Отходы производства и потребления
Отходы производства и потребления – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства. Отходы производства и потребления поступают в окружающую среду в больших количествах, в частности только в Москве ежегодно образуется 20 млн.м³ так называемых твердых бытовых отходов и около 5 млн.т промышленных нетоксичных отходов. В общей сложности в Российской Федерации накоплено около 7 млрд.т. отходов, из которых 1 млрд.т. – опасные отходы. В среднем на каждого жителя РФ вырабатывается (накапливается) до 15 т. различных твердых бытовых отходов в год. Отходы в значительных количествах образуются во всех базовых отраслях промышленности (сельское хозяйство, энергетика, металлургия, строительство, транспорт, горнодобывающее производство), а также в быту.
Отходы представляют собой неоднородные по химическому составу, сложные многокомпонентные смеси веществ, обладающих разнообразными физико-химическими и физико-механическими свойствами. Общая направленность химического и вещественного состава отходов обусловлена взаимодействием компонентов, биологическим разложением и ассимиляцией веществ.
Рисунок 1.
1. ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО В СФЕРЕ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ
Основу нормативно-правовой базы обращения с отходами на федеральном уровне в России составляют:
- Федеральный закон РФ № 7-ФЗ от 10.01.2003 г. «Об охране окружающей среды»;
- Федеральный закон РФ № 89-ФЗ от 24.06.1998 г. «Об отходах производства и потребления» (с изменениями от 29.12.2000 г.);
- Правила разработки и утверждения нормативов образования отходов и лимитов на их размещение. Утверждены Постановлением Правительства РФ от 16.06.2000 г. № 461;
- Блок межгосударственных (СНГ) стандартов, объединенных рубрикой «Ресурсосбережение. Обращение с отходами»;
- Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации. Утверждена Постановлением коллегии Госстроя РФ от 22.12.1999 г. № 17.
Закон РФ «Об отходах производства и потребления» достаточно четко сформулировал основные принципы политики государства в указанной области: охрана здоровья человека, поддержание или восстановление благоприятного состояния окружающей природной среды и сохранение биологического разнообразия в природе; научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества, которое должно обеспечивать устойчивое развитие последнего; использование научно-технических достижений в целях внедрения малоотходных технологий и методов экономического регулирования деятельности в области обращения с отходами для уменьшения их количества и вовлечения в хозяйственный оборот; доступ в соответствии с законодательством России к информации в области обращения с отходами; международное сотрудничество России в области обращения с отходами.
В соответствии с законодательством производитель отходов обязан:
- принимать надлежащее, обеспечивающее охрану ОС и сбережение природных ресурсов меры по обращению с отходами;
- соблюдать действующие экологические, санитарно-эпидемиологические и технологические нормы и правила при обращении с отходами;
- осуществлять раздельный сбор образующихся отходов по их видам, классам опасности и другим признакам с тем, чтобы обеспечить их использование в качестве вторичного сырья, переработку и последующее размещение;
- обеспечивать условия, при которых отходы не оказывают вредного воздействия на состояние ОС и здоровье людей;
- обеспечивать выполнение установленных нормативов предельного размещения отходов;
- лицензировать деятельность по обращению с опасными отходами (порядок лицензирования определяет Правительство РФ).
Глава III упомянутого закона формулирует требования к: 1) проектированию, строительству, реконструкции, консервации и ликвидации предприятий, зданий, строений, сооружений и иных объектов; 2) их эксплуатации; 3) обращению с опасными отходами; 4) обращению с отходами на территориях городских и иных поселений; 5) транспортированию опасных отходов.
В главе IV «Нормирование, государственный учет и отчетность в области обращения с отходами» введены два понятия «нормативы образования отходов» и «лимиты на размещение отходов». Порядок их разработки и утверждения определяет Правительство РФ. В случае их нарушения деятельность юридических лиц и индивидуальных предпринимателей может быть ограничена, приостановлена или даже прекращена. В этой же главе формулируются правила о государственном кадастре отходов.
Согласно Постановлению Правительства РФ от 26.10.2000 г. № 818 « О порядке ведения государственного кадастра отходов и паспортизации опасных отходов», МПР России и его территориальные органы должны организовывать и вести по единой для Российской Федерации системе с участием органов исполнительной власти субъектов РФ государственный кадастр отходов (ГКО), включающий федеральный классификационный каталог отходов (ФККО), государственный реестр объектов размещения отходов (ГРОРО), банк данных об отходах и о технологиях использования и обезвреживания отходов различных видов.
Государственный кадастр отходов – интегрированный информационный ресурс, в котором систематизированы сведения об отходах, их свойствах, потенциальной опасности и/или ресурсной ценности, а также о существующих объектах размещения отходов и технологиях их использования и обезвреживания.
Данные информационных ресурсов Кадастра, полученные заинтересованными сторонами в установленном порядке, являются связующим звеном в Единой системе государственного регулирования экологически безопасного обращения с отходами.
