Проблемы утилизация отходов в современном мире. Пути и методы решения

Все мы знаем, что человек, окружающая природная среда и ее загрязнение– по нятия тесно связанные и переплетающиеся между собой. Вывоз мусора на сегодняшний день одна из самых острых проблем в мире. Неконтролируемое накопление отходов в природе влечет за собой глобальную и техногенную катастрофу. Этой теме посвящены сотни статей, книг, передач и дискуссий – казалось бы, что нового можно привнести и извлечь из этой темы? Утилизация отходов, или иначе выброс мусора – то, с чем мы сталкиваемся каждый день. В выбросе и утилизации мусора мы не видим глобальную проблему, хотя бы потому, что не задумываемся о ее масштабности. Так все же давайте попробуем ответить на вопрос – утилизация отходов: проблема настоящего или будущего? В результате фактора человеческой деятельности ежегодно образуются миллионы тонн различных отходов, в том числе и бытовых. Именно проблеме утилизации отходов и методам решения этой проблемы я бы хотела посвятить статью. Многие ученые задают себе вопрос: оправдан ли научнотехнический прогресс? И стоит ли он этого ценою нашего благополучия? Ведь, улучшая условия нашей жизни, он неминуемо ведет к катастрофе природной среды. Все увеличивающееся антропогенное воздействие в итоге может привести к исчезновению человечества как биологического вида. И одной из причин этого является мусор и нерациональные способы его утилизации или же, в свою очередь, их отсутствие. Гораздо важнее по отношению к отходам это не как сделать их незаметными для глаза, а как научиться правильно их утилизировать и возвращать их в цикл производства, тем самым заменяя природные ресурсы. Безусловно, мы не сможем фактически отказаться от утилизации отходов но мы вправе внести изменения и корректировки. Уже ни для кого не секрет, что сегодня основной экологической проблемой любого развитого государства является именно избавление от мусора. Возможно, совсем скоро основной сферой в экономике стран станет тема переработки мусора. С ростом населения планеты проблема переработки мусора выходит на первый план. Даже развитые страны пока так и не могут найти идеального решения этой проблемы. Начиная с конца XIX века, человечество поняло, что вывоз и утилизация мусора являются крайне важными задачами, поскольку именно тогда люди начали задумываться о перспективах городов с «мусорной» точки зрения. В это же самое время начали предприниматься первые попытки получения энергии от переработки мусора. Благодаря этому в городе Ноттингеме в 1874 году на свет появилась первая паровая машина, использующая в качестве топлива горючие бытовые отходы. Однако это был всего лишь самый первый шажок человечества на пути к решению проблемы утилизации отходов. А окончательно и весьма бесповоротно этот вопрос встал в середине прошлого столетия, когда крупным городам начал угрожать дефицит свалок.

