До розвитку металургії люди повині були використовувати самовідновлювані матеріали, такі, як деревина, причому використання йшло дуже повільними темпами порівняно зі швидкістю відновлення. Мідь була першим металом, який освоїла людина і почала використовувати в широких масштабах. В давнину було відомо шість металів: залізо, свинець, олово, мідь, срібло та золото. Однак вже тоді найбагатші поклади міді поблизу найбільших центрів цивілізації були повністю вичерпані і з'явились перші відходи виробництва у вигляді використаних порід та металургійних шлаків. Почали використоувати вже більш бідні і мало придатні до використання руди, так кількість відходів на 1т. металу, що виплавлялася, постійно збільшувалась. Взагалі, протягом всієї історії розробка родовищ нагадувала “збирання вершків” з переробки багатших руд. Так, в Північній Америці, в районі Верхнього озера, зустрічались ділянки мідних родовищ об’ємом декілька десятків кубічних метрів, що складалися з чистих мідних мінералів. В Германії, в районі Фрейберта в 12 ст. починають розроблюватись поліметалічні родовища. При цьому починають зароджуватись перші зачатки комплексного використання рудної сировини. Так , з свинцевих руд добували і мідь. В Мансфальді перероблювались мідні сланці, з яких також добувалось і срібло. При переробці руд благородних металів (золота, срібла) почав використовуватись процес альгамації, пов’язаний з використанням токсичної ртуті. Для видалення з руд срібла амальгацію застосовували в Південній Америці з середини 16 ст., а для видалення золота в Каліфорнії – в 19 ст. Процес амальгації в широких масштабах пізніше був витіснений процесом ціанування, який був запропонований російським вченим П.Р. Багратіоном таким чином одна токсична речовина – ртуть – була замінена іншої токсичною сполукою – цианідом.
Залізо знайшло своє використання в Єгипті за 1000 р. до Р.Х. Для виплавки заліза використовували горни. Металургія заліза розвивається також в Стародавній Індії і досягає достатньо високого рівня, як на ті часи. В древніх храмах Індії, побудованих до Р.Х., зустрічаються залізні балки довжиною до 6 м. Забруднення від давніх металургійних виробництв були малими не тільки через малі обсяги виробництва, але й завдяки використанню дров’яного вугілля, що при спалюванні давало менше токсичних речовин, ніж при спалюванні коксу, який використовується в сучасному металургійному виробництві. Примітивні хімічні виробництва зародились так, як і металургія, в стародавніх Єгипті та Індії. Виготовлення мила шляхом обробки жирів рослинною золою, вапняком і лугами природного походження також описано в Плінія. Фундамент майбутньої потужної “мильної” індустрії на основі розробленого Ніколасом Лебланом способу одержання соди з солі був закладений в 1787 році. У виробництві соди з’явилися побічні продукти, або так звані “відходи”, котрим не знаходили свого використання, тому їх як і в інших подібних випадках стали називати відходами. Кількість цих відходів ще більше зросла після розробленого в 19 ст. Сольве способу отримання соди, що супроводжується утворенням великих кількостей хлористого кальцію. Цей спосіб отримання соди використовується і до сьогодні. В 1916 році під час першої світової війни, через недостачу натуральних жирів в Германії був синтезований замінник мила, який був названий “некаль А”, який погано розчиняється у воді, таким чином було покладено початок забрудненням, пов’язаним з використання СМЗ.
Не дивлячись на те, що усі виробничі процеси розвивались без урахування їх впливу на навколишнє природне середовище і абсолютна кількість відходів і забруднень збільшувалась, комплексність використання багатьох видів сировини підвищувалась. Так в кінці 19ст. при перегонці нафти використовувався тільки гас, а легкі і тяжкі фракції просто викидались.
Приблизно половина продуктів переробки нафти йшла у відходи. Однак розвиток техніки, і в особливості автомобілебудування, визвав потребу великої кількості бензину, мастил, бітумів, і комплексність переробки нафти різко збільшилась.
Сільськогосподарські не грали важливої ролі до середини нашого століття, коли в непомірних масштабах і, головне, неправильно стали застосовуватись штучні добрива і пестициди, а масштаби сільськогосподарського виробництва створили труднощі в утилізації відходів тваринництва.
Так масштаби виробництва (до середини 20-го си.) не викликали великих ускладнень в масштабах всієї Землі, то і вчені, які розробляли нові технології не задумувались над негативними аспектами своєї діяльності. Яскравий приклад тому дає історія створення, використання і, нажаль, не повного заборонення використання ДДТ. ДДТ є добре відомим хлорорганічним пестицидом. Ця високо стабільна сполука була синтезована ще в 1874 році. В 1937 році були виявлені її пестицидні властивості, і в 40-х роках було налагоджено її масове виробництво. В 50-х роках всі з захопленням говорили про те, як чудово ця речовина бориться зі шкідниками народного господарства і начебто нешкідлива для людини. Пізніше було виявлено, що ДДТ здатен накопичуватись в навколишньому середовищі і концентруватись в трофічних ланцюгах, що є великою небезпекою для здоров’я людини. Було вирішено різко зменшити використання ДДТ.
