Сегодня понятно всем, что кладовая Земли не бездонна. И если необходимые (необходимое используется, а остальное идёт в отходы!) и легко доступные (доступное сегодня!) полезные ископаемые извлекать так же, как и это делалось и в начале века, то они быстро иссякнут. Конечно, мы знаем, что ничто из ничего не возникает и не исчезает бесследно, т. е. использованные вещества, материалы, отслужив свой век, разлагаются, распадаются, но ведь химические элементы, из которых они состоят, рассеиваются в биосфере. Задача состоят в том, чтобы устранить эти потери.

Научно-технический прогресс, дающий человеку много благ, одновременно оказывает и отрицательное влияние на окружающую природу. В результате сжигания топлива и других промышленных процессов за последние 100 лет в атмосферу выделено около 400 млрд. т оксида углерода (IV); его концентрация в атмосфере возросла на 18%. За год в атмосферу выбрасывается более 200 млн.т оксида углерода (II), более 50 млн.т оксидов азота.

Вредное воздействие на гидросферу оказывают продукты нефтехимических предприятий.

Какой же выход видит наука, в частности химия, из создавшегося экологического кризиса? Прежде всего это создание технологий, по которым большая часть природных ресурсов, вовлекаемых в хозяйственный оборот, должна будет преобразовываться в полезную продукцию. Ту часть, которую на современном уровне развития науки и техники нельзя использовать, необходимо обезвредить. Уже сегодня промышленные объекты имеют очистные сооружения для сточных вод, газо- и пылеулавливающие устройства, внедряются замкнутые системы водоснабжения, малоотходные технологические системы.

Для очистки воздуха и жидкостей от вредных примесей химики-технологи применяют абсорбционные, адсорбционные и каталитические методы. При абсорбации вредных веществ происходит их растворение во всём объёме поглотителя или химическое взаимодействие в абсорбационной жидкости ( чаще всего в воде) с реагентом. Процесс адсорбации основан на способности некоторых мелкопористых веществ (уголь, силикагель) поглощать растворённые или газообразные вещества своей поверхностью. Например, если в камеру, где образуется нежелательный оксид серы (IV), ввести известняк, негашёную известь или доломит CaCO3, MgCO3, то произойдёт реакция:

2CaO+2SO2+O2=2CaSO4

Сульфат кальция находит применение в сернокислотном производстве и строительстве.

Известняк, а вернее, раствор карбоната кальция для улавливания оксида серы (IV) применяется на ТЭС. К сожалению, это не решает экологической проблемы полностью, так как образуются отходы в виде сульфита кальция, идущего просто в отвал. Кроме того, затраты на строительство сероулавливающих установок ныне действующих ТЭС составляют 50% стоимости всей станции.

Разработана комплексная схема переработки смолы пиролиза этиленового производства. Схема включает процессы термополиконденсации, фракционирования дистиллята, приготовления сажевого сырья с высоким значением индекса корреляции и синтеза суперпластификатора - эффективной добавки к бетонным смесям. На стадии термополиконденсации целевым продуктом является высококачественный нефтяной пиролизный пек, обладающий низким содержанием серы и мезогенными свойствами. Из 1т. смолы пиролиза и реагентов, требуемых на стадии синтеза суперпластификатора (серной кислоты, формалина, едкого натра), может быть получено 370 кг нефтяного пека, 276 кг сырья для сажи, 1130 кг суперпластификатора (в виде водного раствора с концентрацией 36%) и 32 кг ароматической углеводородной фракции 70-180°С . Таким образом, по применяемой технологии практически вся смола пиролиза превращается в ценные товарные продукты. Углеводородные газы, получаемые на стадии термополиконденсации (выход 2-3%), могут быть утилизированы путем дожига в трубчатой печи. Сточная вода процесса термополиконденсации используется при синтезе суперпластификатора. Для основных продуктов процесса выполнены токсикологические испытания и технологические испытания в производстве бетона, искусственного графита и технического углерода (сажи).

Сейчас создана технология термокаталитической переработки тяжелых нефтяных остатков (мазутов, гудронов) с получением низкомолекулярных олефинов, легких дистиллятных продуктов и остатка с низким содержанием асфальтенов и металлов. В качестве катализаторов используются доступные и недорогие материалы. Преимуществом технологии по сравнению с известными способами переработки нефтяных остатков является низкий выход кокса при высокой степени конверсии; технология гидрооблагораживания широкой газойлевой фракции термокаталитической переработки нефтяных остатков с высоким выходом (до 70 % на сырье) дизельной фракции;

Кроме того созданы технологии комплексной безостаточной переработки гудрона с выпуском высококачественного дорожного битума (компаунды асфальта с tразм. = 70о С с сырьем), сырья каталитического крекинга (деасфальтизат с содержанием тяжелых металлов не более 10-15 ppm), высоковязкого масла для редукторов, трансмиссии и связующего для брикетирования углей.

Экологической химией разрабатываются отдельные промышленные производства по схеме биоценозов, в которых виды живых организмов связаны между собой так, что не происходит "выпадения" из круговорота химических элементов или веществ: отходы одного предприятия служат сырьём для другого. Создаются системы комплексного производства путём территориального и функционального объединения производств, использующих разные стороны используемого сырья.

Вся история развития цивилизации - поиск источников энергии. Это весьма актуально и сегодня. Ведь энергия - это возможность дальнейшего развития индустрии, получение устойчивых урожаев, благоустройство городов и оказание помощи природе в залечивании ран, нанесённых ей цивилизацией. Поэтому решение энергетической проблемы требует глобальных усилий. Свой немалый вклад делает химия как связующее звено между современным естествознанием и современной техникой.

В течение 80 лет одни основные источники энергии сменялись другими: дерево заменили на уголь, уголь - на нефть, нефть - на газ, углеводородное топливо - на ядерное. К началу 80-х годов в мире около 70% потребности в энергии удовлетворялось за счёт нефти и природного газа, 25% - каменного и бурого угля и лишь около 5% - других источников энергии.

Сейчас наиболее крупными потребителями органического топлива являются промышленность и тепловые электростанции. Из всего используемого топлива около 20% идёт на производство электроэнергии, 30% - на получение так называемой низкопотенциальной теплоты (отопление помещений, горячая вода и т.д.), 30% - на автономный транспорт (авиация, морской и автотранспорт). Около 20% топлива потребляет химическая и металлургическая промышленность.

В век научно-технического прогресса проблема нехватки энергетических ресурсов особенно обострилась, так как растущая техника требует всё больше и больше "питания" в виде электроэнергии, органического топлива и пр. Но кому же решать эту проблему как не самому НТП. И для этого есть все данные сегодня и в перспективе.