Проблема встала настолько остро, что в 1965 году в США был принят первый в мире закон по утилизации ТБО. Быть может, введение законов по утилизации отходов то самое, чего нам так не хватает? Хотя кто даст гарантию, что законодательный запрет поставит этот вопрос в какие-то рамки, а если и поставит – надолго ли? Если же рассматривать утилизацию отходов на примере нашей страны – к счастью, у нас эта проблема не стоит на первом месте. Многие казахстанские компании занимаются утилизацией отходов, например, такие ТОО, как «МВ Арна», «Adem Ecology», «Alfainc Corporation», «Промтехноресурс», «Ecodom ИП». Спектр услуг этих компаний достаточно широк: утилизация опасных отходов всех категорий, непригодных к реализации пищевых продуктов, косметической продукции, нефтешлама, уничтожение медицинских отходов, раздельный сбор отходов, утилизация оргтехники, аккумуляторов, автомобилей, расходных материалов и т.д. Единственный в Казахстане завод по переработке мусора, расположенный в Алматы, открылся в 2007 году. К сожалению, сейчас он прекратил свою деятельность, но за годы своего существования он внес большой вклад в переработку и утилизацию отходов. В сутки на завод привозили до полутора тонн мусора. Из бытовых отходов, таких, как пластиковые бутылки, бумага, картон, резина, производили вторичное сырье – упаковочную ленту, трубы, синтепон. Ежегодно на специальный полигон в Алматинской области вывозится около 450 000 тонн отходов. В некоторых местах образуются стихийные свалки, которые очень часто загораются. Кроме того, в результате гниения отходов образуются различные ядовитые вещества – метан, этилен, фосфид. Они проникают глубоко в землю, отравляя почву и подземные воды. Мы все же будем надеяться, что ситуация, связанная с денежным кризисом на заводе, стабилизируется, и он вновь продолжит свою работу. С недавнего времени, начиная с 2012 года, в Алматы начали разрабатываться пилотные проекты по переработке твердых бытовых отходов, которые станут очередной и самой первой масштабной попыткой решить проблему с мусором. Первым в очереди оказался Актау. Пилотный проект по управлению отходами уже начал реализовываться акиматом Мангистауской области совместно с Европейским банком реконструкции и развития в Актау. Здесь идет подготовка к строительству – будет построен завод по переработке мусора в биогаз и «зеленое» электрическое топливо. В общей сложности, в нашей стране накоплено 96 млн. тонн твердых бытовых отходов. Ежегодно в Республике образуется порядка 5 млн. т твердых бытовых отходов и порядка 700 млн. т промышленных. Из них токсичных около 300 млн. т. Порядка 20% мусора уничтожается, а остальной объем размещается на полигонах. Рост этих цифр будет продолжать неумолимо расти, если не принять соответствующих мер. Полагаем подробно остановиться на альтернативном варианте решения проблемы на примере раздельного сбора отходов. Раздельный сбор отходов получил огромную популярность в странах Европы и начинающий набирать обороты в странах СНГ. Он представляет собой действия по сортировке и сбору мусора в зависимости от его происхождения.

Разделение мусора делается для того, чтобы избежать смешения разных типов мусора и загрязнения окружающей среды. Этот процесс позволяет дать отходам «вторую жизнь», в основном, благодаря его вторичному использованию и переработке. Разделение мусора помогает предотвратить разложение мусора, его гниение и горение на свалках. Следовательно, уменьшается вредное воздействие на окружающую среду. Цвета контейнеров для разделения мусора в странах Европы униформизированы и представлены следующим образом: зеленый цвет – для стекла, синий – газеты, журналы (т.е. вся печатная типография), желтый – картон, пустые пластиковые бутылки, черный – органические остатки, пищевые отходы (компост), коричневый и красный – не перерабатываемые отходы и, наконец, оранжевый – пластиковые бутылки, пластилиновые упаковки. Исходя из примера Европейских стран, хотелось бы поговорить о нововведении этой тенденции в нашей стране. Предпосылки создания такого проекта ранее наблюдались в 2012 году, по словам агента Республики Казахстан по делам строительства и ЖКХ, идет разговор о разработке 10-12-летней программы по утилизации отходов. По предварительным оценкам чиновников, инвестиционные потребности только по 40 городам страны составят примерно 225 млрд. тенге. Таким образом, мы может сказать, что введение данного проекта потребует выделения финансов порядка 500 млрд. тенге. Однако экологи скептически относятся к заявлениям чиновников. Разработанные и утвержденные госпрограммы, и проекты, к сожалению, пока остаются на уровне документов. Наше государство пока не готово выделить такие колоссальные суммы, поскольку мы не можем знать наверняка, оправдает ли себя этот проект?

Но этот весьма перспективный проект имеет шансы на свое существование. Исследования показали, что последовательная схема переработки смешанного мусора позволяет сократить объемы отходов в 8 раз при затратах около $7,5 на 1 кубометр поступивших отходов. В то время как переработка уже рассортированного мусора сокращает его объем в 25 раз при минимальных вложениях около $2 на 1 кубометр отходов в год. Таким образом, перерабатывать раздельно собранные отходы, даже с учетом затрат на организацию раздельного сбора, примерно в 3 раза эффективнее и в 4 раза дешевле, чем смешанный мусор. Дадим определение понятию: «Отходы – это вещества (или смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий или после бытового использования продукции». Их условно принято разделять на 3 группы: бытовые, промышленные и строительные отходы. Бытовые отходы представляют собой твердые отходы, образованные в результате бытовой деятельности человека. Зачастую к бытовым отходам мы относимся несерьезно. Ввиду устоявшегося мнения мы больше воспринимаем и боимся промышленных отходов, загрязнений химического типа.

