Твердые отходы и методы их утилизации

Основные виды загрязнения литосферы – твердые бытовые и промышленные отходы. На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 тонне твердых отходов, причем этот показатель ежегодно растет. Рассмотрим основные методы охраны окружающей среды от твердых бытовых и промышленных отходов, но прежде познакомимся с такими основными понятиями, как:

утилизация отходов (от лат. utilis — полезный) – вовлече­ние отходов в новые технологические циклы и дальнейшее их хозяйственное использование, утилизация промышленных отходов – их использование в качестве вторичного сырья, топлива, удобре­ний и т. п.;

реутилизация – повторная, иногда многократно-последо­вательная переработка образовавшихся ранее отходов;

захоронение отходов – помещение их под землю в специально созданные выемки, брошенные угольные шахты и др. в целях исключения возможности их дальнейшего использова­ния и предотвращения попадания загрязняющих веществ в ок­ружающую среду;

детоксикация ( обезвреживание) отходов – освобождение их от вредных (токсичных) компонентов на специализирован­ных установках.

В настоящее время и по масштабам накопления, и по степе­ни негативного воздействия на окружающую среду экологиче­ской проблемой века стали твердые отходы. Поэтому их сбор, удаление, детоксикация, переработка и утилизация – од­на из главнейших задач инженерной защиты окружающей при­родной среды. Важна защита среды обитания и от обычных, т.е. нетоксичных отходов. На урбани­зированных территориях размещение отходов уже сейчас имеет первостепенное значение среди экологических проблем.

Рассмотрим, как в современный период осуществляют за­щиту окружающей среды от твердых бытовых и промышлен­ных отходов, а также от радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. В отечественной и мировой практике наибольшее распро­странение получили следующие методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

– строительство полигонов для захоронения и их частичной переработки;

– уничтожение на мусоросжигающих заводах;

– компостирование (с получением ценного азотного удоб­рения или биотоплива);

– ферментация (получение биогаза из животноводческих стоков и др.);

– предварительная сортировка, утилизация и реутилизация ценных компонентов;

– пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воз­духа) ТБО при температуре 1700 °С.

По оценке ряда специалистов, на данной стадии разви­тия производства, которое в целом характеризуется преоблада­нием ресурсопотребляющих технологий и огромным накопле­нием отходов, наиболее приемлемым методом следует признать строительство полигонов для организованного и санкциониро­ванного хранения отходов и частичной их переработки (в ос­новном методом прямого сжигания). Конструктивные схемы допускают высоту таких полигонов до 60 м и послойное его заполнение с помощью бульдозеров, для чего устраивают по­логий внешний откос. При определенных условиях (инертность, слабая токсичность) совместно с ТБО могут складироваться и промышленные отходы. Особое вни­мание обращают на гидроизоляцию полигонов, чтобы исклю­чить попадание загрязняющих веществ в подземные воды. Срок полного обезвреживания отходов – 50 –100 лет.

Один из перспективных методов переработки твердых бы­товых пищевых отходов – их компостировани е с аэроб­ным окислением органического вещества. Полученный компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые быто­вые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты.

И все же следует подчеркнуть, что и у нас в стране, и за рубежом основная масса ТБО из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и вы­брасывается на свалки. Экологическое состояние свалок явно неудовлетворительное: отходы на них разлагаются, часто заго­раются и отравляют воздух токсичными веществами, а дожде­вые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.

Токсичные твердые промышленные отходы обезврежива­ют на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвра­щения загрязнения почв и подземных вод их отверждают цементом, жидким стеклом, битумом, обрабатывают полимерными вяжущими веществами и т. д.

Земельные участки для захоронения выбирают с соблюдением “Санитарных правил о порядке накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов” и СНиП 2.01.28-85 “Полигоны по обез­вреживанию и захоронению токсичных промышленных отхо­дов”. Полигоны запрещено размещать в сильно заболоченных местах, на территориях зеленых зон городов, в зонах санитар­ной охраны курортов, питания подземных источников питьевой воды, активного карста, оползней, селевых потоков, снежных лавин.

В случае особо токсичных промышленных отходов их за­хоронение производят на предназначенных для этого полигонах в котлованах глубиной до 12 м в специальной таре и рабочих железобетонных емкостях.

данный вариант решения проблемы отходов, в основе которого лежит теория трофоэнергетического функционирования экосистем и круговорота веществ, позво­ляет:

– использовать экологически безопасные технологические процессы;

– исключить прямое сжигание органических веществ;

– обеспечить совместимость конечных продуктов с биосфе­рой и включение их в круговорот веществ в природе;

– перекрыть затраты и издержки производства за счет реа­лизации вторичных ресурсов, отдельных видов промыш­ленной продукции, платы за отходы, предотвращения ущерба окружающей природной среде.

Очень сложной и пока еще не решенной проблемой являет­ся обезвреживание и захоронение радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. Общепризнанно: избавление челове­чества от них – один из самых острых экологических моментов.

