CC BY
28
Оригинальная статья / Original article УДК 502.504; 338.2; 628.54
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/2227-2917-2020-3-428-441
Комплексное исследование отходов строительного и коммунального комплекса городского хозяйства как фактора экологической опасности
© Э.С. Цховребов1, У.Д. Ниязгулов2
1Академия безопасности и специальных программ, г. Москва, Россия, 2Российский университет транспорта (МиИт), г. Москва, Россия
Резюме: Цель работы - изучение системы обращения с отходами строительного и коммунального комплекса для выявления потенциальных возможностей использования отходов в виде вторичных ресурсов при одновременном снижении уровня их негативного воздействия на окружающую среду. Проведенное исследование базируется на применении комплекса научно-исследовательских методов, основным из которых является системный анализ. Обобщены и систематизированы материалы отечественных и зарубежных исследований по проблемам обеспечения экологической безопасности в строительном и коммунальном комплексе, обращения и максимального использования вторичных ресурсов, приведены результаты собственных исследований в области оценки эффективности использования ресурсного потенциала отходов. Полученные результаты свидетельствуют о наличии высокого уровня ресурсной ценности твердых коммунальных и строительных отходов. Предложен комплекс научно-методических подходов к оценке использования ресурсного потенциала таких отходов. С применением методов математической статистики получены результаты, свидетельствующие о том, что рассматриваемые виды отходов по ряду характеристик могут быть отнесены к категории однородных. Выявлены факторы, препятствующие обеспечению экологической безопасности городского хозяйства и вовлечения ресурсного потенциала отходов строительного и коммунального комплекса в хозяйственный оборот. В работе показано, что решение проблемы обеспечения экологической безопасности сферы коммунального хозяйства и строительства как важнейшего фактора устойчивого развития населенных пунктов и территорий не представляется возможным без формирования системы комплексного использования вторичных ресурсов и с их максимальным вовлечением в хозяйственный оборот.
Ключевые слова: строительство и коммунальное хозяйство, экологическая безопасность, ресурсосбережение, твердые коммунальные и строительные отходы, методы научных исследований, вторичные ресурсы, раздельный сбор, обработка, утилизация отходов
Информация о статье: Дата поступления 26 июня 2020 г.; дата принятия к печати 27 июля 2020 г.; дата онлайн-размещения 30 сентября 2020 г.
Для цитирования: Цховребов Э.С., Ниязгулов У.Д. Комплексное исследование отходов строительного и коммунального комплекса городского хозяйства как фактора экологической опасности. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10. № 3. С. 428-441. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-3-428-441
Comprehensive study of the wastes from municipal construction and utility complexes as a factor of environmental hazard
Eduard S. Tshovrebov, Ural D. Niyazgulov
Academy of Safety and Special Programs, Moscow, Russia Russian University of Transport, Moscow, Russia
Abstract: The present work is aimed at studying the waste management system of municipal construction and utility complexes in order to identify the potential application of waste materials in the form of secondary resources while simultaneously reducing their negative impact on the environment. The study is based on a set of research methods essentially structured by system analysis. Materials of domestic and foreign studies on the problems of ensuring environmental safety in the construction and
Том 10 № 3 2020
Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 428-441 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _pp. 428-441
ISSN 2227-2917
ЛОЯ (print)
428 ISSN 2500-154X (online)
utility complex, treatment and maximum use of secondary resources are generalised and systematised. Additionally, the results of the authors' research in the field of evaluating the efficiency of using waste resource potentials are presented. The obtained results indicate the high level of resource value for municipal solid and construction wastes. A set of scientific and methodological approaches for assessing the resource potentials of such wastes is proposed. Results obtained using mathematical statistics methods indicate the types of waste under consideration to be classifiable as homogeneous according to a number of characteristics. Factors impeding the environmental safety of municipal services are identified along with the potential for reutilising waste resources obtained from the construction and utility complexes in the wider economy. The present work demonstrates the relevance of a system for integrating secondary resources, with their maximum involvement in economic turnover to ensure environmental safety in the sphere of construction and utility services, as among the most important factors in the sustainable development of settlements and territories.
Keywords: building and municipal services, ecological safety, efficient use of resources, firm municipal and building waste, methods of scientific researches, secondary resources, separate gathering, processing, recycling of waste
Information about the article: Received June 26, 2020; accepted for publication July 27, 2020; available online September 30, 2020.
For citation: Tshovrebov ES, Niyazgulov UD. Comprehensive study of the wastes from municipal construction and utility complexes as a factor of environmental hazard. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitelstvo. Nedvizhimost = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2020;10(3):428-441. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-3-428-441
Введение
Обращение с твердыми коммунальными отходами (ТКО) строительства, ремонта и сноса становится в последнее время наиболее актуальной и значимой проблемой экологической безопасности территорий.
Высокий уровень неутилизируемых остатков и потерь, лома, загрязненной упаковки, брака деталей и изделий, пылеуноса в процессе хранения, транспортирования, погрузки, выгрузки материалов и сырья, технологических процессах ремонтно-строительных работ, сносе зданий, строений и сооружений приводит к возникновению значительных количеств образования отходов различной степени опасности для окружающей среды и токсичности для здоровья людей, существенному загрязнению атмосферного воздуха, водной среды, растительности и почвы. Подавляющее большинство данных отходов классов опасности (более 90%) направляется на захоронение на полигоны и несанкционированные свалки, создавая существенную угрозу для окружающей среды [1-4].
