CC BY
597П77-71ЛУ7Л 74 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print) ;7(l) XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
ЭКОЛОГИЯ
Краткое сообщение УДК 658.567.1
DOI: https://doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1 -21 -25
Способы утилизации материалов
Наталья Леонидовна Дорофеева1^, Анна Павловна Викулова2
12Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
Аннотация. В работе затрагиваются вопросы вторичной переработки материалов, способствующей защите окружающей среды. Переработка отходов необходима для использования и возврата в оборот производственного или бытового мусора, либо преобразования его в энергию. Переработка использованных материалов - трудоемкая и энергоемкая задача, которая позволяет уменьшить использование первичного сырья, снижая степень загрязнения воздуха, воды и почвы. Для каждого типа сырья есть соответствующая технология переработки: металлы переплавляют; макулатуру измельчают, распускают и очищают от примесей; пластик сортируют, удаляют посторонние предметы и измельчают. Грамотный подход к вывозу и последующей переработке мусора может оказать положительное влияние на общее состояние загрязненности Земли. Проанализирована степень безопасности для людей и окружающей среды наиболее распространенных методов утилизации мусора, таких как сжигание, захоронение и компостирование. Невозможно предпочесть какой-то один способ утилизации, поскольку каждый имеет свои достоинства и недостатки. Раздельный сбор бытовых отходов и предварительная сортировка материалов дает возможность повторно использовать большинство из них, а развитие заводов и предприятий по дальнейшей переработке вторсырья существенно сократит требуемую площадь мусорных полигонов.
Ключевые слова: утилизация, сжигание, переработка отходов, компостирование, захоронение отходов
Для цитирования: Дорофеева Н. Л., Викулова А. П. Способы утилизации материалов // XXI век. Техно-сферная безопасность. 2022. Т. 7. № 1. С. 21-25. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1-21-25.
ECOLOGY
Brief communication
Recycling methods
Natalia L. Dorofeeva1H, Anna P. Vikulowa2
12Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract. The paper addresses the issues of recycling, which contributes to the environment protection. Recycling contributes to the use and circulation of industrial or household waste, or its conversion into energy. Recycling is a labor-intensive and energy-intensive process which can reduce the volume of primary raw materials used, the level of air, water and soil pollution. There are different processing technologies for each type of raw material: metals are melted; waste paper is crushed, dissolved and cleaned; plastic is sorted, foreign objects are removed and crushed. The method of removal and subsequent recycling of waste can have a positive impact on the environment pollution. Safety of the most common methods of waste disposal, such as burning, burial and composting, for humans and the environments was analyzed. It is difficult to select a recycling method, since each one has both advantages and disadvantages. Separate collection of household waste and pre-sorting make it possible to reuse most materials. The development of processing factories and enterprises can reduce the area of landfills.
Keywords: recycling, incineration, waste processing, composting, waste disposal
For citation: Dorofeeva N. L., Vikulowa A. P. Recycling methods. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost = XXI century. Technosphere Safety. 2022;7(1):21-25. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1-21-25.
© Дорофеева Н. Л., Викулова А. П., 2022
21
https://tb.istu.edu/jour/index
Дорофеева Н. Л., Викулова А. П. Способы утилизации материалов Dorofeeva N. L., Vikulowa A. P. Recycling methods
ВВЕДЕНИЕ
Переработка отходов - вид деятельности, направленный на вторичное (третичное) использование или возврат в оборот производственного или бытового мусора, либо преобразование его в энергию, что является альтернативой простому захоронению отходов. При этом сокращается количество используемых ресурсов и уменьшается выброс метана при гниении слоев мусора на полигонах. Переработка использованных материалов - трудоемкий и энергоемкий процесс, позволяющий при этом уменьшать степень загрязнения воздуха, воды и почвы. Например, при применении переработанного сырья многие производственные предприятия отказываются от необходимости заново создавать и добывать материалы для производства, уменьшая использование первичного сырья и отправляя на вторичную переработку полезные материалы. К тому же, при попадании в окружающий мир, материалы зачастую становятся загрязнителями. Переработка способна это предотвратить, поскольку ресурсы многих материалов на Земле ограничены, и природа не способна компенсировать их в короткий промежуток времени [1, 2].
Большое количество различных отходов может быть использовано неоднократно. Для каждого типа сырья есть соответствующая технология переработки. Например, металлолом сначала сортируют на цветные и черные сплавы с помощью магнита, а затем развозят на переплавку [3]. Макулатура неоднократно поддается переработке, но из-за того, что с каждой последующей переработкой волокна укорачиваются, к ним приходится добавлять новую бумагу. К тому же не вся бумага одинаково поддается переработке. Ее перерабатывают в три этапа: сортировка (при этом удаляются различные загрязнения типа клея), пульпирование (бумага превращается в массу, которую потом варят, смешивая с
другими сортами бумаги), сушка (материал прессуют, извлекая воду, сушат, оценивают качество полученной бумаги). Полимеры сортируют, удаляют посторонние предметы и измельчают.