Цей приклад ще раз нагадує нам про те як обережно потрібно відноситись до вибору нових технологій в майбутньому, коли прискорюється використання новітніх технологій, і наслідки їх застосування для природи залишаються поза увагою вчених. Нажаль, про лиха пов’язані із забрудненням навколишнього середовища, стає відомо або коли вміст отруйних речовин перевищує межі допустимих концентрацій, або коли шкоди заподіяна людям, проявляється через багато років.
Про абсолютні кількості утворюваного забруднення говорити тяжко, так як не має достовірної інформації по більшості особливо шкідливим речовинам. Однак про кількість викидів можна судити хоча б з розвитку деяких виробництв.
До 1800 року, за всю історію людства, було добуто 4 млн. т. міді та 5 млн. т. свинцю. За останні ж 130 років було видобуто в декілька разів більше. Всього до 1929 року було виготовлено 44 млн. т. міді, 60 млн. т. свинцю, 40 млн. т. цинку, 7,5 млн. т. олова, 33 тис. т. золота, 480 тис. т. ртуті, 470 тис. т. кадмію, 800 тис. тонн нікелю, 2,6 млн. тонн алюмінію і 3млрд. т чавуну. Значна частина з вироблених матеріалів розсіялась в біосфері.
З середини 20 ст. (1950) особливо швидко зростало виробництво нових металів і матеріалів, отже, і пов’язані з цим забруднення. Так, з 1950-1974 виробництво металів відомих з давніх часів (міді, свинцю, олова, ртуті, золота, срібла), і викопного палива зросло не набагато 2-3 рази, виробництво срібла й олова залишилось навіть на рівні 50-го року. За цей самий період різко зросло виробництво енергоємних, і забруднюючих природне середовище матеріалів, таких, як алюміній, нікель, пластичні маси, а з викопних – нафта. Особливо високими темпами зростало виробництво електроенергії. Різко збільшилось виробництво таких токсичних продуктів, як бензол 18,8 млн. тонн, дихлоретан (19,5 млн. тонн в 1975) вінілхлорид (11,3 в 1974). В 20 ст. основним забруднювачем в енергетиці які спалювали сірчисте паливо викидаючи в атмосферу на рік більше ніж 150 млн. тонн небезпечного сірчистого газу.
Типи промислового виробництва.
Промислове виробництво базується на переробці різноманітних видів природних ресурсів з отриманням або засобів виробництва, або корисних для людини продуктів. Звичайно промисловість підрозділяють на дві основні галузі – видобувну та переробну. Видобувна промисловість включає в себе видобування рудних та нерудних корисних копалин, лісову промисловість та деякі інші види. Переробна працює на сировині, що отримується від видобувної промисловості та сільського господарства. Вона підрозділяється на металургійну, машинобудівну, деревообробну, текстильну електротехнічну та інші види промисловості.
Будь-яке промислове виробництво включає:
Виявлення та освоєння природних ресурсів.
Розгортання виробництва з переробки цих ресурсів та отримання корисної продукції.
Накопичення відходів та їх видалення.
Усі ресурси промислового виробництва є речовинами, що вилученні з планетарного кругообігу або їхнього природного депо.
Для будь якого промислового виробництва характерна тенденція до концентрації. Вона випливає з нерівномірного розподілу ресурсів, а також пов’язана з тим що територіальна сконцентрованість видобувної та переробної галузей дає економію транспортних засобів. Виникають територіально виробничі комплекси – групи технологічно та економічно зв’язаних виробництв та підприємств. Розташовуються промислові підприємства в основному в містах. При їхньому розміщенні за межами міста вони швидко перетворюються в міста або населені пункти міського типу.
Протиріччя між природним середовищем та промисловим виробництвом почали формуватися з самого початку виникнення виробництва, оскільки за своєю суттю воно більш відчужене від природних процесів порівняно з сільським господарством.
Екологічна оцінка типів промислового виробництва базується на оцінках виду та розмірів речовин, що вилучаються з природного середовища та характеру і кількості відходів.
Вилучаються з природного середовища, в першу чергу, гірські породи, що вміщують руди металів, нафта, газ або інші необхідні для промислового виробництва речовини. Масштаби такого вилучення досить великі. Так, наприклад, при розробці Курської магнітної аномалії був виритий кар’єр глибиною до 500 м і в довжину до 500 км. Йдуть аналогічні процеси при промисловому виробництві на території України, тим більше, що країна багата на корисні копалини – існує більше 7 тис. родовищ та добре розвинутий гірничодобувний комплекс.
Але найбільші екологічні проблеми створюють відходи, що в досить великій мірі властиві промисловому виробництву. Для гірничодобувної промисловості властивий особливий тип відходів – відали гірської породи. Вони займають великі території і призводять, до сильного запилення атмосфери. Металургійна промисловість додає до них гори шлаку та попелу. За даними Х. Шимогакі (1993), в світі за рахунок спалювання кам’яного вугілля в рік утворюється 3,91*106 тонн вуглезольних відходів, які на 60% зберігаються у відкритих відкладах. Відвали гірновидобувних та металургійних підприємств забруднюють природне середовище не тільки пилом, але й стоком поверхневих та грунтових вод. Такі території завжди вимагають дорогої рекультивації, але й вона не в змозі повністю відновити природу таких “місячних ландшафтів”.