Наиболее разработанными методами утилизации муниципальных радиоактивных отходов, т.е. отходов, не связанных с дея­тельностью АЭС и военно-промышленного комплекса, явля­ются цементирование, остекловывание, битуминирование, сжи­гание в керамических камерах и последующее перемещение про­дуктов переработки в особые хранилища (“могильники”).

На специальных комбинатах и пунктах захоронения радио­активные отходы сжимают до минимальных размеров в прес­совочной камере. Полученные брикеты помещают в пластико­вые бочки, заливают цементным раствором и отправляют в хра­нилища (“могильники”), врытые в землю на глубину 5 – 10 м. По дру­гой технологии их сжигают, превращают в пепел (золу), упа­ковывают в бочки, цементируют и отправляют в хранилища.

Тем не менее практически все существующие способы ути­лизации и захоронения радиоактивных отходов кардинально не решают про­блему, и не видно приемлемых путей их исхода. Особенно это касается отходов АЭС и ядер­ных военных производств и в первую очередь тех из них, кото­рые относят к категории особо опасных (высокоактивных). По некоторым сведениям, их накопилось в мире более 1200 тонн и объем ежегодно увеличивается. Разработан метод захоронения особо опасных радиоактивных отходов в подземные емкости различ­ных геологических формаций (массивы каменной соли, скаль­ных грунтов и др.) на глубину не менее 600 м. Однако он не является экологически безопасным, и ученые ищут другие, более надежные способы.

Особое место в охране литосферы занимает утилизация опасных диоксинсодержащих отходов. Запрещено ис­пользование нескольких десятков диоксинсодержащих веществ, а также низкотемпературное сжигание мусора. Для этого меняются тех­нологии, например, производства бумаги, внедряется повсеме­стный строжайший контроль за содержанием диоксинов в про­мышленной продукции, отходах и продуктах.

37 Окружающая природная среда (ОПС) - это вся земная природа, окружающая человека, где естественные факторы функционируют в органическом единстве с продуктами человеческого труда.
Загрязнители (загрязняющие вещества - ЗВ, поллютанты, токсичные, опасные или вредные вещества) - это неутилизированные материальные и энергетические отходы производства, а также естественные компоненты, нехарактерные для данной среды, оказывающие нежелательное действие на человека и ценные для него ресурсы живой (биотической) и неживой (абиотической) природы. К основным ЗВ обычно относят: взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, диоксид углерода, углеводороды и др.

В принципе загрязнение может происходить и за счет естественных источников в результате природных процессов которым относятся наводнения, землетрясения, сильный ветер, оползни, снежные лавины и засуха.

Однако основные проблемы загрязнения связаны с деятельностью человека, т.е. обусловлены искусственно созданными источниками, которые делятся на стационарные (предприятия промышленности, сельского хозяйства и т.п.) и передвижные (транспорт). Выбросы от этих источников поступают в природную среду в виде газообразных, жидких или твердых веществ. Это так называемые первичные загрязнители. В процессе выбросов эти вещества взаимодействуют между собой, а также с элементами природы и зачастую образуют новые вещества (синергетический эффект), являющиеся вторичными загрязнителями.

Под антропогенным воздействием на природную среду понимают прямое или опосредованное влияние человеческого общества на природу, приводящее к точечным, локальным или глобальным ее изменениям.

Сущность антропогенного воздействия на биосферу заключается в потреблении человечеством в процессе жизнедеятельности в целях выживания первичной биологической продукции. Последствия антропогенного воздействия могут быть интерпретированы как образование отходов – первичны х (непосредственных «остатков» неиспользованного продукта биосферы, в т.ч. нарушенных) и вторичных (загрязнений различного вида). К вторичным отходам относятся синтезированные человекам, но чуждые природным экосистемам вещества.

Антропогенное воздействие характеризуется понятием «антропогенная нагрузка». Это величина прямого или опосредованного антропогенного воздействия на природную среду в целом или на ее отдельные компоненты. По расчетам специалистов, антропогенная нагрузка на природную среду удваивается каждые 10 – 15 лет.

Загрязнение природной среды – это поступление в природную среду веществ (твердых, жидких, газообразных), биологических агентов, различных видов энергии в количествах и концентрациях, превышающих естественный для живых организмов уровень.

Существует несколько подходов к классификации загрязнений.

1. По происхождению различают природное и антропогенное загрязнение.

Природное загрязнение – это загрязнение окружающей среды, возникающее без участия человека или как результат его отдаленного косвенного влияния на природу. Основные источники природного загрязнения – стихийные, катастрофические природные процессы: сели, извержения вулканов, наводнения, пожары и т.п.

Антропогенное загрязнение – любое загрязнение, вызванное деятельностью человека.

2. По объектам загрязнения различают: загрязнение вод, атмосферы, почвы, ландшафта.

3. По продолжительности и масштабу распространения различают загрязнение временное и постоянное; локальное, региональное, трансграничное и глобальное.

4. По источникам и видам загрязнителей различают следующие виды загрязнения: физическое, химическое, биологическое, биотическое, механическое.

