CC BY
917
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013 УДК 614.78:628.4.034
Г. В. Ильиных1, Н. Н. Слюсаръ1, В. Н. Коротаев1, Я. И. Вайсман1, Н. М. Самутин2
ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ И ОЦЕНКА ИХ САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЙ Опасности
'ФГБОУ ВПО Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2ФГБУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина Минздравсоцразвития РФ, Москва
Соблюдение гигиенических требований по обращению с твердыми бытовыми отходами (ТБО) включает осуществление контроля за их составом. Приведены основные методические подходы к исследованию морфологического состава ТБО, в том числе и для оценки их санитарно-эпидемиологической опасности. Представлены основные результаты экспериментального определения состава ТБО для ряда населенных пунктов, на основании которых выполнена оценка их санитарно-эпидемиологической опасности и предложены мероприятия по ее минимизации.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, санитарно-эпидемиологическая безопасность отходов, гигиенические требования к эксплуатации полигонов ТБО, контроль состава ТБО
Il'inykh G. V, Slyusar'N. N., Korotaev V. N., Vaisman Ya. I., Samutin N. M. - RESEARCHES OF THE STRUCTURE OF SOLID HOUSEHOLD WASTE AND ASSESSMENT OF THEIR SANITARY AND EPIDEMIOLOGIC DANGER
1 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "Perm State Technical University", 614000, Perm, Russian Federation; 2 Federal State Budgetary Institution "A. N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health" of the Ministry of Health care and Social Development, 119121, Moscow, Russian Federation
Compliance with hygiene requirementsfor the municipal solid waste (MSW) handling includes their composition control. The main methodological approaches to the MSW morphological composition study to assess their epidemiological risk are given. The main results of experimental waste composition analysis for a number of settlements are presented. These data were used for epidemiological risks estimation, measures for their minimization are suggested.
Key words: municipal solid waste, sanitary-and-epidemiological waste safety, hygienic regulations on landfill operation, municipal solid waste composition control.
Введение
Опасные свойства твердых бытовых отходов (ТбО) для окружающей природной среды и здоровья человека, в том числе их токсичность, пожароопасность и содержание возбудителей инфекционных заболеваний, обусловливают необходимость контроля санитарноэпидемиологических служб за их обращением. Так, СП 2.1.7.1038-01.2.1.7. "Почва, очистка населенных мест, отходы производства и потребления, санитарная охрана почвы. Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов" устанавливают гигиенические требования к устройству, содержанию и эксплуатации полигонов для ТБО. Согласно данным правилам организацией, эксплуатирующей полигон, обеспечивается контроль за составом поступающих на захоронение отходов.
ТБО относятся к отходам, представляющим санитарно-эпидемиологическую опасность, так как они могут содержать возбудителей инфекционных заболеваний и другие опасные в гигиеническом отношении компоненты. Наличие в составе ТБО органических отбросов (пищевых, растительных и т. п.), а также вероятность содержания в них медицинских отходов, отходов ветеринарных служб и животных останков обусловливают возможность инфекционных заболеваний при контакте с ними.
Кроме того, порядок обращения со многими опасными материалами, в том числе требования по их раздельному сбору и обезвреживанию, не всегда соблюдается. Так, ртутьсодержащие отработанные люминесцентные лампы и отработанные аккумуляторы зачастую не выделяют в отдельный поток - они попадают в состав ТБО.
При этом сложившаяся в России ситуация в области обращения с отходами такова, что состав образующихся и размещаемых в окружающей среде ТБО зачастую
никак не отслеживается. Такой информационный пробел не позволяет своевременно управлять системой обращения с отходами и прогнозировать возможное влияние объектов сортировки, переработки и размещения отходов на объекты окружающей среды и здоровье людей.
В связи с этим контроль состава ТБО, в том числе поступающих на захоронение, необходим с точки зрения как выполнения санитарно-эпидемиологических и гигиенических требований по обращению с отходами, так и оценки их санитарно-эпидемиологической и гигиенической опасности.