Федеральный классификационный каталог отходов – перечень образующихся в Российской Федерации отходов, систематизированных по совокупности приоритетных признаков: происхождению, агрегатному и физическому состоянию, опасным свойствам, степени вредного воздействия на ОС.
Государственный реестр объектов размещения отходов – систематизированная информация об объектах размещения отходов, существующих и эксплуатирующихся на территории России. Он принят Приказом МПР РФ от 11.09.2003 г. № 829 «О ведении Государственного реестра объектов размещения отходов».
В соответствии с Приказом для каждого объекта размещения отходов составляется карта-характеристика объекта размещения отходов с учетом кодирования информации для машинной обработки данных ГРОРО.
Основой Кадастра является банк данных об отходах и о технологиях их использования и обезвреживания, который постоянно пополняется. Информация из банка используется территориальными органами МПР России при принятии решения об утверждении лимитов на размещение отходов.
Приказом МПР России от 02.12.2002 г. № 785 утверждена форма паспорта опасного отхода. Указанный паспорт составляется и утверждается юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями, в процессе деятельности которых образуются опасные отходы, по согласованию с территориальными органами МПР России по соответствующему субъекту Российской Федерации.
В главе IV «Экономическое регулирование в области обращения с отходами» сформулированы положения о оплате за размещение отходов. Она взимается по базовым нормативам, которые определяет Правительство РФ. Дифференцированные ставки платы с учетом экологической обстановки на соответствующих территориях на основании базовых нормативов устанавливают органы исполнительной власти субъектов РФ. Кроме того, введена процедура экономического стимулирования; она осуществляется путем понижения размера платы за внедрение технологий, уменьшающих количество отходов, из-за применения ускоренной амортизации основных производственных фондов, связанных с осуществлением деятельности в области обращения с отходами. Глава VI «Контроль в области обращения с отходами» регулирует вопросы государственного, производственного и общественного контроля. В главе VII вводятся формы ответственности за нарушение законодательства РФ в области обращения с отходами: от административной до уголовной. Уголовный кодекс РФ в гл. 26 «Экологические преступления» содержит ст. 247 «Нарушение правил обращения экологически опасных веществ и отходов», которая устанавливает уголовную ответственность за производство запрещенных видов опасных отходов, а также за транспортировку, хранение, захоронение, использование и иное обращение с радиоактивными, химическими веществами и отходами с нарушением действующих правил, если эти деяния создали угрозу причинения существенного вреда здоровью человеку или ОС. Часть 2 ст. 247 определяет ответственность за совершение этих деяний в случае наступления вредных последствий, т.е. загрязнения, отравления или заражения ОС, причинения вреда здоровью, массовой гибели животных. Рассмотрим основные виды отходов.
1.1
Отходы производства (промышленные)
Отходы производства (промышленные) – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Они могут быть безвозвратными (технологические потери: улетучивание, угар, усушка) и возвратными. К ним следует причислить отходы производственного потребления – непригодные для дальнейшего использования по прямому назначению и «списанные» в установленном порядке машины, оборудование, инструменты, приборы и т.п. Они могут быть сельскохозяйственными, бытовыми и другими. К обоим видам отходов нужно отнести медикаментозные, химические, высокотоксичные и радиоактивные. (3)
Развитие промышленного и сельскохозяйственного производства, строительства, транспорта, сферы услуг сопровождается непрерывным ростом объемов и усложнением состава отходов, образующихся в этих сферах, а также при потреблении (эксплуатации) соответствующих товаров, работ, услуг. Причем, что удивительно, в России при спаде промышленного производства на 30-40 % в 1995-1996 г. наблюдалось существенное неадекватное снижение объемов образования отходов, а с 1996 г. – их непрерывны рост при относительно медленном развитии производства.
Как видно из таблицы 1, наибольший вклад в образовании отходов вносят черная и цветная металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность, угольная промышленность, промышленность строительных материалов, электроэнергетика. Многие объекты перечисленных отраслей располагаются в населенных пунктах или в непосредственной близости от них.
Таблица 1. Динамика образования опасных промышленных отходов, млн.т. (Падалко, 2004 г.)
