CC BY
16
УДК 665
Умарова М.Р. студент Казанский национальный исследовательский технологический университет
Насрутдинова М.Р.
студент Казанский национальный исследовательский технологический университет
Хадеев Р.И. студент Казанский национальный исследовательский технологический университет
Россия, г.Казань
УТИЛИЗАЦИЯ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ Аннотация: Жизнедеятельность человека связана с появлением огромного количества разнообразных отходов. Резкий рост потребления в последние десятилетия во всем мире привел к существенному увеличению объемов образования твердых бытовых отходов (ТБО). В настоящее время масса потока ТБО, поступающего ежегодно в биосферу достиг почти геологического масштаба и составляет около 400 млн. тонн в год.
Ключевые слова: твердые бытовые отходы, мусор, загрязнения, природа, мусоропереработка
Umarova M. student
Kazan National Research Technological University, Russia, Kazan
Khadeev R.I student
Kazan National Research Technological University, Russia, Kazan
Nasrutdinova M.D.
student
Kazan National Research Technological University, Russia, Kazan SOLID WASTE MANAGEMENT AND DISPOSAL Abstract: Human activity is associated with the appearance of a huge amount of various waste. The sharp increase in consumption in recent decades around the world has led to a significant increase in the generation of solid household waste (MSW). Currently, the mass of solid waste flow entering the biosphere annually has reached an almost geological scale and amounts to about 400 million tons per year. Keywords: municipal solid waste, garbage, pollution, nature, waste recycling
Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО) засоряют и захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме того они могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения поселка, города и области, и целым районам, а также будущим поколениям. То есть, эти ТП и БО нарушают экологическое равновесие. С другой стороны ТП и БО следует рассматривать как техногенные образования, которые нужно промышленно -значимо характеризовать содержанием в них ряда ценных практически бесплатных компонентов, черных, цветных металлов и других материалов, пригодных для использования в металлургии, стройиндустрии, машиностроении, в химической индустрии, энергетике, в сельском и лесном хозяйстве.
Влияние потока ТБО остро сказывается на глобальных геохимических циклах ряда бифильных элементов, в частности органического углерода. Так, масса этого элемента, поступающего в окружающую среду с отходами, составляет примерно 85 млн. тон в год, в то время как общий естественный приток углерода в почвенный покров планеты составляет лишь 41,4 млн. тонн в год[1].
Твердые промышленные (ТП) и бытовые отходы (ТБО)
Твердые промышленные и бытовые отходы (ТП и БО), представляют огромную угрозу экологическому равновесию природе, и в тоже время являются бесплатными экономически значимыми с хозяйственной точки зрения видами сырья для получения черных и цветных металлов, для энергетики, для получения природного экологически чистого биохимического удобрения, товаров быта, а также продуктами для отделочных и строительных работ, для отраслей, связанных с текстильными производствами, для металлургии, машиностроения и т.п.
Проблема отходов может быть эффективно решена только при активном участии местных властей и местного населения. Поскольку решение не сводится к выбору и приобретению «адекватной» технологии, а требует комплексного вмешательства во все - социальные и экономические - аспекты проблемы, то участие властей не должно сводиться лишь к принятию «руководящих решений»[3].
Главной проблемой переработки ТБО является их несортированность, высокая влажность, низкая теплотворность и, как следствие, невозможность соблюдения экологически безопасной технологии складирования на полигонах, компостирования, сжигания мусора (поскольку технологии его сжигания рассчитаны на стандарты западного мусора). Сложность применения иностранных технологий для сжигания другого по составу мусора наглядно видна по быстрому выходу из строя Бескудниковского мусоросжигательного завода (г. Москва).
Современное состояние проблемы отходов в России
Сложившаяся в Российской Федерации ситуация в области образования, использования, обезвреживания, хранения и захоронения отходов ведет к опасному загрязнению окружающей среды, нерациональному использованию природных ресурсов, значительному экономическому ущербу и представляет реальную угрозу здоровью современных и будущих поколений страны[5].
Практически для всех субъектов Российской Федерации одна из основных задач в области охраны окружающей среды - решение проблем обезвреживания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Ежегодно в Российской Федерации образуется около 7 млрд. тонн отходов, из которых используется лишь 2 млрд. тонн, или 28,6 процентов. На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. тонн только твердых отходов. Особую тревогу вызывает накопление в отвалах и свалках токсичных, в том числе содержащих канцерогенные вещества, отходов, общее количество которых достигло 1,6 млрд. тонн.