Работы по определению состава и свойств ТБО в большинстве развитых зарубежных стран проводят регулярно, а методические подходы к выполнению подобного рода исследований постоянно совершенствуются [1]. В России информация о результатах исследований морфологического состава практически не публикуется, а при упоминании руководящих документов для выполнения таких анализов, как правило, приводятся ссылки на два источника: Методику исследования свойств твердых отбросов (М.: Стройиздат, 1970); ПНД Ф 16.3.55-08. Твердые бытовые отходы. Определение морфологического состава гравиметрическим методом.
Указанные методики имеют ряд существенных недостатков [2], в связи с чем при выполнении натурных исследований авторами и с учетом передового зарубежного опыта [3-5] были разработаны и апробированы собственные методические подходы к определению морфологического состава ТБО, адаптированные к особенностям Российской Федерации. Методические подходы позволяют получать достоверные и воспроизводимые данные, на основе которых может быть выполнена оценка ресурсного потенциала ТБО [6], их токсичности и санитарно-эпидемиологической опасности.
53
[гиена и санитария 1/2013
Материалы и методы
Таблица 1
Исследования морфологического состава ТБО, как правило, основаны на отборе их нескольких представительных проб, ручной сортировке по компонентам с последующим взвешиванием и расчетом процентного содержания каждого компонента в общей массе отходов.
При постановке исследований морфологического состава ТБО до начала выполнения натурных работ определяют перечень компонентов, точность и погрешность измерений, место отбора проб, стратификацию источников образования отходов, временные показатели, минимальную массу пробы, общее количество проб, требования к приборам и методам получения и обработки первичных данных.
для оценки ресурсного потенциала отходов и степени их опасности недостаточно традиционного перечня компонентов (пищевые отходы, макулатура, полимеры, стекло, черные металлы, цветные металлы, прочее, отсев). Так, разнообразие полимеров, присутствующих в ТБО, обусловливает необходимость выделения в данной категории отдельных компонентов, которые по-разному перерабатываются и имеют разную степень опасности для окружающей среды. Например, бутылка из полиэтилентерефталата (ПЭТ) обладает значительной ценностью как вторичный ресурс, а поливинилхлорид - повышенной опасностью при сжигании отходов, так как является возможным источников образования диоксинов.
В составе ТБО целесообразно выделять отдельную категорию составляющих - опасные материалы, в составе которой дифференцируют такие компоненты, как ртутьсодержащие отходы, медицинские отходы, элементы электропитания, краски, растворители, и т. п. (табл. 1).
Перечень определяемых компонентов зависит от целей исследований, однако оценка опасности ТБО должна обязательно включать определение содержания опасных материалов.
При определении содержания отдельных компонентов категории опасные материалы целесообразно принять точность измерений на уровне 0,1-0,01%. Высокая точность измерений обусловлена необходимостью анализа большего количества ТБО, однако в данном случае она оправдана значимостью полученных результатов.
В зависимости от целей исследований, сложившейся системы сбора, транспортирования и обработки ТБО, а также технической возможности для исследований морфологического состава пробы могут отбираться по-разному: 1) из контейнера в местах сбора; 2) из мешков (пакетов), выносимых населением (при использовании бесконтейнерной системы сбора); 3) после разгрузки мусоровоза на полигоне ТБО; 4) с конвейера мусоросортировочной линии.
При отборе проб на источнике образования отходов целесообразно выделить несколько характерных источников и оценить состав ТБО для каждого из них, а затем усреднить результаты.
Исследования рекомендуется проводить в течение года несколько раз в характерные сезоны (всего рекомендуется четыре сезона). Каждое сезонное исследование охватывает все дни недели.