| Страна, отрасль |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
| Российская Федерация |
89,91 |
82,59 |
89,39 |
107,06 |
108,07 |
127,55 |
139,19 |
| Промышленность |
86,34 |
78,52 |
84,37 |
101,87 |
101,37 |
118,97 |
129,88 |
| Черная металлургия |
35,54 |
32,02 |
32,87 |
34,29 |
30,42 |
31,94 |
39,30 |
| Цветная металлургия |
15,43 |
19,26 |
21,32 |
20,43 |
27,25 |
34,38 |
33,37 |
| Химическая и нефтехимическая промышленность |
5,62 |
7,37 |
8,50 |
8,06 |
10,98 |
13,45 |
14,21 |
| Угольная промышленность |
0,06 |
0,14 |
0,15 |
11,44 |
7,81 |
8,68 |
11,45 |
| Промышленность строительных материалов |
5,00 |
4,70 |
6,65 |
6,53 |
7,54 |
8,82 |
9,76 |
| Электроэнергетика |
7,66 |
7,75 |
8,12 |
8,71 |
8,27 |
8,02 |
7,74 |
| Нефтедобывающая промышленность |
0,71 |
0,73 |
0,76 |
4,60 |
2,42 |
5,86 |
4,00 |
| Машиностроение и металлообработка |
4,76 |
2,37 |
2,21 |
3,29 |
2,73 |
3,09 |
3,91 |
| Деревообработка и целлюлозно-бумажная промышленность |
1,22 |
1,21 |
0,92 |
1,17 |
1,13 |
1,23 |
2,23 |
| Пищевая промышленность |
1,16 |
0,98 |
0,59 |
0,60 |
0,92 |
1,54 |
1,60 |
| Нефтеперерабатывающая промышленность |
0,78 |
0,90 |
1,03 |
1,01 |
1,18 |
1,07 |
1,05 |
| Газовая промышленность |
0,02 |
0,08 |
0,06 |
0,03 |
0,06 |
0,13 |
0,16 |
| Легкая промышленность |
0,12 |
0,06 |
0,07 |
0,06 |
0,10 |
0,08 |
0,09 |
1.2
Опасные (токсичные) отходы
Опасные (токсичные) отходы - отходы, способные вызывать отравления или иное поражение живых существ. Это прежде всего неиспользованные ядохимикаты сельскохозяйственного назначения, промышленные канцерогены и мутагены. В США даже среди ТБО около 40% относят к особо опасным, в Венгрии — 34%; во Франции — 6 %, Великобритании — 3 %, а в Италии и Японии всего лишь —0,3 %. В России, по некоторым данным, таким образом выделяют из ТБО 10 % особо опасных.
Опасные свойства отходов
1. Токсичность – способность вызывать серьезные затяжные или хронические заболевания людей, включая раковые заболевания, при попадании внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или через кожу
2. Пожароопасность – способность жидких отходов выделять огнеопасные пары при температуре не выше 60 ºС в закрытом сосуде или не выше 65,5 ºС в открытом сосуде, способность твердых отходов, кроме классифицированных как взрывоопасные, легко загораться либо вызывать или усиливать поджар или трении, способность отходов самопроизвольно нагреваться при нормальных условиях или нагреваться при соприкосновении с воздухом, а затем самовозгораться, способность отходов самовозгораться при взаимодействии с водой или выделять легковоспламеняющиеся газы в опасных количествах.
3. Взрывоопасность – способность твердых или жидких отходов (либо смеси отходов) к химической реакции с выделением газов такой температуры и давления и с такой скоростью, что вызывает повреждение окружающих предметов
4. Высокая реакционная способность – содержание органических веществ (органических пероксидов), которые имеют двухвалентную структуру -О-О- и могут рассматриваться в качестве производных перекиси водорода, в котором один или оба атома водорода замещены органическими радикалами.
5. Содержание возбудителей инфекционных заболеваний – наличие живых организмов или их токсинов, способных вызывать заболевания людей и животных.
Основная часть опасных отходов складируется или захоранивается, в том числе и затапливается в море. Обезвреживанию с предварительной обработкой, сжиганию и вторичной переработке подвергается наибольшая часть опасных отходов. Например, в Нидерландах примерно 300 тыс. т опасных отходов ежегодно подвергается физико-химической обработке, около 200 тыс. т сжигается, более 250 тыс. т захоранивается и около 700 тыс. т затапливается в море.
На территории России к концу 90-х годов накоплено в хранилищах, на складах, могильниках, полигонах, свалках 1405 млн. т токсичных отходов. В 1995 г. образовалось 89,9 млн. т отходов, в том числе 1-го класса опасности — 0,16 млн. т, 2-го — 2,2 млн. т, 3-го — 8,7 млн. т, 4-го — 78,8 млн. т. Из них использовано в собственном производстве 34 млн. т и полностью обезврежено 65 млн. т. Кроме того, 12,2 млн. т передано на другие предприятия для использования. (3)
Опасные отходы в зависимости от их воздействия на окружающую среду и здоровье человека подразделяются на классы в соответствии с критериями. Юридические лица и индивидуальные предприниматели обязаны подтвердить отнесение отходов к конкретному классу опасности в установленном порядке.
- Приказ МПР от 15.06.2001 г. № 511 «Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды»;
- Постановление главного государственного санитарного врача РФ от 16.06.2003 г. № 144 «О введении в действие СП 2.1.7.1386-03 «Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления»;
- Приказ Ростехнадзора от 15.08.2007 г. № 570 «Об организации работы по паспортизации опасных отходов».
Класс токсичности отходов определяют согласно Классификационному каталогу отходов. Наибольшую угрозу для человека и всей биоты представляют опасные отходы, содержащие химические вещества I и II класса токсичности. В первую очередь — это отходы, в составе которых присутствуют радиоактивные изотопы, диоксины, пестициды, бенз(а)пирен и некоторые другие вещества.