Свинец, ртуть и другие вещества, наполненные токсинами, выходят на волю, стоит только выкинуть батарейки, лампу и другие вещи. Оставленные на произвол, такие вредные вещества не находятся в изоляции, а вступают в химические реакции. Со стороны это напоминает некую химическую лабораторию, которую природа проворачивает за нашей спиной. Растворители, строительные материалы, дерево, обработанное особым химическим составом, моющие средства и многое другое – если не утилизировать такие вещи надлежащим образом, все это раскладывается и оказывается в почве, в грунтовых водах, а вместе с этим в родниках. Растения, выращенные на земле, отравленной производством, способны причинить вред не только животным, но и человеку. Строительные отходы представляют собой отходы, полученные в результате проведения строительных работ и сооружений. К ним можно отнести отходы, содержащие асбест, загрязнённая нефтепродуктами почва, остатки краски, лаков, клея и смол. Обращение с отходами строительного типа требует специальной техники, методик утилизации отходов и серьезных трудозатрат. Единственный способ утилизации строительных отходов это их переработка. Предприятия для этих целей прибегают к услугам профессиональных компаний по утилизации отходов, имеющих навыки обращения с отходами. Но даже если у компании есть собственные ресурсы на вывоз строительных отходов, следует учесть, что некоторый тип строительных отходов нуждается в специальной утилизации, методах сбора и квалификации рабочих. Поэтому вывоз строительных отходов и иная утилизация отходов собственными силами будет сложным процессом, требующим подготовки. К промышленным отходам относятся продукты, материалы, изделия и вещества, образующиеся в результате производственной деятельности человека, оказывающие негативное влияние на окружающую среду, вторичное использование которых на данном предприятии нерентабельно. Часто большое количество отходов является показателем несовершенства конкретной технологии производства. Условно промышленные отходы подразделяют на инертные и токсичные. Инертные промышленные отходы, в основном, утилизируются на полигонах ТБО. К ним относятся: отходы древесины, отходы золы и шлака, абразивные материалы, отходы пластмасс, текстильные отходы и прочее. К токсичным промышленным отходам относятся физиологически активные вещества, образующиеся в процессе технологического производственного цикла и обладающие выраженным токсическим действием на теплокровных животных, а также на человека.

Все отходы делятся по классу опасности.

1. Класс опасности чрезвычайно опасные. Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС (окружающую природную среду) – очень высокая. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует.
2. Класс опасности высоко опасные. Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС высокая. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия.
3. Класс опасности умеренно опасные. Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС средняя. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10лет после снижения вредного воздействия oт существующего источника.
4. Класс опасности – малоопасные. Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС – низкая. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее 3х лет.
5. Класс опасности практически неопасные. Степень вредного воздействия опасных отходов на ОПС – очень низкая. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОПС экологическая система практически не нарушена. Наиболее опасные отходы содержат соединения бериллия, кадмия, ванадия, кобальта, никеля, хрома, свинца, ртути, металлоорганические соединения.

Так как же на сегодняшний день в мире решают проблемы утилизации отходов, и какие же способы являются наиболее продуктивными?

В мировой практике известно более 20 способов обезвреживания и утилизации твёрдых бытовых отходов (см. на Рис. 1) с получением энергии. По типу применяемых технологий существует два основных метода утилизации и переработки бытовых твердых отходов: Механико-биологические методы заключаются в компостировании отходов после осуществления их предварительной сортировки. Сортировку отходов выполняет, преимущественно, население, подразделяя их на металл, стекло, бумагу и т.д. Затем непосредственно на предприятиях переработки выполняется уже механическая сортировка, далее для экологической безопасности их захоронения отходы сушат и уплотняют. Термические методы подразумевают сжигание, пиролиз, газификацию отходов или комбинированные термические методы. Сжиганию подвергаются преимущественно бумажно-полимерные компоненты, помещаемые в топки с кипящим слоем или в установки колосниковыми решётками.