Масса пробы зависит от перечня определяемых компонентов: чем более редко встречающийся материал в составе ТБО важен для исследования, тем значительнее масса сортируемых ТБО. для оценки общего содержания опасных компонентов в ТБО минимальная масса пробы составляет около 70 кг, для оценки содержания отдельных
Классификация категории опасных материалов в составе ТБО
Подкатегория Компонент Опасные свойства
Элементы Батарейки; Токсичность
электропитания аккумуляторы Токсичность
Ртутьсодержа- Люминесцентные лампы; Токсичность
щие отходы прочие ртутьсодержащие Токсичность
материалы
Токсичные жид- Краски, растворители; Токсичность
кости и упаковка упаковка из-под красок, Токсичность, пожаро-
растворителей, аэрозольные баллончики и взрывоопасность
Медицинские отходы Шприцы, инъекционное оборудование; Содержание возбудителей инфекционных заболеваний
лекарственные средства; Токсичность
прочие медицинские отходы Токсичность, содержание возбудителей инфекционных заболеваний
опасных материалов, например элементов электропитания, масса пробы должна быть увеличена до 5 т. Общее количество проб, усредненных для получения результатов морфологического состава отходов, 35.
Исходя из минимальной массы пробы ТБО и принятой точности измерений, определяют наименьший предел взвешивания весов, которые используют для определения массы рассортированных компонентов. Точность взвешивания и погрешность регистрации первичных данных должны быть на порядок меньше минимального предела взвешивания.
результаты и обсуждение
Разработанные методические подходы были апробированы при выполнении натурных исследований по определению морфологического состава ТБО и их санитарно-эпидемиологической и гигиенической опасности в ряде населенных пунктов (табл. 2). Исследования морфологического состава ТБО выполняли специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета в 2009-2011 гг. [7-8].
Перечень определяемых компонентов и другие характеристики натурного исследования задавали индивидуально для каждого исследования в зависимости от поставленных задач с соблюдением общих методических подходов.
Содержание опасных материалов в ТБО в среднем составило 0,1—0,3% массы всех исследуемых отходов и соответствовало данным других исследователей [9-10]. Оценку содержания отдельных опасных компонентов не выполняли ввиду высокой затратности подробных исследований морфологического состава ТБО.
Результаты проведенных нами натурных исследований и анализ литературных данных позволяют оценить санитарно-эпидемиологическую опасность современных ТБО как высокую ввиду значительного содержания органических отходов и опасных материалов. Органические отходы (пищевые и растительные) сами по себе не несут значительной эпидемиологической угрозы, однако представляют собой благоприятную среду для размножения возбудителей инфекционных заболеваний и пато-
54
Таблица 2
Укрупненные результаты натурных исследований морфологического состава ТБО
Населенный пункт Содержание компонента, %
макулатура стекло полимеры текстиль металлы пищевые отходы прочее отсев итого
г. Пермь, 2009 г. 22,8 17,7 15,2 5,0 2,8 8,9 15,3 12,3 100,0
г. Екатеринбург, 2009 г. 19,6 8,3 23,2 11,9 3,1 6,8 10,2 16,9 100,0
г. Львов, 2009 г. 6,2 8,3 00 00 2,3 1,2 9,6 8,5 55,1 100,0
г. Оренбург, 2010 г. 00 00 11,6 10,3 2,1 2,0 30,6 9,2 25,4 100,0
г. Санкт-Петербург, 2010 г. 18,0 8,6 16,5 3,2 2,8 6,1 7,7 37,1 100,0
г. Южно-Сахалинск, 2010 г. 16,1 16,9 21,7 5,9 3,2 12,4 5,0 18,8 100,0
г. Белоярский, 2011 г. 9,7 18,0 13,5 4,6 3,1 21,7 7,9 21,5 100,0
с. Казым, 2011 г. 6,0 12,8 17,3 6,1 4,3 18,5 22,9 12,1 100,0
генной микрофлоры в особенности при их длительном хранении. Среди опасных материалов в составе ТБО часто встречаются такие инфекционно опасные предметы, как использованные шприцы и прочий медицинский инструментарий. Источниками этих материалов являются небольшие лечебно-профилактические учреждения (лПу), ветеринарные организации и население, так как в настоящее время в большинстве крупных больниц и амбулаторий налажена система сбора и обезвреживания медицинских отходов классов б и В.
