Принципы создания экологизированных технологий производства плитных древесных материалов
Тищенко В.П., Гурьева Е.Н. (ХГТУ, г. Хабаровск, РФ)
In this paper perspective trends of solving the task of rational wood usage, new wood composite material creation and improvement of existing ones are examined.
Анализ развития и становления взаимоотношений между основными элементами биосоциотехнической системы – биосфера-человек-социум-технос-фера (БСТС), а также механизмов саморегуляции природных и социальных процессов показал, что ее базисом является комплекс механохимических процессов преобразования природных ресурсов в материальные блага и услуги. К началу третьего тысячелетия совокупность этих процессов достигла уровня позволяющего вовлекать в сферу материального производства вещественно-энер-гетические ресурсы практически всех оболочек Земли. При этом ускоренное развитие общества происходит не за счет эффективного потребления природных ресурсов, а за счет их экстенсивного потребления в ходе расчленения природных тел и процессов на составляющие элементы и последующего автономного использования или создания новых машин и материалов.
Поэтому проблема рационального использования и воспроизводства природных ресурсов, в частности лесных – важнейшей части целого, в условиях становления рыночных отношений представляет жизненно важный интерес, поскольку ее социально-эколого-экономический характер определяет благосостояние нынешних и будущих поколений людей, финансовую основу и устойчивость не только регионов сырьевой специализации экономики, но и России в целом.
Динамическая саморегулирующаяся природная система "ЛЕС" играет большую роль в почвообразовании и формировании гидрологического режима рек, озер и водохранилищ регионов, дает планете Земля около 38 % кислорода. Один его гектар очищает от загрязнений 18 млн. м3 воздуха, ассимилируя в течение часа углекислоту, которую выделяют 200 человек. Энергия биополя деревьев создает особый микроклимат, который улучшает обмен веществ и аппетит, повышает умственную и физическую активность, очищает дыхание и укрепляет работу сердца. Кроме этого, лес является богатейшим источником разнообразных возобновляющихся ресурсов и в первую очередь древесины, воспроизводимой в процессе биосинтеза за счет солнечной энергии.
В сравнении с другими составляющими природных ресурсов, запасы которых ограничены (нефть, уголь, газ) мировые ресурсы этого универсального композита растительного происхождения огромны и ежегодно пополняются на 7000-9000 млн. м3. По мере раскрытия свойств, древесина в жизнедеятельности человека приобретает возрастающее значение и в недалеком будущем станет стратегическим сырьем т.к. отличается рентабельностью и широкими возможностями удовлетворения его потребностей разнообразной продукцией – до 60000 видов. Поэтому рациональное потребление древесного сырья, является первоочередной задачей ЛПК страны и определено следующим:
1. Техногенным характером, возросшей технической мощью и масштабностью материального производства, ставшего "крупнейшей геологической силой".
2. Постоянно возрастающим усложнением и интенсификацией взаимодействия общества и природы.
3. Влиянием последствий изменений природной среды на развитие социума и необходимостью учета экологического фактора как важнейшего при оценке условий развития и эффективности материального производства.
4. Постоянно возрастающей интенсификацией потребления относительно ограниченных ресурсов древесины и приближением ресурсоемкости экосистем биосферы к пороговым значениям.
5. Резким увеличением затрат по устранению последствий антропогенного воздействия производства на экосистемы и улучшению их экологического состояния, как важнейшего элемента общего благосостояния людей.
Одним из перспективных направлений решения задачи рационального использования древесины является разработка новых и совершенствование существующих древесных композиционных материалов, способствующих:
1. Повышению экономической эффективности лесной и деревообрабатывающей промышленности за счет сокращения объемов лесозаготовок, полного использования малоценной и низкосортной древесины, различных видов отходов деревообработки, достигающих 90-95 % от объема заготавливаемой древесины.
2. Комбинированному и компактному территориальному размещению последовательно связанных между собой различных производств, функционирующих по замкнутым безотходным технологиям, когда отходы одних процессов являются сырьем для выпуска новых видов продукции.
3. Получению дешевых композиционных материалов сложной структуры, которые сохраняя индивидуальность каждого компонента, по свойствам не уступают массивной древесине и способны ее заменить при минимальных затратах природных ресурсов.
4. Достижению баланса экономических и экологических интересов общества.
Перечисленные моменты являются базисом автотрофной стратегии, в основу которой положена идея "автотрофности человечества" сформулированной В.И. Вернадским. Он сопоставил относительно независимые от готовых соединений биосферы автотрофные организмы с человеческим обществом, которое принципиально новым образом видоизменяет природу и "становится все более независимым от других форм жизни и эволюционирует к новому жизненному проявлению". Разумеется, речь в данном случае идет об автотрофном характере материального производства.
Следовательно, производство древесных композиционных материалов является той формой экологизации (оптимизации) взаимоотношений общества и экосистем, экономики и природных ресурсов, когда в ограниченном пространстве осуществляется активное преобразование отходов деревообработки и лесозаготовок, низкосортной древесины в качественно новый материал с высокими потребительскими свойствами и широкой областью применения.
Под экологизацией понимается подчинение материального производства экологическим ограничениям, его сопряжение с природными процессами, совмещение социально-экономических и экологических цепей, экологически ориентированное изменение структуры экономики, обеспечение экологической безопасности и, с достаточно большой вероятностью, недопущение отрицательных экологических последствий и социально-экономических ущербов.
Итак, в основе экологизации производства, помимо собственно природоохранных мер, лежит:
1. Создание замкнутого цикла использования древесных ресурсов на региональном уровне путем комбинированного и компактного размещения последовательно связанных между собой гибких технологических процессов разной мощности, обеспечивающих выпуск широкого ассортимента продукции в соответствии с потребностями общества.
2. Максимально полное использование всех компонентов сырья, когда отходы одних производств являются сырьем для выпуска новых видов продукции, что обеспечит баланс в природопользовании.
3. Совершенствование существующих и разработка новых видов продукции и технологий ее производства, которые протекают при давлении, температуре и реакциях близких к экосистемным (биотехнологии), что исключит причины и источники изменений физических, химических и биологических параметров экосистем биосферы в настоящем и будущем.
4. Экологическое ограничение "пределов роста" материального производства и недопущение нарушений естественного хода развития биосферы.
И хотя экологизация производства древесных композиционных материалов зависит от энерговооруженности общества и не исключает загрязнения воздушной среды формальдегидом в процессе их эксплуатации (опять же из экономических соображений), она существенно уменьшает антропогенное воздействие на экосистемы и в первую очередь за счет резкого уменьшения объемов заготавливаемой древесины. Так один кубометр ДСтП заменяет 2-2,5 м3 пиломатериалов высших сортов, а капитальные затраты на производство и потребления на 30-50 % ниже.
Таким образом, экологизация производства ДСтП включает создание ограниченных в пространстве искусственных сред и средств производства в рамках этих сред, функционирующих на бионических принципах и является пусть частичной, но необходимой формой оптимизации взаимодействия человека с окружающей средой.