Вместе с тем твердые коммунальные и строительные отходы обладают высоким ресурсным потенциалом, позволяющим использовать не менее 60-70% от их количества в виде вторичных ресурсов после соответствующей обработки для выпуска продукции, производства различных видов ра-
бот, получения тепловой энергии путем термического обезвреживания.
Достигнутый уровень мировой практики показывает и иллюстрирует высокий уровень вовлечения подобных отходов в экономический цикл, эффективно реализуя общепринятые приоритеты и принципы <^его waste» (ноль отходов), «RRR» (предотвращение образования отходов, повторное использование, переработка во вторичные ресурсы), «Circular economy» (экономика замкнутого цикла), «Green economy» («Зеленая» экономика) [5-9].
Европейскими странами-лидерами в сфере утилизации, обезвреживания твердых коммунальных и строительных отходов выступают Германия, Нидерланды, Бельгия, Дания, Швеция, Австрия на уровне 75-90% [10-13]. Это существенно превышает аналогичный показатель в России и становится для нашей страны целевым ориентиром устойчивого социально-экономического и технологического развития.
С учетом чрезвычайной актуальности, социальной остроты проблемы обращения с отходами производства и потребления на государственном уровне поставлены задачи повышения уровня утилизации и переработки всех видов образующихся отходов, разработки инновационных научно-технических решений в данной сфере. На их решение направлена утвержденная Правительством Российской Федерации в 2018 г. Стратегия промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию от-
Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917
с. 428-441 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) лоа Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 429 pp. 428-441_(online)_
ходов производства и потребления на период до 2030 г.
Несмотря на прилагаемые усилия, до сих пор четко не обозначен системный научно-технический подход, не сформирован комплекс эффективных научно-практических решений по оптимальной организации процесса использования ресурсного потенциала образующихся отходов в ходе строительства, ремонта, эксплуатации, содержания производственного и жилищного фонда, ремонтно-строительных работ, сноса зданий, вовлечения вторичных ресурсов (далее -ВР) в хозяйственный оборот, во взаимосвязи с обеспечением экологической безопасности территорий, ресурсосбережением, развитием технологической инфраструктуры раздельного сбора, обработки, утилизации и обезвреживания отходов [14-18]. Эти факторы предопределили выбор темы исследования, его цель, задачи, методы проведения.
Формирование методологических принципов и подходов к организации экологически безопасной системы обращения и использования ресурсного потенциала отходов, образующихся в строительном и коммунальном комплексе городского хозяйства, созданию оптимальной и эффективной организационно-технической системы комплексного использования вторичных ресурсов и их вовлечения в хозяйственный оборот в целях обеспечения устойчивого развития регионов и муниципальных образований является актуальной и значимой научно-технической задачей.
Первостепенное значение имеет комплексное исследование и научно обоснованная оценка потенциальной возможности организации такой системе с учетом требований по защите природной среды и здоровья людей от негативного воздействия отходов как антропогенного фактора производственно-хозяйственной деятельности строительства и городского хозяйства.
Методы
Материалами для проведения настоящего исследования послужили: нормативные правовые акты, документы по стандартизации, методические рекомендации, проектная и нормативно-техническая документация в области обращения с отходами, информационные данные Росстата, Высшей школы экономики, материалы собственных исследований, опубликованные работы отечественных и зарубежных исследователей по изучаемой тематике.
Научное исследование базируется на применении комплекса научно-исследовательских методов: кондификации, классификации, кон-дификации, квалификации, экспозиции, обобщения, интеграции, системного анализа.
Результаты и их обсуждение
На основе результатов системного анализа всей проблемы в целом, авторы сконцентрировались на предметной области поставленной исследовательской проблемы, реализуя научный метод логического анализа «от общего к частному» - проведению комплексного исследования сложившихся противоречий и проблем в области обеспечения экологической безопасности процесса обращения с отходами в системе строительства и коммунального хозяйства как основной жизнеобеспечивающей структуре населенных пунктов.
Углубленному изучению подлежал проблемный вопрос: возможно ли повысить уровень экологической безопасности городской среды и природно-технических систем за счет минимизации количеств образующихся и захораниваемых в природной среде твердых коммунальных и строительных отходов путем максимизации использования их ресурсного потенциала, обеспечения их обращения не в виде опасного антропогенного объекта, а в качестве ценного востребованного товарным рынком вторичного сырья.
С применением методов обобщения, сравнительного анализа данных, композиции разработана классификация отходов строительного и коммунального комплекса (рис. 1), определены экологически опасные виды негативного воздействия отходов в процессе эксплуатации жилищного фонда, ремонтно-строительных работ, сноса зданий на окружающую среду и здоровье населения:
- загрязнение - поступление в окружающую среду веществ, местоположение, свойства или количество которых оказывают на нее негативное воздействие;
- захламление (засорение мусором (мелкими неоднородными сухими или влажными отходами), оказывающее исключительно механическое воздействие);
- запыление (выбросы твердых частиц в окружающую среду);
- засорение (накопление в природной среде посторонних предметов).
Предотвращение означенных видов воздействия путем вовлечения коммунальных и строительных отходов в хозяйственный оборот определено важным фактором обеспечения экологической безопасности территорий.
ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 428-441
430 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 428-441
Рис. 1. Классификация отходов строительства, ремонта и сноса Fig. 1. Classification of building waste, repair and pulling down
В рамках поэтапного решения поставленной проблемы и построения алгоритма исследования автором сформированы группы информационных источников, позволяющих дать всестороннюю обоснованную оценку ресурсного потенциала твердых коммунальных и строительных отходов:
- охарактеризованный потенциально возможный ресурсный потенциал отходов, исходя из их компонентного состава, физико-химических характеристик, полезных свойств, агрегатного состояния и других факторов на основе опубликованных научных исследований;
- оцененный фактически, востребованный в хозяйственном товарном обороте ресурсный потенциал по результатам анализа рынка вторичного сырья с использованием опубликованных данных Росстата, ВШЭ;
- нормативно определенный в документах по стандартизации ресурсный потенциал таких отходов в качестве вторичного сырья
для выпуска продукции, производства работ, регламентированных ГОСТ, ТУ, ТР.
Обобщенные по различным экспертным оценкам [19, 20] показатели ресурсного потенциала ряда твердых коммунальных и строительных отходов на основе расчетно-аналитических, лабораторно-инструментальных и иных научно-исследовательских методов по основным видам ресурсов приведены в табл. 1. Указанные ориентировочные показатели не содержат всестороннюю оценку доли фактического использования ценных компонентов из всего количества потенциальных вторичных ресурсов с учетом различных факторов: востребованности, экономической целесообразности, технической возможности, экологической допустимости, производственных, инфраструктурных и иных. При оценке экономической целесообразности был проанализирован рынок вторичного сырья непосредственно в ходе выполняемых НИР под научным руководством автора и с использованием информационных материалов.
Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917
с. 428-441 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 431 pp. 428-441_(online)_
Таблица 1. Распределение видов потенциальных вторичных ресурсов с 1 тонны твердых коммунальных и строительных отходов, %
Table 1. Distribution of types of potential secondary resources from 1 ton of a firm municipal and building waste, %
Вторичный ресурс Строительство Снос зданий,строений (панельные, блочные) Содержание жилого фонда (ТКО)
Древесные 10-20 1-2 2-6
Стеклянные 1 1 3-12
Лом черных и цветных металлов 10-13 2-5 2-6
Полимерные 25-40 2-3 5-14
Минеральные 8-16 75-83 1-3
Макулатура 2-4 до 1 18-30
Текстиль до 1 до 1 3-6
Иные, смешанные 5-15 6-14 25-37
Показатели обращения отдельных видов вторичного сырья в количественном и стоимостном выражении, экспертно оцененные автором в рамках выполнения работ ФГАУ «НИИ «ЦЭПП» по экономической оценке
оборота ВР с использованием данных Росста-та, ВШЭ, Ассоциаций переработчиков отходов представлен в укрупненном обобщенном виде в табл. 2 [19, 20].
Таблица 2. Годовой эффект от реализации вторичного сырья Table 2. Annual effect from realization of secondary raw materials
Вторичное сырье Годовой оборот в денежном выражении (доход от реализации), млрд руб/год (фактические данные по состоянию на 2017 г.) Ресурсосберегающий эффект (замещение природных ресурсов - вторичными), млрд руб/год (оценочные данные)
Лом черных металлов 417,20 615,60
Лом цветных металлов 74,34 36,40
Макулатура 21,00 175,00
Полимеры 41,85 264,25
Текстиль 0,43 1, 05
Строительные минеральные (лом бетона, кирпича, ЖБК) 4,97 8,27
Золы и шлаки от сжигания углей, торфа 1,32 2,63
Стеклобой 4,34 33,52
Для оценки оптимального использования твердых коммунальных и строительных отходов автором проанализирована база наилучших доступных технологий и документов по стандартизации, определяющих техническую возможность использования таких отходов для производства продукции, работ, энергии. По результатам системного анализа ресурсного потенциала следует, что перечисленные малоопасные и практически неопасные отходы являются полезными вторичными ресурсами, то есть имеют после соответствующей обработки товарную ценность в качестве востребованного вторичного сырья для дальнейшего использования при производстве продукции, работ, энергии.
В ходе исследования выделены основные элементы структуры системы строи-
тельства и коммунального хозяйства - источники образования отходов производства и потребления, представляющие собой укрупненные функциональные подсистемы: институциональная; нормативно-правовая; экономическая; инфраструктурная; организационно-техническая; технологическая; информационная. Каждая из выделенных функциональных подсистем системы обращения с отходами и ВР взаимосвязана, взаимозависима, обеспечивает определенную группу потребностей системы строительства и коммунального хозяйства: строительства, реконструкции, эксплуатации, капитального и текущего ремонта, сноса зданий, строений, сооружений, электро-, тепло-, водоснабжения, канализования, благоустройства, производства и реализация продукции (рис. 2).
ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 428-441
432 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 428-441
Рис. 2. Взаимодействие системы городского хозяйства и обращения с отходами Fig. 2. Interaction of system of municipal economy and the reference with a waste
В основе оценки функциональной и структурной взаимосвязи систем лежит оптимизация взаимодействия объектов строительства и городского хозяйства, их проектирования, строительства и эксплуатации с системой обращения с отходами и ВР, в целях обеспечения минимального уровня воздействия на окружающую среду, ресурсосбережения, вовлечения ВР, полученных из отходов в хозяйственный оборот в рамках устойчивого развития строительного и коммунального комплекса городского хозяйства.