Утилизация отходов - это абсолютное уничтожение или повторное использование отходов для каких-либо целей: производство товаров, оказание услуг и многое другое. Обязательным ее условием является безопасность для окружающего мира. В итоге можно получить энергию, сырье для производства, топливо или материалы. Грамотный подход к вывозу и последующей переработке мусора может снизить общее состояние загрязненности Земли. Благодаря утилизации одна вещь получает право на несколько жизней. Утилизация благотворно влияет на сохранение природных ресурсов, ведь переработанные бумага и дерево «спасают» леса от вырубки. Переработанное сырье, в отличие от природного сырья, является более дешевым источником материалов и веществ. При производстве современной продукции очень важно рассматривать показатели, обеспечивающие качественную переработку отходов, образующихся при ее производстве, использовании и после вывода из обращения.
Поскольку утилизации подвергается только 5-8% отходов, рассмотрим, какие способы утилизации мусора существуют. Наиболее распространены следующие способы утилизации мусора: сжигание, захоронение и компостирование [4].
Сжигание используется при утилизации содержащихся в мусоре органических соединений [5]. Недостатки данного метода - высокая стоимость по сравнению с благоустройством свалок и загрязнение воздушного пространства, поскольку образующийся дым, содержащий токсичные вещества, является опасным, поэтому необходима установка дорогостоящих фильтров. Кроме того, в составе образующегося после сжигания
Дорофеева Н. Л., Викулова А. П. Способы утилизации материалов Dorofeeva N. L., Vikulowa A. P. Recycling methods
пепла присутствуют яды и тяжелые металлы, что вызывает трудности с захоронением. К достоинствам данного способа можно отнести следующие факторы:
- уменьшение числа отходов, поскольку при переработке количество отходов сокращается примерно на 85%;
- понижение загрязнения окружающей среды, так как, согласно исследованиям, заводы меньше загрязняют планету, чем свалки;
- выработка дополнительной энергии: большое количество стран используют тепло, выделяемое мусоросжигательным заводом для выработки электроэнергии;
- близкая транспортировка, ведь мусоросжигательные производства ставят рядом с городами;
- в отличие от свалок, такие заводы почти не «выделяют» зловония и звуков;
- наличие мусоросжигательного производства не допускает образования свалочного газа.
Метан, образующийся на свалках, при попадании в атмосферу, вредит здоровью людей и вызывает последующее глобальное потепление. К тому же он пожароопасен. Сжигание же на заводах более безопасно из-за отсутствия выработки метана.
Захоронение - это способ, при котором отходы сначала обезвреживают, а затем располагают в специальных местах с закрытым доступом. Хранящийся здесь мусор нельзя использовать повторно, так как это экономически не выгодно. Также к минусам можно отнести стремительный рост территорий, выделяемых для хранения мусора. Кроме того, неотсортированные отходы в дальнейшем могут выделять токсины. К плюсам данного способа утилизации можно отнести низкую стоимость, экономию времени и отсутствие необходимости предварительной сортировки [6].
Существует три типа захоронения -наземный, подземный и водный. При наземном захоронении мусор отвозят на
специальные полигоны, сюда попадают отходы, не имеющие большого количества токсичных веществ. Под землю зарывают наиболее опасные вещества, содержащие ртуть или радиоактивные препараты. Здесь важно, чтобы отходы не попали в воду или почву. Отходы, содержащие некоторую долю органики, в море отправляются с помощью трубопроводов или путем сброса с барж.
Компостирование - это изготовление удобрений из органических отходов. Существует два типа компостирования: анаэробное, при котором происходит разложение без участия кислорода, и аэробное - в процессе разложения участвует кислород. Во время компостирования концентрация полезных элементов в почве увеличивается. При использовании этого способа уничтожается до 30% бытовых отходов, что снижает объемы, отправляемые на мусорные полигоны. Но очень важно дополнительно обезвреживать полученные продукты разложения. Необходимо, чтобы использование компоста проходило под контролем экологических служб.
В строительном производстве в большинстве цивилизованных стран применяют вторичную переработку строительного мусора (рециклинг). С экономической и экологической точки зрения повторное использование строительных отходов является достаточно многообещающим, так как это должно привести к уменьшению площадей мусорных полигонов и сокращению потребности в захоронении отходов [7, 8]. Очевидно, что это положительно скажется на окружающей среде, так как предотвращает ее загрязнение и снижает расход природных ресурсов. Например, вторичный щебень, который мы получаем после процесса дробления и просеивания демонтированных бетонных конструкций, практически не отличается от первичного щебня и может быть использован для отсыпки временных дорог и болот, при изготов-
Дорофеева Н. Л., Викулова А. П. Способы утилизации материалов Dorofeeva N. L., Vikulowa A. P. Recycling methods
лении фундаментов и при прочих работах на стройплощадке. Также крайне полезна для экологии переработка бывших в употреблении резиновых шин, которые в виде измельченной фракции применяют в составе дорожного покрытия.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Достаточно трудно отдать предпочтение какому-то одному способу утилизации, ведь каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Раздельный сбор бытовых отходов и предваритель-
ная сортировка материалов, из которых состоят элементы разрушаемых конструкций, дает возможность повторно использовать большинство из них. Развитие заводов и предприятий по дальнейшей переработке вторсырья позволит существенно сократить требуемую площадь мусорных полигонов. Остается надеяться на то, что рано или поздно все-таки будет изобретен универсальный метод переработки материалов, отвечающий всем необходимым требованиям экологии и жизнеобеспечения.
