Как видно из приведёных примеров масштабы загрязнения окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём

Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города.

С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи, возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора.

Около 90 % отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро заполняются, и страх перед загрязнениями подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид мониторинга, следящего за перемещением метана, так как если не проконтролировать его образование, он может взорваться.

Даже простое захоронение отходов является дорогостоящим мероприятием. С 1980 по 1987 гг. стоимость захоронения отходов в США возросла с 20 до 90 долларов за 1 т. Тенденция к удорожанию сохраняется и сегодня.

В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому — сжиганию.

Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора стали использовать для получения электрической энергии, но не везде эти проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.

Наиболее перспективным способом решения проблемы является переработка городских отходов. Получили развитие следующие основные направления в переработке: органическая масса используется для получения удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в переработке является сортировка мусора и разработка технологических процессов переработки.

Экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что переработка, по сравнению с захоронением и сжиганием, — наиболее эффективный способ решения проблемы отходов, так как требует меньше правительственных субсидий. Кроме того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти.

Литосфера и ее строение. Основные виды отходов, их краткая характеристика, принципы классификации отходов. Методы переработки, утилизации и обезвреживания отходов.

Литосфера и ее строение. Литосфера (от лат. «лито» - и «сфера») – вне­шняя верхняя оболочка планеты Земля – «земная кора», часть верхней мантии Земли. Толщина ее со­ставляет от 50 до 75 км. На планете суша занимает 29,2% поверхности.

С углублением в землю на каждые 100 м темпе­ратура повышается в среднем на 3°С. Изучена Зем­ля на глубине до 20 км.

Основная причина загрязнения биосферы – это ресурсоемкие и загрязняющие технологии переработки и использования сырья, которые приводят к огромному накоплению отходов и к необ­ходимости их утилизации.

Основные виды отходов, их краткая характеристика, принципы классификации отходов.

Отходы – это продукты, которые образуются в процессе преоб­разования вещества и энергии при производственной и бытовой деятельности людей, но не являются ее целью и не обладают полноценными потребительскими свойствами.

На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено око­ло 80 млрд т твердых отходов, причем токсично из них более 1,4 млрд т. Только под свалки и полигоны твердых бытовых отходов ежегодно официально отводится около 10 тыс. га земель. Сконцентрированные в отвалах, хвостохранилищах, терриконах, несанкционированных свалках отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхност­ных вод, почв и растительности.

Все отходы подразделяют: на отходы потребления (или бытовые); отходы производства (или промышленные отходы).

Отходы потребления – это бывшая в употреблении продукция или сопутствующие ей изделия, непригод­ные для дальнейшего использования по прямому назна­чению и списанные в установленном порядке машины, бытовые изделия, инструменты.

С точки зрения возможности использования разли­чают утилизируемые и неутилизируемые отходы. Для утилизации отходов в мире существуют технологии переработки и вовлечения в хозяйственный оборот.

Промышленные отходы являются химически не­однородными, сложными многокомпонентными смеся­ми веществ, обладающих различными физико-хими­ческими свойствами, что определяет степень опасности их воздействия на окружающую среду, биосферу в це­лом и организм человека в частности. Отходы могут представлять химическую, биологическую, токсичес­кую, коррозионную, огне- и взрывоопасность.

Существует несколько классификаций отходов (по химической природе, технологическим признакам об­разования, возможности переработки и использова­ния), но с точки зрения воздействия на окружающую среду отходы классифицируются по опасности.

В нашей стране отходы классифицируются по че­тырем классам опасности: 1 класс – чрезвычайно опасные; 2 класс – высокоопасные; 3 класс – умеренноопасные; 4 класс – малоопасные.

Принадлежность к той или иной группе определяет­ся расчетным путем, если известны гигиенические па­раметры вещества, или экспериментальным путем.

Бытовые отходы (отходы потребления) могут находиться как в твердом, так и в жидком, а реже – в газообразном состоянии.

или отходы потребления – остатки, которые выбрасывают из домов, учреждений, офисов и обычно называют мусором (пищевые отбросы, пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.).Ихколичество ежегодно растет из-за роста народонаселения и улучшения качества жизни людей (например, упаковки для товаров, в т. ч. из полимерных материалов, алюминиевых банок и т. д.).

