CC BY
90
УДК 504.054; 504.064; Верещак Е.В, Тихонова И.О.
ОЦЕНКА ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ПРИ РАЗМЕЩЕНИИ ТВЕРДЫХ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ НА ПОЛИГОНАХ
Верещак Екатерина Викторовна - магистрант 1-го года обучения кафедры промышленной экологии; ekaterinavereschak@gmail.com.
Тихонова Ирина Олеговна - кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной экологии; ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9.
Представлена оценка выбросов парниковых газов при размещении твердых коммунальных отходов на полигонах с использованием различных методик и алгоритмов расчета выбросов метана. Показаны различные подходы для проведения оценки выбросов метана при различной организации полигона твердых бытовых отходов.
Ключевые слова: твердые коммунальные отходы, парниковые газы, метан.
ASSESSMENT OF GREENHOUSE GAS EMISSIONS WHEN DISPOSING SOLID COMMUNAL WASTE ON LANDSCAPES
Vereshchak E.V.1, Tikhonova I.O.1
1 D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russian Federation
The article presents the scale of greenhouse gas emissions from the disposal of municipal solid waste at landfills, methods for calculating methane emissions and the prospects for their reduction. Shown are different approaches for assessing methane emissions for different organization of a solid waste landfill. Key words: municipal solid waste, greenhouse gases, methane.
Введение
В Российской Федерации понятие «твердые коммунальные отходы (ТКО)» определяется как «...отходы, которые образуются в жилых помещениях в процессе потребления физическими лицами, а также товары, утратившие свои потребительские свойства в процессе их использования физическими лицами в жилых помещениях в целях удовлетворения личных и бытовых нужд» [1]. К ТКО относят отходы хозяйственной деятельности населения, но не только отходы, образующиеся в домовладениях (часто называемые бытовыми отходами), но и отходы, образующиеся в офисах, торговых предприятиях, мелких промышленных объектах, школах, больницах, других муниципальных учреждениях.
Практическая часть
Ежегодно в России образуется более 60 млн. тонн ТКО, что составляет около 400 кг/год отходов на 1 человека. В хозяйственный оборот вовлекается только около 7-8% собираемых ТКО, остальной их объем направляется на захоронение [2]. При размещении ТКО оказывается значительное негативное воздействие на окружающую среду, в том числе и потому, что происходит выделение больших количеств метана и углекислого газа, являющихся парниковыми газами и негативно влияющими на климатические изменения. Представлен расчет эмиссий парниковых газов по различным методикам расчета - для определения сопоставимости образующихся выбросов, а также для морфологических составов ТКО, принятым по различным источникам данных (см. Таблица 1).
Таблица 1. Морфологический состав ТКО, по массе %
Морфологический состав ТКО, %
Компонент Справочник ТБО ИТС 15-2016 Территориальная АГС КОМПЛЕКС
[3] [4] схема [5] [6]
Пищевые отходы 40 30 34,0 31,0
Бумага, картон 33 36,5 19,0 25,0
Древесина 2 5 6,0 3,0
Металлы (черные, цветные) 4 4,2 4,0 5,0
Текстиль 4 6,5 3,0 5,0
Кости 1 0,9 0,0 1,0
Стекло 3 4,3 12,0 6,0
Кожа, резина 1 1,3 0,0 3,0
Камни 1 0 0,0 1,0
Полимерные материалы 4 6 14,0 7,0
Прочее 2 5,3 2,0 8,0
Отсев 5 - 6,0 -
Основные компоненты ТКО (% масс.) представлены на Рисунке 1. Видно, что в составе ТКО преобладают такие компоненты как пищевые отходы (от 30 до 40% масс.), а также бумага и картон (от 19 до 37 % масс.), которые при аэробном разложении на полигоне являются источником образования парникового газа - метана.
Расчет выбросов метана выполнен по двум методикам: «Руководство по инвентаризации выбросов парниковых газов на региональном уровне» [7] и «Методические рекомендации по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в субъектах Российской Федерации», утв. распоряжением Минприроды РФ от 16.04.2015 г. № 15-р [8]. Обе эти методики учитывают в расчете долю потенциально разлагаемого органического вещества в общем количестве органического вещества, причем в состав потенциально разлагаемого органического вещества включают бумагу, тканевых материалов, садовые и парковые отходы, пищевые отходы и древесные отходы.
Расчет выбросов метана был выполнен для условия, что 100% количества отходов (условно 100000 т/год) будет размещено на полигоне (без предварительной сортировки). Полученные данные приведены в Таблице 2: Сопоставление выбросов метана, рассчитанных по обеим Методикам, представлено на Рисунке 2.
Таблица 2. Выбросы метана при различных морфологических составах ТКО, т/год
Методика расчета Справочник ТБО [3] ИТС 15-2016 [4] Территориальная схема [5] АГС КОМПЛЕКС [6]
Руководство по инвентаризации выбросов [7] 5706,67 6186,67 4186,67 4680
Распоряжение Минприроды от 16.04.2015 №15 [8] 5685,33 6096,8 4272 4592
отходов предусматривают реализацию запрета захоронения отдельных видов отходов в три этапа:
1) с 01.01.2018г. запрещается захоранивать лом, ртутные, люминесцентные и светодиодные лампы, а также отходы ртутных термометров и вентилей;
2) с 01.01.2019г. — стеклянную, полиэтиленовую и полипропиленовую упаковку и тару, пневматические и резиновые шины, камеры и покрышки от них, а также бумажные отходы;
3) с 01.01.2021г. — банкоматы, мобильные телефоны, рации, модемы, профессиональные диктофоны, барометры, микроволновые печи, принтеры, сканеры, компьютерные системные блоки и калькуляторы.
