Лекция 7 - Взаимоблокировка процессов

Определение класса опасности отходов по величине ПДК в почве

Индекс опасности К_i, рассчитывается по формуле

К_i = (1),

где ПДК_i - предельно допустимая концентрация в почве данного химического вещества, содержащегося в смеси;

S_i - безразмерный коэффициент, характеризующий растворимость данного вещества в воде (растворимость химического вещества в воде в г/100 г воды делят на 100);

Св – содержание данного компонента в общей массе отходов, кг/кг (в долях единицы <1);

i - порядковый номер данного компонента.

Значение К_i округляют до первого знака после запятой. Рассчитав K_i для отдельных компонентов смеси, выбирают от 1 до 3 ведущих компонентов, имеющих минимальное значение К_i.

Суммарный индекс токсичности (опасности) Ki определяют по формуле:

(2),

(где п<3), после чего устанавливают класс опасности с помощью таблицы 1.

Таблица 1

Классификация опасности химических веществ в смеси

Раcчетная величина Ki по ПДК в почве	Расчетная величина Ki по ЛД50	Количество баллов, Аi*,	Класс опасности	Степень опасности
<2	<1,2		I	Чрезвычайно опасные
2-16	1,2-2,2		II	Высокоопасные
16.1-30	2,3-10		III	Умеренно опасные
>30	>10		IV	Малоопасные
"_"			V	Нетоксичные

Ai* - категория относительной опасности отходов в зависимости от класса их токсичности.

1.2 Определение класса опасности отходов по величине ЛД₅₀

При отсутствии данных о ПДК компонентов в почве расчет индекса К_i ведут по формуле (3) для каждого компонента смеси, используя величину ЛД₅₀:

K_i = (3),

где ЛД_5о - среднесмертельная доза данного компонента для различных теплокровных животных (при наличии в справочнике нескольких величин ЛД₅₀ выбирают наименьшую);

F - летучесть данного компонента (для нахождения F по справочнику определяют давление насыщенного пара компонента и, разделив эту величину на 101,3 кПа, получают безразмерную величину F).

Рассчитав К_i для отдельных компонентов смеси, выбирают несколько (не более трех) ведущих компонентов, имеющих наименьшее значение К_i,. Затем проводят расчет суммарного индекса опасности К_∑ для смеси из двух или трех компонентов по формуле (2), после чего определяют класс опасности смеси по таблице 1.

Защита литосферы от промышленных и бытовых отходов. 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.

Твердые бытовые отходы (ТБО) 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.

Основная литература: 2[339-353], 3[180 – 181], 4[378 – 385], 5[485 – 529]

Дополнительная литература: 1 [89-91, 200-235], 3[166 – 168]

Контрольные вопросы:

1.На какие виды классифицируются отходы производства и потребления?

2.Приведите примеры переработки промышленных отходов.

3.В чем заключается проблема утилизации твердых бытовых отходов?

4.Какие отходы представляют наибольшую экологическую опасность для чело­века и биотических сообществ?

5.Существует ли опасность перемещения в Казахстан токсичных отходов из других стран?

Дата добавления: 2014-01-20