Морфологический состав городских ТБО следующий: бумага - 41%, пищевые отходы - 21%, стекло - 12%, железо и его сплавы - 10%, пластмасса - 5%, древесина - 5% и т. д. При этом растет содержание пластмасс. К 2015 г. Прогнозируют рост их относительной величины до 8-10%. Сама же масса ТБО имеет тенденцию к увеличению (до 0,75-0,9% ежегодно), причем половина массы ТБО приходится на города с населением 1 млн жителей и более.

Жидкие – представлены в основном хозяйственно-бытовыми сточными водами, газообразные – выбросами различных газов.

Отходы производства – это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства.

Они бывают:

‒ твердыми (отходы металлов, пластмасс, древесина и т. д.);

‒ жидкими (производственные сточные воды, отработанные ор­ганические растворители и т. д.);

‒ газообразными (выбросы промышленных печей, автотранспорта и т. д.).

Как правило, отходы из-за недостатка полигонов захоронения в основном вывозятся на несанкционированные свалки. Обез­вреживается и утилизируется только 1/5 их часть.

Наибольшее количество промышленных отходов образуют угольная промышленность, предприятия черной и цветной ме­таллургии, тепловые электростанции, промышленность строи­тельных материалов.

Под опасными отходами понимают отходы, содержащие в своем
составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств – (токсичностью, взрывчатостью, инфекционностью, пожароопасностью и т. д.) и присутствуют в количестве, опасном для здоровья людей и окружающей природной среды. В нашей стране к опасным отходам относят около 10% от всей массы твердых отходов (металлические и гальванические шламы, от­ходы стекловолокна, асбестовые отходы и пыль; остатки от пе­реработки кислых смол, дегтя и гудронов; отработанные ра­диотехнические изделия и т. д.).

Класс токсичности отходов определяют согласно «Классифи­катору токсичных промышленных отходов». Наиболь­шую угрозу для человека и всей биоты представляют опасные отходы, содержащие химические вещества I и II классов токсич­ности (в их составе присутствуют радиоактивные изотопы, ди­оксины, пестициды, бенз(а)пирен и некоторые другие вещества). Существенное значение имеет и потенциальная опасность пе­ремещения в страну опасных промышленных отходов из стран Западной Европы; США, Японии и других стран. С 1995 г. был запрещен импорт в нашу страну опасных отходов с целью захоронения или обезвреживания, что позволило предотвра­тить экологическую угрозу.

Методы переработки, утилизации и обезвреживания отходов. На урбанизированных тер­риториях размещение отходов стоит на первом месте по своей значимости среди экологических проблем.

Методы переработки твердых бытовых отходов (ТБО):

‒ строительство полигонов для захоронения и частичной их пе­реработки;

‒ сжигание отходов на мусоросжигающих заводах;

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

‒ предварительная сортировка, утилизация и реутилизация цен­ных компонентов;

‒ пиролиз (высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха ТБО при t = 1700°С.

Сегодня наиболее приемлемым методом является строительст-
во 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 загружение с помощью бульдозеров, для чего устраивают пологий внешний откос.

При определенных условиях (инертности, слабой токсичности) совместно с твердыми бытовыми отходами 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.

Полученный при компостировании пищевых отходов с аэроб­ным окислением органического вещества компост используют в сельском хозяйстве, а некомпостируемые бытовые отходы поступают в специальные печи, где термически разлагаются и превращаются в разные ценные продукты, например в смолу.

При сжигании ТБО на мусоросжигающих заводах спекание отходов происходит при t = 800 – 850°С. При этом отсутствует вторая стадия газовой очистки и в золе отработанных отходов отмечается повышенная кон­центрация диоксинов (0,9 мкг/кг и более). С каждого кубометра сжигаемых отходов в атмосферу выбрасывается 3 кг ингреди­ентов (пыль, сажа, газы) и остается 23 кг золы.

На зарубежных мусоросжигающих заводах производится предварительная сортировка твердых отходов, что на порядок сни­жает содержание вредных веществ в газах и шлаках, режим сжигания – при t = 900-1000°С; предусмотрена также двухстадийная очистка отходящих газов, в составе которых регламен­тируется очистка более десяти вредных компонентов, включая дибензодиоксины и дибензофураны (на отечественных заво­дах – четыре компонента).