На опасные отходы составляется паспорт на основании данных о составе и свойствах опасных отходов, оценки их опасности в порядке, установленном постановлением Правительства от 26.10.2000 г. № 818 «О порядке ведения государственного кадастра отходов и паспортизации опасных отходов». Форма паспорта опасного отхода утверждена приказом МПР от 02.12.2002 № 785 «Об утверждении паспорта опасного отхода». Деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению опасных отходов подлежит лицензированию согласно Федерального Закона от 08.08.2001 г. № 128-ФЗ.
1.3
Радиоактивные отходы (РАО)
Радиоактивные отходы (РАО) — твердые, жидкие или газообразные продукты ядерной энергетики, военных производств, других отраслей промышленности и систем здравоохранения, содержащие радиоактивные изотопы в концентрации, превышающей утвержденные нормы.
Радиоактивные элементы, например, стронций-90, передвигаясь по пищевым (трофическим) цепям, вызывают стойкие нарушения жизненных функций, вплоть до гибели клеток и всего организма. Некоторые из радионуклидов могут сохранять смертоносную токсичность в течение 10—100 млн. лет. По удельной активности их подразделяют на низкоактивные (менее 0,1 Ku/м3
), среднеактивные (0,1—100 Ku/м3
) и высокоактивные (свыше 1000 Ku/м3
). Во многих странах, особенно в тех из них, на территориях которых имеются атомные электростанции (АЭС) и заводы по переработке ядерного топлива, в настоящее время накопились огромные количества РАО. Только на территории России суммарная активность незахороненных отходов составляет 1,5 млрд. Ku, что равняется 30 Чернобылям. В Великобритании отходы атомной промышленности к 2000 г. будут составлять: высокой активности — 5 тыс. м3
, средней активности — 80 тыс. м3
, низкой активности — 500 тыс. м3
(Вронский, 1996).
Подавляющее большинство радиоактивных отходов, хранящихся на АЭС, — это низко- и среднеактивные отходы. Жидкие РАО в виде концентрата хранятся в специальных емкостях, твердые — в спецхранилищах. В нашей стране, по данным на 1995 г., уровень заполнения емкостей и складов для РАО на АЭС составил более 60% и при нынешних темпах все емкости могут быть заполнены уже через 4-5 лет.
На ряде предприятий Минатома (ПО «Маяк», «Сибирский химический комбинат» и др.) жидкие низко- и среднеактивные РАО хранятся в открытых водоемах, что может привести к радиоактивному заражению обширных территорий в случае внезапных стихийных бедствий (землетрясений, наводнений и др.), а также проникновения радиоактивных веществ в подземные воды. Огромное количество небольших захоронений радиоактивных отходов (иногда забытых) рассеяно по всему миру. Так, только в США их выявлено несколько десятков тысяч, из которых многие являются активными источниками радиоактивного излучения. Очевидно, что проблема радиоактивных отходов со временем будет еще более острой и актуальной. По прогнозам МАГАТЭ к 2000 г. из-за превышения срока работы (более 30 лет) будут демонтированы (ликвидированы) 65 ядерных реакторов АЭС и 260 других ядерных устройств. При их демонтаже потребуется обезвредить огромное количество низкоактивных отходов и обеспечить захоронение более 100 тыс. т высокоактивных (Природа и ресурсы, 1990). Актуальны и проблемы, связанные со списанием кораблей ВМФ с ядерными силовыми установками. Накопление радиоактивных отходов на российских флотах неуклонно повышается, особенно после запрещения в 1993 г. сброса РАО в море.
1.4
Диоксиносодержащие отходы
Диоксинсодержащие отходы образуются при сжигании промышленного и городского мусора, бензина со свинцовыми присадками и как побочные продукты в химической, целлюлозно-бумажной и электротехнической промышленности. Установлено, что диоксины образуются также при обезвреживании воды хлорированием, в местах хлорного производства, в особенности при производстве пестицидов. Диоксины — синтетические органические вещества из класса хлоруглеводородов. Диоксины 2, 3, 7, 8, — ТХДД и диоксиноподобные соединения (более 200) — самые токсичные из полученных человеком веществ. Они обладают мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием; подавляют иммунную систему («диоксиновый СПИД») и в случае получения человеком через продукты питания или в виде аэрозолей достаточно высоких доз вызывают «синдром изнурения» — постепенное истощение и смерть без явно выраженных патологических симптомов. Биологическое действие диоксинов проявляется уже з исключительно низких дозах. Впервые в мире диоксиновая проблема возникла в США в 30—40 гг. В России производство этих веществ началось вблизи г. Куйбышева и в г. Уфе в 70-е гг., где выпускался гербицид и другие диоксинсодержащие консерванты древесины. Первое крупномасштабное диоксиновое загрязнение окружающей среды зарегистрировано в 1991 г. в районе г. Уфы. С
1.5
Твердые бытовые отходы (ТБО)
Твердые бытовые отходы (ТБО) – совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и т.д.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Человечество на сегодняшний день придумало множество видов деятельности по обращению с твердыми бытовыми отходами: хранение, транспортирование, утилизация, складирование и даже добывание из обыкновенного мусора энергии. Твердые бытовые отходы я бы хотела рассмотреть подробнее в следующей главе.
