3. концепция сферы отчуждения окружающей среды

3.1. Вводные понятия. Постановка задачи.
Поскольку процессы производства и потребления разнесены в пространстве и во времени, далеко не так уж очевиден тот факт, что практически все искусственные предметы материального мира созданы человеком в условиях эксплуатации ресурсов окружающей среды. Инструменты, оборудование, производственные помещения, энергоснабжение, материалы, транспорт, человеческие ресурсы – существование и функционирование всей этой совокупности необходимых компонентов производственного процесса предполагают такую эксплуатацию. Любой произведенный продукт обязан своим существованием антропогенной трансформации окружающей среды, имеющей явный тренд в сторону деградации.  Поэтому для снижения крутизны такого тренда наряду с прогрессивными техническими решениями и законодательными инициативами крайне важно пошаговое формирование экологического сознания у представителей всех слоев населения и, прежде всего, у лиц, непосредственно занятых в сфере производства.  Для повышения эффективности такого процесса наряду с активной поддержкой и пропагандой принципов Зеленого движения  действенной мерой может стать разработка количественных критериев степени разрушающего воздействия человека на окружающую среду при изготовлении конкретных предметов потребления и средств производства. Необходимо подчеркнуть, что общество потребления в своем развитии и утверждении стремится не обременять себя информацией об источниках сырья и локализации места изготовления. Мы к этому уже привыкли и даже считаем за благо. Лишь бы не у нас под окном. В то же время, вынося производства за городскую черту или вообще подальше от мест проживания золотого миллиарда, т.е. в третьи страны, под предлогом соблюдения норм экологической безопасности, именно эта безопасность и нарушается. Не соблюдается базовый технологический регламент, произвольно исключаются или вводятся дополнительные операции, не утилизируются, не регенерируются и не обезвреживаются отходы производства и побочные продукты, а, так сказать, в первозданном виде попадают в окружающую среду. И это все на фоне большого количества мелких производителей, которые, как правило, находятся в черте города и которые по разным причинам изначально не настроены обезвреживать отходы. Уже никого в наше время не смущает словосочетание «промышленная зона», а ведь практически всегда это и есть синоним понятия «зона отчуждения». Поэтому чем дальше, тем меньше внимания уделяется тому факту, что абсолютно все изделия наследуют ущербы, наносимые окружающей среде при их изготовлении, включая получение сырья. Слабой попыткой затормозить неукротимый вал бездумного потребления может стать визуализация этого ущерба. Для этого предлагается ввести понятие "сфера отчуждения окружающей среды", или сокращенно – СООС, и одноименный количественный параметр. СООС должна стать неотъемлемой характеристикой каждого производимого товара и должна заинтересовать каждого сознательного и экологически грамотного человека не меньше, чем стоимость. Здравый смысл подсказывает, что параметр СООС должен быть также и ценообразующим. Основополагающий принцип, на котором базируется концепция СООС – планетарная пространственная инвариантность, в данном случае – равноценность природной среды в любой точке Земного шара. Это значит, что, условно, кубический метр атмосферы над сибирской тайгой настолько же ценен, как и такой же объем атмосферы над Вашингтоном; или, к примеру, литр днепровской воды равнозначен литру воды в реке Сумидагава (Япония). Любая дифференциация природных ресурсов антропоцентрична и  не может считаться релевантной в масштабах биосферы. 
Смысл понятия СООС заключается в необходимости закрепить за каждым производимым и потребляемым изделием и продуктом определенную долю ущерба окружающей среде. Количественно эта доля может быть представлена как некоторая формализованная сфера, объем которой равен объему твердой, жидкой или газообразной части экосистемы, подвергшейся антропогенному загрязнению в процессе производства. Таким образом, параметр СООС состоит из трех чисел, обозначающих объемы атмосферы, воды и почвы (атмо-СООС, гидро-СООС и лито-СООС соответственно), концентрация загрязнителя в которых превышала в процессе изготовления изделия или продукта соответствующий уровень ПДК для данного загрязнителя. Для определения объема СООС по одному из загрязнителей достаточно массу загрязнителя, приходящуюся на единицу изделия, разделить на ПДК этого загрязнителя. Если загрязнителей несколько, действует принцип аддитивности, т.е. соответствующие объемы для каждого загрязнителя суммируются. Естественно, самая большая сфера должна соответствовать объему загрязненной атмосферы, а самая маленькая – объему почвы.