Список источников
1. Борищук О. Переработка мусора в России [Электронный ресурс] // OthodovNet.com. URL: https://othodovnet.com/pererabotka-i-utNizaciya-mu-sora-v-rossii/ (15.02.2022).
2. Бендере Р. Управление твердыми бытовыми отходами. NRJ, 2008. 97 с.
3. Лапина С. Д., Василевич Э. Э. Утилизация труб и отходов строительного производства // Технические науки на службе созидания и прогресса: материалы Междунар. науч.-практ. конф. 2017. С. 150-152.
4. Руденко Р. Н., Василевич Э. Э. Биотестирование композитных материалов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 5 (100). С. 150-155.
5. Линченко С. Н., Грушко Г. В., Хан В. В. Экологические аспекты проблемы накопления, хранения и ликвидации токсичных химических соединений // Успехи современного естествознания:
материалы конф. 2010. № 4. С. 58-62.
6. Павленко В. Захоронение отходов: подробное описание процесса со всеми нюансами и технологиями [Электронный ресурс] // Мусор: сортировка, переработка, экология. URL: https://garbageroom. ru/recycling/zahoronenie-othodov (15.02.2022).
7. Линченко С. Н., Хан В. В., Грушко Г. В., Горина И. И. Влияние неблагоприятных экологических факторов на здоровье человека и проблемы его коррекции // Успехи современного естествознания: материалы конф. 2010. № 4. С. 76-77.
8. Khan V. V., Dekanova N. P., Khan P. V. Heat supply of villages and towns of Eastern Siberia. Problems and ways of development // International Conference on Construction, Architecture and Techno-sphere Safety - 2017 (ICCATS-2017). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 262. № 1. P. 012081. https://doi.org/10. 1088/1757-899X/262/1/012081.
References
1. Borishchuk O. Waste recycling in Russia. Othod-ovNet.com. Available from: https://othodovnet.com/ pererabotka-i-utilizaciya-musora-v-rossii [02 February 2022]. (In Russ.).
2. Bendere R. Solid waste management. NRJ; 2008. 97 p. (In Russ.).
3. Lapina S. D., Vasilevich E. E. Utilization of pipes and construction waste. Tekhnicheskiye nauki na sluzhbe sozidaniya i progressa: materialy Mezhdu-narodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii = Technical sciences in the service of creation and progress: materials of the International scientific and practical conference. 2017. p. 150-152. (In Russ.).
4. Rudenko R. N., Vasilevich E. E. Composite material biotesting. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk state technical university. 2015;5(100):150-155.
(In Russ.).
5. Linchenko S. N., Grushko G. V., Khan V. V. Ecological aspects of the problems of accumulation, storage and elimination of toxic chemical compounds. Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya: materialy konfentsii = Successes of modern natural science: conference materials. 2010. no. 4. p. 5862. (In Russ.).
6. Pavlenko V. Waste disposal: a detailed description of the process with all the nuances and technologies. Garbage: sorting, recycling, ecology. Available from: https://garbageroom.ru/recycling/za-horonenie-othodov [02 February 2022]. (In Russ.).
7. Linchenko S. N., Khan V. V., Grushko G. V., Gonna I. I. Influence of adverse environmental factors on human health and problems of its correction. Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya: materialy
Дорофеева Н. Л., Викулова А. П. Способы утилизации материалов Dorofeeva N. L., Vikulowa A. P. Recycling methods
konfentsii = Successes of modern natural science: conference materials. 2010. no. 4. p. 76-77. (In Russ.). 8. Khan V. V., Dekanova N. P., Khan P. V. Heat Supply of Villages and Towns of Eastern Siberia. Problems and Ways of Development. International
Сведения об авторе Н. Л. Дорофеева,
кандидат технических наук,
доцент кафедры механики
и сопротивления материалов,
Иркутский национальный исследовательский
технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
А. П. Викулова,
бакалавр,
Иркутский национальный исследовательский
технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Вклад автора
Авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Поступила в редакцию 17.01.2022. Одобрена после рецензирования 09.02.2022. Принята к публикации 28.02.2022.
Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety - 2017 (ICCATS - 2017). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 262 No. 1. p. 012081. https:// doi.org/10.1088/1757-899X/262/1/012081.
Information about the author Natalia L. Dorofeeva,
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of Mechanics and strength of materials, Irkutsk National Research Technical University,
83 Lermontov Str., Irkutsk 664074, Russia
Anna P. Vikulowa,
Bachelor's degree student, Irkutsk National Research Technical University,
83 Lermontov Str., Irkutsk 664074, Russia
Contribution of the author
The authors contributed equally to this article.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests.
All authors have read and approved the final manuscript.
The article was submitted 17.01.2022. Approved after reviewing 09.02.2022. Accepted for publication 28.02.2022.