2.
ТВЕРДЫЕ БЫТОВЫЕ ОТХОДЫ
Твердые бытовые отходы (ТБО) – совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отходов, образующихся в бытовых условиях.
2.1
Структура ТБО
Таблица 2.Состав ТБО в некоторых городах (Денисов, 2008)
| Составляющий компонент ТБО |
Москва |
Харьков |
Владимир |
| Гниющие пищевые отходы (овощные очистки, остатки пищи) |
36,8 |
47 |
44 |
| Целлюлозное волокно (бумага, картон) |
36,4 |
29,3 |
22 |
| Стекло |
5,6 |
- |
9 |
| Металлы |
3,4 |
1,8 |
8 |
| Кожа, текстиль |
1,6 |
2,1 |
5 |
| Древесина |
2 |
2 |
1 |
| Шлаки, пыль |
0,9 |
- |
1 |
| Пластические массы (упаковочные материал) |
0,7 |
- |
5 |
| Прочие ТБО |
7,1 |
4,7 |
5 |
В таблице 2 приведен состав ТБО двух городов России, а также Харькова (Украина). Однако с начала 90-х годов прошлого века, среди ТБО все большее место занимают пластмассы и синтетические материалы, а также упаковка. В структуре развитых стран выделяются макулатура и органические отходы (около 20 % в среднем, увеличиваясь до 60 % в южных странах). К 2000 г. в наибольшей степени увеличился объем пластмассовых отходов. Так, если в 1970 г. в США объем пластмассовых отходов составлял 3 млн. т., в 1986 г. – 10,3 млн. т., то в 2000 г. уже свыше 15 млн. т. Аналогичная тенденция наблюдается в России. Количество бытовых отходов в расчете на одного человека увеличивается примерно на 1-4 %, а по массе на 0,2-0,4 % в год и в настоящее время составляет (кг/год): в благоустроенных зданиях – 210-225, в неблагоустроенных зданиях – 360-450.
2.2 Сбор, временное хранение и транспортирование твердых бытовых отходов
Надлежащая организация сбора, хранения и транспортировки отходов вносит большой вклад в оздоровление окружающей среды. В США, где норма накопления ТБО в 2-3- раза больше, чем в России, на их удаление и обезвреживание расходуется около 10 млрд. долларов в год, причем больше половины этих средств идет на сбор и транспортировку.
В России существующая схема сбора твердых бытовых отходов включает следующие операции: 1) в зоне многоэтажной застройки сбор производится в металлические контейнеры, устанавливаемые на специальные контейнерные площадке; 2) с целью вывоза ТБО применяют спецтранспорт:
- с различными механизмами загрузки-выгрузки отходов, характером процесса уплотнения отходов;
- с различной вместимостью кузова: мини-мусоровозы (7-10 м³), средние (16-45 м³) и большегрузные (более 45 м³).
Следует всячески фиксировать сортировку и селективный сбор ТБО, причем при любом способе транспортирования. Это более сложный путь, но в то же время выгодный с экономической и экологической точки зрения.
За рубежом уже давно с активным участием населения практикуется раздельный сбор ТБО: в отдельные контейнеры складываются пищевые отходы, макулатура, стеклотара, металлолом. С населением заблаговременно проводится разъяснительная работа, которая вполне оправдывает себя в ряде промышленно-развитых стран: в Германии, США, Канаде, Японии и некоторых других. Например, в Финляндии, богатой лесом не менее России, сортируют даже макулатуру: газетная бумага, картон, книжная бумага собираются в отдельные чистые контейнеры, каждый из которых выкрашен специальной краской в определенный цвет.
2.3 Сжигание ТБО – диоксиновая опасность
В мировой практике наибольшее распространение получили следующие инженерно-технические методы обращения с ТБО: 1) сжигание на мусоросжигательных заводах; 2) предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных веществ из отходов; 3) компостирование с получением азотного удобрения или биотоплива; 4) ферментация (получение биогаза); 5) пиролиз ТБО – высокотемпературный (около 1700ºС) нагрев без доступа воздуха; 6) строительство полигонов для длительного захоронения отходов (с возможностью их частичной переработки). Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической, ни, тем более, с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных заводах (МСЗ), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000 °С, чтобы сгорели все дурно пахнущие примеси.
Выбор сжигания или компостирования для обезвреживания твердых отходов зависит от местных условий. В интересах сельского хозяйства, очевидно, компостировать отходы целесообразнее в Нечерноземных районах. Что касается мусоросжигания, оно как способ использования ТБО должно рассматриваться как пройденный этап. Например, в европейских странах за последние 10 лет не введен ни один мусоросжигательный завод; сжигают лишь то, что остается после сортировки и утилизации. Это, в частности, объясняется тем, что при сжигании мусора с самым разнообразным сочетанием компонентов образуется огромное количество вредных веществ, таких как диоксины, фосген, синильная кислота и другие, а также золы и шлаки неизвестного состава и с непредсказуемыми свойствами. Например, при сжигании 1 т городского мусора в среднем образуется около 25—34 кг летучей золы.