Исходя из принципа экологической равноценности биотопов планеты, абсолютно непринципиально, в какой точке Земного шара изготовлен предмет, который расположен в нашем жилище. Этот предмет незримо носит с собой гирлянду, состоящую из трех сфер, как арестант прикованную к ноге гирю. Таким образом, каждый обладатель комфортно обставленного и современно оснащенного жилища может экологически обоснованно оценить, сколько жизненного пространства принадлежит его гаджетам и электронным безделушкам, а сколько лично ему и членам его семьи. Для этого, как минимум, необходимо из жилого объема вычесть физический (обусловленный размерами) объем всех предметов, которые там находятся, и общий объем всех гирлянд, приходящихся на эти предметы. То жилое пространство, которое останется, принадлежит живым обитателям.
Для учета гидро- и лито-СООС необходимы несколько более сложные процедуры. Однако уже и этого вполне достаточно для того, чтобы актуализировать экологическую направленность нашей мысли в момент приобретения новой обстановки, отдавая дань моде. Отдадим же дань и природе, для начала, хотя бы чисто  символическую.
Чтобы дело не ограничилось манифестами и абстрактными рассуждениями, необходимо перейти к рассмотрению количественных показателей. Наиболее полная исходная информация для вычисления СООС содержится в Экологическом паспорте предприятия.

3.2. Экологический паспорт предприятия как основа количественной оценки параметра СООС
 Экологический паспорт промышленного предприятия — это нормативно-технический документ, включающий данные по использованию предприятием ресурсов (природных, вторичных и др.) и определению влияния его производства на окружающую среду. Чтобы корректно использовать содержащиеся в документе сведения, необходимо кратко рассмотреть его  структуру и содержание.
Экологический паспорт делится на две большие части.
Первая часть содержит общие сведения о предприятии, используемом сырье, описание технологических схем выработки основных видов продукции, схем очистки сточных вод и выбросов в атмосферу, их характеристики после очистки, данные о твердых и других отходах, а также сведения о наличии в мире технологий, обеспечивающих достижение наилучших удельных показателей по охране природы.
Вторая часть паспорта содержит перечень планируемых мероприятий, направленных на снижение нагрузки на окружающую среду. Здесь указываются объемы выбросов вредных веществ до и после осуществления каждого мероприятия, сроки и материальные затраты.
Все приведенные в документе показатели делятся на три группы:
- показатели влияния предприятия на состояние окружающей среды;
- показатели организационно-технического уровня природоохранной деятельности предприятия;
- общие и частные показатели анализа затрат на природоохранную деятельность.
К первой группе относятся следующие показатели: экологичность выпускаемой продукции; влияние на водные ресурсы; влияние на атмосферный воздух; влияние на материальные ресурсы и отходы производства; влияние на земельные ресурсы.
Ко второй группе показателей относятся такие, как: оснащенность источников загрязнения очистными устройствами; пропускная способность имеющихся очистных сооружений; прогрессивность применяемого очистного оборудования; возможность контроля показателей функционирования очистного оборудования; рациональность существующей организационной структуры природоохранной деятельности предприятия;
удельные показатели организационно-технического уровня природоохранной деятельности предприятия.
Третья группа показателей включает в качестве общего показателя отношение экономического эффекта от применения природоохранных мероприятий к общей величине затрат на их проведение и совокупность частных показателей.
Конкретизируя содержание экологического паспорта, следует перечислить разделы в соответствии с последовательностью их расположения:
1) общие сведения о предприятии и его реквизиты; 2) краткая природно-климатическая характеристика района расположения предприятия; 3) краткое описание технологии производства и сведения о продукции, балансовая схема материальных потоков;                4) сведения об использовании земельных ресурсов; 5) характеристика сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов; 6) характеристика выбросов в атмосферу; 7) характеристика водопотребления и водоотведения; 8) характеристика отходов; 9) сведения о рекультивации нарушенных земель; 10) сведения о транспорте предприятия; 11) сведения об эколого-экономической деятельности предприятия.