Установлено, что каждая из выделенных функциональных подсистем системы обращения с отходами и вторичными ресурсами взаимосвязана, взаимозависима, обеспечивает определенную группу потребностей системы строительства и коммунального хозяйства: строительства, реконструкции, эксплуатации, капитального и текущего ремонта, сноса зданий, строений, сооружений, электро-, тепло-, водоснабжения, канализо-вания, благоустройства, производства и реализация продукции. В основе оценки функциональной и структурной взаимосвязи систем лежит оптимизация взаимодействия объектов строительства и городского хозяйства, их проектирования, строительства, ремонта эксплуатации, ликвидации с системой обращения с отходами и вторичными ресур-
сами, в целях обеспечения экологической безопасности, ресурсосбережения, вовлечения вторичных ресурсов, полученных из отходов в хозяйственный оборот, устойчивого развития строительного и коммунального комплекса городского хозяйства.
В работе дана оценка взаимосвязи указанных функциональных систем и подсистем применительно к строительному и коммунальному комплексу городского хозяйства, образующих антропогенные объекты в виде отходов. На базе проведенной классификации групп отходов выделены однородные группы отходов, класс опасности которых изменяется в зависимости от их агрегатного состояния, размеров, влажности, дисперсности, физико-химических свойств, в том числе, кислотно-щелочного баланса, определяемого показателем рН. К таким группам отнесены: древесные, металлические, минеральные, полимерные, кислотно-щелочные. В ходе исследования показано, что класс опасности отходов, образующихся в сфере строительства и коммунального хозяйства (древесные, минеральные, металлические, полимерные), возрастает с уменьшением их размеров (от кусковых до состояния пыли). Информационная схема зависимости степени опасности отхода от размеров, крупности, по воздействию на различные компоненты окружающей среды представлена в табл. 3.
Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917
с. 428-441 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 433 pp. 428-441_(online)_
Таблица 3. Классификация экологической опасности ряда строительных отходов Table 3. Classification of ecological danger of some building waste_
Отходы / крупность, По ФККО По воздействию на атмосферный воздух (ГН 2.1.6. 1338- По воздействию на водные ресурсы (ГН 2.1.5. 1315- По воздействию на почву (СанПиН 2 1 7 1287-
типоразмер 03) 03) 03)
Кусковые Стружка/ крошка Опилки Пыль Твердые частицы, микрочастицы, взвеси, пылевая фракция
Асбест 4 4 1 1 3 -
Асбоцемент 4 4 3 1 3 -
Цемент 5 4 3 3 3 -
Бетон 5 4 4 3 3 -
Кирпич 5 5 4 3 4 -
Гипс 5 4 3 4 -
Древесные 5 5 5 4 3 4 -
Черных металлов 5 5 5 4 3 3 4
(по железу)
Цветных металлов 3 3 3 2 2 2 1
(свинец)
Цветных металлов 5 5 5 4 3 3 3
(алюминий)
Полимеры 5 4 4 3 4 -
Стеклово-
локно,
стеклопла- 5 - - 4 3 4 -
стик,
стекло
Минвата, шлаковата 4 - - 4 3 3 -
Мел, известь,
щебень известняко- 5 5 - 4 3 4 Изменение рН почвы
вый
При оценке уровня опасности рассматриваемых групп отходов обращено внимание на то, что ряд строительных отходов имеют достаточно высокий класс умеренно опасных по воздействию на все виды природных объектов вне зависимости от агрегатного состояния и крупности: битума нефтяного, битумно-полимерных изделий, лакокрасочных материалов. Иллюстрированные в табл. 3 результаты исследования уровня экологической опасности отходов строительства и коммунального хозяйства, предоставляют возможность учета, разработки, планирования первоочередных мероприятий по снижению уровня опасности подобных отходов на стадиях разработки схем, программ, оценки воздействия на окружающую среду, в проектной документации на проведение работ, а также в процессе организации экологически безопасных мер по их проведению.
По результатам проведенного собственного натурного обследования ряда строи-
тельных площадок, территорий сноса строений, зданий в г. Москве и Московской области, системного анализа состава и классов опасности образующихся отходов строительства и коммунального хозяйства, возможных направлений их дальнейшего использования, фактических данных уровня образования отходов строительства, сноса, коммунального хозяйства в проектах нормативов образования и лимитах на размещение отходов, территориальных схемах размещения с отходами, обобщения материалов и экспертных оценок ряда исследователей данной сферы [2, 14, 15], автором проведена статистическая обработка полученных данных с применением методов математической статистики.
Углубленному всестороннему изучению подлежал поставленный в исследовании вопрос: насколько близки по видам, составу, характеристикам и направлениям использования вторичных ресурсы, получаемые в результате обработки отходов:
а) строительства, реконструкции;
ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 лъд (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 428-441
434 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 428-441
б) капитального и текущего ремонта;
в) сноса строений;
г) содержания объектов недвижимости.
Для получения объективной оценки расчеты проводились с применением программных комплексов: StatBase, Attestat в рамках следующих этапов:
1. Проставление исследуемых сравниваемых показателей и составление сводной таблицы описательной статистики, вычисление среднего, среднеквадратического отклонения, их доверительных интервалов, асимметрии, эксцесса, вероятности, что асимметрия и эксцесс характеризуют нормальное распределение.
2. Составление таблицы частот: расчет интервальных характеристик, аналогичных описательной статистике, определение вероятности нормального распределения по критерию х2, гистограмма с аппроксимацией нормальным распределением.