Наличие шприцов и другого использованного инъекционного оборудования представляет опасность для персонала при ручных способах обработки отходов, в том числе при ручной сортировке отходов.
для снижения санитарно-эпидемиологической опасности ТБО, в том числе размещаемых на полигонах, необходимо: исключить попадание медицинских и биологических отходов в общий поток ТБО, в том числе от мелких лПу, частных стоматологических кабинетов, ветеринарных клиник и населения; выделять растительные и пищевые отходы в отдельный поток и направлять его на компостирование или сбраживание.
данные механизмы могут быть реализованы за счет организации централизованного сбора опасных ТБО, в том числе медицинских отходов от лПу и населения и раздельного сбора пищевых и других биоразлагаемых отходов у населения с исключением их попадания в общий поток ТБО.
Выводы. 1. Предложенные методические подходы к определению морфологического состава ТбО позволяют выбрать приоритетные показатели экспериментального исследования, которые должны быть заданы при планировании натурных работ. Отличительной особенностью описанных приемов является возможность самостоятельно определять значимые параметры, исходя из заданных целей исследования и учета имеющейся технической возможности с обеспечением при этом заданной точности и достоверности результатов.
2. Опыт выполнения натурных исследований морфологического состава ТБО показал, что содержание опасных материалов в них достаточно высоко, в связи с чем реализация мероприятий по их выделению в отдельный поток является актуальной задачей. Развитие раздельного сбора отходов населением с выделением пищевых и растительных остатков, а также организация централизованного сбора медицинских отходов от населения позволяет существенно снизить санитарноэпидемиологическую опасность ТБО.
Дитер атур а
1. Вайсман Я. И. Тенденции и перспективы управления твердыми бытовыми отходами на урбанизированных территориях. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. 2011; 1: 81-99.
2. Ильиных Г. В., Коротаев В. Н., Слюсарь Н. Н. Методическое обеспечение экспериментальных исследований морфологического состава ТБО. Экология и промышленность России. 2011; 5: 52-55.
3. Denafas G., Zavarauskas K., Martuzevicius D., Vitkauskaite L., Ludwig Ch., Hofmann M. et al. Seasonal aspects of municipal solid waste generation and composition in East-European countries with respect to waste management system development. In: Venice 2010: Proceedings 3rd International symposium on energy from biomass and waste. 8-11 November 2010, Venice, Italy. 2010: 1-18.
4. Leroy D., Giovannoni J.-M., Maystre L. Y. Sampling method to determine a household waste composition variance. Waste Man-ag. Res. 1992; 10: 3-12.
5. Newenhouse S. C., Schmit J. T. Qualitative method add value to waste characterization studies. Waste Manag. Res. 2000; 18: 105-114.
6. Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н., Коротаев В. Н. Определение потоков вторичного сырья при внедрении раздельного сбора отходов на основании данных об их морфологическом составе. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. 2011; 2: 29-39.
7. Ильиных Г. В., Слюсарь Н. Н., Коротаев В. Н. Морфологический состав отходов: основные тенденции изменения. Твердые бытовые отходы. 2011; 8: 38-41.
8. Данилов И. В., Слюсарь Н. Н., Ильиных Г. В. Сравнительный анализ возможности использования "хвостов" ручной и автоматической сортировки ТБО для производства вторичного топлива из отходов. Научные исследования и инновации. 2010; 4 (4): 42-47.
9. Kaazke J. Environmentally orientated research on solid household waste management in Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug - Ugra, Russia. Berlin; 2010. URL: http://nbn-resolving. de/urn:nbn:de:kobv:83-opus-27399.
10. Жилинская Я. А., АбрамовН. Ф., Архипов С. В., КарелинМ. В. Исследование морфологического и фракционного состава ТБО мегаполиса. В кн. : Отходы: экология, технология, ресурсосбережение: Сборник статей 6-го Международного форума по управлению отходами и природоохранным технологиям "Вэйстэк-2009". М.: "Фирма СИбИКО Интернэшнл"; 2009: 7-11.
Поступила 15.06.12
55