Диоксины
— общепринятое название группы органических веществ, которые относятся к классу полихлорированных полициклических соединений (ПХ ПС). Под этим названием объединено более 200 веществ.
Диоксины признаны наиболее опасными веществами — супертоксикантами.
Борьба с ними объявлена мировым сообществом специальным документом — Стокгольмской конвенцией, открытой для подписания 23 мая 2001 г. Через год Россия присоединилась к указанной Конвенции.
2.4 Утилизация твердых бытовых отходов городов
В большинстве стран мира, прежде всего развитых, для утилизации существует унифицированная система, которая позволяет депонировать или переработать каждый компонент. Указанная система в общем виде состоит из трех взаимодополняющих и связанных между собой блоков: 1) рециклинг или повторное использование; 2) собственно утилизация, направленная, прежде всего, на сокращение объемов ТБО; 3) депонирование или складирование. Соотношение между собой блоков этой системы определяется спецификой страны (площадь, уровень развития техники и технологии, отношение населения к проблеме) и самой структурой отходов. Так, наиболее экологически обоснована эта система у относительно маленькой и технологически развитой Японии, где наибольшее количество твердых отходов направляется в повторное производство. Напротив, в такой крупной стране, как США, 80 % отходов складируется. То же самое относится и к России, где около 140 млн м3
ТБО/год складируется на площади около 100 км2
пригородных земель под полигонами.
Рециклинг (рециклизация).
Это повторное использование какого-то ресурса после его обработки, делающей его пригодным для такого использования. Процесс использования вторичного сырья превращен в большинстве стран в особого рода производственную деятельность, сектор бизнеса.
Главное в процессе рециклинга — селективный (избирательный) сбор, сортировка отходов и подразделение на категории. При разделении отходов по категориям выделяют:
- отходы, которые могут быть использованы для производства аналогичной продукции (стекло, бумага, металлы, пластмассы);
- отходы, содержащие опасные или особо ценные компоненты (аккумуляторы, батарейки, некоторые виды пластмасс)
Сепарация
(разделение) определяет в большой степени успешность рециклинга. Например, на мусороперерабатывающих заводах черные металлы выделяются методом магнитной сепарации, цветные металлы — с помощью переменного магнитного поля или методом дробления с последующей пневмовибросепарацией.
Внедрение предварительной сортировки позволяет вдвое сократить количество ТБО, направляемых на сжигание или захоронение. Так, в США извлекается и повторно используется 60 % металлов, 50 % макулатуры, 40 % стекла, содержащихся в ТБО. Во Франции в 2005 г. из макулатуры ТБО произведено до 56 % бумаги.
Рециклизация становится все более выгодной в развитых странах, а потенциальная прибыль данной отрасли привлекает к ней все новые и новые фирмы. Более того, во многих западных странах фирмы борются за доступ к рынку отходов, к бизнесу очистки. А государство постоянно поддерживает режим наибольшего благоприятствования, стимулирующий рециклизацию.
Мусороперерабатывающие заводы: отходы в доходы.
Расчеты показывают: вывозить содержимое мусорных контейнеров на свалку (полигон) нецелесообразно ни в экологическом, ни в экономическом отношениях. С каждым годом растет ценность ТБО как комплексного сырья. Это становится понятным, если учесть, что в его составе содержится около 20—40 % макулатуры, 2—3 % черных и цветных металлов, 25-40 % пищевых отходов, 1-5 % пластмасс, 4-6 % стекла, 4—6 % текстиля и др. С другой стороны, на фоне повышения стоимости городских земель, расширения строительства загородных домов, поселков, дач и т. п. существующие свалки (полигоны) стремительно заполняются или уже переполнены. Так, существующие полигоны в Подмосковье заполнены более чем на 90 %.
В этих условиях предпочтительна организация двухступенчатой системы сбора и переработки, при которой отходы везут не на свалку, а на расположенные в черте города мусороперерабатывающие заводы
(МПЗ). Там отходы сортируют, измельчают, уплотняют, прессуют, извлекают из них полезные материалы, а остатки направляют на свалки.
Вторичная переработка (реутилизация).
Имеется много способов вторичной переработки различных типов мусора, причем постоянно предлагаются новые. К настоящему времени наиболее широко применяемые технологии таковы:
- извлеченную бумагу снова измельчают до состояния пульпы, из которой далее изготовляют различную бумажную продукцию; ее можно также перемалывать и продавать как целлюлозную изоляцию, измельчать и компостировать;
- стекло дробят, плавят и делают из него новую тару, дробят и используют вместо гравия или песка при производстве бетона и асфальта;
- пластмассу переплавляют и изготавливают из нее «синтетическую древесину», устойчивую к биодеградации и могущую использоваться как материал для различных ограждений, перил, столбов, настилов и других сооружений, эксплуатирующихся под открытым небом;
- металлы плавят и перерабатывают в различные детали; получение алюминия из лома позволяет экономить до 90 % электроэнергии, необходимой для его выплавления из руды;
- старые покрышки переплавляют с последующим изготовлением новых резиновых изделий;
- текстиль измельчают и используют для придания прочности макулатурной бумажной продукции;
- пищевые отходы и садовый мусор компостируют с получением органического удобрения.