3. Вычисление корреляции полей: коэффициентов корреляции Пирсона, Спирмена,
Кендалла, доверительные интервалы (для Пирсона) и значимость (вероятности отличности от нуля) между всеми возможными парами выбранных данных.
4. Оценка различия выборок: выявление различий между двумя выборками данных в соответствии с критериями Стьюдента, Уилкоксо-на, связанных и несвязанных данных, внутри- и межгруппового сравнения (рис. 3). Устойчивость результатов рассматривалась как признак, подлежащий оценке по означенным критериям. Для проверки гипотезы об устойчивости результатов использовался критерий Уилкоксо-на, реализуя задачу проверки гипотезы относительно свойств заданного множества элементов - генеральной совокупности, оценивая свойства выборки как подмножества данной генеральной совокупности. Проведенная оценка показала, что сравниваемые выбранные группы данных отнесены к одной генеральной совокупности, обладают одним и тем же статистическим признаком.
с
d
Рис. 3. Результаты оценки различия и устойчивости выборки: a-с - между показателями до и после воздействия; d - между двумя группами Fig. 3. Results of estimation of distinction and stability of sample: a-с - between pre-and post - exposure indicators; d - between two groups
Результаты статистической обработки данных позволяют сделать следующие выводы:
Том 10 № 3 2020
с.428-441 Vol. 10 No. 3 2020 pp.428-441
Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate
ISSN 2227-2917
(print) ISSN 2500-154X (online)
b
a
- порядка 93% наименований образующихся отходов характерны как для строительства (включая снос зданий), так и коммунального хозяйства (ремонт), 63% - строительство, ремонт, ЖКХ (содержание объектов);
- более 90% антропогенного объекта окружающей среды по наименованиям и 97% по количеству образования составляют отходы 4 и 5 классов опасности, малый и практически незначительный уровень опасности которых дает возможность повторного использование ресурсной составляющей;
- с учетом общности схожих свойств, характеристик, морфологического и компонентного состава, степени опасности для окружающей среды, твердые коммунальные отходы, крупногабаритный мусор, строительные отходы, вышедшего из употребления электронного и электробытового оборудования, содержания фонда объектов недвижимости могут рассматриваться с организационно-технической точки зрения в качестве единого антропогенного объекта городского хозяйства, являющегося источником экологической опасности для окружающей среды и здоровья людей;
- отходы строительства, сноса, ремонта, эксплуатации, содержания могут рассматриваться как группы однородных отходов, классифицированные ФЗ «Об отходах производства и потребления» по одному или нескольким признакам (происхождению, условиям образования, химическому и (или) компонентному составу, агрегатному состоянию) в качестве однородных;
- основным фактором экологической опасности служит захоронение более 90% подобных отходов в природной среде: на полигонах ТКО и несанкционированных свалках, а также захламление, загрязнение, засорение компонентов природной среды населенных пунктов;
- экспертно оценено, что с учетом нарушений технических регламентов, стандартов в процессе проведения работ, отсутствия ресурсосберегающих организационно-технических мероприятий, пылегазоулавливаю-щих установок, систем раздельного сбора отходов, недоучета планирования и средо-защитных мероприятий в предпроектной, проектной документации, проектах нормативов образования и лимитов на размещение отходов, низкого уровня детализации и унификации строительных конструкций, уровень потерь сыпучих строительных материалов, продуктов (кусковых, крошки, стружки, опилок, пыли) механической доработки матери-
алов и изделий в ходе проведения работ (шлифовании, резки, распила, сверления и пр.) безвозвратно теряемых в виде отходов, выбросов, сбросов твердых частиц, может достигать в среднем от 10% и выше;
- из рассматриваемых направлений повторного применения отходов, регламентированных в ФЗ «Об охране окружающей среды» (рецик-линг: по прямому назначению, регенерация: возврат в производственный цикл после соответствующей подготовки, рекуперация: извлечение полезных компонентов для их повторного применения) для сферы строительства и коммунального хозяйства с технологической точки зрения преимущественным направлением будет являться извлечение полезных компонентов для их повторного применения для производства продукции, работ, энергии (за исключением кирпича, бетонных плитных, деревянных при сносе зданий, стеклотары, одежды в качестве second hand, устаревших моделей работающей электронной техники, мебели и использования некоторых видов брака, потерь материалов и сырья при выпуске строительных материалов на предприятиях по их производству);
- более 58% видов отходов строительства и коммунального хозяйства с учетом высокой степени ресурсной ценности составляющих компонентов могут быть использованы повторно в качестве вторичного сырья для производства работ и продукции до 40% неутилизируе-мых горючих отходов - получения тепловой энергии в различных отраслях экономики (табл. 4).