Под полигоны (свалки) твердых бытовых отходов ежегодно отчуждается около 10 тыс. га пригодных для использования земель, не считая площади земель, загрязняемых многочисленными
несанкционированными свалками.
Неиспользуемые отходы - это миллиарды тонн выведенных из хозяйственного оборота безвозвратно теряемых материальных ресурсов, многими видами которых страна практически уже не располагает.
Переход к рыночной экономике не вызвал роста переработки отходов. Обострилась необходимость сочетания гибкости рыночной экономики, способной на быструю сырьевую переориентацию, с дальновидной государственной поддержкой, стимулирующей использование отходов и уменьшение их негативного воздействия на окружающую среду.
За 2007 г. в целом по Российской Федерации в процессе производства и потребления образовалось 107,1 млн. т токсичных отходов, из которых использовано и полностью обезврежено 42,2 млн. т (39,4%), захоронено - 39,4 млн. т. С учетом поступлений и передачи на дальнейшее использование, хранение или захоронение на специальных объектах, принадлежащих предприятиям, к началу 2008 г. на предприятиях в наличии было 1705,7 млн. т токсичных отходов, т.е. их прирост за год составил 14,4 млн. т[2].
Оценивая динамику изменения количества токсичных отходов на начало и конец 2007 г., можно сделать вывод о том, что годовой прирост токсичных отходов в целом по Российской Федерации составил 0,9%, в то время как прирост токсичных отходов I класса опасности - 3,0, II класса - 0,4, III класса опасности - 0,1, IV класса - 1%. Опережающие темпы накопления наиболее опасных отходов обусловлены более высоким уровнем затрат на их обезвреживание, и можно предположить, что в условиях экономического кризиса наблюдаемая ныне тенденция в ближайшие годы сохранится.
Из-за недостаточной экономической заинтересованности предприятий, низкого технического уровня применяемых технологий, дефицита средств и современного оборудования переработке и использованию подвергаются лишь несколько десятков видов отходов. В связи с этим темпы их образования и накопления (в том числе и крупнотоннажных отходов) на территории России остаются прежними.
Значительную проблему представляют собой твердые бытовые отходы. В 2007 г. службами ЖКХ вывезено около 130 млн. м3 твердых бытовых отходов, из которых только 3% перерабатывается промышленными методами (на мусоросжигательных и мусороперерабатывающих заводах), остальные вывозятся для захоронения на полигоны твердых бытовых отходов и свалки.
В связи с этим представляется целесообразным разработать и постепенно внедрить в городах России систему раздельного сбора отходов стекла, металлов, пластмасс, дерева, бумаги и т. д., что позволит обеспечить их переработку и вторичное использование[4].
Источники, классификация и характеристика отходов
Источники муниципальных отходов:
• Жилые
• Индивидуальные и многоквартирные дома
• Хозяйственные
• Учреждения
• Магазины
• Культурные заведения
• Предприятия общепита
• Гостиницы
• Бензоколонки
• Коммунальные службы
• Снос и строительство зданий
• Уборка улиц
• Зеленое строительство, парки, пляжи
• Остаточные продукты мусоросжигания и мусоропереработки
• Учреждения
• Школы
• Больницы
• Тюрьмы
• Промышленность
• Сельское хозяйство
• Классификация отходов.
• Промышленные отходы.
Все промышленные условно разделяются на четыре класса (группы), каждая из которых характеризует такие отходы с точки зрения потенциальной опасности для человека, животного и растительного мира в целом. Опасность отходов при такой классификации убывает с увеличением порядкового номера группы.
I класс опасности:
Отходы гальванических производств; ртуть; хлорорганика; хром шестивалентный; прочие отходы I класса опасности.
II класс опасности:
Кубовые остатки; нефтепродукты; мышьяк; серная кислота; прочие
отходы II класса опасности.
III класс опасности:
Нефтешламы; медь; свинец; цинк; прочие отходы III класса опасности
IV класс опасности:
Прочие промышленные отходы, представляющие незначительную экологическую угрозу[2].