Рис. 1

В настоящее время основными способами обращения с твердыми бытовыми отходами являются их термическое уничтожение (сжигание), захоронение на специальных полигонах, компостирование (получение удобрений) и переработка. Самым оптимальным способом утилизации твердых бытовых отходов на сегодня является сжигание мусора, причем популярностью оно пользуется и в Европе. Твердые бытовые отходы прекрасный носитель источник вторичных материалов, а также мощный энергоноситель. По данным исследованиям фирм, занимающихся вывозом, при сжигании тонны ТБО можно получить энергию, эквивалентную 250 кг мазута. Возможно, в будущем этот факт не будет оставаться просто научным опытом на бумаге. К примеру, в Швейцарии работает 14 мусоросжигательных заводов, в одном только центре Парижа их два, а в Германии в ближайшие годы планируется построить 28 новых заводов и усовершенствовать шесть имеющихся. Не стоит забывать и Азию: в Пекине в настоящий момент действует 32 завода, причем, их количество будет только увеличиваться. Также хочется упомянуть в Европе весь мусор перед сжиганием перерабатывается. А это означает, что та часть мусора, которая предназначается для сжигания, не содержит вредных веществ, поэтому дым завода можно очистить до 99% от вредных для человека веществ. Среди этих способов сейчас одно из ведущих мест принадлежит захоронению. Как известно, подавляющая масса ТБО в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных в виде «мусорных полигонов». Однако это самый неэффективный способ борьбы с ТБО, так как мусорные свалки, занимающие огромные территории часто плодородных земель и характеризующиеся высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумага, полиэтилен, пластик, дерево, резина), часто горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод за счет дренажа свалок атмосферными осадками. Следовательно, присутствие твердо-бытовых отходов в открытых свалках крайне отрицательно влияет на окружающую среду и как следствие – на человека. Компостирование это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического прежде всего растительного происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а также неразделенного потока ТБО. На основании проделанного исследования и изучении всех существующих методов и способов борьбы с ТБО можно сказать о том, что рациональная утилизация ТБО заключается в их умелой переработке, возможности возвращать в цикл – именно на этом и должны основываться все последующие новые методы. И в завершении данной статьи хотелось бы в очередной раз подчеркнуть значимость рассмотренной темы, ее возможных методах и способах решения, наиболее соответствующие сегодняшним тенденциям развития. Выбор всегда остается только за нами: жить в гармонии с природой и научиться утилизировать отходы должным образом, возвращая их в цикл – или же навсегда застрять в этом конфликте и дать сбыться пророчеству Нильса Бора…

ЛИТЕРАТУРА

1. http://www.gintsvetmet.ru
2. http://www.ecoms.ru
3. Максимов И.Е. Состояние и перспективы использования экозащитных систем в решении проблем отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки аналитические обзоры. Новосибирск, 1995. Серия «Экология».
4. Багрянцев Г.И., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки аналитические обзоры. - Новосибирск, 1995. Серия «Экология».
5. Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М.: «Химия», 1990.
6. Бикбулатов И.Х., Шарипов А.К. Термическая обработка осадков сточных вод в изолированных иловых картах / Инженерная экология. 2001, №1, С. 16 – 21.
7. Бикбулатов И.Х., Шарипов А.К. Хранилище реактор для избыточного активного ила, сырых остатков и шламов // Инженерная экология. 2000, №5, С. 47 – 52.
8. Водоподготовка. Процессы и аппараты / Под ред. Мартыновой О.Н. – М.: Энергоатомиздат, 1989. 352 с.
9. Воловик А.В., Шелков Е.М., Долгоносова И.А. Переработка бытовых и промышленных отходов в высокотемпературной шахтной печи // Экология и промышленность России. – 2001, № 10, с. 9 – 12.
10. Гаев А.Я., Герценштейн Ф.Э., Шагивалеева Р.Г. Радикальный путь решения проблемы иловых отвалов // Экология и безопасность населения Урала. Сборник статей. – Пермь. 1995.
11. Гриневич В.И., Иванова Н.В., Костров В.В. Экологические технологии: использование низкотемпературной плазмы для очистки отходящих газов // Инженерная экология. 2002, №2, С. 38 – 44.