Пользуясь приведенными в экологическом паспорте данными, можно в первом приближении произвести оценку совокупного ущерба окружающей природной среде, приходящегося на единицу произведенной продукции. При этом исключается использование стоимостных выражений. В конечном счете оценка будет производиться только в единицах объема, и измеряться будут объемы отчужденных аэро-, гидро- и литосферы.
Исчерпывающее определение суммарного ущерба – задача практически неопределимая. В поисках истоков можно погрузиться в незапамятные времена, а стремление к полному охвату предельно рассредоточит и измельчит интересующие нас участки окружающей среды. Поэтому за исходную точку примем факт наличия какого-либо предприятия. Весь ущерб разделим на два вида: основной и текущий. В соответствии с этим будем разделять объем сферы отчуждения окружающей среды основной VB (basic) и объем сферы отчуждения окружающей среды текущий VC (current). Следует обратить внимание на то, что здесь рассматривается не общий ущерб  от деятельности предприятия, а только ущерб, приходящийся на единицу определенного вида продукции. Кроме того, необходимо напомнить, что и VB, и VC представлены тремя значениями, которые характеризуют объемы отчужденной атмосферы, воды и почвы. Таким образом, VB (VAB, VWB и VGB) и  VC (VAC, VWC , VGC), где индексы A,W и G относятся к атмосфере, воде  и почве соответственно (atmosphere, water, ground).
  К основному ущербу относится непосредственное отчуждение участка экосистемы, на котором находятся производственные площади и корпуса. Основной объем отчужденной литосферы в первом приближении соответствует объему плодородного слоя почвы, выведенного из экосистемы в результате строительства промышленного объекта (сведения о рекультивации нарушенных земель, п. 9). Основной объем отчужденной аэросферы принимаем равным объему фигуры с  площадью основания, равной суммарной производственной площади, и с высотой, соответствующей максимальной высоте производственного объекта (общие сведения о предприятии и его реквизиты, п. 1). Если на балансе предприятия отсутствуют специальные гидротехнические сооружения, то основной объем гидросферы принимается равным нулю. Для определения VAB, VWB и VGB необходимо основной отчужденный объем по каждой из трех компонент экосистемы разделить на количество изделий, произведенных за год (N), независимо от общей продолжительности работы предприятия. 
Текущим ущербом будем считать все виды загрязнений окружающей среды в процессе производства. Текущий годовой ущерб и суммарный текущий объем сферы отчуждения окружающей среды (VZ;C) в общем случае складывается из четырех видов: технологического, логистического, сырьевого и энергетического. Индекс Z является обобщенным и понимается как один из трех индексов A,W или G, относящихся к атмосфере, воде  и почве соответственно.  Следовательно, для каждой из трех компонент экосистемы можно записать уравнение
VZ;C= VZ;T+ VZ;L + VZ;RM + VZ;P,
где VZ;T, VZ;L , VZ;RM , VZ;P – текущий годовой технологический (Technological), логистический (Logistical), сырьевой (Row material) и энергетический (Power) объем сферы отчуждения окружающей среды для одной из компонент экосистемы. Каждый из этих объемов находится как сумма объемов сфер отчуждения, соответствующих всем поллютантам. Например, текущий годовой технологический объем сферы отчуждения окружающей среды определится как 
    n
VZ;T = ; VZj;T,
    j
где n – общее количество поллютантов, попадающих в окружающую среду при концентрации, превышающей фоновое значение или ПДК, в процессе технологических операций изготовления изделия; j – тип поллютанта.
При этом годовой объем сферы отчуждения для каждого поллютанта (VZj;T) равен частному от деления количества поллютанта, попадающего в окружающую среду за год, на фоновую либо предельно допустимую концентрацию поллютанта. Выбор делителя определяется фоновым составом окружающей среды. Для веществ, входящих в фоновый состав,  делителем является фоновая концентрация окружающей среды. В противном случае производится деление на предельно допустимую концентрацию соответствующего ингредиента отходов.