На основе сравнительного анализа рынка вторичного сырья, используемых технологий утилизации с применением методов экспозиции, обобщения установлены виды отходов строительства, сноса, ремонта и содержания зданий, потребления (подобных коммунальным), не представляющие ресурсной ценности:
- кровельных материалов (рубероида, толя, пергамина, изола, стеклоизола и других аналогичных, асбестосодержащих изделий);
- тепло- и гидроизоляционных изделий (минеральной, стекло-, шлаковаты, стеклопластика, асбестовой бумаги и ткани, жесткого пенопласта, пропитанных битумом изделий, стеклоткани и стекловолокна),
- отделочных материалов (обоев как с покрытиями, так и без таковых, линолеума, релина, ковролина, древесно-полимерных, древес-но-стружечных, древесно-волокнистых изделий, пенополиуретана, ламината, фанеры, древес-но-, бумажно-слоистого пластика, стекловолокна, пленки ПВХ, гипса, гипсокартона, пенопласта, пленкосинтетического картона, разнородных пластмасс смеси при доработке изделий,
ISSN 2227-2917
(print) ISSN 2500-154X _(Online)_
Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate
Том 10 № 3 2020
с. 428-441 Vol. 10 No. 3 2020 pp. 428-441
лакокрасочных (твердые и жидкие остатки, инструменты, упаковка, тара, ветошь, защитные средства));
- смешанного строительного мусора с примесью офисного и бытового (включая мелкие обрезки, остатки, шлаки, пыль, мел-
кий инструмент, тару, упаковку, канцтовары, спецодежду, обувь, перчатки и рукавицы, потерявшие потребительские свойства, одноразовую посуду, средства гигиены, загрязненные или в стадии деструкции древесину, картон, бумагу, ветошь).
Таблица 4. Направления применения вторичного сырья Table 4. Directions of application of secondary raw materials
Отрасли и сектора экономики Древесное Макулатура Металлолом Минеральное Полимерное Зо-лошла-ковое Древесно-полимерное Смешанное
Строительство + +
Строительных материалов + + + + +
Цементная (с учетом сжигания в печах) + + + +
Дорожное, транспортное строительство + +
Деревообрабатывающая +
Теплоэнергетика + +
Целлюлозно-бумажная +
Металлургия +
Добывающая + +
Стекольная +
Химическая + + +
Мебельная +
Формирование концептуального подхода к разработке экологически безопасных организационно-технических решений по использованию неутилизируемых в силу экономической нецелесообразности и технической невозможности отходов для применения в качестве вторичного сырья в процессах производства продукции или работ, базировалась на общепринятой иерархии и принципах обращения с отходами, подразумевая минимизацию полигонного захоронения таких отходов.
В ходе исследования сделан вывод о том, что, с позиции рассмотрения данных отходов в качестве древесно-полимерного, полимерного, древесного, текстильного, бумажно-картонного сырья, существует техническая возможность их использования экологически безопасным способом после соответствующей обработки для получения тепловой энергии путем применения методов и технологий термического обезвреживания.
В работе показано, что процесс термического обезвреживания отходов может быть квалифицирован в качестве процесса рекуперации отходов в виде извлечения горючих компонентов из обработанных неутилизируемых по экономическим, техническим или экологическим основаниям отходов в виде вторичных энергетических ре-
сурсов в целях их повторного применения для получения тепловой энергии. На обеспечение экологической безопасности и эффективность термического обезвреживания оказывают первостепенное влияние: раздельный сбор, сортировка подготовленных к обезвреживанию смешанных отходов с разделением на поли-мерсодержащие, горючие неполимерсодержа-щие, твердые негорючие; выбор технологии сжигания (высокотемпературного - для поли-мерсодержащих и иных горючих видов, сред-нетемпературного - неполимерсодержащих горючих видов отходов: древесных, бумажно-картонных, натуральных текстильных, незагрязненных органическими соединениями).
Выводы
Комплексное исследование отходов строительного и коммунального комплекса показало, что, в целях экологической безопасности населенных пунктов и городского хозяйства, должны быть изменены не только приоритеты обращения с твердыми коммунальными и строительными отходами от полигонного захоронения к повторному использованию в качестве вторичных ресурсов, но и актуализирован организационно-экономический, правовой механизм посредством создания инновационной, оптимальной, эффективной, экологически безопасной организационно-технической системы обращения с вторичными ресурсами и ее технологической базы - инфраструктуры по раз-
Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917
с. 428-441 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Л17 Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 437 pp. 428-441_(online)_
дельному сбору, обработке, утилизации, обезвреживанию отходов в целях максимизации вовлечения ресурсной составляющей отходов в виде вторичных ресурсов в хозяйственный оборот.