Далее в расчетах из состава ТКО были удалены данные отходы, предполагая наличие обязательной сортировки, а содержание оставшихся компонентов для дальнейшего расчета выбросов метана было пересчитано относительно 100% (см. Рисунок 3). Содержание основных компонентов после сортировки приведены в Таблице 3.
Полимерные материалы
Текстиль 7%
Древесина 5%
Пищевые отходы 30%
Бумага, картон 37%
а) ИТС 15-2016
Полимерные материалы 14%
б) Территориальная схема Московской области Рисунок 1. Морфологический состав исходных смешанных ТКО (без сортировки).
И Н
■ Руководство по инвентаризации выбросов [7]
■ Распоряжение Минприроды от lb.U4.J01b №1Ь [В]
Рисунок 2. Сопоставление выбросов метана при размещении 100000 т/год ТКО (без сортировки).
По данным расчетов видно, что в методиках заложены сходные алгоритмы расчета выбросов метана, полученные значения выбросов совпадают.
Перечень видов отходов производства и потребления, в состав которых входят полезные компоненты, захоронение которых запрещается, был установлен Распоряжением Правительства РФ от 25 июля 2017 г. № 1589-р [9]. Положения Перечня
Таблица 3. Морфологический состав ТКО после сортировки, по массе %
Компоненты ТКО Справочник ТБО [3] ИТС 15-2016 [4] Территориальная схема [5] АГС КОМПЛЕКС [6]
Пищевые отходы 71,43 61,22 66,67 54,39
Древесина 3,57 10,20 11,76 5,26
Текстиль 7,14 13,27 5,88 8,77
Кости 1,79 1,84 0,90 1,75
Кожа, резина 1,79 2,65 0,00 5,26
Камни 1,79 0,00 0,00 1,75
Прочее 3,57 10,82 3,92 14,04
Отсев 8,93 - 11,76 -
Текстиль 13%
Пищевые отходы 61%
Древесина 10%
а) ИТС 15-2016
Текстиль 6%
Древесина 12%
Пищевые отходы 66%
б) Территориальная схема Московской области
Рисунок 3. Морфологический Видно, что в составе отсортированных ТКО преобладают пищевые отходы (их доля возросла и составляет от 54 до 71 % масс.).
Согласно выбранным методикам и пересчитанному содержанию компонентов ТКО был выполнен расчет выбросов метана с условием, что 100% количества отходов будет захоронено на полигоне (с сортировкой). Полученные данные приведены в Таблице 4 и на Рисунке 4. Заключение
Выбросы метана от пищевых отходов составляют больше половины от общих выбросов ТКО по всем сравниваемым источникам информации. Для сокращения выбросов метана от пищевых отходов необходимо ввести раздельный сбор пищевых отходов с дальнейшей биотехнологической обработкой. Конечным продуктом обработки может являться биогаз, потенциально используемый в качестве возобновляемого источника энергии, и компостируемый остаток, который является органическим удобрением.
состав ТКО после сортировки.
Рисунок 4. Сопоставление общей массы выбросов метана при размещении 100000 т/год ТКО (после сортировки) с массой выбросов метана от пищевых отходов.
Таблица 4. Выбросы метана при различных морфологических составах ТКО, т/год
Методика расчета Справочник ТБО [3] ИТС 15-2016 [4] Территориальная схема [5] АГС КОМПЛЕКС [6]
Руководство по инвентаризации выбросов [7] 3904,76 4680,27 4235,29 3532,16
Распоряжение Минприроды от 16.04.2015 №15 [8] 3733,33 4496,87 4402,61 3377,78
Список литературы:
1. Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 № 89-ФЗ.
2. Приказ Минприроды России «Об утверждении комплексной стратегии обращения с твердыми коммунальными (бытовыми) отходами в Российской Федерации» от 14.08.2013 № 298.
3. Справочник «Твердые бытовые отходы: Сбор, транспортировка и обезвреживание» под ред. Систер В.Г., Мирный А.Н., Скворцов Л.С. и др. -М.: АКХ им. К.Д. Памфилова, 2001.
4. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям 15-2016. Утилизация и обезвреживание отходов (кроме обезвреживания термическим способом (сжигание отходов) [Электронный ресурс.] Режим доступа: Ьйр:^ш-опа1ги/ЫРТ/ШТРос8Раш1.рЬр?ШЫ=799 &с1к81гис1игс 1(Д=1872 - (Дата обращения: 20.05.2021).
5. Постановление Правительства Московской области «Об утверждении территориальной схемы
обращения с отходами Московской области» от
22.12.2016 № 984/47.
6. Морфология мусора. Примерный состав ТБО в Москве и области - АГС КОМПЛЕКС [Электронный ресурс]. Режим доступа: Ьйр8:/^-^^.ти8ошпе1;.щ/тог£'о1оагуа пн^ога.рЬр -(Дата обращения: 20.05.2021).
7. Руководство по инвентаризации выбросов парниковых газов в России на региональном уровне -[Электронный ресурс]. Режим доступа: 1Шр:/Ау\у\у.ц1оЬа1сЬапцс.ит(1.с(111/ - (Дата обращения: 20.05.2021).
8. Распоряжение Минприроды России от 16.04.2015 № 15-р «Методические рекомендации по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в субъектах Российской Федерации».
9. Распоряжение Правительства РФ от
25.07.2017 № 1589-р «Об утверждении перечня видов отходов производства и потребления, в состав которых входят полезные компоненты, захоронение которых запрещается».