  Кратко охарактеризуем составляющие текущего годового ущерба. Технологический ущерб и, соответственно, VZ;T определяется всеми видами воздействия на окружающую среду в процессе выполнения технологических операций, необходимых для изготовления изделия. Агентами таких воздействий являются в первую очередь выбросы, сбросы и твердые отходы, попадающие в окружающую среду непосредственно или после недостаточной переработки. Логистический ущерб и VZ;L определяется всеми загрязнениями, попадающими в окружающую среду на стадии продвижения готовой продукции к потребителю. Прежде всего, это выбросы автомобильных двигателей. Сырьевой ущерб и VZ;RM зависит от природы и количества используемого сырья. Энергетический ущерб и VZ;P определяется экологической ценой производства всех используемых в производстве изделия энергоносителей. Сюда относится электрическая энергия, необходимая для функционирования в заданном режиме всего основного и вспомогательного оборудования, для подогрева или охлаждения используемых в технологическом процессе теплоносителей, энергия для поддержания комфортной температуры в производственных помещениях. Сырье и энергетические ресурсы имеют определенные удельные объемы отчуждения, рассчитанные по экологическим паспортам предприятий, где они были произведены. Эти виды ущерба должны определяться на соответствующих предприятиях. При отсутствии таких данных оценка производится по доступным справочным данным.
Таким образом, для определения суммарного текущего объема сферы отчуждения окружающей среды (VZ;C) необходима информация о всех видах отходов, о сырье, об энергопотреблении и о транспорте. Все эти данные содержатся в экологическом паспорте предприятия (характеристика сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов, п. 5; характеристика выбросов в атмосферу, п. 6; характеристика водопотребления и водоотведения, п. 7; характеристика отходов, п. 8; сведения о транспорте предприятия, п. 10).
Очевидно, чтобы найти объем сферы отчуждения окружающей среды текущий VC (VAC, VWC и VGC), необходимо суммарный текущий объем сферы отчуждения окружающей среды для каждой из компонент экосистемы разделить на количество изделий, произведенных за год (N):
VAC = (VA;C)/N,   VWC = (VW;C)/N,   VGC = (VG;C)/N .
Следует подчеркнуть, что данные уравнения включают все загрязнители: газообразные, жидкие и твердые. Даже если т.н. терраполютанты (твердые загрязнители) локализованы в отвалах или на специальных полигонах, они представляют собой потенциальную опасность загрязнения почвенного покрова и могут попадать в грунтовые и поверхностные воды с осадками или во время паводков. Поэтому объем отчуждения для твердых отходов существенно превышает физический объем, занимаемый загрязнителем.
Суммарный удельный объем сферы отчуждения для определенного изделия представлен триадой значений, соответствующих трем компонентам экосистемы. Каждый из элементов этой триады определяется как сумма базового и текущего значений объемов сферы отчуждения:
VA; = VAB + VAC,   VW; = VWB + VWC,   VG; = VGC + VGB.
Для наглядности от объема естественно перейти к диаметру, который, например, для атмосферы определяется в виде DA; = ((6 VA;)/;)1/3  или приближенно  DA; = (2 VA;)1/3 . Полученный диаметр называется диаметром сферы отчуждения окружающей среды, сокращенно – СООС. Эта сфера является эквивалентом физического размера изделия с учетом отчуждения природной среды в процессе изготовления и продвижения к потребителю. Расчет этого параметра для каждого изделия естественно доверить подразделению предприятия, отвечающему за экологический контроль производства.
Очевидно, уменьшения диаметра сферы отчуждения можно достичь только на пути применения безотходных технологий и производств. При этом можно существенно уменьшить общий текущий объем отчуждения, который составляет существенную долю в общем балансе объема отчуждения.
Поскольку данное пособие адресуется прежде всего студентам специальности "Техническая электрохимия", в конечном счете будут рассмотрены перспективы создания безотходных технологий в электрохимических производствах и некоторые примеры таких технологий в других производствах с использованием эффектов, возникающих в  электрическом поле.

    Автор приносит свои извинения за неадекватное отражение формул