По результатам исследований сформированы группы основных организационно-технических, экономическими, правовых противоречий, факторов, препятствующих эффективному вовлечению отходов строительства и коммунального хозяйства в хозяйственный оборот:
- искусственно сформированное с прошлого века разделение отходов населенных пунктов на ТБО (ныне - ТКО) и иные, не позволяющее системно планировать и реализовывать комплексный подход по эффективной организации раздельного сбора, предварительной обработки всех видов образующихся отходов городской среды (строительства, ремонта, сноса, КГМ, электротехнического оборудования, иные характерные для городского хозяйства), максимально воз-можному выделению ресурсной составляющей и ее использованию в виде вторичных ресурсов с организацией соответствующей оптимальной для данной территории организационно-технической системы обращения ВР и технологической инфраструктуры;
- негативным последствием такого регрессивного механизма становится недоучет обращения означенных видов отходов в территориальных схемах по обращению с отходами, предпроектной и проектной документации, планах регионов по строительству мусоросортировочных станций, по сбору, транспортированию, сортировке преимущественно ТКО и некоторых групп отходов потребления, подобных коммунальным;
- отсутствие экологически безопасной, экономически выгодной для всех участников в сфере обращения с отходами системы раздельного сбора ВР в источниках образования (на площадках строительства, сноса зданий, ремонта, жилом фонде в процессе приема ТКО и КГМ от населения), стационарных и передвижных комплексов (пунктов) приема (заготовки) вторичных ресурсов от населения и хозяйствующих субъектов;
- непродуманные неэффективные, неоптимальные организационно-технические решения по формированию систем обращения с отходами в территориальных схемах и региональных программах, планированию и размещению технологической инфраструктуры раздельного сбора, обработки, утилизации отходов, не учитывающие: факторы сезонной и территориальной неравномерности образования и движения отходов строительства и сноса; состояние и возможности развития дорожно-транспортной инфраструктуры; реальные уровни образования, состава, потребности в различных категориях вторичных ресурсов в региональном и межрегиональном разрезах; степень спроса и предложения на них; потенциальные возможности действующих промышленных, строительных и коммунальных предприятий по повторному использованию отходов, а также климатические, территориальные, градостроительные, санитарные, экологические, технические и иные требования, нормы, условия и факторы;
- отсутствие правовой регламентации процессов раздельного сбора и обработки отходов в градостроительном законодательстве, документах по стандартизации, нормативно-методической документации в сфере строительства, нормах, правилах, реализующих эффективное техническое регулирование означенных технологических процессов, операций, циклов;
- отсутствие установленных требований по экологически безопасному обращению с отходами, формированию организационно-технических систем использования ВР и размещению технологической инфраструктуры в концепциях, программах, градостроительных планах и документации, комплексных схемах развития населенных пунктов, территориальных схемах и региональных программах по обращению с отходами.
Проведенные исследования стали основой для дальнейших комплексных исследований, научного обоснования методов, уровней, критериев и системы требований обеспечения экологической безопасности в строительстве и коммунальном хозяйстве, формирования организационно-технической системы комплексного использования ресурсного потенциала таких отходов в виде вторичных ресурсов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Волынкина Е.П. Анализ состояния и про- ственного индустриального университета. блем переработки техногенных отходов в 2017. № 2 (20). С. 43-49. России // Вестник Сибирского государ-
Том 10 № 3 2020
Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 428-441 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _pp. 428-441
ISSN 2227-2917 (print)
438 ISSN 2500-154X (online)
2. Олейник С.П., Чулков В.О. Управление обращением с отходами строительства и сноса // Отходы и ресурсы. 2016. Т. 3. № 1. [Электронный ресурс]. URL: resources. today /PDF/03RRO116.pdf
3. Третьяков В.М. Об отдельных вопросах организации деятельности по обращению с ТКО // Твердые бытовые отходы. 2019. № 12. С. 18-23.
4. Исаков В.М., Цховребов Э.С. Правовые основы охраны окружающей среды: монография. М.: МОФ МосУ МВД России, 2004. 100 с.
5. Мurray R. Zero waste. London: Greenpeace Environmental Trust, 2002. 211 р.
6. Zaman A.U. A comprehensive review of the development of zero waste management: lessons learned and guidelines // Journal of Cleaner Production. 2015. Vol. 91. Р. 12-25. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.12.013
7. Elgizawy S.M., El-Haggar S.M., Nassar K. Slum Development Using Zero Waste Concepts: Construction Waste Case Study // Procedia Engineering. 2016. Vol. 145. P. 13061313.
https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.04.168
8. Hart J., Adams K., Giesekam J., Tingley D., Pomponi F. Barriers and drivers in a circular economy: the case of the built environment. Procedia CIRP, 2019, no 80, pp. 619-624. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.12.015
9. Ehresman T., Okereke C. Environmental justice and conceptions of the green economy. International Environmental Agreements: Politics, Law and Economics. 2014. Vol. 15. № 1. P. 13-27. https://doi.org/10.1007/s10784-014-9265-2
10. Nixon J.D., Wright D.G., Dey P.K., Ghosh S.K., Davies P.A. A comparative assessment of waste incinerators in the UK. Waste Man-
agement. 2013. Vol. 33. P. 2234. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.08.001
11. Goldstein B., Rasmussen F.N. LCA of Buildings and the Built Environment // Life Cycle Assessment. Theory and Practice. 2018. Chapter 28. P. 695-720. https://doi.org/10.1007/978-3-319-56475-3
12. Sornil W. Solid waste management planning using multi-objective genetic algorithm // Journal of Solid Waste Technology & Management. 2014. Vol. 40. P. 33.
https://doi.org/10.5276/jswtm.2014.33
13. Chernykhivska A. Modern perspectives of development of «green» economy // Economic Processes Management. 2015. № 1. P. 108-115.
14. Лунев Г.Г. Развитие методологии комплексного использования вторичных строительных ресурсов. М.: Научтехлитиздат, 2019. 284 с.
15. Григорьева Л.С. Перспективы переработки строительных отходов // Естественные и технические науки. 2015. № 6. С. 590-592.
16. Бабанин И.В. Оценка эффективности раздельного сбора отходов // тБо. 2016. № 11. С. 40-43.
17. Наумова А.А. Анализ подходов по утилизации бытовых вторичных материальных ресурсов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 6 (2). С. 101-105.
18. Гаврилов, Е.В., Исаков, В.М., Цховребов, Э.С. Проблемы обеспечения экологической безопасности на территории муниципального образования // ЭКОСинформ. 2005. № 1. С. 17-21.
19. Кирсанов С.А. Мировой и Российский опыт утилизации твердых бытовых отходов // Вестник Омского университета. 2014. №. 2. С. 114-120.
