Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

A b stra c t The article deals with the role of active carbons in solving global problems of environmental pollution. It has beenshown that the production of active carbons is the most important direction for development of coal chemistry production. The most advanced technologies for the production of active carbons based on coal raw materials of Kuzbass were described, their qualitative characteristics were estimated for the most important fields of application: purification of drinking water and detoxification of agricultural soils. Keywords: ecology, pollution o f the biosphere, active carbon, purification o f drinking water, detoxification o f soils. Прогрессирующее загрязнение окружающей среды сделало экологическую безопасность важной составляющей национальной безопасности в целом. Сегодня практически вся планета, особенно районы массового проживания людей, подвержены серьезным экологическим угрозам, главными из которых являются: радиационное загрязнение территорий; разливы нефти на суше и море; угнетение почв кислотными дождями; загрязнение почв химическими веществами и пестицидами; разрушение атмосферы. Проблемы глобального загрязнения окружающей среды поднимались еще раньше российским ученым профессором РХТУ им. Д. И. Менделеева Н. В. Кельцевым, предложившим магистральный путь разрешения ситуации. Он писал: «В настоящее время, когда вопрос жизни и смерти стоит уже не только перед армией, но и перед всем человечеством, обеспокоенным катастрофическим загрязнением биосферы, настало время вновь обратиться за помощью к адсорбции— одному из самых эффективных методов защиты окружающей среды от загрязнений». В силу своих физико-химических свойств активные угли (АУ) позволяют решать практически весь спектр задач защиты окружающей среды: атмосферы, гидросферы, литосферы и самого человека как главного объекта биосферы [1]. Активные угли — это высокопористые твердые вещества, полученные на основе углеродсодержащего сырья, обладающие развитой внутренней поверхность (от сотен до двух тысяч м2/г) и имеющие высокие поглотительные характеристики по примесям, находящимся в очищаемых средах (воздух, газы, вода, жидкости, почва). В пористой структуре активного угля происходит поглощение любых типов органических микропримесей за счет адсорбционных сил (сил поверхностного взаимодействия). Общий объем производства АУ в мире составляет сегодня 1 млн 250 тыс. т в год и характеризуется устойчивым ростом 5 % годовых. Максимальная производительность по активным углям четырех основных предприятий СССР достигала 40 тыс. т в год (1989 г.). В настоящее время в РФ производится только 3,0 тыс. т в год на единственном оставшемся заводе. Около 30 тыс. т в год закупается импортных АУ (США, Голландия, Франция, Китай и др.). Говоря об уровне экологии и экономики страны, следует обратить внимание на удельное производство АУ, которое в США, Японии, Западной Европе находится на уровне 0,5 кг/чел. в год. В России в настоящее время этот показатель равен 0,02 кг/чел. в год. То есть наша экология, особенно питьевое водоснабжение, в 25 раз хуже мирового уровня. Исходя из вышесказанного, нашей стране нужно производить не менее 70 тыс. т АУ в год для устойчивого развития экономики и создания высокого качества жизни населения [2]. Концепция устойчивого развития вообще не может быть реализована на территории РФ без АУ в связи со значительными загрязнениями воды, почвы и продукции агропромышленного комплекса. Рассмотрим ряд конкретных глобальных и национальных примеров, требующих решений с помощью АУ. Несмотря на огромные запасы пресной воды на нашей планете, ее дефицит на Земле постоянно растет. В настоящее время из 6,5 млрд населения Земли 1,5 млрд, т. е. почти четверть, испытывают недостаток питьевой воды. Есть данные, что к 2015 г. это число достигло 2,5 млрд чел. Особенно это сказывается в странах Африки и Юго-Восточной Азии, а также в Китае и Индии. В 2020 г., по данным ЮНЕСКО, ожидают гибель 76 млн человек из-за грязной питьевой воды. На рис. 1 приведена классическая схема озоно-сорбционной очистки питьевой воды. Рис. 1. Схема озоно-сорбционной очистки питьевой воды 72