2.5 Компостирование твердых бытовых отходов
На многих МПЗ осуществляется промышленная переработка ТБО в органическое удобрение — компост. Его получают в результате разложения растительных и животных остатков микроорганизмами. Для этой цели используют навоз, навозную жижу и помет птиц в смеси с различными видами торфов, городской мусор, опавшие листья деревьев, солому и другое. При компостировании в органической массе повышается содержание питательных веществ (азота, фосфора) в усвояемой растениями форме, обезвреживается патогенная микрофлора, уменьшается количество целлюлозы и пектиновых веществ; удобрения становятся сыпучими, что облегчает их внесение в почву. Разные по составу и способу приготовления компосты применяют под многие культуры, выращиваемые на различных почвах. Компосты часто используют вместо остродефицитных органических удобрений (навоз, торф).
2.6 Складирование (депонирование) отходов
Складирование (депонирование) — это наиболее распространенный способ обращения с твердыми бытовыми отходами городов в большинстве стран.
Неконтролируемые (несанкционированные) свалки.
До сих пор основным местом, куда в наших городах вывозят ТБО, являются фактически неконтролируемые свалки (таблица 3).
Таблица 3.Виды муниципальных (городских) свалок (Денисов, 2008)
| № п/п |
Классификационное наименование свалки |
Место возникновения |
| 1 |
Дворовая |
Жилой массив; внутриквартальный жилой комплекс; дворовый комплекс |
| 2 |
Общепитовская |
Вблизи мест общественного питания (рестораны, кафе,точки продажи продуктов) |
| 3 |
Магазинная |
Вблизи объектов торговли |
| 4 |
Рыночная |
Вблизи рынков, ярмарок, в том числе и несанкционированных |
| 5 |
Привокзально-таможенная |
Вблизи вокзалов и таможен |
| 6 |
Медицинская |
Вблизи больниц, санитарных и ветеринарных пунктов и т.п. |
| 7 |
Эпизодическая |
Вблизи строек, в пригородных зонах отдыха, в лесополосах и лесопарковых массивах и т.п. |
| 8 |
Промхозная |
Вблизи действующих промышленно-хозяйственных объектов |
| 9 |
Войсковая |
Вблизи мест дислокации армейских частей и их складов |
| 10 |
Прочие |
По мере поступления мусора |
Пункт 10 (прочие) может включать различные объекты – от обочин автомобильных дорого до летних зон отдыха, особенно вблизи водных объектов.
Анализ характера образования несанкционированных свалок позволят выделить две формы подобных объектов: это собственно несанкционированные свалки, представляющие собой скопление отходов на территории 0,2-0,5 и более га, и захламления территории, представляющие собой аморфные, без четко выраженных границ скопления твердых бытовых и строительных отходов.
2.7 Энергоемкость отходов и ее использование
Растения, городские отходы, отходы сельского хозяйства, будучи биомассой, занимают все более заметное место в качестве дополнительного, экологически чистого, постоянно возобновляемого источника энергии. Внимание, уделяемое в последние года потенциальной энергии отходов, связано как с постоянно растущим дефицитом ископаемых топлив, угля, нефти, природного раза, так и с поисками им замены.
Интенсификация промышленного и сельскохозяйственного производства, а также дальнейшая урбанизация неизбежно приведут к тому, что количество разнообразных органических отходов в ближайшие десятилетия резко увеличится. А это значит, нужно будет принимать неотложные меры по их утилизации. Переработка отходов, т. е. биомассы, позволит, таким образом, Неопределенной степени решить и экологическую, и энергетическую проблемы. По предварительным подсчетам, только из отходов, производимых ежегодно в бывших странах СНГ, перевозка которых не требует значительных затрат, можно добывать биогаз
в количестве, эквивалентном 100 млн. условных тонн. И кроме того, получать 150-160 млн. т высококачественных органоминеральных удобрений, содержащих 6,25 млн. т азота, 3 млн. т фосфора и 7,5 млн. т оксида калия в виде минеральных солей, легко усваиваемых растениями. Следовательно, при переработке биомассы решается и еще одна проблема — продовольственная. Получение биогаза весьма перспективно. Его можно использовать как топливо в энергоустановках, в двигателях внутреннего сгорания, в котлах, а также в качестве сырья для производства белковых концентратов. Кроме того, утилизируя стоки, животноводы решают и экологические проблемы.
Подавая биогаз на электростанцию, можно выработать электроэнергию потребительского напряжения. В настоящее время за рубежом газ, образуемый на свалках все чаще рассматривают как альтернативный источник энергии в США его добыча считается коммерчески выгодной. В Германии системы экстракции биогаза и его переработки действуют на 35 полигонах ТБО, в Великобритании — на 25. Во многих развитых странах биогаз улавливается и обезвреживается из чисто экологических соображений.