Твердые бытовые отходы (ТБО)
При рассмотрении всего комплекса проблем, связанных со сбором, транспортом, обезвреживанием и утилизацией ТБО, в первую очередь ставится вопрос о составе и свойствах этого материала. Если для решения вопроса сбора и транспорта ТБО достаточно информации об их влажности и плотности, то при выборе метода и технологии обезвреживания и последующей утилизации необходимо получить полную информацию о морфологическом и элементном составе и свойствах ТБО, в том числе теплотехнических. Для решения вопроса о возможности и целесообразности использования наиболее распространенного в республиках СНГ метода биотермического обезвреживания и переработки ТБО необходима информация о содержании органического вещества, удобрительных элементов и т. д.[7]
Существенная часть фракций ТБО повсеместно представлена различными органическими материалами. Основными группами среди них являются пищевые остатки и бумага. Их соотношение меняется в зависимости от уровня развития страны и ее географического положения и культурных особенностей. Однако в целом доля органических фракций ТБО колеблется по миру не столь значительно, от 56% в развитых странах до 62% - в развивающихся. Если учесть фракции представленные древесными отходами, то эти величины возрастут соответственно до 61% и 69%. ТБО имеют низкую теплотворность. Удельная теплота сгорания их составляет 1480 ккал/кг, колеблясь по сезонам года от 1224 до 1612 ккал/кг.
ТБО по морфологическому признаку подразделяются на компоненты: бумагу, картон; пищевые отходы; дерево; металл (черный и цветной); текстиль; кости; стекло; кожу, резину; камни; полимерные материалы; прочие
(неклассифицируемые фракции); отсев менее 15 мм. По единой методике, принятой Европейскими странами, при необходимости добавляется компонент "садовые отходы"[3].
Морфологический состав ТБО (% вес.)
• Бумага, картон 33 - 40
• Пищевые отходы 26 - 32
• Дерево, листья 1.5 - 5
• Металл черный 2.5 - 3.6
• Металл цветной 0.4 - 0.6
• Кости 0.9 - 0.5
• Кожа, резина 0.8 - 1.3
• Текстиль 4.6 - 6.5
• Стекло 2.7 - 4.3
• Камни, керамика 0.7 - 1.0
• Полимерные материалы 4.6 - 6.0
• Отсев менее 16 мм 8.8 - 11.2
Средний состав отечественного мусора, как показал анализ, имеет некоторое отличие от состава мусора других стран. Так, в нем велико содержание строительного мусора (ок. 10%) и повышенная доля пищевых отходов. Встречается на городской свалке и промышленный мусор. Состав мусора, разумеется, имеет значительные сезонные и локальные колебания, но в среднем он слагается из следующих компонентов (содержание в % масс.):
• Пищевые отходы - 18
• Строительный мусор - 10
• Бумага и картон - 40
• Пластик, полимерная пленка - 7
• Стекло - 10
• Металлы - 10
• Резина и кожа - 3
• Прочее - 2
Биологические и биохимические твердые отходы
Биологические и биохимические объекты ТО - это в первую очередь отходы медицинских и ветеринарных учреждений являются, как уже отмечалось, потенциальными источниками инфекционных заболеваний, источниками распространения гельминтофауны и других паразитов даже в зимний период. При низких температурах в зимний период вся патогенная флора, вызывающая инфекционные заболевания, хотя и переходит в неактивную (споровую) форму, то при плюсовой температуре и благоприятных условиях она вновь начинает успешно развиваться и размножаться. Такие компоненты ТО, несущие биологические и биохимические объекты особенно опасны для окружающей среды, для теплокровных животных и человека в любое время года. Поэтому такие ТО,
содержащие биообъекты должны подвергаться обязательной стерилизации посредством высокой термообработки в течение 1-2 часов в электротермическом реакторе или в реакторе "Пурвокс"[8].
Сокращение потока отходов как способ борьбы с увеличением массы
ТБО.
Термин «сокращение отходов» обозначает спланированную серию мероприятий, направленных на уменьшение количества и вредных свойств производимых отходов и увеличение доли отходов, которые могут быть использованы как вторсырье.
В Западных странах кампания за сокращение отходов ведется давно и в основном направлена против излишней упаковки, так как значительная часть ТБО состоит из упаковочных материалов:
около 30% отходов по весу и 50% по объему составляют различные упаковочные материалы;
13% веса и 30% объема упаковочных материалов составляет пластик; в настоящий момент абсолютное количество пластиковых отходов в развитых странах удваивается каждые десять лет.
Уменьшение отходов, связанных с упаковкой товаров, является одним из важнейших направлений работы по сокращению отходов. То, как упаковываются товары, в значительной степени зависит от предпочтений потребителей, которые, в свою очередь, формируются средствами массовой информацией, рекламой и т.п. Следующие рекомендации потребителям могут стать содержанием образовательных и просветительских программ общественных организаций и городских властей.