20. Волкова А.В. Рынок утилизации отходов. М.: Национальный исследовательский университет : Высшая школа экономики, 2018. 87 с.
REFERENCES
1. Volynkina EP. Analysis of the state and problems of processing technogenic waste in Russia. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo industrial'nogo universiteta. 2017;2:43-49. (In Russ.)
2. Oleynik SP, Chulkov VO. Management of construction and demolition waste management. Othody i resursy. 2016;3:1. Available from: resources. today /PDF/03RRO116.pdf. (Accessed 15th Juny) (In Russ.)
3. Tretyakov VM. On certain issues of organization of activities for the treatment of TKO. Tverdye bitovye othody. 2019;12:18-23. (In Russ.)
4. Isakov VM, Tshovrebov ES. Legal basis of environmental protection. Moscow: Moscow
regional branch Moscow University of the Ministry of Internal Affairs of Russia; 2004. 100 p. (In Russ.)
5. Murray R. Zero waste. London: Greenpeace Environmental Trust; 2002. 211 p.
6. Zaman AA. comprehensive review of the development of zero waste management: lessons learned and guidelines. Journal of Cleaner Production. 2015;91:12-25. https://doi.org/10.1016/jjdepro.2014.12.013
7. Elgizawy S, El-Haggar S, Nassar K. Slum Development Using Zero Waste Concepts: Construction Waste Case Study. Procedia Engineering. 2016;145:1306-1313.
https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.04.168
Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917
с. 428-441 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 439 pp. 428-441_(online)_
8. Hart J, Adams K, Giesekam J, Tingley D, Pomponi F. Barriers and drivers in a circular economy: the case of the built environment. Procedia CIRP. 2019;80:619-624. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.12.015
9. Ehresman T, Okereke C. Environmental justice and conceptions of the green economy. International Envi-ronmental Agreements: Politics, Law and Economics. 2014;15(1):13-27. https://doi.org/10.1007/s10784-014-9265-2
10. Nixon J, Wright D, Dey P, Ghosh S, Davies P. A comparative assessment of waste incinerators in the UK. Waste Management. 2013;33(11):2234-2244. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.08.001
11. Goldstein B, Rasmussen FN. LCA of Buildings and the Built Environment. Life Cycle Assessment. Theory and Practice. 2018;28:695-720. https://doi.org/10.1007/978-3-319-56475-3
12. Sornil W. Solid Waste Management Planning Using Multi-Objective Genetic Algorithm. The Journal of Solid Waste Technology and Management. 2014;40(1):33-43. https://doi.org/10.5276/jswtm.2014.33
13. Chernykhivska A. Modern perspectives of development of «green» economy. Economic Processes Management. 2015;1:108-115.
14. Lunev GG. Development of methodology of complex use of secondary construction resources. Moscow: Nauchtekhlitizdat; 2019. 284 p. (In Russ.)
15. Grigorieva LS. Prospect of processing of a building waste. Estestvennye i tehnicheskye nauki = Natural and tehnical science. 2015;6:590-592. (In Russ.)
16. Babanin IV. Estimation of efficiency of separate gathering of a waste. Tverdye bitovie otchody. 2016;11:40-43. (In Russ.)
17. Naumova AA. Analys of approaches on recycling of household secondary material resources. Aktualynye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk = Actual problems of humanitarian and natural sciences. 2015;6(2):101-105. (In Russ.)
18. Gavrilov EV, Isakov VM, Ckhovrebov ES. Problem of maintenance of ecological safety in municipal union territory. EKOSinform. 2005;1:17-21. (in Russ.)
19. Kirsanov SA. World and Russian experience of recycling of a firm house hold waste. Vestnik Omskogo universiteta = The Bulletin of Omsk university. 2014;2:114-120. (In Russ.)
20. Volkova AV. Market of recycling of waste. Moscow: National research university. High school of economics; 2018. 87 p. (In Russ.)
Критерии авторства
Цховребов Э.С., Ниязгулов У.Д. имеют равные авторские права. Ниязгулов У.Д. несет ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи
Сведения об авторах
Цховребов Эдуард Станиславович,
кандидат экономических наук, доцент; Академия безопасности и специальных программ,
123215, г. Москва, ул. Профсоюзная, 100а, Россия,
e-mail: rebrovstanislav@rambler.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9481-3832
Contribution
Tshovrebov E.S., Niyazgulov U.D. have equal author's rights. Niyazgulov U.D. bears the responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.
Information about the authors
Eduard S. Tshovrebov,
Cand. Sci. (Econ.), Associate Professor; Academy of Safety and Special Programs, 100a St. Profsoyznaya, Moscow 123215, Russia,
e-mail: rebrovstanislav@rambler.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9481-3832
ISSN 2227-2917 Том 10 № 3 2020 (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 428-441
440 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 10 No. 3 2020 _(online)_pp. 428-441
Ниязгулов Урал Давлетшиевич,
кандидат технических наук, профессор, Российский университет транспорта (МИИТ), 127994, г. Москва, ул. Образцова, 9, Россия Ие-таН: transgeo@yandex.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0749-1853
Ural D. Niyazgulov,
Cand. Sci. (Eng.), Professor, Russian University of Transport (MIIT), 9 Obrastsova St., Moscow 127994, Russia, He-mail: transgeo@yandex.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0749-1853
Том 10 № 3 2020 ISSN 2227-2917
с. 428-441 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 10 No. 3 2020 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 441 pp. 428-441_(online)_