Из каждой тонны отходов образуется до 250 м3
биогаза, в составе которого 50—60 % составляет метан, 30—45 % С02
, 1-2 % H2
S и около 1—2 % — соединения азота и водорода, кислорода! других (всего 32 компонента). В результате очистки от приме и осушения теплота сгорания биогаза может достигать 80 % родного газа и довольно эффективно использоваться в к топлива. Однако для достижения таких показателей треб} предварительное отделение ТБО от негорючих материалов, оборудование подземного резервуара, создающего анаэробные вия, обеспечение условий ферментативного разложения.
Отходы как топливо.
Содержание в отходах органического вещества позволяет использовать их непосредственно как топливо, хотя и низкокалорийное. Тем не менее, одна тонна мусора, разным оценкам, эквивалентна 200-280 кг угля или 150 кг мазута.
Предусмотрено, что самые ценные материалы, содержащиеся в отходах, — железо и алюминий — извлекаются из золы. Сама зола не подвержена ни разложению, ни усадке, ее можно использовать в качестве наполнителя при строительстве дорог, насыпей и т. д.
Брикетирование и грануляция ТБО.
Эта технология направлена на производство из ТБО твердого топлива с последующим сжиганием в отопительный сезон. В результате предварительного отбора и высушивания органической фракции ТБО теплота сгорания таких гранул и брикетов возрастает в 2 раза, полученное топливо хранится длительно время, транспортируется. По сравнению с непереработанным мусором зольность и влажность такого топлива существенно сокращается, меньшее включение металлических фракций приводит к уменьшению токсичности. Такая установка многие годы успешно работает в Донкастере (Великобритания), производя 350 тыс. т гранулята в год. В Японии гранулы размером 2,5 мм, произведенные из ТБО с использованием армирующей нити, используются при произволе строительных материалов, бетона или раствора, причем гранулы смешиваются с золой или шлаком.
Пиролиз, или высокотемпературное разложение ТБО.
Технологии на основе пиролиза — активно развивающийся в последнее время способ переработки ТБО, направленный на получение из них максимального количества газа и нефтеподобных жидких продуктов. Пиролиз
— высокоэффективное обезвреживание отходов и их энергетическое использование в качестве топлива и сырья для химической промышленности, что в целом способствует сокращению выбросов в атмосферу.
3. ПРОБЛЕМЫ ТБО В ГОРОДЕ АЛЕКСАНДРОВСКЕ
В каждом обитаемом уголке нашей Земли люди всегда сталкиваются с проблемами, связанными с твердыми бытовыми отходами, ведь ежедневно в процессе жизнедеятельности человека образуются отходы производства и потребления. Я живу в городе Александровске Пермского края. Мой город сравнительно небольшой, но и в нем жители и управляющие компании связываются с проблемами размещения и утилизации мусора.
Я бы хотела более подробно остановиться на основных проблемах ТБО в Александровске.
Одной из важнейших проблем ТБО в нашем городе - это экономическая проблема. Управляющие компании, занимаясь обращением с твердыми бытовыми отходами, никогда не получают прибыль от этого виды деятельности, а наоборот, всегда терпят много убытков. (таблица) Почему так происходит? Во-первых, внушительная часть населения просто не хотят платить за услуги сбора, вывоза и складирования отходов. Во-вторых, сторонние организации (муниципальные учреждения, индивидуальные предприниматели и прочие организации) отказываются заключать договора с управляющими компаниями на услуги сбора, вывоза и складирования отходов. В-третьих, методы обращения с отходами являются не экономичными: неиспользование новых технологий, отсутствие белее современной специальной техники, малое количество дипломированных специалистов данной отрасли. В результате, деятельность по обращению с отходами становится убыточной.
Проанализировав Калькуляцию «Сбор, вывоз и складирование ТБО» одной из управляющих компаний Александровска, можно уверенно сказать, что за 2009 год расходы превысили доходы почти в 2,5 раза.
Еще одна проблема ТБО города Александровска – это контейнера для сбора отходов. Основные недостатки контейнеров:
- большая масса;
- малая коррозийная стойкость;
- относительно высокая стоимость;
- не обеспечиваются надлежащие меры санитарии.
Мусоровозы тоже не отличаются большими достоинствами, так как вмещают в себя очень мало мусора, да, и количество самих автомашин мало, поэтому управляющие компании просто не успевают вывозить весь образовавшийся мусор с контейнерных площадок города.
Еще один не менее важный недостаток транспортировки отходов – это дальнее расстояние до полигона. Единственный специализированный полигон ТБО находится в поселке Яйва Александровского района (35 км.). Чтобы транспортировать одну партию отходов на устаревшем мусоровозе, потребуется много топлива и времени.
Вот основные проблемы твердых бытовых отходов в городе Александровске. Конечно, эти проблемы решаемы, но их решение требует много времени и денег. Важнейшую роль здесь играет и человеческий фактор, ведь пока люди не научатся пользоваться прогрессивными методами обращения с отходами, пока не поймут, что нужно вкладывать деньги в совершенствование технологий сбора, транспортировки и утилизации отходов, данная деятельность будет приносить только убытки.