Избегать ненужной упаковки. Многие предметы в магазинах упаковываются только для того, чтобы привлечь внимание покупателя: например, т.н. blister packaging - мелкие предметы, помещенные на ярко раскрашенную картонную подложку и закрытые прозрачным пластиком[6].
Второй элемент сокращения отходов - удаление особо опасных отходов, таких как детергенты, ядохимикаты, лакокрасочные материалы, аккумуляторы и батарейки и т.д. из потока ТБО. Эти продукты не должны попадать на обычные полигоны или мусоросжигательные заводы. Обращение с опасными отходами, включая их транспортировку и хранение обычно требует применения дорогостоящих «высоких» технологий и, как правило, осуществляется организациями, имеющими государственную лицензию на деятельность такого типа, работа которых оплачивается производителем опасных отходов, или, в особых случаях, страховыми компаниями или государством.
Для сбора опасных отходов необходима разработка специальных мероприятий, таких как организация постоянно действующих пунктов по сбору или проведение специальных дней сбора отходов. В Пенсильвании, например, действует программа сбора использованных батареек и
аккумуляторов, законодательно поддержанная правительством штата, о которой пойдет речь ниже.
Отдавать предпочтение упаковке, которую можно вторично использовать или переработать. Среди упаковочных материалов, используемых как вторсырье, алюминий составляет 47%, бутылки для газированной воды - 17%, стальные консервные банки - 15%, стекло - 11% (цифры приведены для США).
Отдавать предпочтение упаковке, изготовленной из вторично переработанных и/или экологически безвредных материалов. В настоящее время не существует однозначного соглашения о том, что считать «вторично переработанным» материалами, то есть какой процент вторсырья они должны содержать. Разумно полагаться на «зеленые значки», наносимые на товары и упаковку во многих странах[2].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полигоны еще длительное время останутся в России основным способом удаления (переработки) ТБО. Основная задача - обустройство существующих полигонов, продление их жизни, уменьшение их вредного воздействия. Лишь в крупных и крупнейших городах эффективно строительство МСЗ (или мусороперерабатывающих заводов с предварительной сортировкой ТБО). Реальна эксплуатация небольших МСЗ для сжигания специфических отходов, больничных, например. Это предполагает диверсификацию как технологий переработки отходов, так и их сбора и транспортировки. В разных частях города могут и должны применяться свои способы удаления ТБО. Это связано с типом застройки, уровнем доходов населения, другими социально-экономическими факторами[4].
С целью дальнейшего сокращения загрязнения окружающей среды отходами и экономии природных ресурсов за счет использования отходов, необходимо административным округам разработать целевую программу "Отходы" основными направлениями которой должны быть:
проведение паспортизации отходов любого природопользователя с четким определением их опасности и сертификации.
Создание необходимых условий для сокращения объемов образования отходов, повышение уровня их использования и предотвращения на этой основе загрязнения окружающей среды, путем совершенствования правовых, экономических) организационно-управленческих, нормативно-методических и других регуляторов образования, использования и размещения отходов.
использование существующего промышленного потенциала округов для переработки образования отходов, участие в финансировании программ направленных на снижение образования отходов, их переработки[5].
Использованные источники: 1. Утилизация и переработка бытовых и промышленных отходов — утилизация мусора: методы, оборудование [электронный ресурс]
Режим доступа ULR: https://www.bestreferat.ru/referat-229692.html, 18.12.2019, свободный доступ.
2. Утилизация и переработка бытовых и промышленных отходов — утилизация мусора: методы, оборудование [электронный ресурс] Режим доступа ULR: https://adne.info/utilizaciya-musora/, 18.12.2019, свободный доступ.
3. А.А. Дрейер, А.Н. Сачков, К.С. Никольский, Ю.И. Маринин, А.В. Миронов. «Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка», 1997.
4. Н.Г. Овсяницкий, Экологические аспекты похоронной деятельности // Информационный сборник, "Экология городов", м., 8., 1996.
5. И. Винокуров, Экологический бюллетень. "Чистая земля", Специальный выпуск, №1, 1997.
6. В. Ульянов, о существующих методах обезвреживания твердых бытовых отходов // Экологический бюллетень "Чистая земля", Владимир, Спец. выпуск, №1, 1997.
7. М.И. Мягков, Г.И. Алексеев, В.А. Ольшанецкий, Твердые бытовые отходы, Л-д, Стройиздат, 1978.
8. Л. Штарке, Использование промышленных и бытовых отходов пластмасс, Пер. с немец., к.х.н. В.В. Михайлова, Л-д, Химия, (Лен. отд.), 1987.
