до 300 г/л. Шламы термических, литейных цехов содержат токсичные соединения (свинец, хром, цианиды и т.п.).
Важной составной частью воздействия машиностроительного предприятия на атмосферу являются энергетические излучения. К ним относится шум, создаваемый технологическим оборудованием (испытательные станции, вентиляционные и др. установки).
Шум, создаваемый промышленным предприятием, не должен превышать предельно допустимых спектров. На предприятиях могут работать механизмы, являющиеся источником инфразвука (двигатели внутреннего сгорания, вентиляторы, компрессоры и т.п.). Допустимые уровни звукового давления инфразвука установлены санитарными нормами. Технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы), мощные насосы и компрессоры, двигатели являются источниками вибраций в окружающей среде. Вибрации распространяются по грунту и могут достигать фундаментов общественных и жилых зданий.
Бурное развитие производственных сил, вызванное НТР, сопровождается стремительным ростом отрицательного антропогенного воздействия на окружающую среду, "биосферу", что приводит к деградации биосферы.
Элементы окружающей среды, оказывающие существенное влияние на живой организм, называются экологическими факторами. Их подразделяют на две группы: абиотические (факторы неживой среды) и биотические (связанные с влиянием живых существ). К абиотическим факторам относятся климатические, топографические, гидрофизические, гидрохимические, эдафизические (совокупность свойств почвы).
Возникновение и развитие опасных и вредных факторов в среде обитания связано с процессами, идущими в обществе. К числу основных процессов, определяющих формирование опасных и вредных факторов следует отнести: демографический взрыв, урбанизацию, научно-технический прогресс, развитие энергосистем и промышленного производства и др.
Проблема отношения человека и окружающей среды - это одна из наиболее сложных проблем общества: человек - биосоциальное существо. Его взаимодействие с природой необходимо рассматривать через систему общественных отношений. Благодаря НТР человечество вовлекает в производство природные ресурсы во всевозрастающем масштабе. Этому способствует стремительный рост численности населения; в 1650 г. население Земли составляло порядка 500 млн. человек, а сейчас свыше 4 млрд.
Воздействие 4 млрд. человек сегодня по своим масштабам равно воздействию 30-40 млрд. людей каменного века. В процессе производственной деятельности человек освоил 55% территории суши, а на 1/5 части суши изменил ландшафт. Во многих странах использование водных ресурсов достигло 50-65%.
Промышленная революция ускорила процесс урбанизации - сосредоточение промышленности и населения в крупных городах. Так, с 1920 г. по 1960 г. городское население мира увеличилось втрое и к 2000 г. предположительно составит 3 млрд. человек. Следствием урбанизации явилось возникновение гигантских жилых и промышленных районов с населением в десятки миллионов человек (Рур, Токио, Донбасс и др.). В больших городах на 15% меньше солнечной радиации, на 10% больше дождя и снега, на 10% больше облачных дней, на 30-100% больше тумана. В городах изменяются все компоненты природной среды, в том числе гравитационного, электромагнитного и термического полей Земли.
Быстро растет потребление энергии. Через каждые 10 лет ее выработка удваивается, а это влечет истощение запасов топлива. Развитие гидроэнергетики повлекло затопление большого количества сельскохозяйственных площадей, образование больших мелководных зон. Использование АЭС создало проблему получения ядерного топлива, удаления отходов, а также опасность аварий. Помимо этого, АЭС являются источниками теплового загрязнения водоемов, что ухудшает санитарное состояние рек. Использование геотермальной воды создает некоторые факторы, отрицательно действующие на окружающую среду: выделение сероводорода, содержащегося в паре, а также отработанные высокоминалиэированные воды.
Основными источниками опасных и вредных факторов окружающей среды являются технологическое оборудование и технологические процессы промышленных предприятий. Промышленные загрязнения составляют группу биотических факторов, которая включает физические, химические, биологические и психофизиологические факторы. Эти факторы влияют на все элементы биосферы.
О катастрофическом масштабе промышленных загрязнений свидетельствует практика. Так, от сжигания различных видов топлива в атмосферу ежегодно поступает до 150 млн.т SO. Растущее содержание в атмосфере углекислого газа создает "парниковый эффект" и нежелательные климатические изменения. Возрастающее использование промышленностью пресной воды с последующим сбросом в виде сточных вод ведет к быстрому загрязнению гидросферы. На долю машиностроения приходится порядка 13% общего сброса сточных вод, причем известно, что на долю пресной приходится всего 2% от общих запасов воды. На больших территориях РФ уже теперь ощущается острый дефицит пресной воды.
Литосфера загрязняется неутилизированными твердыми отходами (шлаки, зола, шламы, промышленный и строительный мусор и т.п.). Почва земель, используемых для устройства свалок, безвозвратно погибает. Площади почв, уничтоженных таким образом, достигают громадных величин. А технология очистки загрязненной почвы сегодня отсутствует. Но известно, что суша занимает 29% поверхности Земли, и только 12% суши занято сельско-хозяйственными угодьями. Сегодня обществу неизвестны уровни естественной концентрации органических и неорганических веществ в природе. А количество, например, синтетических органических веществ, произведенных в 1983 г., составило 250 млн.т. Причем состав их изучен недостаточно. В состав пластических масс входят различные добавки (400 тыс.т), о влиянии которых на природу ничего неизвестно. Производство хлорозамещенных углеводородов составляет 270 тыс.т в год.
Все эти загрязнения оказывают ощутимое воздействие как на биотические, так и на абиотические системы.
Загрязнения окружающей среды машиностроительными предприятиями имеют определенную специфику. Основными источниками загрязнения атмосферы на машиностроительном предприятии являются сталеплавильные и чугуноплавильные агрегаты литейных цехов, печи и котельные. В воздушный бассейн выбрасываются разнообразные загрязнения: пыль различного химического и гранулометрического состава, дым, газы, сернистый ангидрид от сгорания топлива, окись углерода, окислы азота, сероводород, соединения фтора и др. Воздушная среда загрязняется масляным и сварочным аэрозолями, растворителями ароматического ряда (бензолом, толуолом, ксилолом, ацетоном), испарениями гальванических ванн, углеводородами жирного ряда (бензином, уайт-спиритом) и т.п.
Основными видами загрязнений сточных вод на машиностроительных предприятиях являются механические взвеси (песок, окалина, металлические стружка, пыль, флюсы и т.п. и минеральные масла). Концентрация взвесей может достигать 3000 мг/л, а содержание нефтепродуктов до 1200 мг/л. Эмульсированное масло в воде отличается высокой устойчивостью. В общем стоке машиностроительного завода возможно присутствие многих тяжелых металлов. Опасность для водоемов представляют отработанные моющие растворы и эмульсии, приготовленные на основе эмульгаторов, которые затрудняют очистку от нефтепродуктов.