Физическое загрязнение – загрязнение, проявляющееся в отклонениях от нормы ее температурно-энергетических, волновых, радиационных и других физических свойств. Этот вид загрязнения может быть представлен различными формами:

· тепловое (термальное) загрязнение характеризуется периодическим или длительным повышением температуры среды выше естественного уровня; характерно для воздушной и водной сред (в результате выбросов/сбросов нагретых газов и отработанных вод);

· световое загрязнение связано с периодическим или продолжительным превышением уровня естественной освещенности местности за счет использования источников искусственного освещения; характерно для индустриальных центров, больших городов, агломераций; эта форма загрязнения самостоятельно или в сочетании с другими формами загрязнения способна приводить к аномалиям в развитии живых организмов, стать причиной их миграции;

· шумовое загрязнение характеризуется превышением уровня естественного шумового фона; основной его источник – технические устройства, транспорт и т.п.; особенно характерно для городов, окрестностей аэродромов, промышленных объектов; приводит к утомляемости человека, стрессовых состояниям, развитого нервно-психических заболеваний, при достижении уровня шума 90 дБ возможна потеря слуха; даже относительно невысокое, но продолжительное шумовое загрязнение природных экосистем ведет к их изменению (переселение отдельных видов, нарушению процессов воспроизводства и т.п.);

· радиоактивное загрязнение связано с превышением естественного радиационного фона и уровня содержания в природной среде радиоактивных элементов и веществ (одновременно мотает рассматриваться и как химическое загрязнение); основными источниками являются ядерные установки, испытания, аварии, искусственные трансурановые элементы, продукты деления ядер радиоактивных изотопов и т.п.; относится к числу особо опасных загрязнений для человека, животных и растений вследствие негативного влияния повышенных доз радиации на генетический аппарат и биологические структуры организмов;

· электромагнитное – форма физического загрязнения окружающей среды, связанная с нарушением ее электромагнитных свойств; основные источники – линии электропередачи (ЛЭП), теле- и радиоустановки и пр.; относится к особо опасным загрязнениям, поскольку способно индуцировать нарушения в тонких биологических структурах живых организмов, кроме того, приводит к геофизическим аномалиям.

Химическоезагрязнение – загрязнение окружающей среды, формирующееся в результате изменения ее естественных химических свойств или при поступлении в среду химических веществ, не свойственных ей, а также в концентрациях, превышающих фоновые (естественные); по определению ООН, химическими загрязнителями считаются все вещества и соединения, обнаруживаемые в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве; основными источниками загрязнения являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство.

Среди химических веществ особое место занимают вещества 1-го класса опасности, чрезвычайно опасные или высокотоксичные, для которых установлены минимальные значения присутствия в окружающей среде, поскольку сам факт наличия этих веществ, обладающих способностью накапливаться в живом организме, требует особого внимания. К ним относятся бериллий, ванадий, кобальт, никель, цинк, хром, свинец, ртуть и некоторые другие тяжелые металлы, металлоорганические соединения, нефтеотходы, цианистые соединения, пестициды, радиоактивные элементы.

К числу высокоопасных веществ, синтезированных человеком, относятся диоксины, которые обладают мощным мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием. Диоксины обладают также способностью к биоаккумуляции, а вызываемые ими различные отклонения в развитии человека могут передаваться по наследству.

Биологическое загрязнение – это привнесение в экосистемы нехарактерных для них видов живых организмов, негативно влияющих на здоровье человека и его хозяйственную деятельность. Этот вид загрязнения возникает в результате случайного естественного заноса чуждых для данной территории организмов, однако он чаще связан с деятельностью людей (в результате механического привнесения чуждых видов и создания биотехнологических продуктов). Биологическому загрязнению способствует изменение естественных условий мест обитания в результате физических, химических воздействий.

Особо опасным считается биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней человека и животных, а также вредителями и конкурентами сельскохозяйственных растений.

Форма биологического загрязнения – микробиоло гическое загрязнение связано с массовым размножением микроорганизмов на антропогенных или измененных человеком природных субстратах; особо опасны микроорганизмы, патогенные для человека, животных и растений, которые связаны с человеком по пищевым цепям (микробное загрязнение).

Биотическое загрязнение – это нежелательное с точки зрения человека превышение в среде (почве, воде, воздухе) содержания определенных видов биогенов 4 или появление новых для данной территории их видов. Основными источниками данного вида загрязнения являются смыв в водоемы минеральных и органических удобрений, накопление в среде нечистот, выделений, отмерших организмов, поступление искусственно синтезированных органических веществ.

Механическое загрязнение – это загрязнение окружающей среды относительно инертными в физико-химическом отношении бытовыми и производственными отходами (строительный и бытовой мусор, упаковочные материала и т.п.). В наибольшей степени этому виду загрязнения подвергаются почвы и водные объекты.

Засорение среды – одна из форм механического загрязнения, существенно ухудшающего эстетические и рекреационные качества среды. К данному виду загрязнения относится, например, засорение околокосмического пространства. По современным данным в ближнем космосе находится около 3000 т космического мусора.

Дата добавления: 2015-08-31