На заводах по пиролизу ТБО при t = 1700°С практически утилизируются все материальные и энергетические компоненты, что резко снижает загрязнение окружающей среды. Однако технологический процесс очень трудоемкий; по существу, завод по пиролизу – это доменная печь.

Складирование и захоронение отходов на свалках, полигонах, поверхностных хранилищах. Основная масса твердых бытовых отходов (ТБО) из-за нехватки полигонов вывозится в пригородные зоны и выбрасывается на свалки, где отходы разлагаются, часто загораются и отравляют воздух токсичными веществами, а дождевые и талые воды, просачиваясь через толщу горных пород, загрязняют грунтовые воды.

Основным направлением ликвидации и переработки твер­дых промышленных отходов (ТПО) является захоронение их на полигонах, сжигание, в частности, методом пиролиза, и скла­дирование в поверхностных хранилищах (шламонакопители, хвостохранилища и др.).

Место для размещения каждого вида отходов осу­ществляется на основе специальных исследований и только при наличии положительного заключения государственной эколо­гической экспертизы. Приему на полигон не подлежат отходы, для которых разработаны эффективные методы извлечения ме­таллов и других ценных веществ, а также токсичные отходы. Токсичные твердые промышленные отходы обезвреживают на специальных полигонах и сооружениях. Для предотвращения загрязнения почв и подземных вод отходы подвергают отвер­ждению цементом, жидким стеклом, битумом, обработке по­лимерными вяжущими средствами и т.д.

В стратегическом плане, по мнению ученых, проблема от­ходов должна решаться на месте их образования путем внедре­ния ресурсовозобновляющих технологий (РВТ), обеспечивающих минимизацию промышленных выбросов и выхода отходов. Другое важ­нейшее направление – в ликвидации и переработке ТПО – ре­циркуляция отходов. Практически все виды ТПО являются цен­ным сырьем и могут быть повторно использованы в различ­ных целях.

Одна из самых острых экологических проблем – обезвре­живание и захоронение радиоактивных и диоксинсодержащих отходов. Практически все существующие способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов (РАО) не решают про­блему кардинально. Особенно это касается утилизации и захо­ронения радиоактивных отходов АЭС и ядерных военных про­изводств и в первую очередь тех из них, которые относят к категории особо опасных (высокоактивных). Активная борьба ведется с не менее опасными диоксинсодержащими отходами.

В соответствии с Экологическим кодексом РК (2007 г.) создан Государственный кадастр отходов производства и потребления (далее - Государственный кадастр отходов), который представляет собой систематизированный, на основе геоинформационных систем, периодически пополняемый и уточняемый свод унифицированных сведений по каждому объекту размещения отходов (с указанием их пространственного положения), а также видов отходов, их происхождения и физико-химических свойств (с учетом опасности для населения и окружающей среды), компонентного состава, количественных и качественных показателей, технических, гидрогеологических и экологических условий хранения, захоронения и сброса, технологий их использования и обезвреживания.

А также создан Государственный кадастр захоронений вредных веществ, радиоактивных отходов и сброса сточных вод в недра, содержащий сведения, характеризующие тип и вид захороненных веществ и сброшенных вод с указанием их количественных и качественных показателей, горнотехнических, специальных инженерно-геологических, гидрогеологических и экологических условий захоронения и сброса.

В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности" все промышленные отходы подразделяются на пять классов опасности:

I класс - чрезвычайно опасные;

II класс -высокоопасные;

III класс - умеренно опасные;

IV класс - малоопасные;

V класс - нетоксичные.

Отнесение отходов к определенному классу опасности можно проводить расчетным методом с использованием оценки класса опасности смеси сложного состава по ведущим компонентам смеси.

В качестве критериев вредного воздействия токсичных веществ принято использовать:

ПДК химических веществ в почве (ПДК_п);

ЛД₅₀ - среднесмертельная доза компонента; концентрация компонентов в общей массе отходов; растворимость веществ в воде; летучесть.

Дата добавления: 2014-01-20